(57)【要約】【課題】上位の監視装置と計測機器間の通信により上位の監視装置でデータの管理、運営を行なう監視システムにおいて、寿命となっても正常な計測機器の通信に影響を与えることなく、寿命前にネットワークの異常があった場合でも、自身の通信状態を監視し、かつ、周辺の通信状態を監視することができるようにする。【解決手段】計測機器１００の電源未投入時には監視装置とのネットワークを物理的に遮断し、自身の時計機能を使用して計測機器１００の導入時刻から寿命時刻を決定する。寿命時刻前に電源が投入した際には接続状態を維持し、寿命時刻を過ぎた際には物理的にネットワークから未接続とし、寿命時刻が過ぎていても自身の通信波形を確認し、中央演算部が正常と判断した際にはネットワークに接続し、寿命が近づいていることと寿命時刻を過ぎたことを上位の監視装置へ通知する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の計測機器と、該複数の計測機器の状態を監視する監視装置とをマルチドロップ方式のネットワークで接続し、前記上位の監視装置からの要求に対し夫々の計測機器が応答することで該夫々の計測機器の情報を収集する監視システムであって、
前記複数の計測機器内に自己の絶対寿命時刻を記録した絶対寿命時刻記録手段を夫々設けたことを特徴とする監視システム。
【請求項２】
請求項１記載の監視システムにおいて、
前記夫々の計測機器内の絶対寿命時刻手段に記録した絶対寿命時刻が到来した時に、当該計測機器の監視システムへの接続を確立しないように構成したことを特徴とする監視システム。
【請求項３】
請求項１記載の監視システムにおいて、
前記夫々の計測機器内部に時計機能と中央演算部とを備え、時計機能は時計の絶対時刻によって各計測機器の寿命時刻を設定し、時計機能を使用してネットワークの接続状態を制御するとともに、中央演算部でもネットワーク接続状態を制御することができるように構成し、各計測機器の電源電圧は中央演算部より時計機能の方が低電圧で動作するように構成したことを特徴とした監視システム。
【請求項４】
複数の計測機器と、該複数の計測機器の状態を監視する監視装置とをマルチドロップ方式のネットワークで接続し、前記上位の監視装置からの要求に対し夫々の計測機器が応答することで該夫々の計測機器の情報を収集する監視システムであって、前記複数の計測機器内に自己の絶対寿命時刻を記録した絶対寿命時刻記録手段を夫々設けている監視システムによって、所定のタイミングで計測機器の監視システムへの接続を確立して監視装置の稼働状態を監視する監視方法において、
前記夫々の計測機器内の絶対寿命時刻手段に記録した絶対寿命時刻が到来した時に、当該計測機器の監視システムへの接続を確立しないことを特徴とする監視方法。
【請求項５】
請求項４記載の監視方法において、
前記夫々の計測機器内の絶対寿命時刻手段に記録された寿命時刻前の時計機能はネットワークに常に接続状態を維持し、寿命時刻が到来した後は、時計機能は常にネットワーク未接続状態とするが中央演算部が通信状態を確認し、通信状態に問題なしと判断された場合には接続状態を維持するように制御し、製品が寿命を迎え、動作、停止をくり返しても通信状態が異常であると判断された場合には、当該計測機器をネットワークに対して未接続状態とするように構成したこと特徴とする監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上位の監視装置と下位の計測機器間の通信により上位の監視装置でデータの管理、運営を行なう監視システム及び監視方法に関する。特に、本発明は、計測機器内に絶対寿命時刻を記録しておき、当該絶対時刻を用いて、上位の監視装置と下位の計測機器間の通信により上位の監視装置でデータの管理、運営を行なう監視システム及び監視方法に関する。
【０００２】
本願明細書において、「寿命」とは機器が正常に動作する期間、例えば１０年という時間的長さを意味するものであり、「絶対寿命時刻」とは、機器が正常に動作する状態を終了する絶対時刻、例えば2023年3月14日0:00という絶対的時刻を意味するものである。ここで基準とする時刻は協定世界時（ＵＴＣ）に限るものではなく、一般的に通用している時刻を基準とするものでよい。
【背景技術】
【０００３】
監視システムは、計測機器を建屋の各計測箇所に設置してマルチドロップ方式にてネットワークを構築し、上位装置からの要求に対し計測機器が応答することでデータを収集している。計測機器は増設や寿命により交換することが可能である。マルチドロップ方式のネットワークであり、一部の計測機器が故障や異常が発生した際、すべての計測機器の通信に影響を与える。
【０００４】
このため、例えば、特許文献１には、計測機器の寿命を管理する手段として、標準時の現在時刻を取得する現在時刻取得部と、電気製品の寿命をあらかじめ記憶する記憶部と、前記現在時刻取得部が取得した標準時刻と前記寿命とを比較し、前記標準時刻が前記寿命を超えていると判断した場合、寿命到達信号を出力する制御部とを備え、電気製品が寿命に到達したときには、その動作を確実に制限するようにした寿命管理装置が提案されている。この寿命管理装置は、時計機能を使用して機器の稼働時間を記憶し、記憶した時間に応じて寿命到達を出力する技術である。
【０００５】
また、特許文献２には、通信制御によって、通信回線を介して送信される信号を一定時間、受信できなかったことに応じて、通信回線との接続を遮断するよう制御し、自己診断により当該ネットワーク装置の通信機能が正常であると診断した場合、遮断されている通信回線との接続を回復させるよう制御し、自己診断により通信機能が正常でないと診断した場合、通信回線との接続を遮断したままとするように制御する遠隔監視制御システムが提案されている。この遠隔監視制御システムは、ネットワーク異常が発生した際、一定時間をカウントし、ネットワークから遮断し、自己の通信状態を検出し異常がない場合は、ネットワークに再接続する技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１８５５４７
【特許文献２】特開２００９−１５９０８０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
監視システムで使用している計測機器は、寿命故障が発生した際、ネットワークの信号に影響を与えてしまい、正常な計測機器の通信に影響を与えてしまう。監視システムに使用する計測機器が寿命により故障した際、正常な計測機器の通信に影響を与えない事と寿命が近づいた事と寿命となった事を使用者へ通知することが必要となっていた。特許文献１では、電気製品の寿命を管理する寿命管理装置が標準時の現在時刻と製品の寿命の時刻を比較し、寿命時刻を超えていると判断した場合、寿命到達信号を出力することが出来るが、実際の寿命がきた際には、判断部が動作することができないため、判断処理を行う事が出来ないという問題がある。また、特許文献２では、ネットワークを一定時間毎に監視しているため、ネットワーク異常が発生した際、一定時間後ネットワークから機器を遮断し自身の通信波形を診断することができるが、寿命となった場合は判定ができず遮断することができない。また、機器起動後に一定の時間を待ってからの遮断するため、本来未接続状態にしなければならない際にはタイムラグが生じる。加えて、故意にネットワークを外した際、または上位の監視装置を故意的に停止した際、遮断、接続をくり返す処理となり、本来行わなければならない処理を行えない、という課題を有していた。
【０００８】
このような課題に鑑み、本発明は、寿命が近づいた際には上位装置にその内容を通知することができ、寿命となっても正常な計測機器の通信に影響を与えることなく、寿命前にネットワークの異常があった場合でも、自身の通信状態を監視し、かつ、周辺の通信状態を監視することができる監視システム及び監視方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記課題を解決するために、本発明の監視システムは、複数の計測機器と、該複数の計測機器の状態を監視する監視装置とをマルチドロップ方式のネットワークで接続し、前記上位の監視装置からの要求に対し夫々の計測機器が応答することで該夫々の計測機器の情報を収集する監視システムであって、
前記複数の計測機器内に自己の絶対寿命時刻を記録した絶対寿命時刻記録手段を夫々設けたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の監視システムは、前記夫々の計測機器内の絶対寿命時刻手段に記録した絶対寿命時刻が到来した時に、当該計測機器の監視システムへの接続を確立しないように構成したことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の監視システムは、前記夫々の計測機器内部に時計機能と中央演算部とを備え、時計機能は時計の絶対時刻によって各計測機器の寿命時刻を設定し、時計機能を使用してネットワークの接続状態を制御するとともに、中央演算部でもネットワーク接続状態を制御することができるように構成し、各計測機器の電源電圧は中央演算部より時計機能の方が低電圧で動作するように構成したことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の監視方法は、複数の計測機器と、該複数の計測機器の状態を監視する監視装置とをマルチドロップ方式のネットワークで接続し、前記上位の監視装置からの要求に対し夫々の計測機器が応答することで該夫々の計測機器の情報を収集する監視システムであって、前記複数の計測機器内に自己の絶対寿命時刻を記録した絶対寿命時刻記録手段を夫々設けている監視システムによって、所定のタイミングで計測機器の監視システムへの接続を確立して監視装置の稼働状態を監視する監視方法において、
前記夫々の計測機器内の絶対寿命時刻手段に記録した絶対寿命時刻が到来した時に、当該計測機器の監視システムへの接続を確立しないことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の監視方法は、前記夫々の計測機器内の絶対寿命時刻手段に記録された寿命時刻前の時計機能はネットワークに常に接続状態を維持し、寿命時刻が到来した後は、時計機能は常にネットワーク未接続状態とするが中央演算部が通信状態を確認し、通信状態に問題なしと判断された場合には接続状態を維持するように制御し、製品が寿命を迎え、動作、停止をくり返しても通信状態が異常であると判断された場合には、当該計測機器をネットワークに対して未接続状態とするように構成したこと特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、寿命が近づいた際には監視装置にその内容を通知することができ、寿命となっても正常な計測機器の通信に影響を与えることがない。寿命前にネットワークの異常があった場合でも、自身の通信状態を監視することだけでなく周辺の通信状態を監視することができる。寿命時刻後は、自身の通信状態を監視し正常であればネットワークへ接続することができ、定期的に自身の通信状態をメンテナンスすることができる。また、監視装置からの通信が定時刻にこない場合、異常を検知し周辺に通知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の計測機器の構成図である。
【図２】本発明の計測機器の通信部の構成図である。
【図３】本発明の電源投入時の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の寿命時間検出の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の寿命時間検出の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明のメンテナンス時の動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明のシステム構成を示す全体概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して本発明の実施例について詳述する。
【００１７】
本発明は、図７に示すように、複数の計測機器１００と、該計測機器１００の状態を監視する監視装置７００とをマルチドロップ方式のネットワーク７０３で接続し、前記監視装置７００からの要求に対し計測機器１００が応答することで計測機器１００の情報を収集するシステムである。
【００１８】
図１を参照して各計測機器１００の構成について説明する。計測機器１００は第１の電源部１０１、第２の電源部１０２、中央演算部（ＣＰＵ）１０３、通信回路１０５、通信接続回路１０７、通信確認機能１０６を備えている。前記第１及び第２の電源部１０１，１０２の入力は同じ箇所からとり、同一のタイミングで第１及び第２の電源部１０１，１０２が起動する。また、第１及び第２の電源部１０１，１０２の出力電圧値は、第１の電源部１０２のほうが第２の電源部１０２よりも低い。そして、時計機能１０４と通信接続制御部１０８は第１の電源部１０１を電源とし、中央演算部（ＣＰＵ）１０３、通信回路１０５、通信接続回路１０７、通信確認機能１０６は第２の電源部１０２を電源とする。
【００１９】
時計機能１０４は、絶対寿命時刻を記憶する絶対寿命時刻部１０４Ａ（寿命時刻記憶手段）を備えている。ここでいう「絶対寿命時刻」とは、計測機器１００が正常に動作する状態を終了する絶対時刻、例えば2023年3月14日0:00という絶対寿命時刻を意味し、各計測機器１００毎に予め設定され、これを絶対寿命時刻部１０４Ａに記憶し、前記中央演算部１０３は、絶対寿命時刻部１０４Ａから絶対寿命時刻を取得し、その絶対寿命時刻に応じて通信接続制御部１０８に制御信号１１２を出力する機能と、通信回路１０5へ通信信号を伝送する機能を備える。また、通信接続制御部１０８は、ＣＰＵ制御信号１１２を優先するか時計制御信号１１３を優先するかを切り替える機能を備えている。また、図１において１０６は計測機器１００自身の通信信号が正しいか判定するための通信確認機能、１０９は通信端子である。
【００２０】
次に通信接続制御部１０８と通信接続回路１０７の詳細について図２を参照して説明する。通信接続制御部１０８は物理切接続部２０３と接続切替部２０４とから成り、物理接続部２０３は時計制御信号１１３によって動作する場合とＣＰＵ制御信号１１２によって動作する場合がある。また、接続切替部２０４は、ＣＰＵ制御信号１１２を優先するか時計制御信号１１３を優先するかを切り替える機能を備える。この処理については図４のフローチャートで詳述する。また、通信接続回路１０７は前記接続切替部２０４の動作によって接続、未接続を切り替える通信物理接続部を備える。また、機器には自身の通信信号が正しいか判定するための通信確認機能２１０を備えている。なお、図２において２０８は通信回路信号を示す。
【００２１】
次に監視システムの動作について説明する。図５は、電源を投入した時の第１及び第２の電源部１０１，１０２の出力電圧の電圧波形を示しており、図５において５００は第２の電源部１０２の出力電圧の波形、５０１は第１の電源部１０１の出力電圧の波形を示している。第１及び第２の電源部１０１，１０２の入力が一緒で有ることから同一のタイミングで電圧レベルが上昇する。図５に示すように、第１の電源部１０１より第２の電源部１０２の出力電圧の方が低いため、第２の電源部１０２の波形５００が第１の電源部１０１の波形５０１よりも先に通常レベルに達する。その後、第１の電源部１０１の波形５０１が通常レベルに達する。計測機器の寿命が近づくと、波形５０３のように第１の電源部１０１の波形５０１の電圧レベルが落ちてくる。そしていずれ、第１の電源部１０１の波形５０１の電圧レベルが、ＣＰＵのリセットレベルを下回るようになる。ＣＰＵのリセットレベルを下回ると図５において符号５０４に示すように、計測機器１００動作を停止する。計測機器１００が動作停止する事により計測機器１００内の消費電流が抑えられ、第１の電源部１０１の電圧レベルが再度上昇する。第１の電源部１０１の電圧レベルが上昇すると計測機器１００が動作を開始することにより、消費電流が増え再度第１の電源部１０１のレベルが減少し、いずれリセットレベルを下回る。寿命となるとこの動作を繰り返し、計測機器１００は動作、停止をくり返す。
【００２２】
次に図３のフローチャートを参照して電源投入時の動作について説明する。まず、第２の電源部１０２が通常レベルに達していない場合、ステップ３００に示すように、第２の電源部１０２が起動完了するまで、待ち状態となり、計測機器１００は動作しない。第２の電源部１０２が通常レベルまで達すると、ステップ３０１に示すように時計機能１０４、通信接続制御部１０８が動作を開始する。その後、時計制御信号１１３が出力し、処理を開始する（ステップ３０２）。次に、第１の電源部１０１が通常レベルまで達するかを判定し、第１の電源部１０１の起動完了するまで待機する（ステップ３０３）。第１の電源部１０１が起動すると中央演算部１０３が動作を開始する（ステップ３０４）。その後、リセットが発生するか判定する（ステップ３０５）。リセットが発生する場合は、ステップ３０３の処理までもどり、第１の電源部１０１が動作を開始するまで待機する。リセットが発生しない場合は、通信回路１０５、通信接続回路１０７、通信確認機能１０６が動作を開始する（ステップ３０６）。
【００２３】
次に図４のフローチャートを参照して絶対寿命時刻前の動作について説明する。まず、
計測機器１００毎に設定した絶対寿命時刻が過ぎたか判定する（ステップ４００）。この判定は、絶対寿命時刻部１０４Ａが行い、中央演算部１０３は介在しない。つまり、中央演算部１０３が動作しなくても、絶対寿命時刻部１０４Ａの時計制御信号１１３で、物理接続部２０３を制御することができることになる。また、接続切替部２０４は、ＣＰＵ制御信号１１２がない場合、時計制御信号１１３の物理接続を優先する構成となっている。絶対寿命時刻前は、物理制御部２０３が常に接続状態となるように制御する（ステップ４０９）。次に接続切替部２０４をＣＰＵ制御信号１１２でＣＰＵから直接制御する（ステップ４０７）。接続切替部２０４は、ＣＰＵ制御信号１１２を優先とするか、時計制御信号１１３を優先とするかを切り替える機能であり、ＣＰＵが動作していない場合は、時計制御信号１１３による物理接続２０３が優先される。次に、通信物理接続部２０９を接続する（ステップ４０８）。これにより、寿命時刻前は、通信物理接続部２０９は、時計制御信号１１３によって接続状態となるが、ＣＰＵ制御信号１１２によって、未接続にも出来る構成となっている。
【００２４】
絶対寿命時刻後の処理について説明すると、ＣＰＵ制御信号１１２が動作する状態の動作について説明する。まず、絶対寿命時刻が過ぎたか判定し（ステップ４００）、絶対寿命時刻が過ぎたと判定された場合、ステップ４０１の処理へ移行する。ステップ４０１にあるように、時計制御信号１１３で物理接続部２０３を常に未接続状態に制御する。これにより、通信物理接続部２０９は、時計制御信号１１３により常に未接続状態となる。ただし、ＣＰＵ制御信号１１２が動作できるため、ＣＰＵ制御信号１１２で物理接続部２０３を常に未接続状態に制御する処理が動作し（ステップ４０２）、ステップ４０２，４０３，４０４の処理へ移行する。ステップ４０２，４０３，４０４では、時計制御信号１１３で未接続にした通信物理接続部２０９を、ＣＰＵ制御信号１１２で未接続にするよう、切り替えている。次にステップ４０５で通信確機能２０１を動作させる処理をおこない、ステップ４０６により自身の通信信号に異常がないか判定する。判定に異常がある場合は（ステップ４０６においてＮＯ）、通信物理接続部２０９は未接続状態のままとして処理が終了となる。通信信号に異常がない場合は（ステップ４０６においてＹＥＳ）、接続切替部２０４をＣＰＵ制御信号１１２で直接制御し（ステップ４０７）、通信物理接続部２０９を接続状態とする（ステップ４０８）。これにより、寿命時刻を過ぎた場合、通信物理接続部２０９は未接続状態となるが、中央演算部１０３が動作しており、通信信号に異常がない場合は、接続状態とし、上位の監視装置７００に寿命時刻情報を通知することができる（ステップ４１０）。
【００２５】
次に図４のステップ４００での判定において絶対寿命時刻が過ぎたと判定され、ＣＰＵ制御信号１１２が動作しない状態、すなわち、計測機器１００が寿命を迎えた状態の処理について説明する。この寿命時刻が過ぎたかを判定する処理は、時計機能１０４の絶対寿命時刻部１０４Ａが行う。中央演算部１０３は介在しないため、寿命を迎えた場合でも動作可能である。次に、ステップ４０１にあるように、時計制御信号１１３は、物理接続２０３常に未接続状態に制御する。これにより、通信物理接続部２０９は、時計制御信号１１３により常に未接続状態となる。次に、ステップ４０２においてＣＰＵ制御信号１１２で物理接続部２０３を未接続に制御する処理を行おうとするが、中央演算部１０３が動作しないため、この処理で動作が停止することとなる。寿命間近の場合、動作、停止をくり返すが、ステップ４０２の処理が動き始めた事により、中央演算部１０３が動作を停止するため、接続状態まで処理が進むことがない。これにより、寿命を迎えた後、動作できない状態、動作停止をくり返す場合でも、ネットワーク未接続状態を維持することができる。
【００２６】
次に、メンテナンス動作について、図６を用いて説明する。計測機器１００は、寿命を時刻により管理するため監視装置７００の通信時刻を避けて、自分が管理している時刻でメンテナンスを開始することができる。まず、中央演算部１０３が、監視装置７００の通信時刻か確認する（ステップ６００）。監視装置７００の通信時刻ではない場合に定期的にメンテナンスとして、通信波形を確認する。監視装置７００の通信時刻に到達しない場合（ステップ６００においてＮＯ）、ＣＰＵ制御信号１１２で物理接続部２０３を未接続に制御し（ステップ６０１）、接続切替部２０４をＣＰＵ制御信号１１２でＣＰＵから直接制御する（ステップ６０２）。次に、通信接続部２０９を未接続に中央演算部１０３で、ネットワークを未接続状態にする（ステップ６０３）。さらに、メンテナンスとして、通信確認機能２１０を動作させる処理を行い（ステップ６０４）、通信信号に異常を判定する（ステップＳ６０５）。この判定は、通信波形を確認することによって行われる。波形に異常がない場合は、ステップＳ６０６、６０７、６０８の処理を行い、ネットワークへ再接続する。すなわち、ステップＳ６０５に判定により、通信波形に異常があった場合は、接続切替部２０４をＣＰＵ制御信号１１２で直接制御し（ステップ４０７）、通信物理接続部２０９を接続状態とする（ステップ６０８）が、ＣＰＵ制御信号１１２により、ネットワーク未接続状態を維持する（ステップ６０９）。このようなメンテナンス動作は、寿命時刻前、寿命時刻後どちらでも動作する。
【００２７】
次に図７を用いて、周辺の異常確認動作を説明する。７００は監視装置、７０１は監視装置のインターフェイスユニットであり、監視装置７００はつながったスレーブである複数の計測機器１００に対して、定時刻に通信回路信号２０８を出力し、定時刻に通信を行う。定時刻の通信回路信号２０８に対し、計測機器１００は応答信号をかえす。各計測機器１００は、内部に絶対寿命時刻部１０４Ａを有しているため、上位の監視装置７００からの通信時刻かどうか判断することができる。定時刻に監視装置７００から通信回路信号２０８が来ない場合の原因は、監視装置７００が停止または異常が発生している、計測機器１００が故障している事が考えられる。よって、定時刻に監視装置７００からの通信が来ない時、図６に示すメンテナンスの動作処理を行う。メンテナンス動作を行う事で、自身の機能が正常か判断し、判断結果を計測機器１００内の接点で出力する。この動作をすると、接点出力していない計測機器１００が故障していることとなり、問題となっている計測機器１００を即座に見つけることができる。また、すべての計測機器１００が出力している場合は、上位の監視装置７００が異常という判断をすることができ、異常個所を即座に決定することが出来る。時計機能を機器に有することで、監視装置の指示がなくてもスレーブ単体の判断で、ネットワークの異常を通知することが可能である。
【００２８】
以上のように、本発明によれば、寿命が近づいた際には監視装置７００にその内容を通知することができ、寿命となっても正常な計測機器１００の通信に影響を与えることがない。寿命前にネットワークの異常があった場合でも、計測機器１００自身の通信状態を監視することだけでなく周辺の通信状態を監視することができる。さらに、寿命時刻後は、計測機器１００自身の通信状態を監視し、正常であればネットワークへ接続することができ、定期的に自身の通信状態をメンテナンスすることができる。
また、監視装置７００からの通信が定時刻にこない場合、異常を検知し周辺に通知することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１００  計測機器
１０１  第１の電源部（計機能、通信接続制御の電源部）
１０２  第１の電源部（中央演算部の電源部）
１０３  中央演算部（ＣＰＵ）
１０４  時計機能
１０４Ａ  絶対寿命時刻部（絶対寿命時刻記憶手段）
７００  監視装置
７０３  ネットワーク
【図１】
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【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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