(57)【要約】【課題】無線マルチホップ通信システムで使用する各無線装置を適切な位置に設置するための設計を支援すること。【解決手段】複数の無線装置２の位置決定を支援する置局設計支援システム１は、地図情報記憶部１２から地図情報を取得する地図情報取得部と、設備情報記憶部１１から設備情報を取得する設備情報取得部と、無線装置ごとの設置先候補選択情報を取得する設置先候補選択情報取得部と、各無線装置の設置条件情報を取得する設置条件取得部と、電波伝搬モデルを選択する電波伝搬モデル選択部と、各無線装置間の電波減衰量を算出する電波減衰量算出部と、設置先候補の設備情報に各無線装置を設置した場合における各無線装置間の通信の可否を判定する判定部と、判定結果をユーザインターフェース部へ出力する出力部と、を備える。【選択図】図１
2016184898.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線マルチホップ通信で使用する複数の無線装置の位置決定を支援するための置局設計支援システムであって、
地図情報を記憶する地図情報記憶部から、所定範囲の地図情報を取得する地図情報取得部と、
各無線装置を設置可能な設備の情報である設備情報を記憶する設備情報記憶部から、前記所定範囲に対応する前記設備情報を取得する設備情報取得部と、
前記各無線装置の設置先候補となる設備情報を前記所定範囲に対応する設備情報の中から前記無線装置ごとに選択するための設置先候補選択情報を取得する設置先候補選択情報取得部と、
電波の伝搬特性を解析するために使用する、前記各無線装置の設置条件を示す設置条件情報を取得する設置条件取得部と、
予め用意された電波伝搬モデルの中から、前記取得した設置条件情報と前記所定範囲の地図情報と前記設置先候補の設備情報とに基づいて所定の電波伝搬モデルを選択する電波伝搬モデル選択部と、
前記各無線装置間の電波減衰量を、前記設置先候補の設備情報ごとに前記所定の電波伝搬モデルに基づいて算出する電波減衰量算出部と、
前記算出した電波減衰量に基づいて、前記設置先候補の設備情報に前記各無線装置を設置した場合における前記各無線装置間の通信の可否を判定する判定部と、
前記判定結果をユーザインターフェース部へ出力する出力部と、
を備える
置局設計支援システム。
【請求項２】
前記判定部は、前記算出した電波減衰量に基づいて、前記設置先候補の設備情報に前記各無線装置を設置した場合に、前記各無線装置間に通信経路を構築可能であるか否かを判定し、
前記出力部が前記ユーザインターフェース部へ出力する判定結果には、前記無線装置間に構築可能な前記通信経路を示す情報と、前記通信経路を構築するために前記各無線装置を設置すべき設備情報とが含まれている、
請求項１に記載の置局設計支援システム。
【請求項３】
前記判定部は、前記各通信経路での電波減衰量の合計が最小となるように前記各通信経路を構築可能であるか判定する、
請求項２に記載の置局設計支援システム。
【請求項４】
前記各無線装置には、通信を中継する無線中継装置が含まれており、
前記判定部は、前記各無線装置のうち前記通信経路を構築できない所定の無線装置間に前記無線中継装置を配置することで、前記所定の無線装置間に通信経路を構築可能であるか判定する、
請求項３に記載の置局設計支援システム。
【請求項５】
前記判定部は、前記無線中継装置の設置数が最小となるように、前記所定の無線装置間に通信経路を構築可能であるか判定する、
請求項４に記載の置局設計支援システム。
【請求項６】
前記判定部は、前記各無線装置のうち指定された無線装置と通信するための通信経路を冗長化できるか否かも判定する、
請求項２に記載の置局設計支援システム。
【請求項７】
前記複数の無線装置には、電力系統の状態を計測して計測結果を管理装置へ送信するための無線式計測装置と、前記無線式計測装置間の通信を中継する無線中継装置とが含まれている、
請求項１に記載の置局設計支援システム。
【請求項８】
前記設備情報は、前記無線式計測装置が設置された場合に、前記電力系統の状態を計測できる設備である、
請求項７に記載の置局設計支援システム。
【請求項９】
前記設置先候補選択情報取得部は、ユーザが入力部へ入力する情報から前記設置先候補選択情報を取得し、
前記設置条件取得部は、前記ユーザが前記入力部へ入力する他の情報から前記設置条件情報を取得し、
前記出力部は、前記判定結果を前記ユーザインターフェース部へ画面出力する、
請求項１に記載の置局設計支援システム。
【請求項１０】
前記出力部が前記ユーザインターフェース部へ出力する判定結果には、さらに、前記無線装置ごとに選択された前記設置先候補の設備情報も含まれている、
請求項２に記載の置局設計支援システム。
【請求項１１】
無線マルチホップ通信で使用する複数の無線装置の位置決定をコンピュータを用いて支援するための置局設計支援方法であって、
前記コンピュータは、
地図情報を記憶する地図情報記憶部から、所定範囲の地図情報を取得する地図情報取得ステップと、
各無線装置を設置可能な設備の情報である設備情報を記憶する設備情報記憶部から、前記所定範囲に対応する前記設備情報を取得する設備情報取得ステップと、
前記各無線装置の設置先候補となる設備情報を前記所定範囲に対応する設備情報の中から前記無線装置ごとに選択するための設置先候補選択情報を取得する設置先候補選択情報取得ステップと、
電波の伝搬特性を解析するために使用する、前記各無線装置の設置条件を示す設置条件情報を取得する設置条件取得ステップと、
予め用意された電波伝搬モデルの中から、前記取得した設置条件情報と前記所定範囲の地図情報と前記設置先候補の設備情報とに基づいて所定の電波伝搬モデルを選択する電波伝搬モデル選択ステップと、
前記各無線装置間の電波減衰量を、前記設置先候補の設備情報ごとに前記所定の電波伝搬モデルに基づいて算出する電波減衰量算出ステップと、
前記算出した電波減衰量に基づいて、前記設置先候補の設備情報に前記各無線装置を設置した場合における前記各無線装置間の通信の可否を判定する判定ステップと、
前記判定結果をユーザインターフェース部へ出力する出力ステップと、
を実行する
置局設計支援方法。
【請求項１２】
前記判定ステップでは、前記算出した電波減衰量に基づいて、前記設置先候補の設備情報に前記各無線装置を設置した場合に、前記各無線装置間に通信経路を構築可能であるか否かを判定し、
前記出力ステップにおいて前記ユーザインターフェース部へ出力する判定結果には、前記無線装置間に構築可能な前記通信経路を示す情報と、前記通信経路を構築するために前記各無線装置を設置すべき設備情報とが含まれている、
請求項１１に記載の置局設計支援方法。
【請求項１３】
前記判定ステップは、前記各通信経路での電波減衰量の合計が最小となるように前記各通信経路を構築可能であるか判定する、
請求項１２に記載の置局設計支援方法。
【請求項１４】
前記各無線装置には、通信を中継する無線中継装置が含まれており、
前記判定ステップは、前記各無線装置のうち前記通信経路を構築できない所定の無線装置間に前記無線中継装置を配置することで、前記所定の無線装置間に通信経路を構築可能であるか判定する、
請求項１３に記載の置局設計支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、置局設計支援システムおよび置局設計支援方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムを構築する場合は、無線装置の設置場所を決める必要がある。従来技術では、送信点と受信点を設定し、送信点や受信点の周囲の障害物をパラメタとして扱い、電波の伝搬特性に基づいて電波の減衰量や受信点での受信電力を算出する。そして、従来技術では、算出した電波減衰量や受信電力から基地局の設置場所を決定したり、不要な基地局の廃止を決定したりする。
【０００３】
しかし、高出力な無線を使用する場合は、無線の到達範囲が広大になるため、考慮すべきパラメタ量が増加する。従って、基地局の設置場所を算出するための演算処理量が増大し、演算に要する時間が長くなる。そこで、伝搬経路上の設置箇所構造物を選択し、演算量を少なくする技術も提案されている（特許文献１）。
【０００４】
なお、無線通信システムではないが、配電系統の電圧分布や潮流状態を計測する技術は知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ２０１０／０９０１１５号
【特許文献２】特開２００８−７２７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の技術は、基地局からの無線が到達する範囲内で、基地局と端末が一対一で通信するものであり、無線マルチホップ通信に関する技術ではない。従って、特許文献１の技術は参考技術として位置付けられるべきものである。
【０００７】
特許文献１の技術を無線マルチホップ通信に適用できたとしても、無線マルチホップ通信の出力は携帯電話基地局の出力に比べて小さいため、無線マルチホップ通信を広い範囲に構築する場合は、複数の無線装置を配置する必要がある。
【０００８】
さらに、各無線装置は、いわゆるバケツリレー方式でパケット通信できるように配置しなければならないため、隣接する無線装置間で通信経路を確立する必要がある。一方の無線装置と他方の無線装置との間で電波が届かない場合は、中間に無線中継装置を設置する必要がある。
【０００９】
しかし、無線マルチホップ通信における通信限界距離は、建築物や道路幅、山や川の有無などの周囲環境によって異なる。従って、２つの無線装置間での通信可能な範囲を示す情報だけでは、システム全体として適切に無線装置を配置するのは難しい。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、その目的は、無線マルチホップ通信システムで使用する複数の無線装置を適切な位置に設置するための設計を支援できるようにした置局設計支援システムおよび置局設計支援方法を提供することにある。本発明の他の目的は、無線マルチホップ通信の全体として電波減衰量を小さくするための、各無線装置の配置設計を支援できるようにした置局設計支援システムおよび置局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】
【００１１】
上記課題を解決すべく、本発明に従う置局設計支援システムは、無線マルチホップ通信で使用する複数の無線装置の位置決定を支援するための置局設計支援システムであって、地図情報を記憶する地図情報記憶部から、所定範囲の地図情報を取得する地図情報取得部と、各無線装置を設置可能な設備の情報である設備情報を記憶する設備情報記憶部から、所定範囲に対応する設備情報を取得する設備情報取得部と、各無線装置の設置先候補となる設備情報を所定範囲に対応する設備情報の中から無線装置ごとに選択するための設置先候補選択情報を取得する設置先候補選択情報取得部と、電波の伝搬特性を解析するために使用する、各無線装置の設置条件を示す設置条件情報を取得する設置条件取得部と、予め用意された電波伝搬モデルの中から、取得した設置条件情報と所定範囲の地図情報と設置先候補の設備情報とに基づいて所定の電波伝搬モデルを選択する電波伝搬モデル選択部と、各無線装置間の電波減衰量を、設置先候補の設備情報ごとに所定の電波伝搬モデルに基づいて算出する電波減衰量算出部と、算出した電波減衰量に基づいて、設置先候補の設備情報に各無線装置を設置した場合における各無線装置間の通信の可否を判定する判定部と、判定結果をユーザインターフェース部へ出力する出力部と、を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、無線装置の設置先候補の設備情報と設置条件情報と地図情報とから電波伝搬モデルを選択して電波減衰量を算出し、電波減衰量に基づいて各無線装置間の通信の可否を判定するため、演算対象の範囲を限定して演算処理量を削減できる。さらに、本発明によれば、設置先候補の周囲環境に応じた電波伝搬モデルを選択できるため、各無線装置間の電波減衰量を比較的正確に算出することができ、システム全体としての電波減衰量の合計が小さくなるように、各無線装置を配置することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】置局設計支援システムの機能ブロック構成図である。
【図２】無線装置の構成と無線装置を電力系統上の設備に配置する様子を示す説明図である。
【図３】置局設計支援処理のフローチャートである。
【図４】図３中の一部の処理の詳細を示すフローチャートである。
【図５】図４中の一部の処理の詳細を示すフローチャートである。
【図６】無線装置を設置可能な設備を入力するための画面例である。
【図７】第２実施例に係る置局設計支援処理のフローチャートである。
【図８】図７中の一部の処理の詳細を示すフローチャートである。
【図９】冗長経路を設定した様子を示す画面例である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。以下に述べるように、本実施形態の置局設計支援システム１は、設備情報および地図情報を呼び出す手段（図３のＳ１０）と、電波伝搬の減衰量を算出するための電波伝搬モデルを選択する手段（図４のＳ２３）と、計測箇所等に応じた無線マルチホップ数を決定する手段（図４のＳ２０）と、無線装置２の設置場所候補を設定する設備選択手段（図３のＳ１１）と、無線装置２の設置高等の設置条件を入力する手段（図３のＳ１２）と、無線装置２の設置場所及び経路を画面に表示する手段（図３のＳ１４）を含むことができる。無線装置２には、電力系統４の状態を計測して計測信号を無線マルチホップ通信で送信する無線式計測装置２１だけでなく、無線中継装置２２を含むこともできる。
【００１５】
別の観点からは、本実施形態の置局設計支援方法は、無線装置２間の電波伝搬モデルを決定する工程（図４のＳ２３）と、無線装置２間の通信可否を判断する工程（図４のＳ３３）と、無線装置の設置先候補となる設備毎に求めた減衰量から無線マルチホップ通信全体の通信量および無線中継装置２２を最小化する工程（図４のＳ３４、Ｓ３５）とを含むことができる。
【００１６】
本実施形態によれば、無線マルチホップ通信システムにおいて、地図情報と無線装置２の設置可能な範囲を決める設備情報とを使用することで、無線装置２の周囲環境に合わせた電波伝搬モデルを決定することができる。
【００１７】
本実施形態によれば、適切な電波伝搬モデルを用いて電波減衰量を正確に計算でき、無線マルチホップ通信システム全体としての電波減衰量を最小化でき、さらに無線中継装置２２の設置数を最小化することもできる。
【００１８】
本実施形態によれば、無線マルチホップ通信システム全体として電波減衰量を最小化することができるので、無線マルチホップ通信システム全体の通信成功率を向上させることができる。
【００１９】
本実施形態によれば、無線装置２の設置可能な範囲を決めるための設備情報を用いることで、電波減衰量を算出する範囲を限定することができ、演算処理量を削減して、設計支援に要する時間を短縮できる。
【００２０】
無線マルチホップ通信システムを検討する際に、無線装置２の設置先を絞り込むことができない場合、検討すべき組合せ数が膨大になってしまうため、演算処理量が増加し、演算に要する時間が長くなる。一方、無線装置２の設置場所を一律に決定してしまうと、安定した通信経路を構築できない箇所が生じるおそれがある。不安定な通信経路で接続される無線装置（無線式計測装置２１）の間には、無線中継装置２２を設置しなければならないため、無線中継装置２２の設置数が増加する。
【００２１】
本実施形態では、無線装置ごとに選択する設置先候補の中で、通信経路の安定性を演算する。従って、演算対象の範囲を限定でき、演算処理量を抑えて、演算に要する時間（設計支援に要する時間）を短縮することができる。例えば、４ホップの無線マルチホップ通信システムを構築する際に、各無線装置２に対して２つずつの設置先候補がある場合、組合せの数は１６（＝２＾４）となる。従って、設置先を全く絞ることのできない場合に比べると、演算処理量を大幅に抑えることができ、演算所要時間を短縮できる。
【実施例１】
【００２２】
図１は、電力系統４のどこに無線装置２を設置すればよいかの設計を支援するための、置局設計支援システム１の機能ブロック図の一例である。図２で後述するように、無線装置２には、無線式計測装置２１と、無線中継装置２２とが含まれる。
【００２３】
置局設計支援システム１は、例えば、マイクロプロセッサ、主記憶装置、補助記憶装置、入出力インターフェース、通信インターフェース、ユーザインターフェースなどを備えるコンピュータシステムとして構成することができる。置局設計支援システム１は、一つのコンピュータから構成してもよいし、複数のコンピュータを連携させることで構成してもよい。
【００２４】
設備情報記憶部１１は、無線式計測装置２１や無線中継装置２２を設置可能な設備についての設備情報を記憶する装置である。設備情報は、例えば、設備の種類、設備の設置位置、設備の仕様などを含むことができる。設備とは、無線装置２の果たすべき機能を発揮できるように設置することが可能な物理的存在である。
【００２５】
例えば、無線式計測装置２１の果たすべき機能は、電力系統４の状態を計測し、その計測結果をサーバ３へ向けて送り出すことであるから、これらの計測機能および無線送信機能を発揮できる設備が該当する。例えば、電柱や電柱上の電源装置などの設備は、無線式計測装置２１へ電力を供給して動作させることができ、かつ、無線式計測装置２１により電力系統４の状態を計測させて無線送信させることができる。電柱または電柱に設けられる電源装置は電力系統４の一部を構成するため、それら設備に設けられる無線式計測装置２１は、電力系統４の状態を容易に計測することができる。
【００２６】
無線中継装置２２の果たすべき役割は、無線式計測装置２１同士、または無線式計測装置２１とサーバ３との間の通信を中継することである。従って、無線中継装置２２の果たすべき機能を発揮させる設備とは、無線中継装置２２へ電力を供給して動作させることができる設備である。従って、電柱や電柱上の電源装置は、無線中継装置２２の設置に適した設備である。
【００２７】
地図情報記憶部１２は、ビルや橋梁などの各種構造物、土地の利用状況、等高線等の地図情報を記憶する装置である。土地の利用状況は、例えば、住宅地帯、工場地帯、農業地帯等のように、土地がどのように利用されているかを示す情報であり、以下では土地利用情報と呼ぶ場合がある。
【００２８】
なお、地図情報記憶部１２は、設備情報記憶部１１と一体化することもできる。つまり、地図情報と設備情報とを共通のデータベースで管理する構成でもよい。さらに、設備情報記憶部１１または地図情報記憶部１２のいずれか一方または両方は、置局設計支援システム１の外部に設けてもよい。例えば、置局設計支援システム１は、地図情報管理システムなどの外部データベースシステムから必要な情報を読み込むこともできる。
【００２９】
電波伝搬モデル選択部１３は、予め用意された電波伝搬モデルの中から、所定の電波伝搬モデルを選択する。電波伝搬モデルとは、電波の伝搬特性を示すモデルである。電波伝搬モデル選択部１３は、無線装置２の地図上の位置および無線装置２の設置条件から、適用可能な電波伝搬モデルを決定する。
【００３０】
主制御部１４は、置局設計支援システム１の全体動作を制御する。主制御部１４は、他の各部１１〜１３，１５〜１７と接続されており、それら各部１１〜１３，１５〜１７と情報をやり取りする。これにより、主制御部１４は、後述のように、通信経路における電波の減衰量を算出したり、各無線装置２間の通信が可能か否か判断したり、無線装置２の設置位置を決定したりする。
【００３１】
画面出力部１５は、「ユーザインターフェース部」の一例である。画面出力部１５は、例えば、ディスプレイ装置として構成される。なお、画面出力に代えて、または画面出力と共に、印刷出力や音声合成出力を用いることもできる。画面出力部１５は、置局設計支援システム１の本体とは別のコンピュータ端末に設けることもできる。例えば、ユーザは、ノート型コンピュータ、タブレット型コンピュータ、携帯情報端末、携帯電話などのコンピュータ端末を用いて、置局設計支援システム１からの情報を画面表示したり、置局設計支援システム１へ情報を入力したりできる。
【００３２】
画面出力部１５は、設備情報記憶部１１から読み出された設備情報、地図情報記憶部１２から読み出された地図情報を表示する。さらに、画面出力部１５は、設備選択部１６から提供される、設備情報を入力するための画面情報を表示する。さらに、画面出力部１５は、主制御部１４が算出する、無線装置２の設置場所候補を表示する。設備情報、地図情報、設置場所候補の情報などはそれぞれ別々の画面に表示してもよいし、あるいは重ねて表示してもよい。さらに、二次元の地図として表現してもよいし、三次元の地図として表現してもよい。
【００３３】
設備選択部１６は、無線装置２の設置位置候補を設備情報記憶部１１から選択して、置局設計支援システム１へ入力するための機能である。ユーザは、設備選択部１６を用いて、無線装置２ごとに、設置位置候補を選択することができる。ここで、設置位置候補とは、設置先候補の設備の位置である。設備選択部１６は、後述のステップＳ１１と共に「設置先候補選択情報取得部」の一例を構成する。
【００３４】
設置位置の候補は、無線装置２ごとにそれぞれ一つまたは複数ずつ選択できる。無線装置２の数は、無線マルチホップ通信のホップ数に応じて決定される。つまり、本実施例では、置局設計支援システム１のユーザは、無線マルチホップ通信のホップ数から定まる各無線装置２のそれぞれについて、その設置先の設備（設備位置）を少なくとも一つ選択することができる。入力例については図６で後述する。
【００３５】
無線装置設置条件入力部１７は、無線装置２の設置条件をユーザが入力するための機能である。無線装置設置条件入力部１７は、後述のステップＳ１２と共に「設置条件取得部」の一例を構成する。ユーザは、無線装置設置条件入力部１７を介して、電波伝搬モデルによる減衰量算出に使用するパラメタを入力する。電波の減衰量算出に用いるパラメタとしては、例えば、無線装置２のアンテナ設置高、無線マルチホップ通信の周波数、無線出力等がある。さらに、ユーザは、無線装置設置条件入力部１７を介して、無線通信が可能かどうか判断するための閾値である受信電力限界強度や、アンテナ感度等についても置局設計支援システム１へ入力することができる。
【００３６】
置局設計支援システム１の動作は、図３〜図５を用いて後述するが、先に簡単に説明すると、主制御部１４は、設備情報記憶部１１から設備情報を読み出し、地図情報記憶部１２から地図情報を読み出す。主制御部１４は、設備選択部１６から入力された無線装置２の設置先候補となる設備の情報と、無線装置設置条件入力部１７から入力された無線装置設置条件とから、電波伝搬モデル選択部１３にて電波伝搬モデルを選択する。主制御部１４は、決定した電波伝搬モデルを用いて無線装置２を設置先候補の設備へ設置した場合における電波減衰量を算出し、算出した電波減衰量に基づいて、無線装置２を設置先候補の設備に設けた場合の通信の可否を判断する。主制御部１４は、判断結果を画面出力部１５から出力する。その出力結果は、例えば図１の下側に示す画面Ｇ１０である。
【００３７】
画面Ｇ１０に示すように、測定対象である電力系統４には、複数の無線装置２が設置される。サーバ３は、各無線装置２（特に無線式計測装置２１）からの通信を受領して集約する管理装置である。画面Ｇ１０は、最大３ホップの無線マルチホップ通信を行う場合を示している。
【００３８】
電力系統４としての配電網には、無線装置２（１）〜２（４）が設置されている。無線装置２の設置先候補となる設備を、図１中では丸印で示す。図１において、無線装置２の設置先として選択された設備は、ハッチングを有する丸印で示す。無線装置２の設置先として選択されていない設備は、白い丸印で示す。無線装置２の設置されていない設備には、無線装置の番号に文字Ａを添えて表示している。
【００３９】
各無線装置２（１）〜２（４）には、それぞれ複数ずつの（例えば２個ずつの）設置先候補設備が対応付けられている。置局設計支援システム１は、複数の設置先候補設備の中から各通信経路６での電波減衰量の合計が最小となるような設置先候補設備の組合せを発見して、ユーザに提案することができる。または、置局設計支援システム１は、電波減衰量の合計が最小となり、かつ、無線中継装置２２の設置数も最小となる組合せをユーザに提供することもできる。さらに、後述の他の実施例で述べるように、置局設計支援システム１は、電波減衰量の合計ができるだけ少なくなるように、かつ、通信経路の冗長性を確保できるように、無線装置２の設置先の組合せを検出することもできる。
【００４０】
図２は、無線装置２の構成と無線装置２を配置する様子を示す説明図である。電柱５間には、電力系統４の一部を構成する電線が架けられている。電柱５には、無線装置２が設けられている。図２では便宜上、隣接する電柱５（ｎ），５（ｎ＋１）のそれぞれに、無線装置２（ｎ），２（ｎ＋１）を設置している。一方の電柱２（ｎ）には、無線装置２としての無線式計測装置２１が設置されている。他方の電柱２（ｎ＋１）には、無線装置２としての無線中継装置２２が設置されている。
【００４１】
無線式計測装置２１は、電力系統４の状態を計測し、その計測結果を無線マルチホップ通信でサーバ３まで送信する装置である。無線式計測装置２１は、例えば、無線通信部２０１と、制御部２０２と、センサ部２０３を備える。センサ部２０３は、電力系統４の状態（電圧値、電流値、電力値、周波数など）を計測する。制御部２０２は、計測データを無線通信部２０１から送信させる。
【００４２】
無線中継装置２２は、無線式計測装置２１間の通信を中継する装置である。無線中継装置２２は、例えば、無線通信部２０１および制御部２０２を有しており、センサ部は備えていない。
【００４３】
置局設計支援システム１は、無線式計測装置２１間に構築される通信経路６での電波減衰量、および、無線式計測装置２１と無線中継装置２２間に構築される通信経路６の電波減衰量を、電波伝搬モデルに従って算出する。
【００４４】
図３は、対象地域のどこに無線装置２を設置すべきかの設計を支援する設計支援処理のフローチャートである。
【００４５】
主制御部１４は、設備情報記憶部１１から読み出した設備情報と、地図情報記憶部１２から読み出した地図情報とを、画面出力部１５により画面に表示する（Ｓ１０）。設備情報と地図情報とは重ねて表示することもできる。
【００４６】
ユーザは、画面に表示された設備情報の中から設備選択部１６を介して、無線装置２毎に設備候補を選択して入力する（Ｓ１１）。例えば、ユーザは、画面に表示された設備のうち、或る無線装置２の設置先候補となる設備をポインティングデバイス等で選択することで、置局設計支援システム１へ入力する。
【００４７】
続いてユーザは、無線装置設置条件入力部１７を介して、無線装置２を設置する際の条件を入力する。主制御部１４は、入力された無線装置設置条件に基づいて、電波減衰量を算出したり、通信可否を判定したりする。ユーザが置局設計支援システム１へ入力する無線装置設置条件としては、例えば、無線装置２のアンテナの設置高、無線装置２の受信する電波の限界強度などがある。
【００４８】
主制御部１４は、無線マルチホップ通信システム全体での電波減衰量が最小となり、かつ、無線中継装置２２の数も最小となるように、各無線装置２の設置候補位置をそれぞれ決定する。ステップＳ１３の詳細は、図４で後述する。各無線装置２を対象地域内のどの設備に設置すべきかを示す情報は、設置先候補計画と呼ぶこともできる。
【００４９】
主制御部１４は、ステップＳ１３での処理結果を、画面出力部１５を通じて表示出力する（Ｓ１４）。ステップＳ１３で表示する情報は、例えば、各無線装置２の設置候補位置（設置先候補の設備の場所）と、各無線装置２を設置した場合の通信経路６とを含むことができる。設置候補位置および通信経路６は、それぞれ複数ずつ存在してもよい。
【００５０】
なお、ステップＳ１３は、ステップＳ１１の前で、あるいは、ステップＳ１２の前で、実行してもよい。また、設置候補位置は、初期値として与えられていてもよく、その場合はステップＳ１２を省略することができる。
【００５１】
図４は、無線装置２の設置候補位置を決定する処理（Ｓ１３）の詳細を示すフローチャートである。本処理では、無線装置２として無線式計測装置２１の設置先を先に決定し、無線式計測装置２１だけでは無線マルチホップ通信システムを構築できない場合に、無線中継装置２２を設置する。
【００５２】
主制御部１４は、図３のステップＳ１１により入力された、無線式計測装置２１の数Ｎと無線式計測装置２１毎の設備候補の数ＸＮとを読み込む（Ｓ２０）。無線式計測装置２１には、その読み出した順番等に従って番号を与える。同様に、無線式計測装置２１毎の設備候補についても、読み出した順番等に従って番号を与える。例えば、無線式計測装置２１の数Ｎが”３”、各無線式計測装置２１の設備候補数ＸＮがそれぞれ”２”である場合を説明する。各無線式計測装置２１には、その読み出しの順番に応じて、１番目、２番目、３番目と処理上の番号が付与される。同様に、設備候補についても、その読み出した順番に応じて、１番目、２番目という処理上の番号が付与される。
【００５３】
従って、例えば、１番目の無線式計測装置２１の有する２つの設備候補は、（１，１）、（１，２）のように表現できる。かっこ内の最初の数字は、無線式計測装置２１の番号を示す。かっこ内の最後の数字は、最初の数字で特定される無線式計測装置２１に対応付けられた設備候補の番号を示す。例えば（３，２）という表記は、３番目の無線式計測装置２１に対応する設備候補のうち２番目の設備候補であることを示す。例えば（４，１）という表記は、４番目の無線式計測装置２１に対応する設備候補のうち１番目の設備候補であることを示す。
【００５４】
主制御部１４は、全ての無線式計測装置２１における設備候補位置毎の組合せを作るため、無線式計測装置２１の番号をカウントする値ｎ，ｍと設備候補位置の番号をカウントする値ｘｎ，ｘｍとにそれぞれ初期値を与える（Ｓ２１）。
【００５５】
主制御部１４は、与えられた無線式計測装置２１のカウント値ｎ，ｍおよび設備候補位置カウント値ｘｎ，ｘｍに応じて、２つの設備候補位置の情報を読み出す（Ｓ２２）。設備候補に無線式計測装置２１を設置した場合は、その設備候補の位置が無線式計測装置２１の位置となる。従って、以下では設備候補の位置を無線式計測装置２１の位置として説明する場合がある。
【００５６】
主制御部１４は、ステップＳ２２で読み出した２つの無線式計測装置２１の位置と、それらの無線式計測装置２１の周辺の等高線や土地の利用状況を示す情報と、図３で入力された無線装置設置条件とから、電波減衰量の算出に使用する電波伝搬モデルを選択する（Ｓ２３）。
【００５７】
主制御部１４は、処理対象の２つの無線式計測装置２１の周辺の等高線や土地利用状況を、地図情報記憶部１２から取得することができる。主制御部１４は、処理対象の各無線式計測装置２１の位置、等高線の状況、土地利用状況、無線装置設置条件から、処理対象の各無線式計測装置２１間の通信に適した電波伝搬モデルを選択する。本実施例では、例えば、郊外モデル、都市部モデル、工場地帯モデル、田園モデルなどのように、無線マルチホップ通信の行われる種々の環境を想定して、複数の電波伝搬モデルを予め用意している。
【００５８】
主制御部１４は、ステップＳ２３で選択した電波伝搬モデルと土地の利用状況等を基にして、処理対象の各無線式計測装置２１間の通信経路（想定通信経路）における電波減衰量を算出し、算出した電波減衰量を一時的に記憶する（Ｓ２４）。
【００５９】
ステップＳ２５およびステップＳ２７は、処理対象の各無線式計測装置２１において、それぞれについての全ての設備候補位置を判定したかチェックするための処理である。ステップＳ２５では、ｍ番目の無線式計測装置２１の有する設備候補位置ｘｍが上限値Ｘｍに達したかを判定し、達していない場合（Ｓ２５：ＮＯ）、次の設備候補位置へ切り替えて（Ｓ２６）、ステップＳ２２へ戻る。例えば、ｍ番目の無線式計測装置２１を設置可能な設備候補位置ｘｍ１，ｘｍ２，ｘｍ３があると仮定する。主制御部１４は、ｘｍ１、ｘｍ２、ｘｍ３の順番に処理対象を切り替えながら（Ｓ２５，Ｓ２６）、ステップＳ２２へ戻る。最後の処理対象ｘｍ３の処理を終了すると（Ｓ２５：ＹＥＳ）、ステップＳ２７へ移る。
【００６０】
同様に、ステップＳ２７では、ｎ番目の無線式計測装置２１の有する設備候補位置ｘｎが上限値Ｘｎに達したかを判定し、達していない場合（Ｓ２７：ＮＯ）、次の設備候補位置へ切り替えて（Ｓ２８）、ステップＳ２２へ戻る。例えば、ｎ番目の無線式計測装置２１を設置可能な設備候補位置ｘｎ１，ｘｎ２，ｘｎ３，ｘｎ４があると仮定する。主制御部１４は、ｘｎ１、ｘｎ２、ｘｎ３、ｘｎ４の順番に処理対象を切り替えながら（Ｓ２７，Ｓ２８）、ステップＳ２２へ戻る。最後の処理対象ｘｎ４の処理を終了すると（Ｓ２７：ＹＥＳ）、ステップＳ２９へ移る。
【００６１】
上述のように主制御部１４は、処理対象の一対の無線式計測装置２１（ｎ番目の無線式計測装置２１とｍ番目の無線式計測装置２１）がそれぞれ持つ設備候補位置ｘｎ，ｘｍの全ての組合せについて、電波減衰量を算出し、記憶する（Ｓ２４）。
【００６２】
主制御部１４は、対象地域に配置するＮ個全ての無線式計測装置２１について判断したか判定する（Ｓ２９，Ｓ３１）。ステップＳ２９において、主制御部１４は、処理対象の一対の無線式計測装置２１のうち後の方の無線式計測装置２１（ｍ番目の無線式計測装置２１）が、Ｎ個の無線式計測装置２１のうちの最後の無線式計測装置２１に達したか否かを判定する。主制御部１４は、達していないと判定すると（Ｓ２９：ＮＯ）、処理対象番号ｍを１つインクリメントして（Ｓ３０）、ステップＳ２２へ戻る。
【００６３】
同様に、ステップＳ３１において、主制御部１４は、処理対象の一対の無線式計測装置２１のうち前の方の無線式計測装置２１（ｎ番目の無線式計測装置２１）が、Ｎ個の無線式計測装置２１のうちの最後から１つ手前の無線式計測装置２１に達したか否かを判定する。主制御部１４は、達していないと判定すると（Ｓ３１：ＮＯ）、処理対象番号ｎを１つインクリメントして（Ｓ３２）、ステップＳ２２へ戻る。なお、ステップＳ３２において処理対象番号ｎを１つインクリメントすることで、処理対象番号ｍも１つだけ値が大きくなる（ｍ＝ｎ＋１）。
【００６４】
主制御部１４は、無線装置設置条件とステップＳ２４で算出した各電波減衰量とに基づいて、Ｎ個全ての無線式計測装置２１について無線マルチホップ通信の可能な通信経路６を構築できるかを判定する（Ｓ３３）。つまり、主制御部１４は、対象地域に配置されるＮ個全ての無線式計測装置２１が少なくともいずれか一つの他の無線式計測装置２１と無線通信可能であり、全ての無線式計測装置２１（特に無線式計測装置２１）がサーバ３へ計測データを送信可能であるかをチェックする。
【００６５】
主制御部１４は、各無線式計測装置２１間に通信経路６を構築できると判定すると（Ｓ３３：ＹＥＳ）、ステップＳ３４に移る。主制御部１４は、ステップＳ３３で判定したように、各無線式計測装置２１について設置候補位置をそれぞれ決定する（Ｓ３４）。
【００６６】
これに対し主制御部１４は、各無線式計測装置２１のうち無線マルチホップ通信システムに参加できない無線式計測装置２１（所定の無線式計測装置と呼ぶ）を発見すると（Ｓ３３：ＮＯ）、それら所定の無線式計測装置２１の間に無線中継装置２２を一つ配置する（Ｓ３５）。これにより、所定の無線式計測装置２１同士は、無線中継装置２２を介して無線マルチホップ通信システムに参加し、計測データをサーバ３へ送信できる。無線中継装置２２の設置先を決定する処理（Ｓ３５）については、図６で後述する。
【００６７】
図５は、無線中継装置２２の設置候補位置を決定するための処理（Ｓ３５）の詳細を示すフローチャートである。
【００６８】
主制御部１４は、画面出力部１５を介して、所定の無線式計測装置２１についての情報を表示する（Ｓ４０）。例えば、主制御部１４は、所定の無線式計測装置２１の設置候補位置を地図上に表示したり、緯度経度などの位置情報を合わせて表示したりすることができる。さらに、主制御部１４は、電力系統４の構成も地図上に重ねて表示してもよい。これにより、ユーザは、所定の無線式計測装置２１の地図上のおよその位置、所定の無線式計測装置２１の系統運用管理上の重要度などを容易に把握できる。
【００６９】
主制御部１４は、設備選択部１６を介して、無線中継装置２２の設置先となり得る設備候補を取得する（Ｓ４１）。例えば、ステップＳ４０の画面を見たユーザは、無線中継装置２２の設置先となり得る設備候補を画面上で選択することで、無線中継装置２２の設置先の設備候補を置局設計支援システム１へ入力する。
【００７０】
主制御部１４は、通信経路を確立していない二つの無線式計測装置（所定の無線式計測装置２１）と、与えられた無線中継装置２２の設備候補とのそれぞれについて、緯度経度等の位置情報ｘｋ，ｘｎ，ｘｍを読み出し（Ｓ４２）、Ｓ４３に移る。ここで、位置情報ｘｎ，ｘｍは所定の無線式計測装置２１の位置を示す。位置情報ｘｋは、無線中継装置２２の位置を示す。
【００７１】
主制御部１４は、電波伝搬モデル選択部１３を用いて、所定の無線式計測装置２１と無線中継装置２２との間のそれぞれの電波減衰量の算出に使用すべき電波伝搬モデルを選択する（Ｓ４３）。
【００７２】
詳しくは、主制御部１４は、所定の無線式計測装置２１のうち一方の無線式計測装置２１と無線中継装置２２の通信に適用する電波伝搬モデルと、所定の無線式計測装置２１のうち他方の無線式計測装置２１と無線中継装置２２の通信に適用する電波伝搬モデルとを、それぞれ選択する。
【００７３】
さらに詳しくは、主制御部１４は、各電波伝搬モデルの選択に際して、所定の無線式計測装置２１の位置情報ｘｎ，ｘｍと、無線中継装置２２の位置情報ｘｋと、地図情報とから、各無線式計測装置２１と無線中継装置２２の周辺の等高線や土地利用情報を地図情報記憶部１２から読み出す。主制御部１４は、周辺の等高線と、土地の利用状況を示す土地利用情報と、無線装置設置条件とを考慮することで、所定の無線式計測装置２１と無線中継装置２２との間の通信に対応する電波伝搬モデルをそれぞれ一つずつ選択する。
【００７４】
主制御部１４は、選択した各電波伝搬モデルと土地利用情報等を用いて、所定の無線式計測装置２１のそれぞれと無線中継装置２２との間での電波減衰量を算出し、算出結果を記憶する（Ｓ４４）。
【００７５】
主制御部１４は、無線中継装置２２の取り得る各設備候補位置ｘｋを一つずつ切り替えながら（Ｓ４５，Ｓ４６，Ｓ４２）、各設備候補位置ｘｋでの電波減衰量をそれぞれ算出する（Ｓ４４）。同様に、主制御部１４は、所定の無線式計測装置２１のうち一方の無線式計測装置２１の取り得る各設備候補位置ｘｍを一つずつ切り替えながら（Ｓ４７，Ｓ４８，Ｓ４２）、各設備候補位置ｘｍでの電波減衰量をそれぞれ算出する（Ｓ４４）。同様に、主制御部１４は、所定の無線式計測装置２１のうち他方の無線式計測装置２１の取り得る各設備候補位置ｘｎを一つずつ切り替えながら（Ｓ４９，Ｓ５０，Ｓ４２）、各設備候補位置ｘｎでの電波減衰量をそれぞれ算出する（Ｓ４４）。
【００７６】
主制御部１４は、無線装置設置条件とＳ４４で算出した各電波減衰量とに基づいて、全ての無線式計測装置２１が無線マルチホップ通信システムに参加できるかを判定する（Ｓ５１）。つまり、主制御部１４は、全ての無線式計測装置２１がサーバ３へ計測データを無線マルチホップ通信で送ることができるかを判定する。
【００７７】
図６は、無線装置毎の設備候補をユーザが入力した画面Ｇ２０の例である。画面Ｇ２０では、地図情報の上に３つの無線装置２（５）〜（７）の設備候補位置を重ねて表示している。無線装置２（５）は４つの設備候補位置を有し、無線装置２（６）は２つの設備候補位置を有し、無線装置２（７）は３つの設備候補位置を有する。図４で述べたように、主制御部１４は、各無線装置２（５）〜２（７）のそれぞれについて、各設備候補位置を切り替えながら、電波減衰量を算出する。つまり、主制御部１４は、各無線装置２（５）〜２（７）の取り得る全ての位置の組合せについて、電波減衰量を算出する。
【００７８】
このように構成される本実施例によれば、無線装置２の設置候補位置を選択して電波減衰量を算出し、電波減衰量に基づいて各無線装置間の通信の可否を判定するため、演算対象の範囲を限定して演算処理量を削減できる。
【００７９】
さらに、本実施例によれば、設置候補位置の周囲環境に応じた電波伝搬モデルを選択できるため、各無線装置間の電波減衰量を比較的正確に算出することができ、無線マルチホップ通信システム全体としての電波減衰量の合計が小さくなるように、各無線装置２の設置先を探索することもできる。
【００８０】
ここで、いわゆるＡＭＩ（Advanced Metering Infrastructure）では、通信機能を持つスマートメータを需要家に設置する必要があり、設置先の自由度は殆どない。ＡＭＩでは、各需要家での電力消費量や発電量をスマートメータで計測して、集約装置に送信する必要があるためである。
【００８１】
一方、携帯電話網の基地局の場合は、電波の到達範囲が広いため、比較的広い地域内の中から最も都合のよい場所を選んで設置すればよい。しかし、基地局の設置可能範囲が広すぎるため、最適な設置先を見つけるための演算処理量が膨大となり、演算処理に要する時間も長くなる。
【００８２】
本実施例では、無線装置２の設置先は、ＡＭＩのスマートメータのように事前に固定されていない。本実施例では、無線装置２の設置先候補となる設備を事前に選択し、その選択した範囲内で電波減衰量を演算して通信経路を確立可能であるか否かを判定する。従って、演算処理量を低減し、最適な設置先を見つけるまでの時間を短縮でき、効率よく設計を支援することができ、使い勝手が向上する。
【００８３】
本実施例の無線装置２は、電力系統４の状態を計測して計測結果をサーバ３へ送信する無線式計測装置２１であるため、ある地点の電圧、電流、無効電力、有効電力のように、電力系統４の状態を計測できる地点であれば、若干の自由度をもって設置できるという技術的性質を有する。本実施例では、この技術的性質を利用して、無線装置２の設置先範囲を事前に絞り込み、演算処理量を低減して演算所要時間を短くしている。
【実施例２】
【００８４】
図７〜図９を用いて第２実施例を説明する。本実施例は第１実施例の変形例に該当するため、第１実施例との相違を中心に説明する。本実施例では、無線マルチホップ通信システムの全通信経路のうち、指定した所定の通信経路を冗長化できるようにしている。
【００８５】
図７は、無線装置２の設置候補位置を決定する処理（Ｓ１３）の詳細を示すフローチャートである。本処理は、図４で述べた処理の含むステップＳ２０〜Ｓ３２、ステップＳ３４，Ｓ３５を備えている。本処理では、ステップＳ３３Ａの内容が図４に示すステップＳ３３の内容と相違する。
【００８６】
本処理の主制御部１４は、各無線装置２（無線式計測装置２１）が無線マルチホップ通信システムに参加することができ、かつ、指定した所定の無線装置２には冗長経路が設定可能であるかを判定する（Ｓ３３Ａ）。
【００８７】
図８は、ステップＳ３３Ａの一部の処理を示すフローチャートである。ユーザは、画面出力部１５から提供される画面に基づいて、冗長経路を設定すべき目標となる無線装置２（目標無線装置）と、その冗長度を置局設計支援システム１へ入力できる。
【００８８】
目標無線装置とは、少なくとも２つの通信経路を使用できる無線装置であり、例えば、重要な計測地点の無線式計測装置２１の中から選択される。冗長度とは、目標無線装置が利用可能な通信経路の数である。
【００８９】
主制御部１４は、目標無線装置と冗長度を取得すると（Ｓ６０）、目標無線装置ごとに（Ｓ６１）、サーバ３から目標無線装置までの主経路を決定するとともに（Ｓ６２）、サーバ３から目標無線装置までの迂回経路も決定する（Ｓ６３）。迂回経路を決定できない場合、主制御部１４は、冗長経路を構築できなかったとして判定する。
【００９０】
図９は、冗長経路の構築状況を示す説明図である。図９の右側に示す無線装置２（４）は、目標無線装置として選択されている。目標無線装置２（４）の主経路は、目標無線装置２（４）、無線装置２（３）、無線装置２（１）を介してサーバ３へ至る。目標無線装置２（４）の迂回経路は、目標無線装置２（４）、無線装置２（９）、無線装置２（８）、無線装置２（１）を介してサーバ３へ至る。目標無線装置２（４）と迂回経路上で隣接する無線装置２（９）との間の通信経路６Ａは、主経路から迂回経路へ切り替える際に確立される。
【００９１】
このように構成される本実施例も第１実施例と同様の作用効果を奏する。さらに本実施例では、目標無線装置と冗長度を指定することで、目標無線装置に複数の通信経路が設定できるように各無線装置の設置先を提案する。従って、災害などの障害が発生した場合でも、例えば重要箇所の無線式計測装置から計測データをサーバ３は集めることができ、耐障害性および信頼性を高めることができる。
【００９２】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。
【符号の説明】
【００９３】
１：置局設計支援システム、２：無線装置、３：サーバ、４：電力系統、５：電柱、６：通信経路、１１：設備情報記憶部、１２：地図情報記憶部、１３：電波伝搬モデル選択部、１４：主制御部、１５：画面出力部、１６：設備選択部、１７：無線装置設置条件入力部
【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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【図８】
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【図９】
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