(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一台の電力消費機器と分電盤の間に接続され電力消費状況を表す信号を基本周期である第１の周期で計測するクランプ式計測手段と、通信回線に接続され上記計測された信号に対応した計測データを送信するデータ送信手段とを含む計測処理装置、並びに、上記通信回線を介して上記計測処理装置から上記計測データを受信するデータ受信手段と、上記受信された計測データを蓄積するデータ管理手段と、上記蓄積された計測データを時系列変動パターンとして特徴化するデータ特徴化手段と、上記特徴化された時系列変動パターンに基づいて上記計測処理装置における電力消費状況を予め定められた事象別に分類する診断手段と、分類結果を表す事象情報を所定の情報端末に配信する配信手段とを含む診断処理装置により構成されており、
上記計測処理装置は、上記第１の周期で収集された上記計測データを記憶するデータ記憶手段と、上記第１の周期の整数倍の第２の周期で上記計測データの増減値をモニタリングし、上記第１の周期中に上記モニタリングされた増減値を所定の第１の基準と比較し、上記モニタリングされた増減値が上記第１の基準を超えた場合に、上記第１の周期中に収集された計測データを上記第２の周期を表す情報と共に上記データ記憶手段に記憶し、それ以外の場合に、上記第２の周期内の上記計測データから、上記計測データの区間平均値、区間最小値及び区間最大値を算出し、上記データ記憶手段に格納するデータ圧縮手段とを更に有することを特徴とする遠隔自動診断システム。
【請求項２】
上記診断処理装置は、上記データ受信手段で受信した計測データの増減値を上記第１の周期の整数倍の第３の周期でモニタリングし、上記第３の周期中に上記モニタリングされた増減値を所定の第２の基準と比較し、上記モニタリングされた増減値が上記第２の基準を超えた場合に、上記第３の周期中の上記計測データの平均値を上記第３の周期における計測データとするデータ平滑化手段を更に有することを特徴とする請求項１記載の遠隔自動診断システム。
【請求項３】
顧客側の電力消費機器の電力消費状況を表す計測データを収集し、収集された計測データをサービス提供側で診断する電力消費状況の遠隔自動診断システムにおける計測処理装置であって、
少なくとも一台の電力消費機器と分電盤の間に接続され電力消費状況を表す信号を基本周期である第１の周期で計測するクランプ式計測手段と、
通信回線に接続され上記計測された信号に対応した計測データを送信するデータ送信手段と、上記第１の周期で収集された上記計測データを記憶するデータ記憶手段と、
上記第１の周期の整数倍の第２の周期で上記計測データの増減値をモニタリングし、上記第１の周期中に上記モニタリングされた増減値を所定の第１の基準と比較し、上記モニタリングされた増減値が上記第１の基準を超えた場合に、上記第１の周期中に収集された計測データを上記第２の周期を表す情報と共に上記データ記憶手段に記憶し、それ以外の場合に、上記第２の周期内の上記計測データから、上記計測データの区間平均値、区間最小値及び区間最大値を算出し、上記データ記憶手段に格納するデータ圧縮手段とを更に有することを特徴とする計測処理装置。
【請求項４】
顧客側の電力消費機器の電力消費状況を表す計測データを収集し、収集された計測データをサービス提供側で診断する電力消費状況の遠隔自動診断システムにおける診断装置であって、
通信回線を介して顧客側で計測された電力消費状況を表す計測データを受信するデータ受信手段と、上記受信された計測データを蓄積するデータ管理手段と、
上記蓄積された計測データを時系列変動パターンとして特徴化するデータ特徴化手段と、
上記特徴化された時系列変動パターンに基づいて上記計測処理装置における電力負荷状況及び利用状況を予め定められた事象別に分類する診断手段と、
分類結果を表す事象情報を所定の情報端末に配信する配信手段と、
上記データ受信手段で受信した計測データの増減値を上記第１の周期の整数倍の第３の周期でモニタリングする手段と、上記第３の周期中に上記モニタリングされた増減値を所定の第２の基準と比較し、上記モニタリングされた増減値が上記第２の基準を超えた場合に、上記第３の周期中の上記計測データの平均値を上記第３の周期における計測データとするデータ平滑化手段とを有することを特徴とする診断装置。
【請求項５】
少なくとも一台の電力消費機器と分電盤の間に接続され電力消費状況を表す信号を基本周期である第１の周期で計測するクランプ式計測手段と、通信回線に接続され上記計測された信号に対応した計測データを送信するデータ送信手段とを含む計測処理装置、並びに、上記通信回線を介して上記計測処理装置から上記計測データを受信するデータ受信手段と、上記受信された計測データを蓄積するデータ管理手段と、上記蓄積された計測データを時系列変動パターンとして特徴化するデータ特徴化手段と、上記特徴化された時系列変動パターンに基づいて上記計測処理装置における電力消費状況を予め定められた事象別に分類する診断手段と、分類結果を表す事象情報を所定の情報端末に配信する配信手段とを含む診断処理装置により構成される遠隔自動診断システムの遠隔自動診断方法であって、
上記計測処理装置は、上記第１の周期で収集された上記計測データを記憶するデータ記憶手順と、
上記第１の周期の整数倍の第２の周期で上記計測データの増減値をモニタリングし、上記第１の周期中に上記モニタリングされた増減値を所定の第１の基準と比較し、上記モニタリングされた増減値が上記第１の基準を超えた場合に、上記第１の周期中に収集された計測データを上記第２の周期を表す情報と共に上記データ記憶手段に記憶し、それ以外の場合に、上記第２の周期内の上記計測データから、上記計測データの区間平均値、区間最小値及び区間最大値を算出し、上記データ記憶手段に格納するデータ圧縮手順とを有することを特徴とする遠隔自動診断方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般家庭をはじめとする比較的小規模の施設における電力を消費する機器である電力消費機器、すなわち、電気工作物の消費電力情報や負荷電流変動情報を監視、診断するシステムに係る。本発明は、特に、上記電気工作物からの情報を各種通信媒体を用いて収集し、収集されたデータが表す事象及び状況を、事象別に分類・生成された知識（診断ルール）を用いて自動的に特定する電力消費状況の遠隔自動診断システムに関する。
【０００２】
本発明は、例えば、小規模施設における設備異常の検出や電力消費状況の監視及び診断などの分野に適用できる。
【０００３】
【従来の技術】
従来、電気工作物の電力消費状況を診断、監視するシステムにおいて、電気工作物若しくは電気工作物が接続された分電盤に、記憶装置を備えた計測器が設置され、一定期間の計測後に計測器が回収され、計測データの解析や分析が行われている。
【０００４】
このような診断システムは、一般に、電流値などを計測するセンサ装置と、計測データを蓄積する記憶装置（メモリ）とを備えている。計測期間満了後に計測器が回収され、計測器内の記憶装置に蓄積された計測データが読み出される計測データの分析や解析、および分析や解析の結果に基づく診断（事象の特定）は、読み出された計測データに基づいて熟練した専門技術者によって行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような従来の電力消費状況の診断システムでは、計測データはすべて計測器内の記憶装置に蓄積され、計測データは計測期間満了後に取得されるので、リアルタイムな解析や分析を行うことができない。
また、電力消費状況の監視、診断をできるだけ高い確度で行うためには、電気工作物の機器特性が反映されるような精度の負荷電流及び負荷電流の変動と、対象とされる電気工作物の利用状況などを表す大きな負荷変動とを併せて把握する必要がある。そのため、計測の基本となる周期（サンプリング周期）は、より短い計測時間単位が必要とされる計測対象に合わせる必要がある。一方で、短い計測周期が必要となる状況は、電気工作物や電気工作物に内包される各装置の動作開始及び停止などの過渡的な状況であるため、計測期間全体に比して非常に短い期間である。他方で、大きな負荷変動は、過渡的な短周期の変動には直接左右されないので、短周期で計測し収集されたデータの統計的な重要性は相対的に低くなる。
【０００６】
従来、短期的な変動の検出及び長期的な変動の検出のような複数の条件を満たす負荷電流計測を行う場合、基本計測周期を短周期側条件に合致するよう設定する必要があるため、計測処理を通じて計測器には大容量の記憶装置が必要とされ、これにより、コストが上昇するという問題がある。
また、分電盤において計測し取得される負荷電流情報に関して、分電盤に接続される複数の電気機器の起動時特性と運転パターンに起因する負荷変動が輻輳するため、一体的に取得される負荷電流情報の負荷変動が複雑になる。そのため、従来技術において特定され得る負荷電流情報は、測定時間における最大負荷、平均負荷、及びそれらに基づいて計算される負荷率に止まり、分電盤に接続された複数の電気機器毎の起動・停止や運転パターンを特定することは非常に困難である。
【０００７】
また、計測データからなる時系列負荷電流値の変動様相（負荷電流パターン）は非常に多岐に渡り、解析に適した知識の体系化が困難であるため、時系列負荷電流値から計測対象となる機器の特定は、機器別の運転開始時における負荷電流パターンを熟知した専門技術者の目視による判定に依存している。
また、時系列負荷電流値が複数台の電気機器の負荷電流値の合成である場合、計測対象となる電気機器を特定するには、構成要素として考えられうる各機器の負荷電流パターンとその組み合わせを想定する必要があるため、専門技術者は非常に複雑な知識（ノウハウ）が要求される。
【０００８】
また、技術者によって判断の基準となる負荷電流パターンや、類似度を算出する指標が異なっているため、判定の結果にばらつきが生じる欠点がある。
上記の従来技術の問題点に鑑み、本発明は、リアルタイム性、記憶容量の低減、電気機器の負荷電流情報の起動時特性と運動パターンの抽出及び分離、電気機器毎の起動・停止の自動的な特定の要件が満たされた電力消費状況の遠隔自動診断システム及び方法の提供を目的とする。
【０００９】
また、本発明は、上記要件を満たす遠隔自動診断システムを構成する計測処理装置及び診断処理装置の提供を目的とする。
さらに、本発明は、電力消費状況の遠隔自動診断システムにおいて利用される計測データ収集プログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体、及び、診断プログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
図１は上記本発明の目的を達成する電力消費状況の遠隔自動診断システムの構成図である。本発明の遠隔自動診断システムは、電力消費側に設けられた計測処理装置２とサービス提供側に設けられた診断処理装置３とにより構成される。
計測処理装置２は、少なくとも一台の電力消費機器と分電盤１の間に接続され電力消費状況を表す信号を基本周期である第１の周期で計測するクランプ式計測手段２１と、通信回線４に接続され上記計測された信号に対応した計測データを送信するデータ送信手段２５とを含む。
【００１１】
診断処理装置３は、上記通信回線４を介して上記計測処理装置２から上記計測データを受信するデータ受信手段３１と、上記受信された計測データを蓄積するデータ管理手段３２と、上記蓄積された計測データを時系列変動パターンとして特徴化するデータ特徴化手段３３と、上記特徴化された時系列変動パターンに基づいて上記計測処理装置における電力消費状況を予め定められた事象別に分類する診断手段３４と、分類結果を表す事象情報を所定の情報端末に配信する配信手段３５とを含む。
【００１２】
このように本発明の電力消費状況の遠隔自動診断システムによれば、広範な地域に散在する電気工作物の設置される分電盤から、電流、電圧を計測し、計測した計測データを通信回線を通じてデータベース及び診断装置が設置される計算機に定周期で自動的に送信し、蓄積された計測データに基づき電力負荷状況及び利用状況を予め定められた事象別に自動的に分類し、分類結果となる事象情報を、計測元に設置される情報端末や、オンラインの認証機構を通じて認証された情報端末に配信することが可能になる。
【００１３】
上記計測処理装置２は、上記第１の周期で収集された上記計測データを記憶するデータ記憶手段２３と、上記第１の周期の整数倍の第２の周期で上記計測データの増減値をモニタリングし、上記第１の周期中に上記モニタリングされた増減値を所定の第１の基準と比較し、上記モニタリングされた増減値が上記第１の基準を超えた場合に、上記第１の周期中に収集された計測データを上記第２の周期を表す情報と共に上記データ記憶手段２３に記憶し、それ以外の場合に、上記第２の周期内の上記計測データから、上記計測データの区間平均値、区間最小値及び区間最大値を算出し、上記データ記憶手段２３に格納するデータ圧縮手段２７とを更に有する。
【００１４】
かくして、本発明によれば、電気工作物に接続される電力線に設置されるクランプ式電流計等により、負荷電流を短い基本周期（時間１）で測定し、時間１の倍数となる時間（時間２）における負荷電流の増減値をモニタリングし、モニタリングされた増減値が予め定められた基準（基準１）を超えた場合に、負荷電流記憶装置に時間２に対応するデジタル信号と併せて計測データをデジタル記憶装置に記録し、増減値が基準１を超えない場合は、時間２における負荷電流の区間平均値、区間最小値、区間最大値を算出、デジタル化し、時間２毎を１単位としてデジタル記憶装置に記録することにより、電力消費診断に必要となる計測精度の確保とデジタル記憶装置の使用量を削減することができる。
【００１５】
また、上記診断処理装置３は、上記データ受信手段３１で受信した計測データの増減値を上記第１の周期の整数倍の第３の周期でモニタリングし、上記第３の周期中に上記モニタリングされた増減値を所定の第２の基準と比較し、上記モニタリングされた増減値が上記第２の基準を超えた場合に、上記第３の周期中の上記計測データの平均値を上記第３の周期における計測データとするデータ平滑化手段３６を更に有する。
【００１６】
かくして、本発明によれば、電気工作物に接続される電力線に設置されるクランプ式電流計等により、負荷電流を短い基本周期（時間１）で測定し、時間１の倍数となる時間（時間２）における負荷電流の増減値をモニタリングし、モニタリングされた増減値が予め定められた基準を超えた場合は有効化し、有効化されたデータの平均値を時間２における負荷電流値とすることにより、瞬発的な負荷電流変動による散ばりを解消し、長期の計測時間における負荷電流値および電力値を平滑化することができる。
【００１７】
また、本発明によれば、平滑化された時系列負荷電流変動と、平滑化される以前の時系列負荷電流変動の、時刻ｔにおける差分を抽出し、時系列差分負荷電流とすることにより、計測対象となる電源（電力線）を共有する計測機器を特定することができる。
また、本発明によれば、時系列差分負荷電流と、予め定められた機器特有の運転開始時における負荷電流変動情報（変動パターン）との照合を行い、類似度を算出することができる。
【００１８】
さらに、本発明によれば、負荷電流変動情報（変動パターン）の照合を行う際に、複数保有する負荷電流変動情報の個々の負荷電流変動情報を時系列方向に伸長、圧縮、起点移動した後に合成し、時系列差分負荷電流と照合することにより、時系列差分負荷電流を構成する複数機器の構成を特定することができる。
図２は本発明の目的を達成する電力消費状況の遠隔自動診断方法を説明するフローチャートである。同図に示す如く、本発明の方法は、
広範な地域に散在する電力消費機器の設置された分電盤から電力消費状況を表す計測データを計測し（ステップ１）、
計測された計測データを通信回線を通じてデータベース及び診断装置が設置される計算機に定周期で自動的に送信し（ステップ２）、
送信された計測データを受信、蓄積し（ステップ３）、
蓄積された計測データを時系列変動パターンとして特徴化し（ステップ４）、
上記特徴化された時系列変動パターンに基づいて電力負荷状況及び利用状況を予め定められた事象別に自動的に分類し（ステップ５）、
分類結果となる事象情報を、所定の情報端末に配信する（ステップ６）。
【００１９】
また、本発明の電力消費状況の遠隔自動診断システムにおいて、計測処理装置及び診断処理装置は、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録したプログラム（ソフトウェア）として実現してもよい。
したがって、本発明は、顧客側の電力消費機器の電力消費状況を表す計測データを収集し、収集された計測データをサービス提供側で診断する電力消費状況の遠隔自動診断システムにおいて、計測データ収集プログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体を含む。上記計測データ収集プログラムは、
少なくとも一台の電力消費機器と分電盤の間に接続されたクランプ式計測器から電力消費状況を表す計測データを基本周期である第１の周期で読み取らせるコードと、
上記第１の周期の整数倍の第２の周期で上記計測データの増減値をモニタリングさせるコードと、
上記第１の周期中に上記モニタリングされた増減値を所定の第１の基準と比較させるコードと、
上記モニタリングされた増減値が上記第１の基準を超えた場合に、上記第１の周期中に収集された計測データに上記第２の周期を表す情報を関連させるコードと、
それ以外の場合に、上記第２の周期内の上記計測データから、上記計測データの区間平均値、区間最小値及び区間最大値を算出させるコードと、
通信回線を介して送信されるように収集された計測データの系列を作成させるコードと有することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、顧客側の電力消費機器の電力消費状況を表す計測データを収集し、収集された計測データをサービス提供側で診断する電力消費状況の遠隔自動診断システムにおいて、電力消費状況の診断プログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体を含む。上記診断プログラムは、
通信回線を介して受信された系列から上記電力消費状況を表す計測データを取り出すコードと、
上記計測データを時系列変動パターンとして特徴化させるコードと、
上記特徴化された時系列変動パターンに基づいて顧客側の電力消費状況を予め定められた事象別に分類させるコードと、
分類結果を表す事象情報が配信される情報端末を指定するコードとを有することを特徴とする。
【００２１】
また、上記診断プログラムは、
上記取り出された計測データの増減値を上記第１の周期の整数倍の第３の周期でモニタリングさせるコードと、
上記第３の周期中に上記モニタリングされた増減値を所定の第２の基準と比較させるコードと、
上記モニタリングされた増減値が上記第２の基準を超えた場合に、上記第３の周期中の上記計測データの平均値を計算させ、上記第３の周期における平滑化された計測データを取得させるコードとを更に有することを特徴とする。
【００２２】
さらに、上記診断プログラムは、上記平滑化された計測データの系列と、平滑化されていない上記計測データの系列の差分を上記時系列変動パターンとして抽出させるコードを更に有することを特徴とする。
また、上記診断プログラムは、上記時系列変動パターンと、予め定められた電力消費機器毎に特有の運転開始時における計測データの時系列変動情報を照合し、類似度を算出させるコードを更に有することを特徴とする。
【００２３】
上記診断プログラムは、上記予め定められた複数の時系列変動情報を時間軸に関して重なるように変形し、合成し、上記時系列変動パターンと照合されるべき時系列変動情報を発生させるコードを更に有することを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図３は、本発明の一実施例による電力消費状況の遠隔自動診断システムの構成図である。
本発明の一実施例による電力消費状況の遠隔自動診断システムは、電気工作物・分電盤１に接続される電力線６に設置されたクランプ部７と、計測処理装置２０と、通信媒体４を介して計測処理装置２０に接続された診断処理装置３０とを含む。
【００２５】
計測処理装置２０は、電気工作物もしくは分電盤に接続された電力線に設置されるデータ計測装置２０１と、短周期の計測データを格納する第１のデータ格納装置２０２と、長周期の計測データを格納する第２のデータ格納装置２０３と、計測データによる時系列負荷電流値に応じて第１のデータ格納装置２０２から第２のデータ格納装置２０３へ計測データを転送するデータ圧縮装置２０４と、第２のデータ格納装置２０３に格納された計測データを指定された通信媒体４を介して送受する第１のデータ通信装置２０５とを含む。
【００２６】
診断処理装置３０は、通信媒体４を介してデータを送受する第２のデータ通信装置３０１と、受信した計測データを情報データベース３０３に格納された送信元の計測器情報と関連付け、保持するデータ管理装置３０２と、計測データによる時系列負荷電流値パターンの平滑化を行う計測データ平滑化装置３０４と、計測データによる時系列負荷電流値パターンの特徴化を行う計測データ特徴化装置３０５とを有する。診断処理装置３０は、診断知識データベース３１０に格納された診断知識を取得する知識取得装置３１１と、取得された診断知識を用いて計測データによる時系列負荷電流値パターンに対応する事象を導出し、事象（診断結果）を出力する事象診断装置３１２とを更に有する。
【００２７】
また、診断処理装置３０は、診断知識ベース３１０に格納される診断知識を生成するため、計測データによる時系列負荷電流値パターンに対応する事象を指定する事象教示装置３０６と、事象判定情報３０７を用いて時系列負荷電流値パターンと事象教示装置３０６により取得された事象との関連付けを行う診断知識生成装置３０８と、診断知識生成装置３０８により生成された診断知識を診断知識データベース３１０に格納する知識格納装置３０９とを有する。
【００２８】
診断処理装置３０は、計測処理装置２０における計測動作の開始や停止、並びに、各種計測条件（パラメータ）の設定などを行う計測動作指示装置３１４を更に有する。一方、計測処理装置２０は、診断処理装置３０の計測動作指示装置３１４における指示に対応してデータ計測装置２０１及びデータ圧縮装置２０４を作動し管理する計測動作管理装置２０７を有する。計測動作指示装置３１４において設定されたパラメータは、第２のデータ通信装置３０１、通信媒体４及び計測処理装置２０の第１のデータ通信装置２０５を経由して、計測動作管理装置２０７に供給される。
【００２９】
図３に示されるように、本発明の一実施例による遠隔自動診断システムは、計測処理装置２０と診断処理装置３０とにより構成される。計測処理装置２０には、データ計測装置２０１と、第１及び第２のデータ格納装置２０２及び２０３と、データ圧縮装置２０４と、計測動作管理装置２０７と、第１のデータ通信装置２０５とが設けられる。計測処理装置２０は、計測対象となる電気工作物もしくは分電盤とともに配置され、これら全体が計測器単位として取り扱われる。
【００３０】
また、診断処理装置３０には、第２のデータ通信装置３０１と、データ管理装置３０２と、データ平滑化装置３０４と、データ特徴化装置３０５と、事象教示装置３０６と、診断知識生成装置３０８と、知識格納装置３０９と、知識取得装置３１１と、事象診断装置３１２と、計測動作指示装置３１４が設けられ、これら全体が診断機器単位として取り扱われる。
【００３１】
計測器単位と診断機器単位は、一般公衆回線（アナログおよびデジタル）、無線回線（携帯電話、ＰＨＳ，衛星回線など）、インターネットなどの通信媒体を介して、結合する。また、ひとつの診断機器単位に対し、複数の計測器単位を同通信媒体を介して結合することができる。
次に、上記本発明の一実施例による電力消費状況の遠隔自動診断システムの有利な機能について説明する。
【００３２】
第一に、計測対象となる電気工作物もしくは分電盤に接続されるデータ計測装置２０１により取得した計測データは、データ圧縮装置２０４と第１及び第２のデータ格納装置２０２及び２０３とを用いることによって、計測データの保持に必要となる記憶容量が低減される。
第二に、第１及び第２のデータ通信装置２０５及び３０１を用いることによって、計測対象となる電気工作物もしくは分電盤に接続されるデータ計測装置２０１と、第１及び第２のデータ格納装置２０２及び２０３と、データ圧縮装置２０４とによって取得し蓄積された計測データは、指定された通信媒体を介して計測器単位の外部へ転送されるので、計測器を設置したまま計測データを継続的に収集することができる。
【００３３】
第三に、データ平滑化装置３０４において、計測基本周期（サンプリング間隔）の整数倍（正数倍）となる単位時間を設定し、計測基本周期毎に、単位時間における負荷電流（実効値）が増加した場合、増加した時点からの変動係数（後述する）を算出し、変動係数が予め定められた値（閾値）を超える場合には当該区間における計測出力を次回の単位時間における有効出力値と同一とし、当該閾値を超えない場合には当該区間における計測データの平均値を算出し、当該単位時間における出力として、時系列計測データの平滑化が行われる。
【００３４】
第四に、データ特徴化装置３０５において、計測データにおける原負荷電流情報（実効値）の時系列微分値を抽出し特徴量とすることにより、計測データの特徴化が行われる。
第五に、データ特徴化装置３０５の出力である計測データ特徴量及び当該計測データに対応する事象判定情報は、事象教示装置３０６と診断知識生成装置３０８とを用いて関連付けられ、知識格納装置３０９により保存されるので、再利用可能な診断知識が生成される。
【００３５】
第六に、データ特徴化装置３０５の出力である計測データ特徴量と、知識取得装置３１１の出力である診断知識との照合（類似度算出）が事象診断装置３１２において行われ、当該計測データに対応する事象の特定や各種診断結果が出力される。
また、本発明の一態様によれば、計測データ特徴量は任意個数（次元）の数値列として表現され、当該数値列中の各数値を中心値とし、事前に定められた割合に基づく曖昧度および分散値を付加することにより、ファジイメンバシップ関数（後述）が生成され、これらファジイメンバシップ関数の集合が一単位として診断知識とされる。
【００３６】
また、本発明の他の態様によれば、計測データ特徴量の数値列中の各数値と対応するファジイメンバシップ関数との合致度と、各ファジイメンバシップ関数に対応する確度（重要度）数値とを用いて、これらの最小値、又は、相和演算値若しくは相乗演算値を算出し、計測データと診断知識の類似度とされる。
また、本発明の他の態様では、事前に特定される機器毎の運転開始時における時系列負荷電流情報の特徴量をデータ特徴化装置３０５により算出し、診断知識生成装置３０８により診断知識を生成した後、診断知識における各ファジイメンバシップ関数を、事前に定められた値域で時系列方向に縮小もしくは伸長し、前記計測データ特徴量との照合確度を向上させる。
【００３７】
また、本発明の他の態様では、前記診断知識を複数重ね合わせ、時系列方向に合成し、照合を行うことにより、時系列方向に輻輳した複数の負荷電流情報の構成要素の特定を行う。
次に、図４を参照して本発明の一実施例による電力消費状況の遠隔自動診断システムの動作を説明する。
【００３８】
ステップ１１：電気工作物の設置される分電盤の計測対象となる回路に取り付けられたクランプ式電流計７に接続されたデータ計測装置２０１を用いて、予め定められた短い基本周期（時間１）で負荷電流値を計測する。
ステップ１２：データ計測装置２０１により計測し取得された負荷電流値は、計測データとして、第１のデータ格納装置２０２に時系列に格納される。
【００３９】
ステップ１３：第１のデータ格納装置２０２に格納された計測データが所与の個数に達したかどうかを判定し、未だ所与の個数に達していない場合、ステップ１１に戻る。
ステップ１４：計測データの個数が所与の個数に達した場合に、データ圧縮装置２０４を駆動し、時間１の倍数となる時間（時間２）における負荷電流の増減値をモニタリングし、モニタリングされた増減値が所定の基準（基準１）を超えた場合に、負荷電流記憶装置に時間２に対応するデジタル信号と併せて計測データとし、増減値が基準１を超えない場合は、時間２における負荷電流の区間平均値、区間最小値、区間最大値を算出、デジタル化し、時間２毎を１単位として計測データとする圧縮条件に基づいて、計測データを加工（圧縮）した後、圧縮された計測データを第２のデータ格納装置２０３へ格納する。
【００４０】
ステップ１５：第２のデータ格納装置２０３に格納された計測データが予め定められた個数に達したかどうかを判定し、達していない場合、ステップ１１に戻る。
ステップ１６：計測データが予め定められた個数に達した場合、第１のデータ通信装置２０５を駆動し、第２のデータ格納装置２０３内の計測データを、通信媒体４を介して、第２のデータ通信装置３０１経由でデータ管理装置３０２へ転送する。
【００４１】
ステップ１７：データ管理装置３０２は、転送された計測データと、対応する計測器情報などを組み合わせ、情報データベース３０３へ格納する。また、当該計測データは、併せてデータ平滑化装置３０４及びデータ特徴化装置３０５へも転送される。
ステップ１８：データ平滑化装置３０４において計測データが平滑化され、データ特徴化装置３０５において計測データが特徴化される。
【００４２】
ステップ１９：計測データに対応する事象が予め定められているかどうかを判定する。
ステップ２０：計測データに対応する事象が予め定められている場合は、事象教示装置３０６を駆動し、事象判定情報とデータ特徴化装置３０５の出力である計測データ特徴量とともに、診断知識生成装置３０８へ転送し、診断知識を生成する。ここで生成された診断知識は、知識格納装置３０９により診断知識として追記格納（ファイル化）される。
【００４３】
ステップ２１：計測データに対応する事象が不明である場合は、データ特徴化装置３０５の出力である計測データ特徴量を事象診断装置３１２へ転送する。ここで事象診断装置３１２は知識取得装置３１１を駆動し、別途格納（ファイル化）されている診断知識群を取得し、当該診断知識群に含まれる各診断知識と計測データ特徴量との照合を行い、合致度（事象の確からしさ）を算出し、対応する事象（事象名称など）と併せて診断結果として出力する。
【００４４】
また、必要に応じて計測動作指示装置３１４を駆動することにより、計測開始や、計測終了や、計測間隔変更などの計測動作指示を、第２及び第１のデータ通信装置３０１及び２０５を介して、計測動作管理装置２０７へ送信する。計測動作管理装置２０７は受信した計測動作指示に基づき、データ計測装置２０１の駆動および停止や、データ圧縮装置２０４の動作条件（パラメータ）の設定および変更を行う。
【００４５】
上記の通り、本発明の一実施例によれば、必要とされる精度による計測と、計測データ保持に伴う格納領域（記憶容量）の低減が、圧縮機構を設けることによって実現される。また、通信媒体４を利用することにより、計測器一式を移設することなく計測データを収集することが可能となるようにシステムが構成される。そのため、従来のように計測を行うたびに計測器を設置し回収する必要がなく、かつ、データ格納領域を大幅に増やすことなく、高精度で計測データを収集することができる。
【００４６】
また、本発明の一実施例によれば、計測データの平滑化機能及び特徴化機能により、時系列負荷電流情報のパターン化と、診断知識としての蓄積及び照合が可能となるようにシステムが構築されるので、一定量の診断知識が蓄積された時点において、従来のように熟練した専門技術者の知識と目視判定に依存することなく、計測データ（時系列負荷電流情報）に対応する事象を特定し、診断結果として出力し通知することができる。
【００４７】
次に、計測データの格納処理を詳細に説明する。図５は、本発明の一実施例による遠隔自動診断システムのデータ計測装置と、第１及び第２のデータ格納装置２０２及び２０３と、データ圧縮装置２０４とによる計測データ格納処理の手順を示すフロー図である。
ステップ３１：計測対象機器の特性を把握するために、予め定められた基本計測周期に基づいてデータ計測装置２０１が負荷電流値を計測し、計測データとすることから計測が開始される。
【００４８】
ステップ３２：計測データは、基本計測周期毎に第１のデータ格納装置２０２に時系列データとして格納される。
ステップ３３：データ圧縮装置２０４は、第１のデータ格納装置２０２に格納された計測データ数が予め定められた既定数Ａを超えたかどうかを判定する。
ステップ３４：計測データ数が既定数Ａを超えた時点において、データ圧縮装置２０４は計測データ群の区間変動率を算出する。ここで、区間変動率算出には、当該計測データ群の最小／最大値比率や、分散、標準偏差などが用いられる。
【００４９】
ステップ３５：データ圧縮装置２０４は、算出された区間変動率が予め定められた既定数Ｂを超えたかどうかを判定する。
ステップ３６：既定数Ｂを超える場合、この区間内の計測データがそのまま利用できるような形で格納するため、区間データ開始識別子、この区間に対し第１のデータ格納装置２０２に格納されている計測データ群、区間データ終了識別子の順で、第２のデータ格納装置２０３へ格納する。ここで、区間データ開始識別子および区間データ終了識別子は、計測データ群に対しユニークな記号列などを用いる。
【００５０】
ステップ３７：データ圧縮装置２０４は、区間変動率が既定数Ｂを超えない場合、第１のデータ格納装置２０２に格納された計測データの平均値を算出し、第２のデータ格納装置２０３へ格納する。
ステップ３８：計測動作管理装置２０７から計測停止が指令されているかどうかを判定し、指令されていない場合、ステップ３１に戻って計測を継続し、指令されている場合、計測を停止する。
【００５１】
かくして、第２のデータ格納装置２０３に格納された計測データ群は、区間データ開始識別子及び区間データ終了識別子を参照することで、目的精度に応じた計測データを特定、抽出することができるようになる。
次に、計測データの平滑化処理について説明する。図６は、データ管理装置３０２と、データ平滑化装置３０４とによる計測データ平滑化の手順を示すフロー図である。
【００５２】
ステップ４１：データ平滑化装置３０４は、第２のデータ通信装置３０１により受信した計測データ群をデータ管理装置３０２を介して取得し、取得した計測データ群に対し、計測基本周期（サンプリング間隔）の整数倍（正数倍）となる単位時間を設定し、計測基本周期毎に単位時間における負荷電流（実効値）を算出する。
【００５３】
ステップ４２：計測基本周期毎の単位時間における負荷電流が増加したかどうかを判定する。増加しない場合、ステップ４１に戻り、次の計測データに関する処理を行う。
ステップ４３：単位時間における負荷電流が増加した場合、増加した時点からの変動係数（σ/x）を、例えば、次の式に従って算出する。
【００５４】
【数１】
0004181689.tif 000002
【００５５】
式中、ｘi はサンプリングした測定値を表し、ｘはサンプリングした測定値の平均値を表す。
ステップ４４：算出された変動係数が、予め定められた既定数Ｃを超えるかどうかを判定する。
ステップ４５：変動係数が既定数Ｃを超えた場合、当該区間における計測出力を、前後何れかの区間の単位時間における有効出力値と同一とする。
【００５６】
ステップ４６：変動係数が、予め定められた値を超えない場合、当該区間における計測データの平均値を算出し、当該区間における出力とする。
かくして得られた単位時間毎の区間の出力は、平滑化された計測データ、すなわち、平滑化データである。
ステップ４７：平滑化データと原計測データ群との差分（増減分）を算出し、時系列情報として出力する。
【００５７】
データ特徴化装置３０５は、データ平滑化装置３０４から供給される平滑化された時系列情報と、データ管理装置３０２から供給される原計測データとを用いて、計測データの種々の特徴量、例えば、変化率などを計算する。
次に、診断知識の生成について説明する。図７は、データ特徴化装置３０５と、事象教示装置３０６と、診断知識生成装置３０８と、知識格納装置３０９とにより、診断知識を生成する手順を示すフロー図である。
【００５８】
ステップ５１：事象教示装置３０６は、外部より与えられる事象判定情報の有無を判定する。
ステップ５２：事象判定情報が与えられていない場合は、診断知識生成処理を中断する。
ステップ５３：事象判定情報が与えられている場合は、診断知識生成装置３０８を駆動し、データ特徴化装置３０５の出力である計測データ特徴量群を診断知識生成装置３０８へ転送する。診断知識生成装置３０８は、計測データ特徴量群における各特徴量を中心値とし、事前に定められた割合に基づく曖昧度および分散値を付加し、ファジイメンバシップ関数群を生成する。図８には、このようにして定義される一般的なファジイメンバシップ関数が示されている。
【００５９】
ステップ５４：診断知識生成装置３０８は、続いて、ファジイメンバシップ関数群と事象判定情報との関連付けを行なう。次に、診断知識生成装置３０８は、関連付けられたファジイメンバシップ関数群と事象判定情報を診断知識として知識格納装置３０９へ転送する。
ステップ５５：知識格納装置３０９は、診断知識生成装置３０８から与えられた診断知識を格納（ファイル化）する。
【００６０】
ここで格納された診断知識は、知識取得装置３１１により任意に参照することができる。
図９は、データ特徴化装置３０５と、知識取得装置３１１と、事象診断装置３１２とにより、計測データに対応する事象の特定（診断結果の生成）を行う手順を示すフロー図である。
【００６１】
ステップ６１：データ特徴化装置３０５は、データ管理装置３０２から与えられた原計測データ群に対し、時系列方向の微分を適用し、得られた微係数を変化率として出力する。この変化率は負荷電流の過渡的な特性を表し、変化率の時系列を変化率パターンと呼ぶ。
ステップ６２：また、データ特徴化装置３０５は、データ平滑化装置３０４によって平滑化された計測データ群から、増加分を表す計測データと、その計測データが取得された時刻に対応する時刻情報（インデックスデータ）とを取得する。この計測データの時系列は、以下、計測データパターンと呼ぶ。
【００６２】
尚、顧客側で使用される電気機器毎に、運転開始時における計測データパターン及び変化率パターン、並びに、電気機器毎の運転時の計測データパターンが、予めデータ特徴化装置３０５と、事象教示装置３０６と、診断知識生成装置３０８と、知識格納装置３０９とにより生成され、診断知識データベース３１０に格納されている。
【００６３】
ステップ６３：事象診断装置３１２は、診断知識データベース３１０に格納されている機器毎の運転開始時における計測データパターン及び変化率パターンと、前記インデックスデータにおける変化率とを照合すると共に、機器毎の計測データパターンと原計測データとを照合し、機器毎に予め格納された計測データの変動パターンと、現在の計測データの変動パターンの類似度を算出する。
【００６４】
ステップ６４：次に、算出された類似度が、予め定められた既定数Ｄを超えたかどうかを判定する。
ステップ６５：類似度が既定数Ｄを超えた場合、同一パターンとみなし、当該パターンを有する電気機器情報を出力する。
ステップ６６：また、計測データ値（負荷電流値若しくは電力値）自体が近似しているかどうかを検査し、近似しているならば、診断知識データベース３１０から変動パターンが取り出された参照用の電子機器と、現在計測されたデータを発生した電気機器とが同一機器であると判定する。近似していないならば、診断結果生成処理を終了する。
【００６５】
ステップ６７：類似度が、予め定められた既定数Ｄを超えない場合、２つ以上の機器計測データパターンの全ての組み合わせが考慮されているかどうかが判定され、全てのパターンの組み合わせが完了している場合、診断結果生成処理を終了する。
ステップ６８：合成されていない組合せが存在する場合、複数のパターンを時系列方向に重ね合せ、合成パターンを作成し、ステップ６３に戻り、事象診断装置３１２によって照合を行い、類似度を算出する。ここで、合成パターンを作成する際に、予め定められた値域において、各パターンの時系列方向における伸長、縮小、起点移動を行い、複数の合成パターンを作成することができる（ステップ６９）。
【００６６】
このように、システムが診断知識データベース３１０に保有するすべての機器計測データパターンに対し、上記の診断結果生成処理を適用し、類似度が予め定められた値を超えた時点、若しくは、全ての機器計測データ及びそれらから合成された機器計測データとの類似度算出が完了した時点で処理を完了する。
また、本発明の一実施例による電力消費状況の遠隔自動診断システムの構成は、上記の実施例で説明された例に限定されることなく、遠隔自動診断システムの各々の構成要件をソフトウェア（プログラム）で構築し、ディスク装置等に記録しておき、必要に応じて遠隔自動診断システムのコンピュータにインストールして処理実行することも可能である。さらに、構築されたプログラムをフロッピーディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の可搬記録媒体に格納し、このような遠隔自動診断システムを用いる場面で汎用的に使用することも可能である。
【００６７】
本発明は、上記の実施例に限定されることなく、特許請求の範囲内で種々変更・応用が可能である。
【００６８】
【発明の効果】
・遠隔診断に関して
本発明によれば、計測器のコスト上昇を抑制したまま計測精度及び計測データ量の大幅な増大が可能となり、通信回線を利用することにより計測器の設置及び回収に伴うコストの削減と、実時間性の高い計測データ収集及び診断処理が可能となり、計測データの収集と管理及び診断処理を自動化することにより、熟練技術者などの人的資源に左右されない安定した診断が実現され、計測から診断に至る一連の作業における時間及びコストが、大幅に短縮される。
・計測精度とデータ量に関して
また、本発明によれば、複数の計測精度が要求される計測対象及び計測目的が混在する場合の負荷電流計測に必要となる記憶装置の容量を削減することが可能になり、コストを大幅に削減することができる。
・計測データの平滑化に関して
また、本発明によれば、計測対象となる機器毎に計測器を設置することなく、各機器の運転開始や終了を始め機器運転パターンを抽出し特定することや、待機電力消費量を算出することが可能になり、計測器設置に伴うコストが削減され、又省エネを前提とした機器の運転パターンの生成が容易となる。
・時系列負荷電流値の解析に関して
また、本発明によれば、従来、個々の専門技術者の特性に依存していた負荷電流パターンの類似判定を定式化し、自動化することが可能となり、均質な判定結果を取得することができ、併せて、判定コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理構成図である。
【図２】本発明の原理説明図である。
【図３】本発明の一実施例による電力消費状況の遠隔自動診断システムの構成図である。
【図４】本発明の一実施例による電力消費状況の遠隔自動診断システムの動作フローチャートである。
【図５】本発明の一実施例による遠隔自動診断システムの計測データ格納処理の動作フローチャートである。
【図６】本発明の一実施例による遠隔自動診断システムの計測データ平滑化処理の動作フローチャートである。
【図７】本発明の一実施例による遠隔自動診断システムの診断知識生成処理の動作フローチャートである。
【図８】ファジイメンバシップ関数の説明図である。
【図９】本発明の一実施例による遠隔自動診断システムの診断結果生成処理の動作フローチャートである。
【符号の説明】
１    電力消費機器・分電盤
２    計測処理装置
３    診断処理装置
４    通信回線
５    情報端末
２１    クランプ式計測回路
２３    データ記憶手段
２５    データ送信手段
２７    データ圧縮手段
３１    データ受信手段
３２    データ管理手段
３３    データ特徴化手段
３４    診断手段
３５    配信手段
【図１】
0004181689.tif 000003
【図２】
0004181689.tif 000004
【図３】
0004181689.tif 000005
【図４】
0004181689.tif 000006
【図５】
0004181689.tif 000007
【図６】
0004181689.tif 000008
【図７】
0004181689.tif 000009
【図８】
0004181689.tif 000010
【図９】
0004181689.tif 000011