技術紹介

エネルギー計測データ活用による高付加価値サービス提供に向けたパブリッククラウドによる開発環境の構築

技術紹介

エネルギー計測データ活用による高付加価値サービス提供に向けたパブリッククラウドによる開発環境の構築■ 吉田耕作

Kosaku Yoshida■ 菅原梨沙Risa Sugawara

東光高岳ではエネルギー計測データを収集するサービスを提供している。近年，ビッグデータの活用により，より価値のあるサービスを提供するため，機械学習やデータの検索・分析・監視や可視化まで，各種の最新機能がすぐに利用できる特徴を持つパブリッククラウドの需要が増えている。東光高岳でもより価値の高いサービスを提供するため，パブリッククラウドのベースとなる開発環境を構築したので紹介する。

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お客さま保有当社検針サーバ 検針データサーバ

はじめに

東光高岳では，電力量メータの自動検針システム等，データ収集や他社クラウドとデータ連携をするシステ
ムを開発してきた。システムは，これまでオンプレミス
サーバ 注 1）（以下，オンプレサーバ）やプライベートク
ラウド 注 2）で構築してきた。
近年，ビッグデータの活用により，より価値のあるサービスを提供するため，機械学習やデータの検索・分析・監視や可視化まで，各種の最新機能がすぐに利用できる特徴を持つパブリッククラウド 注 3）の需要が増えている。

お客さまPC

図1 S
 maMe Ⅱ用無線通信ユニット用検針サーバのシステム構成（1） データ収集機能

そこで，東光高岳が，データを収集するシステムを活

無線通信ユニット最大 1 万台からのデータを取得し用して，より価値の高いサービスを展開していく第一歩て 30 分毎の電力量データを集計した CSV ファイルをとして，今回スマートメータ用無線通信ユニットにて作成し，45 日分保持する。

データ収集する検針サービスにパブリッククラウドを適（2） データ送信機能用したため紹介する。

CSV ファイルは，VPN 接続されたお客さま保有検針データサーバ（以下，お客さまサーバ）により，FTP2通信で取得される。取得されたデータはお客さまサーバ

検針サーバ側で電力量計測ビジネスに活用される。

東光高岳は商業施設やオフィスなどの貸店舗ビル，マ

このように，当社検針サーバは，電力量データを自動ンションの管理事業者向けに，検針システムを販売して的に集計するサービスを提供する製品である。既存の検いる。これは東光東芝メーターシステムズ（株）製ス

針サーバはプライベートクラウドで構築されており，新マートメータ（以下，SmaMe Ⅱ）にて計測した電力量しいシステムとしてパブリッククラウドへの置き換え開を自動検針するシステムである。その製品群で SmaMe発を今回行った。

Ⅱに接続できる無線通信ユニットを開発した。

（1）

この無線通信ユニットは IoT 装置として SmaMe Ⅱのデータを直接クラウドに送信できる機能を有する。こ3パブリッククラウドの採用

れを利用して，個人宅の太陽光発電量の計測や，計測点クラウドシステムの設計には高可用性が求められる。の少ないアパート，計測点の離れた複数点の電力量を計「可用性」（availability）とは利用者から見て機能が利測するお客さまを対象に提供している。システム構成を用可能な状態を維持し続ける能力を表す。
「高可用性」

図 1 に示す。とは可用性が高いことを指すわけではなく，構成要素の無線通信ユニットは，シリアル通信により SmaMe Ⅱ

冗長化や複製などの措置を施し，一部が停止しても全体から電力量データを取得する。無線通信ユニットから送が停止しないシステムを指す。高可用性の実現には，機信されたデータを受ける検針サーバは，以下の機能を有器やシステムの冗長化・多重化（二重化），データ複製する。

や自動切り替えなどが必要で，同じシステムを二系統用意するホットスタンバイ・コールドスタンバイ構成 注 4）
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による部品のホットスワップ化 注 5），データベースのレり，検証環境，本番環境の構築をすぐにできるようにプリケーションなどを組み合わせて使用する。可用なった。また，このベストプラクティスを適用した開性の指標としてはシステムの稼働率がよく用いられる。

発環境は本件のみならず，全てのクラウド開発に適用

また，パブリッククラウドでは，システムやデータが全できるため，これをベースに今後の開発を行える。

注 6）てパブリック環境に接続されるため，セキュリティ対策が必須となる。

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クラウド上のシステムの開発について

高可用性対応におけるパブリッククラウドの利点

パブリッククラウド開発環境をベースにマイクロサー

パブリッククラウドにはマイクロサービスという個々ビスを用いサーバレスなシステムとして開発を行った。

3.1の独立した機能（ストレージやデータベースなど）が提供されており，機能だけでなくデプロイ

注 7）システムを図 2 に示す。

やスケールの拡大・縮小，障害対応まで事前に必要な機能が稼働率

AWS Cloud②

99.9％を超える高可用性な状態で用意されており，開発期間も短縮することができる。

IoT MQTT
protocolSmaMeⅡ+無線通信ユニット

AWS IoT CoreIoT rule①

パブリッククラウドのコストについては基本的に 2

Amazon Kinesis
Data Streams

Amazon Kinesis
Data Firehose

種類のコストが発生し，インフラストラクチャなどのお客さま
サーバ

AWS FTPVPN gatewayがある。スモールスタートの場合，後者が少なくて済Endpoints

AWS Transfer Family

Lambda functionむが，プライベートクラウドの場合はデータの読み書
き保存の量に応じてコストが増減せず，接続する IoT

S3 Standard

Amazon DynamoDB

Lambda function

Event(time-based)(time-CSV③

クラウド運用のために 24 時間稼働するシステムのコストと，データの読み書き・保存・通信にかかるコスト

Lambda functionUser

機器が 1 台でも 1 万台でもコストが大きく変わらない

Email

図2

場合がある。

Email notification

S3 Standard

AWS Secrets Manager

Lambda function

Event(time--based)(timeAWS クラウド上でのシステム構成

これより，プライベートクラウドよりパブリッククラシステムの基本的な機能は変わらないが，これまでのウドの方がコストの面でスモールスタートに向いている

プライベートクラウドシステムから，サービス監視機能こと，高いサービスの稼働率が保証されていることななどの新機能を追加したパブリッククラウドでのシステ

どから判断し，開発をパブリッククラウドで実施するムに再構築することができた。

こととした。本開発のパブリッククラウドには，多様無線通信ユニットから MQTTs で送信されたデータはな機能が用意され，拡張性やセキュリティが高い AWS

IoT Core（①）で受信され，一旦 Dynamo DB（②）に（Amazon Web Service）を採用した。

保存・集計される。Dynamo DB のデータからお客さまサーバ用の CSV ファイルを定期的に作成し，Transfer

3.2

パブリッククラウドのセキュリティ対策

Family（③）を用いてお客さまサーバと FTP 接続され，AWS のセキュリティはセキュリティのベストプラク検針データである CSV ファイルを提供している。可用

ティスが用意されており，それらを利用することによっ性が 99.9％以上のマイクロサービスを用いてシステムて，各種セキュリティ対応が可能となる。各サービスのを構築した。

障害やセキュリティの監視から，ログ・チェック機能ままた，システムの監視機能として，AWS が提供するで用意されている。プライベートクラウドのセキュリサービスの監視機能を持つ Cloud Watch とセキュリ

ティは入口・出口のみ押さえておけばよいが，パブリッティの監視機能を持つ Security Hub を用い，システムククラウドはどのサービスでもパブリック空間に属すのログや異常監視，セキュリティ違反の監視を実現しるため，ストレージの暗号化やアクセス権限設定は必須た。各違反はメールと Slack 注 9）に通知されるように設となる。また開発者のクラウドへのアクセスもセキュリ計した。また，システムだけでなく個々のサービスの異ティ対応が必要である。多要素認証を行い，かつ各開発常監視（電力量の欠測や異常値データ）も行い，1 日 1者の作業に応じたアクセス権も制限する必要があり，セ度監視要員にメール通知する機能を追加した。

キュリティ監視機能を用いたチェックと組織管理によるアクセス制限を用いた。これらによりセキュリティの高い開発環境を構築した。
セ キ ュ リ テ ィ か ら シ ス テ ム ま で 全 て CDK（CloudDevelopment Kit）

注 8）32を用いてコード化することによ

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おわりに

本開発により，パブリッククラウドでの開発方針の定義と開発環境の構築を行い，この開発環境上に高可用

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性で監視機能を持った SmaMe Ⅱ用無線ユニット用検針

ホットスタンバイ方式は，予備機の電源を ON にした状態で稼働し，動作機器に障害が発生したときにサーバの開発ができた。
より価値のあるサービスをお客さまに提供していくた
め，本システムは，計量データの管理に限らず，収集したデータから接続機器の管理やメンテナンス，異常を事前に検知する予兆診断等，提供するサービスの幅を広げていく予定である。
また，今回の知見を活かして電気自動車の充電管理システム等にもパブリッククラウドを適用済みである。今後，他のシステムに関してもパブリッククラウドの適用を推進していく。
■参考文献（1） 赤下尚司，今井直樹：「SmaMe Ⅱ用無線通信ユニット（LTE-M 用）」，東光高岳技報，No.8，pp.46,47（2021）■語句説明
注 1） オ ンプレミスサーバ：システム運用に必要となるソ

フトウェア・ハードウェアを自社に保有してサービスを利用するシステム形態。
注 2） プ ライベートクラウド：自社のために専用のクラウド環境を構築してサービスを利用するサービス形態。
注 3） パ ブ リ ッ ク ク ラ ウ ド： ク ラ ウ ド サ ー ビ ス 提 供 者（Amazon，Microsoft 等）が提供するクラウド環境を他ユーザーと共有して利用するサービス形態。
注 4） ホ ットスタンバイ・コールドスタンバイ構成：システムの予備機を用意して障害対策を行う手法である。

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即時に切り替えを行う。コールドスタンバイ方式は，予備機の電源を OFF 状態で待機させ，動作機器に障害が発生したときに起動する。
注 5） ホ ットスワップ化：動作機器の電源を ON にした状態で，部品の交換や撤去作業を行える仕組みにすることである。
注 6） レ プリケーション：データを複製し，全く同じデータを別のシステム上に作成することである。これにより，動作機器が停止しても複製したシステムに切り替えることでサービスの停止を防ぐ。
注 7） デ プロイ：実行ファイルをサーバ上に配置し，システムをユーザーが利用できる状態にすること。
注 8） CDK（Cloud Development Kit）
：プログラミング言語を使用して AWS 上のリソースを定義できる開発用のフレームワーク。
注 9） Slack：Slack Technology 社が提供するビジネス向けのチャットツール。社内でコミュニケーションを図るために用いられる。

吉田耕作

 X ソリューション事業本部
G
システムソリューション開発部

菅原

開発グループ所属

開発グループ所属

梨沙

 X ソリューション事業本部
G
システムソリューション開発部

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