(57)【要約】【課題】  複数の指標に柔軟に対応でき、目標を確実に達成できるようにすること。【解決手段】  実施形態によれば、社会インフラを制御する社会インフラ制御システムは、予測部と、作成部と、選択部とを具備する。予測部は、社会インフラにおけるエネルギーのデマンドを予測する。作成部は、異なる指標に基づいて設定される複数の目標ごとに、当該目標を達成するための社会インフラの運転計画を、予測されたデマンドに基づいて作成する。選択部は、作成された目標ごとの運転計画から、優先すべき目標に応じた運転計画を選択する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
前記社会インフラにおけるエネルギーのデマンドを予測する予測部と、
異なる指標に基づいて設定される複数の目標ごとに、当該目標を達成するための前記社会インフラの運転計画を、前記予測されたデマンドに基づいて作成する作成部と、
前記作成された目標ごとの運転計画から、優先すべき目標に応じた運転計画を選択する選択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、
前記社会インフラの運転実績に基づいて前記複数の目標ごとの達成予測を算出し、
前記指標ごとに予め設定される優先度と、前記達成予測とに基づいて前記運転計画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】
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、
前記社会インフラにおけるエネルギーのデマンドを予測し、
異なる指標に基づいて設定される複数の目標ごとに、当該目標を達成するための前記社会インフラの運転計画を、前記予測されたデマンドに基づいて作成し、
前記作成された目標ごとの運転計画から、優先すべき目標に応じた運転計画を選択することを特徴とする、社会インフラ制御方法。
【請求項４】
前記選択することは、
前記社会インフラの運転実績に基づいて前記複数の目標ごとの達成予測を算出し、
前記指標ごとに予め設定される優先度と、前記達成予測とに基づいて前記運転計画を選択することを特徴とする、請求項３に記載の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】
近年、大規模ビル、集合住宅群、あるいはコミュニティなどで消費されるエネルギーを、専用のエネルギー供給施設により一括して供給することが行われている。エネルギーの供給を受けて稼動する社会インフラは、最適化された運転計画に基づいて運転される。運転計画は例えばエネルギーコストの最小化、あるいは排出ＣＯ２量の最小化といった、或る目標を考慮して作成される。
【０００４】
例えばビルの経営者が経営的視点を重視すると、エネルギーコスト最小化が目標として設定されることが多い。国や自治体などから規制を受ける集合住宅の経営者は、排出ＣＯ２最小化を目標として設定するケースが多い。
【０００５】
しかし既存の技術では、いずれか１つの目標を満たすための運転計画を算出することしかできない。このためＣＯ２削減目標を達成しつつコストも最小にしたい、というように複数の目標を達成したいという要求に応えることができないので、対策を求められている。
【０００６】
そこで、目的は、複数の指標に柔軟に対応することを可能とし、これにより目標を確実に達成することの可能な社会インフラ制御システム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】
【０００７】
実施形態によれば、社会インフラを制御する社会インフラ制御システムは、予測部と、作成部と、選択部とを具備する。予測部は、社会インフラにおけるエネルギーのデマンドを予測する。作成部は、異なる指標に基づいて設定される複数の目標ごとに、当該目標を達成するための社会インフラの運転計画を、予測されたデマンドに基づいて作成する。選択部は、作成された目標ごとの運転計画から、優先すべき目標に応じた運転計画を選択する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【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、図１に示されるクラウドサーバ１の一例を示す機能ブロック図である。
【図３】図３は、クラウドサーバ１の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】図４は、運転計画の選択に係わる処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、運転実績に基づいて目標の達成または未達成を予測できることを示す図である。
【図６】図６は、運転実績に基づいて目標の達成または未達成を予測できることを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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１において、例えばコミュニティＡはビル街区であり、コミュニティＢは住宅街であり、コミュニティＣは新興都市である。このようにコミュニティはそれぞれ特徴を有する。
【００１０】
コミュニティＡ，Ｂ，Ｃは、それぞれ管理者としての事業体（コミュニティ管理者）により管理、運営される。コミュニティ管理者は例えばビルの管理者、設備を所有する事業体、電力の一括受電会社や工場などが想定される。コミュニティ管理者は、例えばコミュニティ全体に電力、熱、ガス、水を一括で供給したり、廃棄物管理、およびセキュリティ管理などを実施する。そのコストはコミュニティの住民や在勤者などの受益者により負担される。
【００１１】
各コミュニティＡ，Ｂ，Ｃは、コミュニティ管理者により使用されるサーバ２を備える。サーバ２は各コミュニティＡ，Ｂ，Ｃにおいて、電力インフラ、熱インフラあるいは水インフラなどの社会インフラを制御する。特に、エネルギー最適に消費するためには社会インフラの運転計画を適切に作成することが重要である。そこで実施形態では、クラウドコンピューティングシステム１００の膨大な計算機リソースを利用して運転計画を作成する。クラウドコンピューティングシステム１００は、例えばクラウドサーバ１及びデータベース（ＤＢ）２０を備える分散処理システムである。
【００１２】
例えば人口が１万人程度、ビル３０棟、述べ床面積２００万平方メートル規模の建物を有するエリアをコミュニティの一例として想定することができる。コミュニティには例えばオフィス、店舗、病院、居住区が形成され、配電設備、発電設備、熱供給設備、給水設備、廃棄物処理施設などのインフラ設備が備えられても良い。エリアの所々には入退ゲートや画像監視などが備えられ、セキュリティにも配慮したアーキテクチャを採用することもできる。
【００１３】
図２は、図１に示されるクラウドサーバ１の一例を示す機能ブロック図である。クラウドサーバ１は例えばサーバコンピュータ、あるいはサーバコンピュータの集合体として機能する計算機であり、Central Processing Unit（ＣＰＵ）およびメモリを備える。コミュニティＡ〜Ｃ（図１）に限らず、クラウドサーバ１は図２に示されるように多数のコミュニティＡ〜Ｎに接続されることができる。
【００１４】
クラウドサーバ１は予測部１１、作成部１２および選択部１３を備える。またデータベース２０は各コミュニティＡ〜Ｎに係わるデータとしてインフラデータ２０ａ、運転目標２０ｂおよび運転実績２０ｃを記憶する。このうちインフラデータ２０ａは社会インフラにおける設備機器構成（コンフィグレーション）などのデータを含む。
【００１５】
予測部１１は、各コミュニティに備わる社会インフラの翌日のエネルギーデマンド（以下、デマンドと表記する）を、例えば翌日の天気予報やインフラデータ２０ａなどに基づいて予測（estimate）する。作成部１２は、異なる指標に基づいて設定される目標ごとに、その目標を達成するための社会インフラの運転計画を作成する。その際、予測部１１により予測されたデマンドが参照される。目標を設定するための指標としては例えば［エネルギーコストの最小化］、あるいは［ＣＯ２排出量（エミッション）の最小化］などがある。
【００１６】
選択部１３は、作成部１２により作成された目標ごとの運転計画から、優先すべき目標に応じた運転計画を選択する。選択された運転計画は対応するコミュニティのサーバ２に通知され、サーバ２は運転計画に基づいて各インフラを制御するための制御情報を作成する。制御情報はそれぞれのインフラに与えられ、これにより運転計画に基づく社会インフラの制御が実現される。次に、上記構成における作用を説明する。
【００１７】
図３は、クラウドサーバ１の処理手順の一例を示すフローチャートである。クラウドサーバ１は図示しない気象サーバなどから取得した気象データを参照して翌日のデマンドを予測し、デマンド予測値を算出する（ステップＳ１）。  
次にクラウドサーバ１は、算出したデマンド予測値とインフラデータ２０ａ（設備機器構成や電気料金表、ガス料金表など）とに基づいて翌日の運転計画を作成する（ステップＳ２）。このステップではエネルギーコストを最小化するための翌日運転計画（コスト最小）、および、エミッションを最小化するための翌日運転計画（ＣＯ２最小）が作成されるとする。
【００１８】
次にクラウドサーバ１は、作成された翌日の運転計画から一つの運転計画を選択する（ステップＳ３）。すなわちクラウドサーバ１は、データベース２０に記憶される社会インフラの運転目標２０ｂと運転実績２０ｃとに基づいて、コスト最小のための運転計画、またはエミッション最小のための運転計画のいずれかを選択する。
【００１９】
なお運転目標２０ｂとしては、例えば月間および年間でのコストの積算値、エミッション積算値が与えられる。運転実績２０ｃも同様に、例えば月間および年間でのコストの積算値、エミッション積算値が与えられる。
【００２０】
図４は、運転計画の選択に係わる処理手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートを用いて、図３に示されるステップＳ３の処理手順を詳しく説明する。図４において、コスト最小およびエミッション最小の各指標について月間の達成目標値があらかじめ定義され、データベースに記憶される（ステップＳ３１）。
【００２１】
次に、指標ごとに目標が達成されたか否かの組み合わせ（目標達成ケース）について、それぞれコストまたはＣＯ２のいずれを最小とするかの優先度が定義される（ステップＳ３２）。
【００２２】
図４に示されるように、例えば月間目標の達成度合いについて以下の４つのケースがある。  
ケース １）  コスト目標は達成可能（○）、ＣＯ２目標は達成不可能（×）
ケース ２）  コスト目標は達成不可能（×）、ＣＯ２目標は達成可能（○）
ケース ３）  両方とも達成可能（○）
ケース ４）  両方とも達成不可能（×）
ケース １）についてはＣＯ２を最小とする運転が優先される。他のケース １）〜ケース ４）についてはコストを最小とする運転が優先される。
【００２３】
次にクラウドサーバ１は、例えば当月の社会インフラの運転実績に基づいて月末におけるコスト目標、ＣＯ２目標のそれぞれの達成予測を算出する（ステップＳ３３）。図４においては月末におけるコストが目標値よりも下回ることが予測され、従ってコスト目標については達成される見込みである。一方、月末におけるＣＯ２排出量は目標値を上回ることが予測され、従ってＣＯ２目標は達成されない見込みとなる。
【００２４】
図５及び図６に示されるように、日々の運転実績から近似直線を算出し、その傾きから月末における目標の達成の如何を予測することができる。図５（ａ）にはコスト目標の達成が見込まれ、図５（ｂ）にはＣＯ２目標の未達成の見込まれることが示される。逆に図６（ａ）にはコスト目標の未達成が見込まれ、図６（ｂ）にはＣＯ２目標の達成の見込まれることが示される。
【００２５】
図４に戻り、クラウドサーバ１は、ステップＳ３３で得られた達成予測と、ステップＳ３２で設定された優先度とに基づいて、翌日の運転計画を選択する（ステップＳ３４）。図４のステップＳ３３ではケース １）の予測されたことが示され、従って翌日の運転計画としてＣＯ２を最小化するための運転計画が選択される。選択された運転計画はサーバ２に通知される（ステップＳ３４）。
【００２６】
以上説明したようにこの実施形態では、社会インフラの制御に係わる運転目標を、コスト削減やＣＯ２排出量削減といった複数の指標ごとに予め算出する。また、各指標について目標が達成可能か否かを社会インフラの運転実績値に基づいて判断し、その結果に応じて、いずれかの指標に対する目標を選択するようにしている。従って複数の指標に柔軟に対応することが可能になるので、目標を確実に達成することの可能な社会インフラ制御システムおよび社会インフラ制御方法を提供することが可能になる。
【００２７】
なお本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。実施形態では例えば図５、図６に示されるように月間目標に対する達成度合いを判断したが、これに代えて年単位で設定される目標や、季ごとに設定される目標に対しても全く同様の処理を実施できる。
【００２８】
本発明の実施形態を説明したが、こ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】
【００２９】
Ａ〜Ｎ…コミュニティ、２…サーバ、１００…クラウドコンピューティングシステム、１…クラウドサーバ、２０…データベース（ＤＢ）、１１…予測部、１２…作成部、１３…選択部、２０ａ…インフラデータ、２０ｂ…運転目標、２０ｃ…運転実績
【図１】
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【図２】
2015111374.tif 000004
【図３】
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【図４】
2015111374.tif 000006
【図５】
2015111374.tif 000007
【図６】
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