(57)【要約】【課題】ノード装置の消費電力を抑える。【解決手段】状態を観測する対象となる構造物に設置された第１のノード装置は、構造物に設置されたセンサノードでの計測データを受信し、保持する。サーバは、構造物を通過する第１の列車に搭載される第２のノード装置に、第１のノード装置から計測データを受信する第３のノード装置が搭載される第２の列車が構造物を通過する通過時刻を通知する。第１の列車が構造物を通過する際に、第２のノード装置は、第１のノード装置に第２の列車の通過時刻を通知する。第１のノード装置は、通知を受けてから第２の列車が構造物を通過する時刻よりも所定の時間前の時刻まで、第１のノード装置とセンサノードの消費電力が閾値以下になるように制御する。第１のノード装置は、第２の列車が前記構造物を通過するときに、第３のノード装置に計測データを送信する。【選択図】図１
2013197626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
状態を観測する対象となる構造物に設置された第１のノード装置は、前記構造物に設置されたセンサノードでの計測データを受信すると共に、前記計測データを保持し、
サーバは、前記構造物を通過する第１の列車に搭載される第２のノード装置に、前記第１のノード装置から前記計測データを受信する第３のノード装置が搭載される第２の列車が前記構造物を通過する通過時刻を通知し、
前記第１の列車が前記構造物を通過する際に、前記第２のノード装置は、前記第１のノード装置に前記第２の列車の通過時刻を通知し、
前記第１のノード装置は、前記第２のノード装置からの通知を受けてから、前記第２の列車が前記構造物を通過する時刻よりも所定の時間前の時刻まで、前記第１のノード装置および前記センサノードの消費電力が閾値以下になるように制御し、
前記第１のノード装置は、前記第２の列車が前記構造物を通過するときに、前記第３のノード装置に前記計測データを送信する
ことを特徴とする通信方法。
【請求項２】
前記サーバは、前記第１のノード装置が保持している計測データの量が、前記構造物を通過する列車に搭載された装置と前記第１のノード装置の通信により回収できる最大量に達する時刻よりも前に、前記構造物を通過する列車を前記第２の列車として選択し、前記第２の列車に搭載されているノード装置を前記第３のノード装置とする
ことを特徴とする請求項１に記載の通信方法。
【請求項３】
前記サーバは、前記第２の列車が前記構造物を通過する時刻の後で、前記第１のノード装置が保持しているデータの量が前記最大量に達する時刻よりも前に前記構造物を通過する第３の列車と、前記第３の列車が前記構造物を通過する時刻を特定し、
前記サーバは、前記第３の列車が前記構造物を通過する時刻を前記第２のノード装置に通知し、
前記第１の列車に搭載された第２のノード装置は、前記第２の列車が前記構造物を通過する時刻と共に、前記第３の列車が前記構造物を通過する時刻も、前記第１のノード装置に通知し、
前記第１のノード装置は、前記第２の列車に搭載された第３のノード装置との通信に失敗すると、通信の失敗を認識してから前記第３の列車が前記構造物を通過する時刻よりも所定の時間前の時刻まで、前記第１のノード装置および前記センサノードの消費電力が前記閾値以下になるように制御し、
前記第１のノード装置は、前記第３の列車が前記構造物を通過するときに、前記第３の列車に搭載されている第４のノード装置に前記計測データを送信する
ことを特徴とする請求項２に記載の通信方法。
【請求項４】
前記サーバは、前記第１のノード装置からの前記計測データの回収に成功した後に、前記センサノードから得られた情報の次回の回収計画を通知する第５のノード装置を搭載した第４の列車が前記構造物を通過する時刻を特定し、
前記サーバは、前記第２のノード装置に、前記第４の列車が前記構造物を通過する時刻を通知し、
前記第２のノード装置は、前記第２の列車が前記構造物を通過する時刻と共に、前記第４の列車が前記構造物を通過する時間も、前記第１のノード装置に通知し、
前記第１のノード装置は、前記計測データの送信に成功してから、前記第４の列車が前記構造物を通過する時刻よりも所定の時間前の時刻まで、前記第１のノード装置の消費電力が前記閾値以下になるように制御し、
前記第１のノード装置は、前記第４の列車が前記構造物を通過するときに、前記第４の列車に搭載されている第５のノード装置から、次回の回収計画の情報を取得する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の通信方法。
【請求項５】
前記サーバは、前記第２の列車に搭載された前記第３のノード装置が前記第１のノード装置から前記計測データを受信できたことを通知されると、前記第４のノード装置を、前記第１のノード装置に次回の計測データの回収計画を送信するノード装置に変更し、
前記サーバは、前記第４のノード装置に、次回の計測データの回収計画を通知し、
前記第１のノード装置は、前記第３のノード装置と通信を終了した後、前記第４のノード装置から次回の計測データの回収計画を受信する時刻よりも所定の時間前の時刻まで、前記第１のノード装置の消費電力が前記閾値以下になるように制御し、
前記第１のノード装置は、前記第３の列車が前記構造物を通過するときに、前記第４のノード装置から、次回の計測データの回収計画の情報を取得する
ことを特徴とする請求項３もしくは４に記載の通信方法。
【請求項６】
前記第１のノード装置は、前記第１のノード装置の消費電力を前記閾値以下になるように制御している期間を、前記センサノードとの間の通信を行わない期間として前記センサノードに通知し、
前記センサノードは、通知された前記期間の間は計測を中断して、前記センサノードの消費電力を小さくする
ことを要求する請求項１〜５のいずれか１項に記載の通信方法。
【請求項７】
構造物に設置されていてセンサを備えるセンサノードから、前記センサでの計測データを受信する受信部と、
前記計測データを記憶する記憶部と、
前記計測データを送信する送信部と、
前記構造物を通過する第１の列車に搭載された第１のノード装置から、前記計測データの送信先である第２のノード装置を搭載した第２の列車が前記構造物を通過する通過時刻を通知されると、前記通過時刻よりも所定の時間前の時刻まで、消費電力が閾値以下になるように制御する電力制御部
を備えることを特徴とするノード装置。
【請求項８】
前記通過時刻に前記計測データを送信できるように、前記計測データを取得する取得時刻と、前記取得時刻に計測データを取得するために、前記センサノードが動作を開始する開始時刻を計算する計算部をさらに備え、
前記送信部は、前記開始時刻を前記センサノードに通知すると共に、前記開始時刻までの間は、前記センサノードの計測を中断して前記センサノードの消費電力を小さくすることを要求する要求メッセージを、前記センサノードに送信する
ことを特徴とする請求項７に記載のノード装置。
【請求項９】
前記受信部は、前記第１のノード装置から、前記第２のノード装置との通信に失敗した場合に前記計測データの送信先となる第３のノード装置を搭載した第３の列車が前記構造物を通過する時刻を通知する情報をさらに受信し、
前記電力制御部は、前記送信部が前記第２のノード装置に前記計測データを送信できないことを認識してから前記第３の列車が前記構造物を通過する時刻よりも所定の時間前の時刻まで、消費電力が閾値以下になるように制御する
ことを特徴とする請求項７もしくは８に記載のノード装置。
【請求項１０】
状態を観測する対象となる構造物に設置され、前記構造物に設置されたセンサノードでの計測データを受信すると共に、前記計測データを保持する第１のノード装置と、
前記構造物を通過する第１の列車に搭載される第２のノード装置と、
前記第１のノード装置から前記計測データを受信する第３のノード装置と、
前記第３のノード装置が搭載される第２の列車が前記構造物を通過する通過時刻を前記第２のノード装置に通知すると共に、前記第１のノードに対して前記２の列車の通過時刻を通知することを前記第２のノード装置に要求するサーバと
を備え、
前記第１の列車が前記構造物を通過する際に、前記第２のノード装置は、前記第１のノード装置に前記第２の列車の通過時刻を通知し、
前記第１のノード装置は、前記第２のノード装置からの通知を受けてから、前記第２の列車が前記構造物を通過する時刻よりも所定の時間前の時刻まで、前記第１のノード装置および前記センサノードの消費電力が閾値以下になるように制御し、
前記第１のノード装置は、前記第２の列車が前記構造物を通過するときに、前記第２の列車に搭載されている第３のノード装置に前記計測データを送信する
ことを特徴とする通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のノード装置の間での通信方法、通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
構造物の維持管理を行うために、センサーネットワークを活用することが検討されている。例えば、構造物の状況を把握するために用いる物理量などを測定するセンサを含み、通信機能を有するノード装置が構造物に設置されることがある。各ノード装置で測定された物理量は、データを処理するデータセンタのサーバ等に通知され、サーバにおいて分析が行われる。なお、ノード装置間での通信には、有線もしくは無線のアドホックネットワークが用いられることもある。
【０００３】
測定対象の構造物がトンネルや橋梁など、ノード装置間での配線が困難な構造物である場合、無線アドホックネットワークが用いられることがある。このような場合、構造物の位置によっては、ノード装置からデータセンタまでの配線も困難であるために、データセンタへのデータの送信も無線通信により行うことになる。しかし、構造物の近辺に基地局等を設置することすら困難である場合もある。また、人間が構造物の近辺までデータを取得するために取得したい時にいちいち回収装置を持参することも困難である。そこで、センサで計測されたデータを、構造物を通過する列車を活用して回収したいというニーズがある。
【０００４】
関連する技術として、鉄道沿線の状態を監視して得られた沿線情報を送信する沿線監視機器と、列車に搭載されている車上機器を用いた情報伝送システムが考案されている。このシステムでは、沿線監視機器は、予め定められた所定の距離以内に車上機器が接近すると、車上機器に沿線情報を送信する。また、ある道路区間の出入り口に通信装置を設置し、これらの通信装置と情報提供装置を用いた運転支援システムも提案されている。このシステムでは、下流側の通信装置は、その道路区間を走行し終えた車両の車載機から、その道路区間における走行軌跡情報を取得して、情報提供装置に送信する。上流側の通信装置は情報提供装置から取得した走行軌跡情報を、道路区画にさしかかる車両の車載機に送信する。さらに、先頭車両での地点情報と地形判断結果が後続車両中の装置に送信され、後続の車両が地点情報で表される地点に達したときに、地形判断結果に基づいた傾斜制御が行われるシステムも知られている。また、先行車両の左右方向の振動を解析した結果に基づいて後続車両の振動抑制制御を行う方法も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２６９２４５号公報
【特許文献２】特開２００９−１５７４１９号公報
【特許文献３】特開２００６−１５１１４８号公報
【特許文献４】特開平１０−５９１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
構造物を通過する列車を用いて、センサで計測されたデータを回収する方法では、測定対象の構造物を通過する全ての列車により回収が行われる。このため、データの回収頻度が高すぎるという問題がある。データの回収頻度が高いと、ノード装置の消費電力が大きくなってしまう。無線通信を用いて測定結果を回収しようとしている対象の構造物は、ノード装置の設置や電池の交換が困難な場合がある。ノード装置の電源を太陽電池にすることも考えられるが、橋脚の下側やトンネル内などの日当たりの悪い位置では、太陽電池を用いることはできない。
【０００７】
本発明は、効率的にセンシングデータを回収することにより、ノード装置の消費電力を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態に係る通信方法では、状態を観測する対象となる構造物に設置された第１のノード装置は、前記構造物に設置されたセンサノードでの計測データを受信すると共に、前記計測データを保持する。サーバは、前記構造物を通過する第１の列車に搭載される第２のノード装置に、前記第１のノード装置から前記計測データを受信する第３のノード装置が搭載される第２の列車が前記構造物を通過する通過時刻を通知する。前記第１の列車が前記構造物を通過する際に、前記第２のノード装置は、前記第１のノード装置に前記第２の列車の通過時刻を通知する。前記第１のノード装置は、前記第２のノード装置からの通知を受けてから、前記第２の列車が前記構造物を通過する時刻よりも所定の時間前の時刻まで、前記第１のノード装置および前記センサノードの消費電力が閾値以下になるように制御する。前記第１のノード装置は、前記第２の列車が前記構造物を通過するときに、第３のノード装置に前記計測データを送信する。
【発明の効果】
【０００９】
ノード装置の消費電力が抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態にかかる通信方法の例を説明する図である。
【図２】実施形態にかかるシステムの例を説明する図である。
【図３】センサノード装置の構成の例を示す図である。
【図４】構造物ゲートウェイの構成の例を示す図である。
【図５】列車ゲートウェイの構成の例を示す図である。
【図６】ノード装置のハードウェア構成の例を示す図である。
【図７】サーバのハードウェア構成の例を示す図である。
【図８】構造物ゲートウェイ情報テーブルの例を示す図である。
【図９】センサ種別テーブルと構造物設置センサ情報テーブルの例を示す図である。
【図１０】回収計画が生成される際に行われる動作の例を説明するフローチャートである。
【図１１】列車ゲートウェイ情報テーブルの例を示す図である。
【図１２】サーバから計画情報を通知する列車ゲートウェイ宛に送られるフレームの例を示す図である。
【図１３】サーバから計測データを回収する列車ゲートウェイ宛に送られるフレームの例を示す図である。
【図１４】起動時刻の条件の例を示すテーブルである。
【図１５Ａ】回収計画の通知と低消費電力モードの設定の際に行われる動作の例を説明するフローチャートである。
【図１５Ｂ】回収計画の通知と低消費電力モードの設定の際に行われる動作の例を説明するフローチャートである。
【図１６】フレームのフォーマットの例を示す図である。
【図１７Ａ】計測データの回収の際に行われる動作の例を説明するフローチャートである。
【図１７Ｂ】計測データの回収の際に行われる動作の例を説明するフローチャートである。
【図１８】第２の実施形態の動作の例を説明する図である。
【図１９】第２の実施形態において生成される回収計画の例を示す図である。
【図２０】計画テーブルの例を示す図である。
【図２１】計画テーブルの例を示す図である。
【図２２】回収計画が生成される際に行われる動作の例を説明するフローチャートである。
【図２３】通知情報生成部が備えるテーブルの例を示す図である。
【図２４】サーバが登録装置に送信するメッセージを選択する方法の例を説明するフローチャートである。
【図２５】第３の実施形態の動作の例を説明する図である。
【図２６】計画の前倒しを通知するフレームの例を示す図である。
【図２７】計画テーブルの例を示す図である。
【図２８】第３の実施形態で行われる動作の例を説明するフローチャートである。
【図２９】計画の前倒しが行われる場合の動作の例を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、実施形態にかかる通信方法の例を説明する図である。図１（ａ）に示すように、ヘルスモニタリングの対象となっている構造物１０には、センサノード装置２０（２０ａ〜２０ｅ）と構造物ゲートウェイ３０が設置されている。センサノード装置２０の各々と構造物ゲートウェイ３０は、無線通信によりアドホックネットワークを形成している。
【００１２】
データセンタ６は、サーバ７０を備えている。また、サーバ７０は、ネットワーク６１を介して、適宜、基地局６２と通信できるものとする。サーバ７０は、構造物ゲートウェイ３０に蓄積されたデータの回収に使用する列車５と、回収計画を構造物ゲートウェイ３０に通知するために使用する列車５を決定する。なお、サーバ７０は、構造物１０を通過する列車の走行ダイヤを記憶しているか、データセンタ６内の他のサーバやコンピュータなどから取得することができ、走行ダイヤを用いて、データの回収や回収計画の通知に用いる列車５を決定するものとする。図１（ａ）の例では、列車５ａは回収計画の通知に使用され、列車５ｂはデータの回収に使用されるものとする。列車５ａは列車ゲートウェイ５０ａを搭載し、列車５ｂは列車ゲートウェイ５０ｂを搭載している。サーバ７０は、列車ゲートウェイ５０ａに対し、構造物ゲートウェイ３０に蓄積されているデータを列車ゲートウェイ５０ｂで回収することを、構造物ゲートウェイ３０に通知するように要求する。さらに、サーバ７０は、列車ゲートウェイ５０ｂが列車５ｂに搭載されていること、および、列車５ｂが構造物１０を通過する通過時刻も、列車ゲートウェイ５０ａに通知する。サーバ７０は、列車ゲートウェイ５０ｂに対しては、構造物ゲートウェイ３０に蓄積されたデータの回収を要求する。
【００１３】
サーバ７０と列車ゲートウェイ５０ａの通信が終わった後で、列車５ａは、図１（ｂ）に示すように、構造物１０に向けて走行する。列車５ａが構造物１０の近傍に来ると、列車ゲートウェイ５０ａは、構造物１０に設置されている構造物ゲートウェイ３０と通信できる距離に入る。すると、列車ゲートウェイ５０ａは、データの回収が列車ゲートウェイ５０ｂにより行われることと、列車ゲートウェイ５０ｂが搭載されている列車５ｂが構造物１０の近傍に来る時刻を構造物ゲートウェイ３０に通知する。なお、以下の説明では、構造物ゲートウェイ３０と列車ゲートウェイ５０が通信を行うことができる範囲の距離にあることを、列車５が構造物１０の「近傍」に位置すると記載することがあるものとする。
【００１４】
構造物ゲートウェイ３０は、列車５ｂが構造物１０の近傍に来る時間にデータが蓄積されているようにするために、構造物ゲートウェイ３０とセンサノード装置２０が動作を開始する時刻を決定する。構造物ゲートウェイ３０は、決定した時刻をセンサノード装置２０に通知し、動作を開始する時刻まで低消費電力モードに移行する。センサノード装置２０は、構造物ゲートウェイ３０から動作を開始する時刻を通知されると、通知された時刻までの間、低消費電力モードに移行する。低消費電力モードでは、構造物ゲートウェイ３０とセンサノード装置２０のいずれも、消費電力量が通常の動作時よりも少なくなる。例えば、低消費電力モードでは、消費電力は予め決められた閾値以下になるように動作が制限される。
【００１５】
センサノード装置２０は構造物ゲートウェイ３０から通知された時刻に動作を開始し、データの計測を行う。また、構造物ゲートウェイ３０も、構造物ゲートウェイ３０が動作を開始する時刻として決定した時刻になると、低消費電力モードを解除し、センサノード装置２０との通信を行う。センサノード装置２０は、得られたデータを構造物ゲートウェイ３０に通知する。構造物ゲートウェイ３０は、通知されたデータを記憶する。
【００１６】
列車５ｂは、予め決められている列車ダイヤに沿って走行すると、図１（ｃ）に示すように、列車ゲートウェイ５０ａが構造物ゲートウェイ３０に通知した時刻に構造物ゲートウェイ３０の近傍に到着する。列車ゲートウェイ５０ｂは、構造物１０の近傍に来ると、構造物ゲートウェイ３０と通信を確立し、構造物ゲートウェイ３０に蓄積されたデータを要求する。構造物ゲートウェイ３０は、列車ゲートウェイ５０ｂの要求に応じて、格納している計測データを列車ゲートウェイ５０ｂに送信する。列車ゲートウェイ５０ｂは、データを取得すると、基地局６２の通信エリアに入るまで走行する。列車ゲートウェイ５０ｂは基地局６２の通信エリアに入ると、基地局６２を介して、サーバ７０に向けて、構造物ゲートウェイ３０から取得した計測データを送信する。サーバ７０は、列車ゲートウェイ５０ｂから送信されたデータを取得し、得られたデータに基づいて、構造物１０の状況を分析する。なお、図１（ｃ）は一例であり、基地局６２と構造物１０の距離が図１（ｃ）の例よりも長い場合、列車５ｂが構造物１０を通過し終わってからしばらく走行した後に、最寄りの基地局６２にサーバ７０あてのデータを送信しても良い。
【００１７】
このように、データの回収予定が構造物ゲートウェイ３０に通知されると、構造物ゲートウェイ３０は、データの回収に合せてデータの計測開始時刻を見積もることができる。このため、回収予定が通知されてからデータの計測等が開始されるまでの間、構造物ゲートウェイ３０やセンサノード装置２０は、電力消費を少なくするために低消費電力モードに切り替えることができる。従って、実施形態にかかる方法によると、構造物ゲートウェイ３０やセンサノード装置２０の電力消費を抑えることができ、構造物ゲートウェイ３０やセンサノード装置２０の電池を長持ちさせることができる。
【００１８】
図１の例では、説明を簡単にするために、列車５ａと列車５ｂの間に構造物１０を通過する列車５がない場合について説明したが、列車５ａが構造物１０を通過してから列車５ｂが構造物１０に到達するまでの間に任意の数の列車５が構造物１０を通過できる。例えば、列車５ａが構造物１０を通過してから列車５ｂが構造物１０に到達するまでの間に、列車５ｃ〜５ｊ（図示せず）が構造物１０を通過していたとする。この場合、実施形態にかかる方法では、構造物ゲートウェイ３０は、列車５ｃ〜５ｊが通過する時刻に低消費電力モードに設定されているため、通過する列車５に搭載されている列車ゲートウェイ５０との間で通信を行わない。このため、実施形態にかかる方法を用いることにより構造物ゲートウェイ３０の消費電力が削減される。また、センサノード装置２０の動作時間も、構造物ゲートウェイ３０の通信の時間に応じて、適宜、削減されることになる。
【００１９】
なお、図１の例では、構造物１０が鉄橋である場合を例として図示しているが、構造物１０は、列車が近傍を通過する任意の構造物でよい。例えば、構造物１０は鉄橋の他にもトンネルや線路の近傍の斜面などでも良い。また、構造物１０に設置されるセンサノード装置２０の数も実装に応じて任意に変更される。
【００２０】
＜装置構成＞
図２は、実施形態にかかるシステムの例を説明する図である。図２の例では、データセンタ６は、サーバ７０を備える。サーバ７０は、ネットワーク６１を介して列車ゲートウェイ５０、登録装置９０（９０ａ、９０ｂ）と通信することができるものとする。オペレータは、サーバ７０でのデータの回収等の状況を、登録装置９０を用いて確認することができる。また、オペレータは、サーバ７０で取得された計測データを登録装置９０で取得し、得られた計測データに基づいた分析や処理を行うことができる。
【００２１】
サーバ７０は、送受信部８１、データ処理部８２、計画情報生成部８３、通知情報生成部８４、プログラム記憶部８５を備える。プログラム記憶部８５は、回収計画策定プログラム８６とメッセージ通知プログラム８７を格納している。さらに、サーバ７０は、列車ゲートウェイ情報テーブル７１、構造物ゲートウェイ情報テーブル７２、センサ種別テーブル７３、構造物設置センサ情報テーブル７４、データ保持部７５、ログ情報７６、列車ダイヤ情報７７を記憶する。
【００２２】
列車ゲートウェイ情報テーブル７１は、列車ゲートウェイ５０と列車ゲートウェイ５０が搭載されている列車５を対応付ける。構造物ゲートウェイ情報テーブル７２は、構造物ゲートウェイ３０の識別子、構造物１０を列車５が通過するときの条件などの情報を保持する。センサ種別テーブル７３は、システムに用いられているセンサの種類と各センサでの計測で得られる計測データの大きさを対応付けている。構造物設置センサ情報テーブル７４は、構造物１０に設置されているセンサの種類と数を記録している。データ保持部７５は、構造物ゲートウェイ３０から取得したデータを保持する。ログ情報７６は、構造物ゲートウェイ３０と列車ゲートウェイ５０の間のデータの送受信や、サーバ７０と列車ゲートウェイ５０との間の通信が成功したかについての情報を保持する。列車ゲートウェイ情報テーブル７１、構造物ゲートウェイ情報テーブル７２、センサ種別テーブル７３、構造物設置センサ情報テーブル７４、データ保持部７５、ログ情報７６の例は、後述する。
【００２３】
送受信部８１は、登録装置９０や列車ゲートウェイ５０との間でデータを送受信する。ここで、送受信部８１は、ネットワーク６１を介して登録装置９０や列車ゲートウェイ５０と通信することができ、また、ネットワーク６１を介さずに、列車ゲートウェイ５０や登録装置９０と通信しても良いものとする。送受信部８１は、受信したデータをデータ処理部８２に出力する。データ処理部８２は、送受信部８１から入力されたデータを処理する。データ処理部８２は、列車ゲートウェイ５０から受信したデータをデータ保持部７５に出力する。
【００２４】
計画情報生成部８３は、データを回収する間隔、測定データを回収する列車５、回収計画を構造物ゲートウェイ３０に通知する列車５などを決定する。計画情報生成部８３は、計画情報を生成する際に、適宜、列車ゲートウェイ情報テーブル７１、構造物ゲートウェイ情報テーブル７２、センサ種別テーブル７３、列車ダイヤ情報７７を用いる。通知情報生成部８４は、サーバ７０から登録装置９０に計測データの回収情報を通知するための通知情報を生成し、送受信部８１を介して登録装置９０に送信する。登録装置９０の数は任意であり、図２の例では、通知情報生成部８４は、登録装置９０ａ、９０ｂに送信するための通知情報を生成する。
【００２５】
図３は、センサノード装置２０の構成の例を示す。センサノード装置２０は、送信部２１、受信部２２、センサ２３、制御部２４、メモリ２５、ルーティングテーブル２６、データ処理部２７を備える。送信部２１と受信部２２は、センサノード装置２０が参加しているアドホックネットワーク中での通信に用いられる。すなわち、送信部２１と受信部２２は、センサノード装置２０が隣接するセンサノード装置２０もしくは構造物ゲートウェイ３０と通信する際に用いられる。以下の説明では、あるセンサノード装置２０に「隣接する」とは、そのセンサノード装置２０から送信された電波を通信に使用可能な強度で受信できることを指すものとする。例えば、センサノード装置２０ａから送信された電波を、センサノード装置２０ｂおよび２０ｃが、通信可能な強度で受信できたとすると、センサノード装置２０ｂと２０ｃはセンサノード装置２０ａに「隣接」していると記載する。同様に、センサノード装置２０ｂと構造物ゲートウェイ３０の間で送受信される電波の強度が、通信に使用できる強度である場合、センサノード装置２０ｂと構造物ゲートウェイ３０は、互いに「隣接」していると記載する。図２の例では、センサノード装置２０ａ〜２０ｊ、および、構造物ゲートウェイ３０のうち、互いに隣接しているノード装置同士を直線で結んでいる。なお、図２の例では、センサノード装置２０ａ〜２０ｊ、および、構造物ゲートウェイ３０は１つのアドホックネットワークを形成している。
【００２６】
センサ２３は、その種類に応じて、構造物１０の物理量を測定する。センサ２３の種類は、実装に応じた様々な種類とすることができる。例えば、センサ２３として、温度センサ、Fiber Bragg Grating (ＦＢＧ)センサ、πゲージセンサ、振動センサ、圧力センサなどを含む任意のセンサが用いられる。
【００２７】
制御部２４は、受信部２２を介して取得した経路情報を、ルーティングテーブル２６に記録する。また、制御部２４は、構造物ゲートウェイ３０から動作を開始する時刻を通知されると、通知された時刻まで、センサノード装置２０を低消費電力モードに設定する。低消費電力モードでは、送信部２１および受信部２２を用いた通信、およびデータ処理部２７での処理が行われないものとする。さらに、計測の時間間隔が長い場合では、低消費電力モードでセンサ２３による計測も停止するように設計されてもよい。メモリ２５は、センサ２３で計測された計測データを記憶する。また、メモリ２５は、構造物ゲートウェイ３０から通知された時刻や、その他センサノード装置２０の動作に用いられるデータを保持することができる。データ処理部２７は、受信部２２、センサ２３から入力されたデータを処理する。また、データ処理部２７は、適宜、メモリ２５に記録されたデータや、センサ２３から入力されたデータを含むフレームを生成して、送信部２１に出力する。
【００２８】
図４は、構造物ゲートウェイ３０の構成の例を示す。構造物ゲートウェイ３０は、送信部３１、受信部３２、データ処理部３３、ルーティングテーブル３４、データ記憶部３５、電力制御部３６、計画管理部４０を備える。計画管理部４０は、計画テーブル４１と計算部４２を備える。送信部３１と受信部３２は、構造物ゲートウェイ３０が参加しているアドホックネットワーク中での通信に用いられる。また、送信部３１および受信部３２は、構造物１０の近傍に位置する列車ゲートウェイ５０との間での通信にも用いられる。
【００２９】
データ処理部３３は、受信部３２から受信した経路情報を用いてルーティングテーブル３４を生成する。また、データ処理部３３は、センサノード装置２０から受信した計測データを抽出し、データ記憶部３５に格納する。また、データ処理部３３は、列車ゲートウェイ５０から取得したデータの回収計画を計画テーブル４１に格納する。
【００３０】
計算部４２は、計画テーブル４１に格納されたデータと現在時刻に基づいて、構造物ゲートウェイ３０を低消費電力モードに設定する期間と、構造物ゲートウェイ３０を低消費電力モードから通常モードに設定する時刻を計算する。また、計算部４２は、センサノード装置２０を低消費電力モードに設定する期間と、センサノード装置２０に対して、動作を開始する時刻として通知する時刻を計算する。計算部４２はセンサノード装置２０に通知する時刻をデータ処理部３３に出力する。データ処理部３３は、アドホックネットワークに含まれる全てのセンサノード装置２０に向けて、動作を開始する時刻を通知するフレームを生成し、送信部３１を介して送信する。センサノード装置２０への通知が終わると、電力制御部３６は、計算部４２で計算された時刻まで、構造物ゲートウェイ３０を低消費電力モードに設定する。低消費電力モードに設定されている間は、構造物ゲートウェイ３０では、送信部３１や受信部３２を用いた通信、計画管理部４０の動作などが行われないが、ルーティングテーブル３４やデータ記憶部３５に記憶されたデータは保持されるものとする。
【００３１】
図５は、列車ゲートウェイ５０の構成の例を示す。列車ゲートウェイ５０は、送信部５１、受信部５２、データ記憶部５３、通信制御部５４を備える。送信部５１と受信部５２は、構造物ゲートウェイ３０、基地局６２、サーバ７０との通信に用いられる。データ記憶部５３は、サーバ７０から通知された回収計画のデータを保持することができる。また、構造物ゲートウェイ３０から受信した計測データも、データ記憶部５３に格納される。通信制御部５４は、構造物ゲートウェイ３０、基地局６２、サーバ７０との通信を確立するために送受信されるメッセージを生成する。さらに、通信制御部５４は、構造物ゲートウェイ３０から受信したフレームから計測データを抽出してデータ記憶部５３に格納する。また、通信制御部５４は、サーバ７０から受信したフレームから回収計画を表すデータを抽出してデータ記憶部５３に格納する。
【００３２】
図６は、ノード装置のハードウェア構成の例を示す。ここで、ノード装置は、アドホックネットワークに参加することが可能な装置であり、センサノード装置２０、構造物ゲートウェイ３０、列車ゲートウェイ５０を含むものとする。ノード装置は、Micro Processing Unit（ＭＰＵ）１００、バス１０１（１０１ａ、１０１ｂ）、タイマＩＣ１０４、Dynamic Random access Memory（ＤＲＡＭ）１０６、フラッシュメモリ１０７、無線モジュール１０８を備える。バス１０１ａ、１０１ｂは、ＭＰＵ１００、タイマＩＣ１０４、ＤＲＡＭ１０６、フラッシュメモリ１０７、無線モジュール１０８の間でデータの入出力が可能になるように接続する。センサノード装置２０として用いられるノード装置の場合は、さらに、センサ１０２とバス１０１ｃを備える。バス１０１ｃにより、センサ１０２は、タイマＩＣ１０４、無線モジュール１０８、ＭＰＵ１００などとの間でデータの入出力が可能である。
【００３３】
ＭＰＵ１００は、フラッシュメモリ１０７に格納されたファームウェアなどのプログラムを読み込んで処理を行う。このとき、ＭＰＵ１００は、ＤＲＡＭ１０６をワーキングメモリとして使用できる。センサノード装置２０において、ＭＰＵ１００は、制御部２４、および、データ処理部２７として動作し、ＤＲＡＭ１０６は、メモリ２５として動作する。センサノード装置２０に備えられたＤＲＡＭ１０６により、メモリ２５やルーティングテーブル２６が実現される。また、センサノード装置２０では、無線モジュール１０８は、送信部２１および受信部２２として動作する。タイマＩＣ１０４は、制御部２４で低消費電力モードの設定を解除までの時間を計測する際に用いられ、制御部２４の一部として動作する。
【００３４】
構造物ゲートウェイ３０において、ＭＰＵ１００は、データ処理部３３、電力制御部３６、計算部４２として動作する。また、構造物ゲートウェイ３０に備えられたＤＲＡＭ１０６は、ルーティングテーブル３４を保持し、データ記憶部３５として動作する。ＤＲＡＭ１０６は、さらに、計画テーブル４１を記憶することもできる。構造物ゲートウェイ３０では、無線モジュール１０８は、送信部３１および受信部３２として動作する。また、タイマＩＣ１０４は、電力制御部３６で低消費電力モードに設定された時刻から、低消費電力モードの設定を解除する時刻までの時間を計測する際に用いられ、電力制御部３６の一部として動作する。
【００３５】
列車ゲートウェイ５０において、ＭＰＵ１００は通信制御部５４として動作し、ＤＲＡＭ１０６はデータ記憶部５３として動作する。また、列車ゲートウェイ５０の無線モジュール１０８は、送信部５１および受信部５２として動作する。
【００３６】
なお、ファームウェアなどのプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納されて提供され、センサノード装置２０、構造物ゲートウェイ３０、列車ゲートウェイ５０にインストールされてもよい。また、プログラムは、ネットワーク６１から無線モジュール１０８を介してダウンロードされ、インストールされてもよい。
【００３７】
図７は、サーバ７０のハードウェア構成の例を示す。サーバ７０は、Central Processing Unit（ＣＰＵ）１１１、メモリ１１２、入力装置１１３、出力装置１１４、バス１１５、外部記憶装置１１６、媒体駆動装置１１７、ネットワーク接続装置１１９を備える。例えば、サーバ７０はコンピュータにより実現される場合がある。ＣＰＵ１１１は、回収計画策定プログラム８６を実行することにより、計画情報生成部８３として動作する。さらに、ＣＰＵ１１１は、メッセージ通知プログラム８７を実行することにより、通知情報生成部８４として動作する。メモリ１１２は、列車ゲートウェイ情報テーブル７１、構造物ゲートウェイ情報テーブル７２、センサ種別テーブル７３、構造物設置センサ情報テーブル７４、データ保持部７５、ログ情報７６、列車ダイヤ情報７７を格納する。さらに、メモリ１１２は、データ処理部８２、計画情報生成部８３、通知情報生成部８４などの動作により生成されたデータ等も、適宜、記憶する。ネットワーク接続装置１１９は、送受信部８１として動作する。
【００３８】
入力装置１１３は、例えば、ボタン、キーボードやマウスとして実現され、出力装置１１４は、ディスプレイなどとして実現される。バス１１５は、ＣＰＵ１１１、メモリ１１２、入力装置１１３、出力装置１１４、外部記憶装置１１６、媒体駆動装置１１７、ネットワーク接続装置１１９の間を相互にデータの受け渡しが行えるように接続する。外部記憶装置１１６は、プログラムやデータなどを格納し、格納している情報を、適宜、ＣＰＵ１１１などに提供する。すなわち、外部記憶装置１１６は、プログラム記憶部８５として動作する。媒体駆動装置１１７は、メモリ１１２や外部記憶装置１１６のデータを可搬記憶媒体１１８に出力することができ、また、可搬記憶媒体１１８からプログラムやデータ等を読み出すことができる。ここで、可搬記憶媒体１１８は、フロッピイディスク、Magneto-Optical（ＭＯ）ディスク、Compact Disc Recordable（ＣＤ−Ｒ）やDigital Versatile Disk Recordable（ＤＶＤ−Ｒ）を含む、持ち運びが可能な任意の記憶媒体とすることができる。
【００３９】
＜第１の実施形態＞
以下、第１の実施形態について、計測データの回収計画の生成、回収計画の列車ゲートウェイ５０への設定、アドホックネットワークの形成、回収計画の通知と低消費電力モードの設定、計測データの回収に分けて説明する。以下の例では、理解しやすくするために、センサノード装置２０に１つのセンサが搭載されている場合を例として説明するが、センサノード装置２０に搭載されているセンサの数および種類は、実装に応じて任意に変更されるものとする。
【００４０】
〔計測データの回収計画の生成〕
サーバ７０は、計測データの回収計画を生成する。計画情報生成部８３は、構造物ゲートウェイ情報テーブル７２から計測データを回収する構造物ゲートウェイ３０についてのデータを取得する。図８は、構造物ゲートウェイ情報テーブル７２の例を示す。図８の例では、構造物ゲートウェイ情報テーブル７２は、構造物ゲートウェイ３０の識別子、データ記憶部３５に格納できる最大データ量、列車ゲートウェイ５０の通過条件を記録している。ここでは、列車ゲートウェイ５０の通過条件には、普通列車、急行列車、保守用車両などの列車５の種類ごとに、通過スピード、通信量、構造物ゲートウェイ３０と列車ゲートウェイ５０の間の平均距離が含まれるものとする。構造物ゲートウェイ３０と列車ゲートウェイ５０の間の平均距離は、構造物ゲートウェイ３０と列車ゲートウェイ５０が通信できる距離にある期間における、構造物ゲートウェイ３０と列車ゲートウェイ５０の間の距離の平均値である。以下の説明では、識別子がＳＧＷ１の構造物ゲートウェイ３０についての回収計画が生成される場合を例として説明する。計画情報生成部８３は、ＳＧＷ１の構造物ゲートウェイ３０について、図８に示す情報を読み込む。図８には図示されていないが、構造物ゲートウェイ情報テーブル７２は、構造物ゲートウェイ３０に割り当てられたアドレス情報を含んでも良い。
【００４１】
次に、計画情報生成部８３は、計測データを回収する間隔を、単位時間当たりに構造物ゲートウェイ３０に蓄積されるデータと、構造物ゲートウェイ３０に蓄積可能なデータの量に基づいて決定する。このとき、計画情報生成部８３は、センサ種別テーブル７３と構造物設置センサ情報テーブル７４を用いる。構造物設置センサ情報テーブル７４の例を図９（ａ）、センサ種別テーブル７３の例を図９（ｂ）に示す。
【００４２】
構造物設置センサ情報テーブル７４は、各構造物ゲートウェイ３０について、計測データを取得可能な位置に設置されているセンサノード装置２０の数と、搭載されているセンサの種類（センサ種別ＩＤ）を記録している。ここで、構造物ゲートウェイ３０は、構造物ゲートウェイ３０が参加するアドホックネットワークに参加しているセンサノード装置２０から計測データを取得することができるものとする。センサ種別ＩＤは、センサの種類を一意に特定できる任意の識別子である。図９（ａ）の例では、ＳＧＷ１の構造物ゲートウェイ３０が参加するネットワークには、温度センサ（ｓｎ＿０００１）を搭載した２０個のセンサノード装置２０と、振動センサ（ｓｎ＿０００４）が搭載された４個のセンサノード装置２０が参加する。計画情報生成部８３は、データの回収対象の構造物ゲートウェイ３０で蓄積されるデータ量を見積もるために、センサ種別テーブル７３を参照する。図９（ｂ）の例では、温度センサは１時間に１回の頻度で計測を行い、１回の計測で得られる計測データの大きさは５バイトである。一方、振動センサでの計測頻度は１０分に１回で、１回の計測で得られる計測データの大きさは４バイトである。そこで、計画情報生成部８３は、アドホックネットワークに全てのセンサノード装置２０が参加した場合に、単位時間当たりに構造物ゲートウェイ３０が取得する計測データのサイズを計算する。例えば、単位時間を１時間とすると、計画情報生成部８３は、以下のように、ＳＧＷ１の識別子で識別される構造物ゲートウェイ３０に蓄積されるデータ量を計算する。
データ量＝温度センサの計測データ＋振動センサの計測データ
＝５バイト×２０個×６回＋４バイト×４個×１回
＝６８０バイト
【００４３】
計画情報生成部８３は、単位時間当たりに構造物ゲートウェイ３０に蓄積されるデータの量に応じて、計測データの回収の頻度を決定する。以下の説明では、計画情報生成部８３は、識別子がＳＧＷ１の構造物ゲートウェイ３０について、１時間に１回データを回収することを決定したものとする。
【００４４】
さらに、サーバ７０は、データの回収と計画の送信に使用する列車の種類が登録装置９０から特定されているかを確認する。ここでは、データの回収と計画の送信に普通列車が使用されることが予め、登録装置９０から通知されているものとする。以下の説明では、計画情報生成部８３は、列車ダイヤ情報７７を確認した結果、以下に示す普通列車をＳＧＷ１の構造物ゲートウェイ３０からのデータの回収と回収予定の通知に用いることを決定したものとする。
１回目の回収予定通知：2012年2月6日7:10にＳ駅を発車する上り普通電車
１回目の回収        ：2012年2月6日8:00にＳ駅を発車する上り普通電車
２回目の回収予定通知：2012年2月6日8:10にＳ駅を発車する上り普通電車
計画情報生成部８３は、生成した予定を記憶する。
【００４５】
図１０は、サーバ７０にインストールされた回収計画策定プログラムのフローチャートである。具体的には、回収計画の生成の際に行われる動作の例を説明するものである。図１０の例では、回収に用いる列車の種類は回収条件として登録装置９０からサーバ７０に送信されるものとする。また、サーバ７０は得られた回収計画を登録装置９０に送信するものとする。なお、図１０は一例であり、例えば、データの回収用の列車の前に次回の回収計画の送信に用いる列車を決定するように、サーバ７０の動作が変更されても良い。
【００４６】
送受信部８１は、登録装置９０から回収条件を受信すると、データ処理部８２に出力する。（ステップＳ１）。データ処理部８２は、登録装置９０から指定された列車の種類を抽出し、計画情報生成部８３に出力する。計画情報生成部８３は、条件が入力されると、ログ情報７６を参照して過去にデータの回収を行っているかを判別する（ステップＳ２）。過去に回収を行っている場合、計画情報生成部８３は、ログ情報７６に含まれる最後のデータの回収時刻をｔ０に設定する（ステップＳ３でＹｅｓ、ステップＳ５）。一方、過去に回収を行っていない場合、計画情報生成部８３は、現在の時刻をｔ０に設定する（ステップＳ３でＮｏ、ステップＳ４）。計画情報生成部８３は、指定された種類の列車に搭載された列車ゲートウェイ５０が構造物ゲートウェイ３０との１回の通信で送信できるデータ量Ｐ１を、構造物ゲートウェイ情報テーブル７２から取得する。さらに、計画情報生成部８３は、列車ゲートウェイ５０が構造物ゲートウェイ３０との１回の通信で受信できるデータ量Ｐ２も、構造物ゲートウェイ情報テーブル７２から取得する（ステップＳ６）。計画情報生成部８３は、時刻ｔ０以降で、構造物ゲートウェイ３０に蓄積されるデータの量がＰ１とＰ２の小さい方の値に達する時刻Ｔを求める（ステップＳ７）。なお、Ｐ１とＰ２は同じ値であっても良い。図８に示す構造物ゲートウェイ情報テーブル７２の例では、Ｐ１＝Ｐ２の場合について、列車の種類ごとに通信量が示されている。計画情報生成部８３は、時刻Ｔは現在の時刻よりも後の時刻であるかを判定する（ステップＳ８）。時刻Ｔは現在の時刻よりも後の時刻である場合、計画情報生成部８３は、時刻ｔ０より後で時刻Ｔよりも前に構造物ゲートウェイ３０と通信できる位置に入る列車のうち、指定されている種類の列車を検索する（ステップＳ８でＹｅｓ、ステップＳ９）。計画情報生成部８３は、ステップＳ９の検索で得られた列車のうちで、時刻Ｔに最も近い時刻に構造物ゲートウェイ３０と通信できる位置にある列車を、データの回収に用いることを決定する（ステップＳ１０）。一方、ステップＳ８でＮｏと判定された場合や、Ｓ９で検索に失敗した場合、計画情報生成部８３はエラーメッセージを登録装置９０に送信して処理を終了する（ステップＳ１１）。次に、計画情報生成部８３は、指定されている種類の列車のうちで、時刻Ｔより後の最も早い時刻に構造物ゲートウェイ３０と通信できる位置に入る列車を検索し、得られた列車を次回の回収計画の送信に用いることを決定する（ステップＳ１２）。計画情報生成部８３は、データの回収と回収計画の送信に用いる列車の情報（回収計画データ）を記憶し、登録装置９０に送信する（ステップＳ１３、Ｓ１４）。
【００４７】
〔回収計画の設定〕
計画情報生成部８３は、次に、図１（ａ）に示すように、回収計画を列車ゲートウェイ５０に通知することにより、回収計画をシステムに設定する。すなわち、計画情報生成部８３は、回収計画の通知に用いられる列車ゲートウェイ５０に、ｎ回目の計測データの回収と、ｎ＋１回目の回収計画の通知を行う列車ゲートウェイ５０の情報と、データの回収や回収計画の通知が行われる時刻を通知する。さらに、計画情報生成部８３は、通知した時刻を構造物ゲートウェイ３０に通知することも、合わせて列車ゲートウェイ５０に要求する。一方、データの回収を行う列車ゲートウェイ５０には、データを保持している構造物ゲートウェイ３０の識別子と、データの回収を行う時刻を通知する。計画情報生成部８３は、回収計画を設定する対象の列車ゲートウェイ５０を、列車ゲートウェイ情報テーブル７１を用いて特定する。
【００４８】
図１１は、列車ゲートウェイ情報テーブル７１の例を示す。列車ゲートウェイ情報テーブル７１は、列車ゲートウェイ５０を一意に識別する識別子（列車ＧＷ＿ＩＤ）に対応付けて、列車ゲートウェイ５０が搭載されている列車の情報を記録している。ここで、列車の情報には、列車ゲートウェイ５０を搭載している列車の発車時刻、始発駅、終着駅、到着時刻が含まれる。計画情報生成部８３は、発車時刻と始発駅の組み合わせをキーとして、データの回収もしくは回収予定の通知に用いられる列車ゲートウェイ５０の識別子および、列車ゲートウェイ５０に割り当てられたアドレスを特定する。図１１の例では、計画情報生成部８３は、ＡＤ１のアドレスが割り当てられた列車ゲートウェイ５０により１回目の回収予定を通知し、ＡＤ２のアドレスが割り当てられた列車ゲートウェイ５０により、１回目のデータ回収を行うことを決定する。同様に、計画情報生成部８３は、ＡＤ３のアドレスが割り当てられた列車ゲートウェイ５０により２回目の回収予定を通知することも決定する。
【００４９】
例えば、計画情報生成部８３は、ＡＤ１のアドレスが割り当てられた列車ゲートウェイ５０（ｔｒ＿ｇｗ００１）に、送受信部８１を介して以下の情報を通知し、通知した情報をＳＧＷ１の識別子で識別される構造物ゲートウェイ３０に通知することを要求する。
１回目の回収計画の通知が開始される時刻          ：2012/02/06/07:20:00
１回目の回収を行う列車ゲートウェイ５０の識別子  ：ｔｒ＿ｇｗ００２
１回目の回収を行う列車ゲートウェイ５０のアドレス：ＡＤ２
１回目の回収が開始される時刻                    ：2012/02/06/08:10:00
２回目の回収計画を通知する列車ゲートウェイ５０の識別子  ：ｔｒ＿ｇｗ００３
２回目の回収計画を通知する列車ゲートウェイ５０のアドレス：ＡＤ３
２回目の回収計画の通知が開始される時刻          ：2012/02/06/08:20:00
【００５０】
図１２に、サーバ７０から計画情報を通知する列車ゲートウェイ５０宛に送られるフレームの例を示す。図１２は、計画情報生成部８３がｔｒ＿ｇｗ００１の列車ゲートウェイ５０に送信するフレームの例である。ｔｒ＿ｇｗ００１で識別される列車ゲートウェイ５０は、受信部５２を介して、計画情報生成部８３から通知された情報を受信し、データ記憶部５３に格納する。図１（ａ）の例では、列車ゲートウェイ５０ａは、ｔｒ＿ｇｗ００１で識別される列車ゲートウェイであり、列車５ａは列車ゲートウェイ５０ａを搭載している。
【００５１】
一方、計画情報生成部８３は、ＡＤ２のアドレスが割り当てられた列車ゲートウェイ５０（ｔｒ＿ｇｗ００２）に、以下の情報を通知して、計測データの回収を行うことを要求する。
計測データを保持している構造物ゲートウェイ３０の識別子  ：ＳＧＷ１
計測データを保持している構造物ゲートウェイ３０のアドレス：ＡＤ＿ＳＧＷ１
計測データの回収時刻                      ： 2012/02/06/08:10:00
【００５２】
図１３に、サーバ７０から計測データを回収する列車ゲートウェイ５０宛に送られるフレームの例を示す。ｔｒ＿ｇｗ００２で識別される列車ゲートウェイ５０は、受信部５２を介して、計画情報生成部８３から通知された情報を受信し、データ記憶部５３に格納する。図１（ａ）の例では、列車ゲートウェイ５０ｂは、ｔｒ＿ｇｗ００２で識別される列車ゲートウェイであり、列車５ｂは列車ゲートウェイ５０ｂを搭載している。
【００５３】
ここで、計画情報生成部８３から列車ゲートウェイ５０への情報の通知は、データセンタ６が始発駅や車庫に隣接している場合は、それらの施設で行われるものとする。また、列車ゲートウェイ５０が持ち運び可能なノード装置である場合は、車掌や運転士などが列車ゲートウェイ５０を駅やデータセンタ６などに運んだ際に、サーバ７０から列車ゲートウェイ５０への情報の通知が行われる。また、列車ゲートウェイ５０が搭載された列車５の所在地に最も近い基地局６２を介して、計画情報生成部８３から列車ゲートウェイ５０に情報が通知されても良い。
【００５４】
〔アドホックネットワークの形成〕
構造物１０に設置されているセンサノード装置２０と構造物ゲートウェイ３０の電源が投入されると、アドホックネットワークの形成が行われる。アドホックネットワークの形成は、サーバ７０での回収計画の生成や列車ゲートウェイ５０からの回収計画の通知よりも前に行われても良く、また、回収計画の生成もしくは通知と並行して行われても良い。電源が投入された各センサノード装置２０と構造物ゲートウェイ３０は、経路情報を含むフレーム（ハローフレーム）をブロードキャストする。ハローフレームには、ハローフレームの送信元のノード装置のアドレス情報と、送信元のノード装置が通信可能なノード装置に至る経路情報が含まれる。ハローフレームを受信したノード装置は、ハローフレームに含まれている経路情報を用いて、自ノード装置から通信可能なノード装置の数を増やす。ハローフレームの送受信により、アドホックネットワークに参加している全てのセンサノード装置２０は、構造物ゲートウェイ３０にデータを送信するための経路をルーティングテーブル２６に記憶できる。アドホックネットワークの形成後も、定期的にハローフレームが交換され、経路情報が更新される。
【００５５】
〔回収計画の通知と低消費電力モードの設定〕
列車の運転が列車ダイヤ情報７７に沿って行われることにより、図１（ｂ）に示すように、ｔｒ＿ｇｗ００１で識別される列車ゲートウェイ５０ａを搭載した列車５ａが構造物ゲートウェイ３０の近傍に到達したとする。すると、列車ゲートウェイ５０ａの受信部５２は、構造物ゲートウェイ３０から発信されている電波を受信し、構造物ゲートウェイ３０との間で通信を確立する。通信が確立すると、列車ゲートウェイ５０ａの通信制御部５４は、構造物ゲートウェイ３０に情報を通知するためのｐｕｓｈメッセージを生成する。列車５０ａで生成されるｐｕｓｈメッセージには、例えば、以下の情報が含まれる。
ｐｕｓｈメッセージ
送信元アドレス                                  ：ＡＤ１
現在時刻                                        ：2012/02/06/07:20:00
１回目の回収を行う列車ゲートウェイ５０の識別子  ：ｔｒ＿ｇｗ００２
１回目の回収を行う列車ゲートウェイ５０のアドレス：ＡＤ２
１回目の回収が開始される時刻                    ：2012/02/06/08:10:00
２回目の回収計画を通知する列車ゲートウェイ５０の識別子  ：ｔｒ＿ｇｗ００３
２回目の回収計画を通知する列車ゲートウェイ５０のアドレス：ＡＤ３
２回目の回収計画の通知が開始される時刻          ：2012/02/06/08:20:00
【００５６】
列車ゲートウェイ５０ａは、ｐｕｓｈメッセージを送信部５１から構造物ゲートウェイ３０に送信する。構造物ゲートウェイ３０の受信部３２は、ｐｕｓｈメッセージを受信する。データ処理部３３は、ｐｕｓｈメッセージに含まれている情報を計画テーブル４１に保持する。さらに、データ処理部３３は、計測データの回収が行われる時刻と、次の回収の計画が通知される時刻を、電力制御部３６に通知する。
【００５７】
電力制御部３６は、予め、計測データの回収が行われる時刻の何分前に構造物ゲートウェイ３０やセンサノード装置２０を省電力消費モードから通常モードに移行するかを記憶している。さらに、電力制御部３６は、次の回収計画の通知が行われる時刻の何分前に構造物ゲートウェイ３０やセンサノード装置２０を通常モードに移行するかも記憶している。これらの条件は、データの計測やアドホックネットワークでの通信の安定化にかかる時間などに基づいて決定される。
【００５８】
例えば、電力制御部３６は、図１４に示すテーブルを記憶することができる。この場合、電力制御部３６は、計測データの回収が開始される時刻の３０分前にセンサノード装置２０や構造物ゲートウェイ３０が動作を開始すればよいと判断する。また、電力制御部３６は、次の回収計画の通知が行われる時刻の５分前までは、構造物ゲートウェイ３０やセンサノード装置２０を低消費電力モードに設定できるとも判断する。そこで、電力制御部３６は、構造物ゲートウェイ３０およびセンサノード装置２０が低消費電力モードから通常モードに変更される時刻を計算する。例えば、電力制御部３６は、前述のｐｕｓｈメッセージと図１４のテーブルに基づいて、2012/02/06/07:40:00まで、センサノード装置２０や構造物ゲートウェイ３０を低消費電力モードに設定できると計算する。また、電力制御部３６は、計測データの回収が終了してから2012/02/06/08:15:00まで、センサノード装置２０や構造物ゲートウェイ３０を低消費電力モードに設定できると計算する。
【００５９】
電力制御部３６は、センサノード装置２０が低消費電力モードに設定できる期間を通知するメッセージを生成し、送信部５１を介してアドホックネットワークに含まれる全てのセンサノード装置２０に送信する。電力制御部３６は、センサノード装置２０への通知が終わると、構造物ゲートウェイ３０を低消費電力モードに設定すると共に、内蔵タイマを用いて、低消費電力モードを解除する時刻までの時間をモニタする。低消費電力モードを解除する時刻になると、電力制御部３６は、構造物ゲートウェイ３０を通常モードに移行させる。
【００６０】
電力制御部３６からの通知を受信したセンサノード装置２０の制御部２４は、センサノード装置２０を低消費電力モードに設定すると共に、内蔵タイマを用いて、低消費電力モードを解除する時刻までの時間をモニタする。なお、センサノード装置２０および構造物ゲートウェイ３０において低消費電力モードに設定されても、ルーティングテーブル２６およびルーティングテーブル３４の内容は保持されているものとする。
【００６１】
図１５Ａと図１５Ｂは、回収計画の通知と低消費電力モードの設定の際に行われる動作の例を説明するフローチャートである。図１５Ａおよび図１５Ｂに示す列車ゲートウェイ５０の動作は、回収計画を構造物ゲートウェイ３０に通知する列車ゲートウェイ５０の動作を表している。図１５Ａと図１５Ｂでは、センサノード装置２０、構造物ゲートウェイ３０、列車ゲートウェイ５０の各々は、通信を行った履歴を通信管理情報として記憶している場合の例を説明する。
【００６２】
まず、センサノード装置２０と構造物ゲートウェイ３０は、アドホックネットワーク網を形成する（ステップＳ２１）。列車ゲートウェイ５０は、構造物ゲートウェイ３０と通信可能な位置に来ると、構造物ゲートウェイ３０との間で通信を確立する（ステップＳ２２）。列車ゲートウェイ５０は、構造物ゲートウェイ３０に回収計画のデータを送信する（ステップＳ２３）。構造物ゲートウェイ３０は、回収計画の受信が正常に終了した場合、列車ゲートウェイ５０から回収計画を受信したことを通信管理情報に記録する（ステップＳ２４でＹｅｓ、ステップＳ２５）。一方、回収計画の受信が正常に終了しなかった場合、構造物ゲートウェイ３０は、列車ゲートウェイ５０からの回収計画の受信に失敗したことを通信管理情報に記録し、処理を終了する（ステップＳ２４でＮｏ、ステップＳ２６）。列車ゲートウェイ５０は、回収計画の送信が正常に終了した場合、構造物ゲートウェイ３０に回収計画を送信したことを通信管理情報に記録する（ステップＳ２７でＹｅｓ、ステップＳ２８）。一方、回収計画を正常に送信できなかった場合、列車ゲートウェイ５０は、構造物ゲートウェイ３０への回収計画の送信に失敗したことを通信管理情報に記録する（ステップＳ２７でＮｏ、ステップＳ２９）。列車ゲートウェイ５０は、その後、低消費電力モードに移行する（ステップＳ３０）。
【００６３】
列車ゲートウェイ５０から回収計画を受信できた場合、構造物ゲートウェイ３０は、センサノード装置２０に動作を開始させる時間を計算することにより、センサノード装置２０用の計画データを作成する（ステップＳ３１）。構造物ゲートウェイ３０は、センサノード装置２０に、計算結果として得られた計画データを送信する（ステップＳ３２）。センサノード装置２０は、構造物ゲートウェイ３０から計画データを受信すると、受信した計画データを制御部２４にセットする（ステップＳ３３）。計画データのセットが終わると、センサノード装置２０は、構造物ゲートウェイ３０にセット完了通知を送信する（ステップＳ３４）。なお、セット完了通知には、送信元のセンサノード装置２０を識別する識別子が含まれているものとする。構造物ゲートウェイ３０は、セット完了通知を受信したセンサノード装置２０の識別子を確認し、アドホックネットワーク中の全てのセンサノード装置２０からセット完了通知を受信するまで待機する（ステップＳ３５）。アドホックネットワーク中の全てのセンサノード装置２０からセット完了通知を受信すると、構造物ゲートウェイ３０は、センサノード装置２０にＳｌｅｅｐ指示を送信する（ステップＳ３６）。Ｓｌｅｅｐ指示を受信したセンサノード装置２０の制御部２４は、センサノード装置２０を低消費電力モードに移行させ、ステップＳ３３で通知された動作開始の時刻まで待機する（ステップＳ３７、Ｓ３８）。動作を開始する時刻になると、制御部２４は、センサノード装置２０について低消費電力モードの設定を解除する（ステップＳ３９）。スリープ指示の送信が終わると、構造物ゲートウェイ３０の電力制御部３６は、構造物ゲートウェイ３０を低消費電力モードに移行させ、回収計画から求めた動作開始の時刻まで待機する（ステップＳ４０、Ｓ４１）。動作を開始する時刻になると、電力制御部３６は、構造物ゲートウェイ３０の低消費電力モードの設定を解除する（ステップＳ４２）。例えば、前述の例では、2012/02/06/07:40:00になると、構造物ゲートウェイ３０とセンサノード装置２０は通常モードに変更される。センサノード装置２０と構造物ゲートウェイ３０は、適宜、ハローフレームを送受信することにより、アドホックネットワークに参加しているノード装置を特定する。
【００６４】
〔計測データの回収と次回の回収計画の取得〕
センサノード装置２０は、センサ２３による計測を行い、計測データを取得する。センサ２３で取得されたデータは、メモリ２５に記録されるか、データ処理部２７に出力される。データ処理部２７は、センサ２３から入力された計測データや、メモリ２５に格納された計測データを構造物ゲートウェイ３０に送信するためのフレームを生成する。以下、センサノード装置２０がセンサ２３での計測データを構造物ゲートウェイ３０に送信するために用いるフレームを「計測データフレーム」と記載することがある。
【００６５】
図１６（ａ）は、計測データフレームのフォーマットの例を示す。計測データフレームには、ヘッダ情報、計測データの計測を行ったセンサノード装置２０の情報、および、任意の数の計測データが含まれる。ヘッダ情報は、宛先の構造物ゲートウェイ３０のアドレスと、計測を行ったセンサノード装置２０のアドレス、フレームサイズを含む。図１６（ａ）には記載されていないが、さらに、計測データフレームを宛先にむけて１ホップ分転送する際の、転送元のアドレスと転送先のアドレスも、ヘッダ情報に含まれても良い。データ処理部２７は、転送先を特定するために、適宜、ルーティングテーブル２６を用いてヘッダ情報を生成する。計測を行ったセンサノード装置２０の情報には、そのセンサノード装置２０に含まれているセンサ２３の種類を示す識別子、センサノード装置２０を識別する識別子（センサノード装置ＩＤ）、計測周期、種別が含まれる。計測データには、計測時刻、計測値、データサイズが含まれる。
【００６６】
センサノード装置２０は、計測データフレームを、アドホックネットワークを介して、構造物ゲートウェイ３０に送信する。構造物ゲートウェイ３０は、受信した計測データフレームに含まれている計測データを抽出し、データ記憶部３５に記憶する。
【００６７】
図１（ｃ）に示すように、ｔｒ＿ｇｗ００２で識別される列車ゲートウェイ５０ｂを搭載した列車５ｂが構造物ゲートウェイ３０の近傍に到達したとする。すると、列車ゲートウェイ５０ｂは、構造物ゲートウェイ３０から発信されている電波を受信し、構造物ゲートウェイ３０との間で通信を確立する。通信が確立すると、列車ゲートウェイ５０ｂの通信制御部５４は、構造物ゲートウェイ３０に計測データを要求するためのｇｅｔメッセージを生成し、送信部５１を介して構造物ゲートウェイ３０に送信する。
【００６８】
構造物ゲートウェイ３０の受信部３２は、ｇｅｔメッセージを受信すると、データ記憶部３５に記憶している計測データを列車ゲートウェイ５０ｂに送信する。計測データの送信に用いられるフレームのフォーマットの例を図１６（ｂ）に示す。図１６（ｂ）の例では、フレームには、ヘッダ情報とデータが含まれる。ヘッダ情報では、宛先アドレスは計測データの回収を行う列車ゲートウェイ５０のアドレスであり、送信元アドレスは構造物ゲートウェイ３０のアドレスである。構造物ゲートウェイ３０から列車ゲートウェイ５０に送信されるフレームに含まれるデータは、データ記憶部３５に記憶されている計測データである。構造物ゲートウェイ３０から列車ゲートウェイ５０に送信されるフレームには、任意の数のセンサノード装置２０から受信した計測データが含まれるものとする。
【００６９】
列車ゲートウェイ５０ｂは、計測データを受信すると、構造物ゲートウェイ３０にAcknowledgement（Ａｃｋ）メッセージを送信して構造物ゲートウェイ３０との間の通信を終了する。構造物ゲートウェイ３０の電力制御部３６は、計測データの回収が終了したことと、次回の回収計画の通知の準備に入るために低消費電力モードを解除する時刻を、センサノード装置２０に通知し、低消費電力モードへの移行をセンサノード装置２０に要求する。センサノード装置２０は、構造物ゲートウェイ３０からの通知により、低消費電力モードに移行する。なお、制御部２４は、低消費電力モードを解除する時刻をモニタしているものとする。センサノード装置２０への通知が終わると、電力制御部３６は、構造物ゲートウェイ３０を低消費電力モードに設定し、低消費電力モードを解除する時刻までの時間をモニタする。
【００７０】
一方、計測データの回収に成功した列車ゲートウェイ５０ｂは、図１（ｃ）に示すように、基地局６２との間で通信を確立し、基地局６２を介して、計測データをサーバ７０に送信する。サーバ７０の送受信部８１は、取得した計測データをデータ保持部７５に保存する。サーバ７０は、計測データの取得に成功すると、適宜、登録装置９０に計測データの取得に成功したことを通知してもよい。
【００７１】
低消費電力モードを解除する時刻になると、制御部２４は、センサノード装置２０を通常モードに設定し、電力制御部３６は、構造物ゲートウェイ３０を通常モードに設定する。２回目の回収計画の通知が開始される時刻になると、２回目の回収計画を通知する列車ゲートウェイ５０は、構造物ゲートウェイ３０と通信を確立することにより、前述と同様に回収計画を通知する。
【００７２】
図１７Ａと図１７Ｂは、計測データの回収の際に行われる動作の例を説明するフローチャートである。図１７Ａは、センサノード装置２０から構造物ゲートウェイ３０に計測データが通知される際の動作の例を説明する。センサノード装置２０は、低消費電力モードを解除する時刻まで、低消費電力モードのままで待機し、動作を開始する時刻になると低消費電力モードの設定を解除する（ステップＳ５１、Ｓ５２）。構造物ゲートウェイ３０は、低消費電力モードを解除する時刻まで、低消費電力モードのままで待機し、動作を開始する時刻になると低消費電力モードの設定を解除する（ステップＳ５３、Ｓ５４）。低消費電力モードの設定を解除したセンサノード装置２０と構造物ゲートウェイ３０は、アドホックネットワーク網を構築する（ステップＳ５５）。
【００７３】
センサノード装置２０のデータ処理部２７は、計測データフレームを生成し、送信部２１を介して構造物ゲートウェイ３０に向けて送信する（ステップＳ５６、Ｓ５７）。構造物ゲートウェイ３０は、計測データフレームをセンサノード装置２０から受信した場合、受信した計測データフレームに含まれている計測データをデータ記憶部３５に格納する（ステップＳ５８でＹｅｓ、ステップＳ５９）。構造物ゲートウェイ３０は、アドホックネットワークに含まれている全てのセンサノード装置２０から計測データを受信したかを確認する（ステップＳ６０）。例えば、このとき、構造物ゲートウェイ３０は、センサノード装置２０から送信されるフレームに含まれるセンサノード装置ＩＤにてアドホックネットワーク中のセンサノード装置２０を特定することができる。アドホックネットワーク中の全てのセンサノード装置２０からデータを受信できていない場合、データ処理部３３は、タイムアウトしているかを確認する（ステップＳ６０でＮｏ、ステップＳ６１）。タイムアウトしていなければ、構造物ゲートウェイ３０は、ステップＳ５８〜Ｓ６１を繰り返す。また、ステップＳ５８で計測フレームを受信していないと判定された場合も、タイムアウトしていなければ、ステップＳ５８〜Ｓ６１が繰り返される（ステップＳ５８でＮｏ、ステップＳ６１）。
【００７４】
アドホックネットワーク中の全てのセンサノード装置２０からデータを受信できた場合、および、タイムアウトした場合、構造物ゲートウェイ３０は、次に通信を行う時刻を特定する（ステップＳ６２）。次に通信を行う時刻は、ここでは、次回の回収計画を取得する時刻から計算された時刻になる。構造物ゲートウェイ３０は、次に通信を行う時刻からセンサノード装置２０が次に通信を行うために低消費電力モードを解除する時刻（Ｗａｋｅ時刻）を計算し、得られたＷａｋｅ時刻とＳｌｅｅｐ指示をセンサノード装置２０に通知する（ステップＳ６３）。センサノード装置２０は、計測データフレームを構造物ゲートウェイ３０に送信した後は、構造物ゲートウェイ３０からＳｌｅｅｐ指示を受信するまで待機する（ステップＳ６４）。Ｓｌｅｅｐ指示を受信すると、センサノード装置２０は、構造物ゲートウェイ３０から通知されたＷａｋｅ時刻を制御部２４に含まれているタイマに設定する（ステップＳ６５）。その後、制御部２４は、タイマがタイムアップするまで、センサノード装置２０を低消費電力モードに設定する（ステップＳ６６）。
【００７５】
図１７Ｂは、構造物ゲートウェイ３０から列車ゲートウェイ５０に計測データが通知される際に行われる動作の例を示す。図１７Ｂの例では、列車ゲートウェイ５０は、構造物ゲートウェイ３０と通信できる位置に入るまでは低消費電力モードに設定されている。列車ゲートウェイ５０は、回収の開始時刻になると、低消費電力モードを解除する（ステップＳ６８、Ｓ６９）。なお、低消費電力モードの設定や解除は、列車ゲートウェイ５０では通信制御部５４によって行われる。次に、構造物ゲートウェイ３０と列車ゲートウェイ５０は、通信を確立する（ステップＳ７０）。列車ゲートウェイ５０の通信制御部５４は、回収データの受信要求（ｇｅｔメッセージ）を生成して、構造物ゲートウェイ３０に送信する（ステップＳ７１）。構造物ゲートウェイ３０は、列車ゲートウェイ５０との通信の確立後、計測データの受信要求を受信するまで待機する（ステップＳ７２）。計測データの受信要求を受信すると、構造物ゲートウェイ３０のデータ処理部３３は、計測データを含むフレームを生成し、送信部３１を介して、列車ゲートウェイ５０に向けて送信する（ステップＳ７３）。データ処理部３３は、データ記憶部３５に蓄積されていた計測データの全てを列車ゲートウェイ５０に送信できたかを判定する（ステップＳ７４）。データ記憶部３５に蓄積されていた計測データの全てを列車ゲートウェイ５０に送信できた場合、データ処理部３３は、列車ゲートウェイ５０との通信管理情報に、送信成功を記録する（ステップＳ７５）。計測データの送信に成功した場合、構造物ゲートウェイ３０は、送信し終わった計測データをデータ記憶部３５から削除する。データ記憶部３５に蓄積されていた計測データの全てを列車ゲートウェイ５０に送信できなかった場合、データ処理部３３は、列車ゲートウェイ５０との通信管理情報に、送信失敗を記録する（ステップＳ７６）。通信制御部５４は、構造物ゲートウェイ３０との通信が正常に終了したかを判定する（ステップＳ７７）。構造物ゲートウェイ３０との通信が正常に終了した場合、通信制御部５４は、構造物ゲートウェイ３０との通信管理情報に、受信成功を記録する（ステップＳ７８）。さらに、通信制御部５４は、サーバ７０に回収成功を通知するためのメッセージを生成し、送信部５１を介して取得したデータと共に、サーバ７０に送信する（ステップＳ７９）。構造物ゲートウェイ３０との通信が正常に終了しなかった場合、通信制御部５４は、構造物ゲートウェイ３０との通信管理情報に、受信失敗を記録する（ステップＳ８０）。この場合、通信制御部５４は、サーバ７０に回収失敗を通知するためのメッセージを生成し、送信部５１を介してサーバ７０に送信する（ステップＳ８１）。ステップＳ８０もしくはＳ８１の処理の後、列車ゲートウェイ５０は、再度、低消費電力モードに移行する（ステップＳ８２）。図１７Ｂに示すように、列車ゲートウェイ５０は、ステップＳ８２の後でステップＳ６８に戻ることにより、複数の構造物ゲートウェイ３０から計測データを回収することもできる。
【００７６】
このように、本実施形態では、構造物ゲートウェイ３０やセンサノード装置２０は、計測データの取得、計測データの回収、および、計測データの回収計画の送受信が行われる時刻に合わせて通常モードに設定され、その他の時間は低消費電力モードに設定される。さらに、サーバ７０で決定された列車５とだけ構造物ゲートウェイ３０が通信するため、構造物ゲートウェイ３０の通信量を抑えることができる。従って、センサノード装置２０や構造物ゲートウェイ３０の電力の消費を抑えることができる。
【００７７】
＜第２の実施形態＞
図１８は、第２の実施形態の動作の例を説明する図である。以下、図１８を参照しながら、計測データの回収を行う予定である列車ゲートウェイ５０が回収に失敗したときに、他の列車に搭載された列車ゲートウェイ５０が計測データを回収することができる実施形態について説明する。
【００７８】
（１）サーバ７０の計画情報生成部８３は、ｎ回目の回収計画を生成し、図１８（ａ）に示すように、ｎ回目の回収計画を列車ゲートウェイ５０ａに通知する。ｎ回目の回収計画には、ｎ回目の回収時刻とｎ＋１回目の回収計画を通知する時刻が含まれる。列車ゲートウェイ５０ａに出力された回収計画の例を図１９に示す。図１９は、計測データの回収に失敗した場合に２回のリトライができ、さらに、回収計画の送信に失敗したときに１回のリトライができるように設計された回収計画の例である。このように複数の列車５を計測データの回収と回収計画の送信に用いる場合、計画情報生成部８３は、計画ごとに使用される列車５を区別しやすいように、計画番号を用いて特定するものとする。図１９には、計画番号がｐｌ＿０００２の回収計画が示されている。サブ計画番号は計測データの回収用の列車ゲートウェイ５０と回収計画の送信用の列車ゲートウェイ５０を区別するために付される。ここでは、データの回収用の列車ゲートウェイ５０には、ｓｐｌ＿の文字列の後に通し番号が付され、回収計画の送信用の列車ゲートウェイ５０には、ｔｐｌ＿の文字列の後に通し番号が付されるものとする。また、計画情報生成部８３は、計測データの回収の最後のリトライに用いられる列車ゲートウェイ５０ｄが構造物１０の近傍に到達したときでも、構造物ゲートウェイ３０のデータ記憶部３５の記憶容量に余裕があるように、列車５を選択している。
【００７９】
計画情報生成部８３は、ｎ回目の回収計画を設定するために、列車ゲートウェイ５０ｂ〜５０ｄに対して、構造物ゲートウェイ３０に保持されている計測データの取得を要求する。一方、計画情報生成部８３は、ｎ＋１回目の回収計画を構造物ゲートウェイ３０に通知するために、列車ゲートウェイ５０ｅ、５０ｆに対して、構造物ゲートウェイ３０に通知するｎ＋１回目の回収計画のデータを送信する。つまり、図１８（ａ）〜図１８（ｃ）では、斜線の入っている列車ゲートウェイ５０（５０ｂ〜５０ｄ）は、サーバ７０から、構造物ゲートウェイ３０に蓄積されたデータの回収を要求される。また、斜線が入っていない四角で示した列車ゲートウェイ５０（５０ａ、５０ｅ、５０ｆ）は、サーバ７０から、回収計画の送信を要求される。
【００８０】
（２）サーバ７０と列車ゲートウェイ５０ａの通信が終わった後で、列車５ａが構造物１０の近傍まで走行すると、列車ゲートウェイ５０ａと構造物ゲートウェイ３０の間の通信が行われる。列車ゲートウェイ５０ａと構造物ゲートウェイ３０との間の通信は、第１の実施形態で説明した手順と同様の方法により成功したとする。すると、構造物ゲートウェイ３０のデータ処理部３３は、受信データを計画テーブル４１に格納する。データ処理部３３の処理により、計画テーブル４１には、図２０（ａ）のような回収計画が記録される。計画テーブル４１のうち、結果、ＭＳＧ、ｃｌｏｓｅフラグは、通信結果を記録する。結果は、通信が可能であったかを示し、ＭＳＧは結果に対応するメッセージを示す。ｃｌｏｓｅフラグは、通信が正常終了したかを記録するために用いられ、ｃｌｏｓｅフラグ＝ｃｌｏｓｅだと正常終了を表し、そのほかの値であれば、異常終了を表す。
【００８１】
構造物ゲートウェイ３０が受信した回収計画に応じて、構造物ゲートウェイ３０とセンサノード装置２０が低消費電力モードを解除する時刻を計算する。例えば、計算部４２が図１４に示す条件に基づいて計算を行う場合、計算部４２は、以下のように低消費電力モードを解除する時刻を計算する。
列車ゲートウェイ５０ｂとの通信のための解除時刻；2010/12/15 14:07:00
列車ゲートウェイ５０ｃとの通信のための解除時刻；2010/12/15 15:22:00
列車ゲートウェイ５０ｄとの通信のための解除時刻；2010/12/15 16:37:00
列車ゲートウェイ５０ｅとの通信のための解除時刻；2010/12/15 17:17:00
列車ゲートウェイ５０ｆとの通信のための解除時刻；2010/12/15 17:32:00
構造物ゲートウェイ３０は、計算部４２の計算結果をセンサノード装置２０に通知した後、低消費電力モードに移行する。センサノード装置２０も、構造物ゲートウェイ３０から計算結果を受け取ると、制御部２４中のタイマをセットして、タイマがタイムアップするまで低消費電力モードに移行する。
【００８２】
一方、列車ゲートウェイ５０ａは、正常に回収計画を送信できたことを確認すると、回収計画の送信に成功したことを、基地局６２、ネットワーク６１を介してサーバ７０に通知する。サーバ７０は、登録装置９０に対して回収計画の送信の成功を通知する。
【００８３】
（３）列車ゲートウェイ５０ｂが構造物ゲートウェイ３０の近傍に到着する時間に計測データを回収できるように計算された時刻に、構造物ゲートウェイ３０とセンサノード装置２０は動作を再開する。
【００８４】
（４）サーバ７０と列車ゲートウェイ５０ｂの通信の後で列車５ｂが走行し、列車ゲートウェイ５０ｂが構造物ゲートウェイ３０と通信できるエリアに入る。ここでは、図１８（ｂ）に示すように、列車ゲートウェイ５０ｂと構造物ゲートウェイ３０の間で通信の確立に失敗したとする。データ処理部３３は、計画テーブル４１に記録されている時刻になっても計測データを送信することができなかったため、計画テーブル４１を図２０（ｂ）のように変更する。その後、構造物ゲートウェイ３０とセンサノード装置２０は、再度、低消費電力モードに移行する。
【００８５】
一方、列車ゲートウェイ５０ｂは、計測データを回収できなかったと判定し、計測データの回収に失敗したことを、基地局６２、ネットワーク６１を介してサーバ７０に通知する。サーバ７０は、列車ゲートウェイ５０ｂの失敗後にリトライが２回可能であることを確認すると、登録装置９０に対して回収の失敗とリトライが可能な回数を通知する。
【００８６】
（５）その後、列車５ｃが構造物１０に向けて走行してくる。センサノード装置２０と構造物ゲートウェイ３０は、列車ゲートウェイ５０ｃとの通信のために低消費電力モードを解除する時刻になると、通常の動作を再開する。図１８（ｃ）に示すように、列車５ｃの走行により、列車ゲートウェイ５０ｃが構造物ゲートウェイ３０と通信できるエリアに入ると、列車ゲートウェイ５０ｃは構造物ゲートウェイ３０と通信を確立しようとする。この例では、列車ゲートウェイ５０ｃと構造物ゲートウェイ３０は通信の確立に成功したとする。すると、列車ゲートウェイ５０ｃは構造物ゲートウェイ３０にｇｅｔメッセージを送信することにより、構造物ゲートウェイ３０に蓄積されている計測データの送信を要求する。構造物ゲートウェイ３０は列車ゲートウェイ５０ｃに計測データを送信し、計測データの回収が成功したとする。すると、計画テーブル４１は、図２１（ａ）に示すように変更される。また、構造物ゲートウェイ３０のデータ処理部３３は、送信が終わった計測データを削除する。その後、構造物ゲートウェイ３０とセンサノード装置２０は、再度、低消費電力モードに移行する。
【００８７】
一方、列車ゲートウェイ５０ｃは、正常に計測データを受信できたと判定すると、計測データの受信に成功したことを、基地局６２、ネットワーク６１を介してサーバ７０に通知する。サーバ７０は、登録装置９０に対して計測データの回収の成功を通知する。
【００８８】
（６）センサノード装置２０と構造物ゲートウェイ３０は、予め、列車ゲートウェイ５０ｄとの通信のために低消費電力モードを解除する時刻になると、通常の動作を再開する。列車５ｄが構造物１０に向けて走行してくることにより、列車ゲートウェイ５０ｄが構造物ゲートウェイ３０と通信できるエリアに入ると、列車ゲートウェイ５０ｄは構造物ゲートウェイ３０と通信を確立しようとする。列車ゲートウェイ５０ｄと構造物ゲートウェイ３０の間の通信の確立に成功すると、列車ゲートウェイ５０ｄは、構造物ゲートウェイ３０にｇｅｔメッセージを送信する。しかし、構造物ゲートウェイ３０は、列車ゲートウェイ５０ｃに既に計測データを送信してしまっているので、列車ゲートウェイ５０ｄへのデータの送信は行わずに処理を終了する。その後、構造物ゲートウェイ３０とセンサノード装置２０は、再度、低消費電力モードに移行する。
【００８９】
一方、列車ゲートウェイ５０ｄは、計測データの受信に失敗したと判定すると、計測データの受信に失敗したことを、基地局６２、ネットワーク６１を介してサーバ７０に通知する。サーバ７０は、すでに計測データが回収されていると判定し、処理を終了する。
【００９０】
（７）センサノード装置２０と構造物ゲートウェイ３０は、予め、列車ゲートウェイ５０ｅとの通信のために低消費電力モードを解除する時刻になると、通常の動作を再開する。列車５ｅが構造物１０に向けて走行してくることにより、列車ゲートウェイ５０ｅが構造物ゲートウェイ３０と通信できるエリアに入ると、列車ゲートウェイ５０ｅは構造物ゲートウェイ３０と通信を確立しようとする。列車ゲートウェイ５０ｅと構造物ゲートウェイ３０の間の通信の確立に成功すると、列車ゲートウェイ５０ｅは、構造物ゲートウェイ３０にｐｕｓｈメッセージにより、構造物ゲートウェイ３０にｎ＋１回目の回収計画を通知する。ｎ＋１回目の回収計画の送信に成功すると、構造物ゲートウェイ３０が備える計画テーブル４１は、図２１（ｂ）に示すように変更される。
【００９１】
（８）構造物ゲートウェイ３０の計算部４２は、手順（７）で受信した回収計画に応じて、構造物ゲートウェイ３０とセンサノード装置２０が低消費電力モードを解除する時刻を計算する。構造物ゲートウェイ３０は、計算部４２の計算結果をセンサノード装置２０に通知した後、低消費電力モードに移行する。センサノード装置２０も、構造物ゲートウェイ３０から計算結果を受け取ると、低消費電力モードに移行する。従って、構造物ゲートウェイ３０で低消費電力モードの解除時刻が再計算されるので、構造物ゲートウェイ３０とセンサノード装置２０は、列車ゲートウェイ５０ｆとの通信のためには、低消費電力モードを解除しない。
【００９２】
図２２は、回収計画の生成の際に行われる動作の例を説明するフローチャートである。図２２の例では、回収計画の中のリトライ回数ｍ、回収に用いる列車の種類、計画送信のリトライの回数ｎなどの条件は登録装置９０からサーバ７０に送信される。なお、図２２は一例であり、例えば、ステップＳ１００〜Ｓ１０４の処理がステップＳ１０５〜Ｓ１０９の処理の後に行われるように、サーバ７０の動作が変更されても良い。図２２のフローチャートでは、変数ｉは計画回収用に用いられる列車の数の計数に用いられ、変数ｊは計画送信用に用いられる列車の数の計数に用いられる。ステップＳ９１〜Ｓ９９とステップＳ１０１は、図１０を参照しながら説明したステップＳ１〜Ｓ９とステップＳ１１と同様である。計画情報生成部８３は、ステップＳ９９の検索結果から、構造物ゲートウェイ３０を通過する時刻が時刻Ｔに最も近い列車５を、回収計画でｍ番目に回収を試みる列車５とする。計画情報生成部８３は、さらに、ｉ＝ｍに設定し、Ｔｉをｍ番目の列車５が構造物ゲートウェイ３０を通過する時刻に設定する（ステップＳ１００）。計画情報生成部８３は、変数ｉの値が１より大きいかを判定する（ステップＳ１０２）。変数ｉが１より大きい場合、計画情報生成部８３は、時刻ｔ０より後で時刻Ｔｉよりも前に構造物ゲートウェイ３０と通信できる位置に入る列車のうち、指定されている種類の列車を検索する（ステップＳ１０２でＹｅｓ、ステップＳ１０３）。計画情報生成部８３は、変数iを１つデクリメントし、ステップＳ１０３の検索で得られた列車のうちで構造物ゲートウェイ３０を通過する時刻が最も遅い列車をｉ番目に回収を試みる列車とする。さらに、ｉ番目の列車が構造物ゲートウェイ３０を通過する時刻をＴｉに設定する（ステップＳ１０４）。変数ｉの値が１になるか、ステップＳ１０３で該当する列車が得られなくなるまで、ステップＳ１０２〜Ｓ１０４の処理が繰り返される。
【００９３】
次に、ステップＳ１０５〜Ｓ１０９により、計画情報生成部８３は、回収計画の通知のための列車を決定する。計画情報生成部８３は、Ｔｍより後に構造物ゲートウェイ３０と通信できる位置に入る列車のうち、指定されている種類の列車を検索する。計画情報生成部８３は、得られた列車の中で最初に構造物ゲートウェイ３０を通過する列車５を、最初に回収計画の通知を試みる際に使用することを決定し、決定した列車が構造物ゲートウェイ３０を通過する時刻をＵ１とする（ステップＳ１０５）。計画情報生成部８３は、変数ｊを１に設定する（ステップＳ１０６）。計画情報生成部８３は、ｎ−ｊの値が正であるかを判定する（ステップＳ１０７）。ｎ−ｊの値が正である場合、計画情報生成部８３は、Ｕｊよりも後に構造物ゲートウェイ３０と通信できる位置に入る列車のうち、指定されている種類の列車を検索する（ステップＳ１０８）。さらに、計画情報生成部８３は、ｊを１つインクリメントし、計画情報生成部８３は、得られた列車の中で最初に構造物ゲートウェイ３０を通過する列車５を、ｊ番目に回収計画の通知を試みる際に使用することを決定し、その列車５が構造物ゲートウェイ３０を通過する時刻をＵｊとする（ステップＳ１０９）。ｎ−ｊの値が０になるまでステップＳ１０７〜Ｓ１０９の処理が繰り返される。ｎ−ｊの値が０になると、計画情報生成部８３は、計画情報生成部８３は、データの回収と回収計画の送信に用いる列車の情報（回収計画データ）を記憶し、登録装置９０に送信する（ステップＳ１１０、Ｓ１１１）。
【００９４】
図２３は、通知情報生成部８４が備えるテーブルの例を示す。通知情報生成部８４は、回収された計測データの取得率と整合性に基づいて、登録装置９０に送信するメッセージを決定する。ここで、計測データの取得率は、取得できたデータの数を、通信対象の構造物ゲートウェイ３０に蓄積されていると考えられるデータ数で割った値である。例えば、１０個のデータが構造物ゲートウェイ３０に蓄積されていると考えられる状況において、８個のデータが回収できた場合、取得率は８０％となる。
【００９５】
図２４は、サーバ７０が登録装置９０に送信するメッセージを選択する方法の例を説明するフローチャートである。通知情報生成部８４は、回収データの整合性と取得率を求める（ステップＳ１２１）。通知情報生成部８４は、得られた取得率を予め記憶している閾値と比較し、さらに、整合性に問題がないかを判定する（ステップＳ１２２）。取得率が閾値以上であって、整合性に問題がない場合、通知情報生成部８４は、図２３のテーブルからｍｓｇ＿ＩＤ＝００１のメッセージを取得する（ステップＳ１２３）。取得率が閾値以上、かつ、整合性に問題がないという条件が満たされない場合、通知情報生成部８４は、リトライ回数が２回以上あるかを確認する（ステップＳ１２２でＮｏ、ステップＳ１２４）。リトライ回数が２回以上ある場合、通知情報生成部８４は、図２３のテーブルからｍｓｇ＿ＩＤ＝００２のメッセージを取得する（ステップＳ１２４でＹｅｓ、ステップＳ１２５）。リトライ回数が２回以上ない場合、通知情報生成部８４は、リトライ回数が１回かを確認する（ステップＳ１２４でＮｏ、ステップＳ１２６）。リトライ回数が１回の場合、通知情報生成部８４は、図２３のテーブルからｍｓｇ＿ＩＤ＝００３のメッセージを取得する（ステップＳ１２６でＹｅｓ、ステップＳ１２７）。リトライ回数が０の場合、通知情報生成部８４は、図２３のテーブルからｍｓｇ＿ＩＤ＝００４のメッセージを取得する（ステップＳ１２６でＮｏ、ステップＳ１２８）。データ処理部８２は、ログ情報７６を更新する（ステップＳ１２９）。通知情報生成部８４は、取得したメッセージを登録装置９０に送信する（ステップＳ１３０）。
【００９６】
このように、本実施形態では、計測データの回収を行う予定である列車ゲートウェイ５０が回収に失敗したときに、他の列車に搭載された列車ゲートウェイ５０が計測データを回収することができる。また、回収計画の送信を行う予定である列車ゲートウェイ５０が送信に失敗したときに、他の列車に搭載された列車ゲートウェイ５０が回収計画を送信することができる。従って、計測データの回収の成功率が向上する。さらに、第１の実施形態と同様に、構造物ゲートウェイ３０やセンサノード装置２０は、計測データの取得、計測データの回収、および、計測データの回収計画の送受信が行われる時刻に合わせて通常モードに設定され、その他の時間は低消費電力モードに設定される。従って、センサノード装置２０や構造物ゲートウェイ３０の電力の消費を抑えることができる。
【００９７】
＜第３の実施形態＞
第２の実施形態では、測定データの回収や回収計画の通知に失敗したときのためのリトライ用の列車５を決定している。しかし、測定データの回収に１度で成功した場合、リトライ用に確保した列車との通信のために低消費電力モードから通常モードに切り替えても通信が行われないため、無駄に電力を消費することになる。そこで、第３の実施形態では、測定データの回収や回収計画の通知に成功したかに応じて、動的に回収計画を変更する方法について説明する。
【００９８】
図２５は、第３の実施形態の動作の例を説明する図である。図２５（ａ）の例では、計画情報生成部８３により、図１９の回収計画が立てられ、列車５ａに搭載されている列車ゲートウェイ５０ａにより、図１９の回収計画が構造物ゲートウェイ３０に通知されているものとする。従って、斜線の入っている列車ゲートウェイ５０（５０ｂ〜５０ｄ）は、サーバ７０から、構造物ゲートウェイ３０に蓄積されたデータの回収を要求されている。また、斜線が入っていない四角で示した列車ゲートウェイ５０（５０ａ、５０ｅ、５０ｆ）は、サーバ７０から、回収計画の送信を要求されている。また、構造物ゲートウェイ３０とセンサノード装置２０には、第２の実施形態で説明した方法と同様に、低消費電力モードの解除時刻が設定されているものとする。すなわち、構造物ゲートウェイ３０とセンサノード装置２０は、列車５ｂ〜５ｄが構造物１０を通過する３０分前、列車５ｅ、５ｆが構造物１０を通過する５分前に、低消費電力モードを解除するように設定されているとする。
【００９９】
（１１）図２５（ａ）において、列車ゲートウェイ５０ｂは、構造物ゲートウェイ３０との通信の確立に成功し、構造物ゲートウェイ３０から測定データを回収できたとする。センサノード装置２０と構造物ゲートウェイ３０は、列車ゲートウェイ５０ｂと構造物ゲートウェイ３０の通信の後、低消費電力モードに移行する。列車ゲートウェイ５０ｂは、基地局６２とネットワーク６１を介して、サーバ７０に回収した測定データを送信する。サーバ７０は測定データを受信すると、図２３や図２４を参照しながら述べたような判定を行う。ここでは、列車ゲートウェイ５０ｂから送信された測定データの回収率が閾値を超えており、整合性もあったとする。すると、通知情報生成部８４は、登録装置９０に回収の成功を通知する。
【０１００】
（１２）計画情報生成部８３は、１回目の回収で計測データの取得に成功したことを認識すると、計画の前倒しのための処理を開始する。すなわち、計画情報生成部８３は、回収のリトライ用に決定してある列車５と列車ゲートウェイ５０に、次回の回収計画を送信させる。このとき、計画情報生成部８３は、適宜、列車ダイヤ情報７７などを参照して、リトライ用に決定されていた列車５のうちで、計画の変更を通知できる位置にある列車５を特定し、特定した列車５に計画の変更と回収計画のデータを送信する。
【０１０１】
図２５（ｂ）の例では、計画情報生成部８３は、列車５ｄに搭載されている列車ゲートウェイ５０ｄから、構造物ゲートウェイ３０に次回の回収計画を送信させることを決定したとする。サーバ７０は、列車ゲートウェイ５０ｄに、計画の前倒しを通知するフレームを送信する。図２６は、計画の前倒しを通知するフレームの例を示す。計画の前倒しを通知するフレームには、宛先の列車ゲートウェイ５０のアドレス、送信元のサーバ７０のアドレス、フレームサイズ、回収計画の配信時刻が含まれる。さらに、サーバ７０は、列車ゲートウェイ５０ｄに回収計画の情報を含むフレームを送信する。
【０１０２】
回収計画の前倒し用のフレームを受信した列車ゲートウェイ５０ｄの通信制御部５４は、通知された回収計画の配信時刻を列車ゲートウェイ５０ｄが構造物ゲートウェイ３０の近傍に入る時刻と比較する。前倒し用のフレームで通知された時刻に列車ゲートウェイ５０ｄは構造物ゲートウェイ３０と通信できる位置にいることから、通信制御部５４は、列車ゲートウェイ５０ｄが回収計画を通知することを認識する。図２５（ｂ）では、列車ゲートウェイ５０ｄを白抜きの四角で表して、列車ゲートウェイ５０ｄが回収計画の通知を行うように設定を変更したことを示している。
【０１０３】
（１３）構造物ゲートウェイ３０とセンサノード装置２０は、列車５ｃが構造物１０を通過する３０分前に通常モードに移行している。しかし、すでに構造物ゲートウェイ３０は列車ゲートウェイ５０ｂに測定データを送信済みであるので、列車ゲートウェイ５０ｃにはデータを送信しない。列車ゲートウェイ５０ｃと構造物ゲートウェイ３０の通信が終了すると、構造物ゲートウェイ３０とセンサノード装置２０は低消費電力モードに移行する。
【０１０４】
（１４）構造物ゲートウェイ３０とセンサノード装置２０は、列車５ｄが構造物１０を通過する３０分前に通常モードに移行している。列車ゲートウェイ５０ｄは、構造物ゲートウェイ３０と通信可能な位置に入ると、図２５（ｃ）に示すように、構造物ゲートウェイ３０と通信を確立する。構造物ゲートウェイ３０と列車ゲートウェイ５０ｄの間の通信の確立に成功すると、列車ゲートウェイ５０ｄは、ｐｕｓｈメッセージを用いて回収計画を構造物ゲートウェイ３０に送信する。ここでは、列車ゲートウェイ５０ｄから構造物ゲートウェイ３０への回収計画の送信が成功したとする。すると、構造物ゲートウェイ３０のデータ処理部３３は、計画テーブル４１を図２７に示すように変更する。次に、データ処理部３３は、通知された回収計画を、計画テーブル４１に追加する。さらに、計算部４２は、通知された回収計画に基づいて、構造物ゲートウェイ３０とセンサノード装置２０が低消費電力モードを解除する時刻を計算し、得られた結果をセンサノード装置２０に通知する。その後、構造物ゲートウェイ３０とセンサノード装置２０は低消費電力モードに移行する。一方、構造物ゲートウェイ３０ｄは、構造物ゲートウェイ３０への回収計画の送信に成功したことを、基地局６２とネットワーク６１を介してサーバ７０に通知する。
【０１０５】
（１５）サーバ７０は、列車ゲートウェイ５０ｄが構造物ゲートウェイ３０に回収計画を通知できたことを認識すると、列車ゲートウェイ５０ｅと５０ｆに対し、回収計画の通知が不要であることを通知する。回収計画の通知を行わないことを通知するために、サーバ７０は、図２６に示すフォーマットと同様のフレームを使用できるが、この場合は、回収計画を配信する時刻には無効な値が記録される。列車ゲートウェイ５０ｅ、５０ｆの通信制御部５４は、回収計画の配信時刻として無効な値が記録されたフレームを受信すると、回収計画の配信中止の指示であると認識して、通知を行わない。図２５（ｃ）では、回収計画の通知を中止した列車ゲートウェイ５０を、ドットが描かれた四角で示す。
【０１０６】
なお、図２５では、すでに列車５ｃが走行を開始していてサーバ７０と通信できないために列車ゲートウェイ５０ｃには計画の前倒しのための処理が行われない場合を例としたが、図２５は一例である。従って、列車ゲートウェイ５０ｃの位置によっては、サーバ７０は列車ゲートウェイ５０ｃに計画の前倒しを要求し、列車ゲートウェイ５０ｃから次回の計画を構造物ゲートウェイ３０に送信させることができる。
【０１０７】
図２８は、第３の実施形態で行われる動作の例を説明するフローチャートである。計画情報生成部８３は、計画情報を生成した後、列車ゲートウェイ５０に送信するためのフレームを生成する。計画情報生成部８３は、変数ｍを１に設定し、計画情報内に、本日回収を行う予定の列車５が存在するかを確認する（ステップＳ１４１、Ｓ１４２）。本日利用される列車がある場合、データ処理部８２は、ｍ番目の列車の情報を取得し、列車ゲートウェイ５０に送信するためのフレームに含める（ステップＳ１４３）。ここで取得される情報には、ｍ番目の列車に搭載された列車ゲートウェイ５０が計測データの回収を行うことと、構造物ゲートウェイ３０と通信可能な位置に列車ゲートウェイ５０が入る時刻が含まれる。計画情報生成部８３は、他の計画情報にｍ番目の列車が含まれているかを確認する（ステップＳ１４４、Ｓ１４５）。他の計画情報にｍ番目の列車が含まれている場合、他の計画情報においてのｍ番目の列車の情報を取得し、列車ゲートウェイ５０に送信するためのフレームに含める（ステップＳ１４６）。計画情報生成部８３は、ｍ番目の列車に搭載されている列車ゲートウェイ５０のアドレスを列車ゲートウェイ情報テーブル７１から取得する（ステップＳ１４７）。計画情報生成部８３は、生成したフレームを、ｍ番目の列車５に搭載されている列車ゲートウェイ５０に宛てて送信する（ステップＳ１４８）。
【０１０８】
計測データの回収を要求された列車ゲートウェイ５０は、計画情報生成部８３からフレームを受信すると、構造物ゲートウェイ３０と通信が可能であると通知された時刻（Ｗａｋｅ時刻）を記録する（ステップＳ１４９、Ｓ１５０）。図２８の説明では、Ｗａｋｅ時刻は、列車ゲートウェイ５０が構造物ゲートウェイ３０との通信を確立するための動作を開始する時刻である。
【０１０９】
計画情報生成部８３は、ｍを１つインクリメントした後で、ｍ番目の回収に用いられる列車５があるかを確認する（ステップＳ１５１、Ｓ１５２）。ｍ番目の回収に用いられる列車５がある場合、ステップＳ１４３以降の処理が繰り返される。
【０１１０】
一方、ｍ番目の回収に用いられる列車５がない場合、計画情報生成部８３は、変数ｎを１に設定して、回収計画の送信に用いられる列車ゲートウェイ５０へのフレームを生成する（ステップＳ１５３）。計画情報生成部８３は、ｎ番目の計画送信に用いられる列車５に搭載される列車ゲートウェイ５０のアドレスを、列車ゲートウェイ情報テーブル７１から取得する（ステップＳ１５４）。データ処理部８２は、ｎ番目の列車が構造物ゲートウェイ３０の近傍に位置する時刻を取得し、列車ゲートウェイ５０に送信するためのフレームに含める（ステップＳ１５５）。データ処理部８２は、フレームにさらに回収計画と、回収計画の送信の要求を含め、ｎ番目の列車５に搭載された列車ゲートウェイ５０に送信する（ステップＳ１５６）。
【０１１１】
回収計画の送信を要求された列車ゲートウェイ５０は、計画情報生成部８３からフレームを受信すると、構造物ゲートウェイ３０と通信が可能であると通知された時刻（Ｗａｋｅ時刻）を記録する（ステップＳ１４９、Ｓ１５０）。
【０１１２】
計画情報生成部８３は、ｎを１つインクリメントした後で、ｎ番目の計画送信に用いられる列車５があるかを確認する（ステップＳ１５７、Ｓ１５８）。ｎ番目の計画送信に用いられる列車５がある場合、ステップＳ１５４以降の処理が繰り返される。
【０１１３】
サーバ７０は、その後、列車ゲートウェイ５０からの通信結果を受信するまで待機する。計測データの回収に成功した場合、データ処理部８２は、ログ情報７６に回収成功を記録し、適宜、前倒し計画変更処理を行う（ステップＳ１５９でＹｅｓ、ステップＳ１６０、Ｓ１６１）。計画の前倒しを要求された列車ゲートウェイ５０は、計画の前倒しのための処理を行う（ステップＳ１６２、Ｓ１６３）。一方、計測データの回収に失敗した場合、データ処理部８２は、ログ情報７６に回収失敗を記録する（ステップＳ１６４）。最終電車が終着駅に到着すると、サーバ７０は処理を終了する（ステップＳ１６５）。
【０１１４】
図２９は、計画の前倒しが行われる場合の動作の例を説明するフローチャートである。図２９は、図２８のステップＳ１６１〜Ｓ１６３を詳しく説明している。計画情報生成部８３は、計測データの回収を成功した列車５の後に回収のリトライ用の列車５が設定されているかを確認する（ステップＳ１７１）。リトライ用の車両がない場合、計画情報生成部８３は、処理を終了する。回収のリトライ用の車両がある場合、計画情報生成部８３は、次の回収計画が存在するかを判定する（ステップＳ１７２）。次の回収計画がない場合、計画情報生成部８３は前倒し処理を終了する（ステップＳ１７２でＮｏ）。次の回収処理がある場合、計画情報生成部８３は、次の回収計画のデータを取得し、リトライ用に設定されていた列車５に搭載されている列車ゲートウェイ５０に、計画の前倒しを通知するフレームを送信する（ステップＳ１７３、Ｓ１７４）。さらに、サーバ７０は、計画の前倒しを要求する列車ゲートウェイ５０に対して、回収計画を送信する。
【０１１５】
列車ゲートウェイ５０は、前倒しを通知するフレームを受信すると、受信フレームで時刻が通知されていればＷａｋｅ時刻を、受信したフレームで通知された時刻に置き換え、フレームで通知された計画の送信を行うことを記憶する（ステップＳ１７５、Ｓ１７６）。図２９の説明でも、Ｗａｋｅ時刻は、列車ゲートウェイ５０が構造物ゲートウェイ３０との通信を確立するための動作を開始する時刻である。
【０１１６】
計画情報生成部８３は、回収計画の送信に成功した後に、さらに、回収計画の送信用のリトライ車両があるかを確認する（ステップＳ１７７）。回収計画の送信用のリトライ車両がある場合、計画情報生成部８３は、回収計画の送信用のリトライ車両に搭載されている列車ゲートウェイ５０に取り消し通知を送信する（ステップＳ１７８）。ここで、取り消し通知は、計画の前倒しを通知するフレームであって時刻情報が含まれていないフレームであるものとする。
【０１１７】
列車ゲートウェイ５０は、前倒しを通知するフレームを受信すると、受信フレームで時刻が通知されていない場合、計画が中止されたと認識し、Ｗａｋｅ時刻を変更する（ステップＳ１７５、Ｓ１７６）。
【０１１８】
このように、構造物ゲートウェイ３０と列車ゲートウェイ５０との間の通信の状況に応じて、リアルタイムに回収計画の通知時刻を変更することにより、効率よく計測データを回収できる。さらに、構造物ゲートウェイ３０やセンサノード装置２０が通信するために低消費電力モードに設定する回数を減らすこともできるので、構造物ゲートウェイ３０やセンサノード装置２０の電池の使用可能時間を延ばすことができる。
【０１１９】
＜その他＞
なお、本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、様々に変形可能である。以下にその例をいくつか述べる。
【０１２０】
構造物ゲートウェイ３０と列車ゲートウェイ５０の間で行われる無線通信の通信方法は、センサノード装置２０と構造物ゲートウェイ３０の間で行われる無線通信の通信方法と同じであっても、異なっていても良い。例えば、構造物ゲートウェイ３０と列車ゲートウェイ５０の間の通信は、アドホックネットワークの形成に用いられる通信方法よりも、通信速度が速い方法とすることができる。
【０１２１】
以上の実施形態で説明したテーブルやフレームのフォーマットは一例であり、実装に応じてテーブルやフレームに含まれる情報要素は変更される場合がある。
さらに、登録装置９０から回収に用いる列車の種類が通知されない場合、サーバ７０は、回収に用いる列車の種類を送受信するデータの量に基づいて決定しても良い。回収されるデータの量が多いほど、回収に用いられる列車の走行速度が遅い方が望ましい。そこで、計画情報生成部８３は、構造物設置センサ情報テーブル７４に記録されている各種の列車と構造物ゲートウェイ３０の間の通信量を用いて、回収に使用できる列車５の種類を以下のように特定する。なお、ＴＨ１は、急行列車と構造物ゲートウェイ３０の間での通信量、ＴＨ２は普通列車と構造物ゲートウェイ３０の間での通信量、ＴＨ３は保守用車両と構造物ゲートウェイ３０の間での通信量を表すものとする。
データ量≦ＴＨ１の場合        ：急行列車、普通列車、保守用車両を使用可
ＴＨ１＜データ量≦ＴＨ２の場合：普通列車、保守用車両を使用可
ＴＨ２＜データ量≦ＴＨ３の場合：保守用車両を使用可
ＴＨ３＜データ量の場合        ：回収可能な車両が無いため回収頻度を変更
【０１２２】
例えば、データの回収の対象となっている構造物ゲートウェイ３０（ＳＧＷ１）に対して、１時間に１回の頻度で回収を行うと、１回あたりの回収データは６８０バイトが見込まれるとする。また、ＳＧＷ１では、図８より、ＴＨ１＝５０バイト、ＴＨ２＝７００バイト、ＴＨ３＝８００バイトである。そこで、計画情報生成部８３は、ＳＧＷ１からのデータの回収には普通列車と保守用車両を使用できることを認識する。すると、計画情報生成部８３は、列車ダイヤ情報７７を参照し、使用可能な列車を決定する。
【符号の説明】
【０１２３】
５  列車
６  データセンタ
１０  構造物
２０  センサノード装置
２１、３１、５１  送信部
２２、３２、５２  受信部
２３、１０２  センサ
２４  制御部
２５、１１２  メモリ
２６、３４  ルーティングテーブル
２７、３３、８２  データ処理部
３０  構造物ゲートウェイ
３５、５３  データ記憶部
３６  電力制御部
４０  計画管理部
４１  計画テーブル
４２  計算部
５０  列車ゲートウェイ
５４  通信制御部
６１  ネットワーク
６２  基地局
７０  サーバ
７１  列車ゲートウェイ情報テーブル
７２  構造物ゲートウェイ情報テーブル
７３  センサ種別テーブル
７４  構造物設置センサ情報テーブル
７５  データ保持部
７６  ログ情報
７７  列車ダイヤ情報
８１  送受信部
８３  計画情報生成部
８４  通知情報生成部
８５  プログラム記憶部
８６  回収計画策定プログラム
８７  メッセージ通知プログラム
９０  登録装置
１００  ＭＰＵ
１０１、１１５  バス
１０４  タイマＩＣ
１０６  ＤＲＡＭ
１０７  フラッシュメモリ
１０８  無線モジュール
１１１  ＣＰＵ
１１３  入力装置
１１４  出力装置
１１６  外部記憶装置
１１７  媒体駆動装置
１１８  可搬記憶媒体
【図１】
2013197626.tif 000003
【図８】
2013197626.tif 000004
【図９】
2013197626.tif 000005
【図１５Ｂ】
2013197626.tif 000006
【図２】
2013197626.tif 000007
【図３】
2013197626.tif 000008
【図４】
2013197626.tif 000009
【図５】
2013197626.tif 000010
【図６】
2013197626.tif 000011
【図７】
2013197626.tif 000012
【図１０】
2013197626.tif 000013
【図１１】
2013197626.tif 000014
【図１２】
2013197626.tif 000015
【図１３】
2013197626.tif 000016
【図１４】
2013197626.tif 000017
【図１５Ａ】
2013197626.tif 000018
【図１６】
2013197626.tif 000019
【図１７Ａ】
2013197626.tif 000020
【図１７Ｂ】
2013197626.tif 000021
【図１８】
2013197626.tif 000022
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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