DE112017007555B4

DE112017007555B4 - Steuervorrichtung, Kommunikationssystem und Steuerverfahren

Info

Publication number: DE112017007555B4
Application number: DE112017007555.6T
Authority: DE
Inventors: Koichiro Yamashita; Takahisa Suzuki; Koji Kurihara
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2017-05-17
Filing date: 2017-05-17
Publication date: 2024-01-11
Anticipated expiration: 2037-05-18
Also published as: JP6777228B2; US11519765B2; DE112017007555T8; DE112017007555T5; US20200080874A1; WO2018211639A1; JPWO2018211639A1

Abstract

Eine Steuervorrichtung (20), umfassend:eine erste Bestimmungseinheit (212), die bestimmt, ob ein in einem ersten Zyklus von einem ersten Sensor (40) aus einer Vielzahl von Sensoren, die an einer bestimmten Stelle verstreut installiert sind, gemessener Messwert (60) ein anomaler Wert ist oder nicht;eine erste Aktivierungsanweisungseinheit (230), die, wenn der Messwert (60) als anomaler Wert bestimmt wird, den ersten Sensor (40) in einem zweiten Zyklus aktiviert, der kürzer als der erste Zyklus ist;eine erste Identifizierungseinheit, die einen Trend der zeitlichen Variation der vom ersten Sensor (40) im ersten Zyklus und im zweiten Zyklus gemessenen Messwerte identifiziert;eine zweite Bestimmungseinheit (212), die bestimmt, ob der anomale Wert in den Trend der zeitlichen Variation einbezogen wird oder nicht;eine zweite Aktivierungsanweisungseinheit (230), die, wenn der anomale Wert in den Trend der zeitlichen Variation einbezogen wird, eine Vielzahl von zweiten Sensoren im zweiten Zyklus aktiviert, die um den ersten Sensor (40) herum installiert sind;eine zweite Identifizierungseinheit, die einen Trend einer Oberflächenrichtungsverteilung von Messwerten identifiziert, die durch den ersten Sensor (40) und die Vielzahl von zweiten Sensoren im zweiten Zyklus gemessen werden;eine dritte Bestimmungseinheit (212), die bestimmt, ob Messwerte, die durch den ersten Sensor (40) und die Vielzahl von zweiten Sensoren im zweiten Zyklus gemessen werden, in den Trend der Oberflächenrichtungsverteilung einbezogen werden oder nicht; undeine Ausgabeeinheit (210), die, wenn Messwerte, die durch den ersten Sensor (40) und die Vielzahl von zweiten Sensoren im zweiten Zyklus gemessen werden, in den Trend der Oberflächenrichtungsverteilung einbezogen werden, Messwerte ausgibt, die durch jeden der ersten Sensoren und die Vielzahl von zweiten Sensoren gemessen werden.

Description

[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung, ein Kommunikationssystem und ein Steuerverfahren.
[Stand der Technik]
Für die Überwachung von Infrastrukturen wie Brücken, Straßen und Bauwerken wird eine tägliche Überwachung durch Sichtkontrolle durchgeführt. Durch die tägliche Überwachung wird es möglich, eine Anlagenverwaltung durchzuführen, bei der hauptsächlich qualitative Beobachtungen über die Veränderungen gegenüber der Normallage durchgeführt werden. Bei der Anlagenverwaltung geht es also nicht darum, Anomalien zu erkennen, sondern die Anzeichen von Anomalien zu erkennen und entsprechend frühzeitig Maßnahmen zu ergreifen. In den letzten Jahren wurde ein Sensornetzwerk untersucht, bei dem unter Verwendung von Informationen, die von einer Vielzahl von an verschiedenen Orten installierten Sensoren gewonnen wurden, eine Anomalieerkennung an den Installationsorten der Sensoren durchgeführt wird. Darüber hinaus ist konventionell eine Technologie bekannt, bei der, wenn anomale Messdaten von einem Messgerät erfasst werden, wenn der anomale Wert nur einmal erfasst wird, die anomalen Messdaten zerstört werden, weil sie als Messfehler oder Rauschen bestimmt werden.
[Zitatliste]
[Patentzitate]

Patentliteratur 1: JP S61 - 24 791 A
Patentliteratur 2: JP 2016 - 218 961 A
Patentliteratur 3: JP 2002 - 008 178 A
Patentliteratur 4: JP 2012 - 112 862 A

[Zusammenfassung der Erfindung]
[Technisches Problem]
Inzwischen hängt die Beobachtung der Veränderungen gegenüber der Normallage weitgehend vom Qualifikationsniveau der Person ab, die die Sichtprüfung durchführt; und obwohl es bestimmte numerische Kriterien für die Details der Prüfung gibt, ist es eine schwierige Aufgabe, alle Aspekte in den Zielobjekten über einen weiten Bereich hinweg genau zu beobachten. Darüber hinaus wird bei der Aufgabe der Überprüfung, bei der aus den über einen weiten Bereich reichenden Zielobjekten die Zielobjekte, die noch keine Anomalie entwickelt haben, aber in Zukunft eine Anomalie entwickeln können, gesammelt und so weit wie möglich beobachtet werden; es ist schwierig, eine Computerisierung der Aufgabe der Überprüfung zu erreichen. Insbesondere ist ein Fachmann in der Lage, die Art des Lärms zu unterscheiden oder zu unterscheiden, ob eine leichte, durch Rauschen versteckte Veränderung ein Zeichen für eine mögliche Anomalie in der Zukunft ist oder nicht. Die Differenzierung durch eine solche Fachperson ist jedoch schwer zu computerisieren.
Die hierin offenbarte Technologie wird im Hinblick auf die oben genannten Probleme entwickelt, und es ist das Ziel, eine Steuervorrichtung, ein Kommunikationssystem und ein Steuerverfahren bereitzustellen, die ein genaues Überprüfen solcher Messwerte ermöglichen, die aus den von einer Vielzahl von Sensoren gemessenen Messwerten Anzeichen einer möglichen Entwicklung zu einer Anomalie anzeigen.
[Lösung des Problems]
Gemäß einem Aspekt einer Ausführungsform beinhaltet eine Steuervorrichtung eine erste Bestimmungseinheit, eine erste Aktivierungsanweisungseinheit, eine erste Identifizierungseinheit, eine zweite Bestimmungseinheit, eine zweite Aktivierungsanweisungseinheit, eine zweite Identifizierungseinheit, eine zweite Identifizierungseinheit, eine dritte Bestimmungseinheit und eine Ausgabeeinheit. Die erste Bestimmungseinheit bestimmt, ob der in einem ersten Zyklus von einem ersten Sensor aus einer Vielzahl von Sensoren, die an einer bestimmten Stelle verstreut installiert sind, gemessene Messwert ein anomaler Wert ist oder nicht. Die erste Aktivierungsanweisungseinheit aktiviert den ersten Sensor in einem zweiten Zyklus, der kürzer ist als der erste Zyklus, wenn der Messwert als anomaler Wert bestimmt wird. Die erste Identifizierungseinheit identifiziert den Trend der zeitlichen Veränderung der Messwerte, die vom ersten Sensor im ersten Zyklus und im zweiten Zyklus gemessen werden. Die zweite Bestimmungseinheit bestimmt, ob der anomale Wert in den Trend der zeitlichen Variation einbezogen wird oder nicht. Die zweite Aktivierungsanweisungseinheit aktiviert im zweiten Zyklus eine Vielzahl von zweiten Sensoren, die um den ersten Sensor herum installiert sind, wenn der anomale Wert in den Trend der zeitlichen Variation einbezogen wird. Die zweite Identifikationseinheit identifiziert den Trend der Oberflächenrichtungsverteilung von Messwerten, die durch den ersten Sensor und die Vielzahl von zweiten Sensoren im zweiten Zyklus gemessen werden. Die dritte Bestimmungseinheit bestimmt, ob vom ersten Sensor und der Vielzahl von zweiten Sensoren im zweiten Zyklus gemessene Messwerte in den Trend der Oberflächenrichtungsverteilung einbezogen werden oder nicht. Die Ausgabeeinheit gibt Messwerte aus, die von jedem der ersten Sensoren und der Vielzahl der zweiten Sensoren gemessen werden, wenn die vom ersten Sensor und der Vielzahl der zweiten Sensoren im zweiten Zyklus gemessenen Messwerte in den Trend der Oberflächenrichtungsverteilung einbezogen werden.
[Vorteilhafte Effekte der Erfindung]
Gemäß einem Aspekt der Steuervorrichtung ermöglichen das Steuersystem und das in der betreffenden Anwendung offenbarte Steuerverfahren eine genaue Überprüfung solcher Messwerte, die aus den von einer Vielzahl von Sensoren gemessenen Messwerten Anzeichen einer möglichen Entwicklung zu einer Anomalie erkennen lassen.
[Kurze Beschreibung der Zeichnungen]

1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Kommunikationssystem darstellt.
2 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für einen Sensor darstellt.
3 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine Sammelvorrichtung darstellt.
4 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine Steuervorrichtung darstellt.
5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Bereichstabelle darstellt.
6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für einen Sensor darstellt, der im Normalfall aktiviert wird.
7 ist ein Diagramm, das einen exemplarischen Messwert darstellt, der als anormaler Wert bestimmt wurde.
8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für den Messwert darstellt, der zur Darstellung von Rauschen bestimmt wird.
9 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für den Messwert darstellt, der so bestimmt ist, dass er kein Rauschen darstellt.
10 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für Sensoren darstellt, die aktiviert werden, wenn ein anomaler Wert, der kein Rauschen darstellt, erkannt wird.
11 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Messwerte der einzelnen Sensoren darstellt.
12 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine genäherte gekrümmte Oberfläche darstellt.
13 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Beispiels für den Unterschied zwischen der genäherte gekrümmten Oberfläche und dem Messwert jedes Sensors.
14 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Sensoren darstellt, die aktiviert werden, wenn eine große kumulative Differenz zwischen der genäherte gekrümmten Oberfläche und den Messwerten der Sensoren besteht.
15 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine genäherte gekrümmte Oberfläche darstellt.
16 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines Beispiels für die in der Steuervorrichtung ausgeführten Vorgänge.
17 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines Beispiels für die in der Steuervorrichtung ausgeführten Vorgänge.
18 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Hardware der Steuerungsvorrichtung darstellt.

[Ausführungsformen für die Durchführung der Erfindung]
Eine exemplarische Ausführungsform einer Steuervorrichtung, eines Steuerungssystems und eines in der betreffenden Anwendung offenbarten Steuerverfahrens wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. Die hierin offenbarte Technologie ist jedoch nicht durch die nachfolgend beschriebene Ausführungsform eingeschränkt.
Ausführungsform
[Kommunikationssystem 10]
1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Kommunikationssystem 10 darstellt. Das Kommunikationssystem 10 beinhaltet eine Steuervorrichtung 20, eine Sammelvorrichtung 30 und eine Vielzahl von Sensoren 40-1 bis 40-4. Die Steuervorrichtung 20 und die Sammelvorrichtung 30 sind mit einem Netzwerk 11 wie dem Internet verbunden. In der folgenden Erklärung werden sie im Falle einer gemeinsamen Bezugnahme auf die Sensoren 40-1 bis 40-4, ohne sie voneinander zu unterscheiden, als Sensoren 40 bezeichnet. In dem in 1 dargestellten Kommunikationssystem 10 sind vier Sensoren 40 installiert. Das Kommunikationssystem 10 kann jedoch alternativ fünf weitere oder Sensoren 40 eingebaut haben. Darüber hinaus ist in dem in 1 dargestellten Kommunikationssystem 10 eine einzige Sammelvorrichtung 30 installiert. Das Kommunikationssystem 10 kann jedoch alternativ auch zwei oder mehr Sammelvorrichtungen 30 eingebaut haben.
Die Sensoren 40 sind verstreut in einem vorgegebenen Bereich 12 installiert und führen eine drahtlose Kommunikation mit der Sammelvorrichtung 30 basierend auf einem drahtlosen Kommunikationsverfahren wie Bluetooth (eingetragene Marke) durch. Der Bereich 12, in dem die Sensoren 40 installiert sind, stellt den zu überwachenden Zielbereich dar, wie beispielsweise ein Bereich einer Neigung eines Berges oder ein Bereich einer Oberfläche einer Gebäudestruktur, wie beispielsweise einer Brücke oder einer Straße. So misst beispielsweise jeder Sensor 40 verschiedene Arten von physikalischen Größen wie Vibrationen, Niederschlagsmenge, Beschleunigung oder Temperatur am Installationsort.
Wenn ein Aktivierungsbefehl von der Sammelvorrichtung 30 empfangen wird, misst jeder Sensor 40 eine physikalische Größe an seinem Installationsort und sendet den Messwert drahtlos an die Sammelvorrichtung 30. Wenn es für einen Sensor 40 schwierig ist, eine direkte drahtlose Kommunikation mit der Sammelvorrichtung 30 durchzuführen, führt er in der Zwischenzeit eine Kommunikation mit der Sammelvorrichtung 30 über die anderen Sensoren 40 durch.
Die Sammelvorrichtung 30 führt mit jedem Sensor 40 eine drahtlose Kommunikation durch, die auf einem drahtlosen Kommunikationsverfahren wie Bluetooth basiert. Die Sammelvorrichtung 30 empfängt den von jedem Sensor 40 gesendeten Messwert und sendet die Messwerte und Sensor-IDs, die die Identifizierung der jeweiligen Sensoren 40 ermöglichen, über das Netzwerk 11 an die Steuervorrichtung 20. Wenn außerdem eine Aktivierungsanweisung mit einer Sensor-ID von der Steuervorrichtung 20 über das Netzwerk 11 empfangen wird, sendet die Sammelvorrichtung 30 die Aktivierungsanweisung an den Sensor 40 mit der angegebenen Sensor-ID.
Die Steuereinrichtung 20 steuert die Aktivierungszyklen jedes Sensors 40 über das Netzwerk 11 und die Sammelvorrichtung 30. Insbesondere gibt die Steuereinrichtung 20 an einige der im Bereich 12 installierten Sensoren 40 eine Aktivierungsanweisung zur Aktivierung in ersten Zyklen aus und aktiviert die betroffenen Sensoren 40 in den ersten Zyklen. Ausgehend von den Messwerten der in den ersten Zyklen aktivierten Sensoren 40 bestimmt die Steuereinrichtung 20 dann, ob unter den Messwerten anomale Werte vorhanden sind oder nicht.
Wenn die Messwerte eines Sensors 40 anomale Werte sind, aktiviert die Steuereinrichtung diesen Sensor 40 in zweiten Zyklen, die kürzer als die ersten Zyklen sind, und sammelt so in kürzeren Zyklen die Messwerte des Sensors 40, von dem die anomalen Werte erhalten werden. Anschließend bestimmt die Steuereinrichtung 20 anhand der in kürzeren Zyklen gesammelten Messwerte, ob die gemessenen anomalen Werte Rauschen darstellen oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass die gemessenen anomalen Werte kein Rauschen darstellen, aktiviert die Steuervorrichtung 20 in den zweiten Zyklen weiterhin eine Vielzahl anderer Sensoren 40, die um den Sensor 40 herum installiert sind, der die anomalen Werte gemessen hat.
Anhand der Messwerte, die von den in den zweiten Zyklen aktivierten Sensoren 40 gemessen werden, identifiziert die Steuervorrichtung 20 dann den Trend der Verteilung der Messwerte in der Oberflächenrichtung des Bereichs, in dem die betreffenden Sensoren 40 installiert sind. Werden anschließend die von den Sensoren 40 gemessenen Messwerte in den identifizierten Trend der Oberflächenrichtungsverteilung einbezogen, so sendet die Steuereinrichtung 20 die von den betroffenen Sensoren 40 erhaltenen Messwerte über das Netzwerk 11 an eine Überwachungseinrichtung, die den Bereich 12 überwacht, in dem die Sensoren 40 installiert sind.
Unterdessen macht ein Naturphänomen oder eine Anomalie in einer Gebäudestruktur Fortschritte mit Kontinuität in Oberflächenrichtung innerhalb eines Bereichs von einem bestimmten Bereich. Wenn also die vom Sensor 40 an einer bestimmten Stelle gemessenen anomalen Werte die anomalen Werte darstellen, die einem natürlichen Phänomen oder einer Verschlechterung in einer Gebäudestruktur zugeschrieben werden, dann werden die Messwerte, die innerhalb des Bereichs eines vorgegebenen Bereichs einschließlich der Stelle des Sensors 40 erhalten werden, der die Anomaliewerte gemessen hat, eine Verteilung mit Kontinuität in der Oberfläche aufweisen. In diesem Zusammenhang aktiviert die Steuervorrichtung 20 in der vorliegenden Ausführungsform, wenn anomale Werte erhalten werden, die kein Rauschen darstellen, weiterhin eine Vielzahl anderer Sensoren 40, die innerhalb eines vorgegebenen Bereichs installiert sind, einschließlich des Sensors 40, der die anomalen Werte gemessen hat. Anschließend identifiziert die Steuervorrichtung 20 basierend auf den von diesen Sensoren 40 gemessenen Messwerten den Trend der Verteilung der Messwerte in Oberflächenrichtung. Werden anschließend die von den Sensoren 40 gemessenen Messwerte in den identifizierten Trend der Oberflächenrichtungsverteilung einbezogen, sendet die Steuereinrichtung 20 die von den Sensoren 40 gemessenen Messwerte an die Überwachungseinrichtung. Infolgedessen kann die Steuervorrichtung 20 verhindern, dass die Messwerte, die keine Anzeichen eines natürlichen Phänomens oder einer Anomalie einer Gebäudestruktur anzeigen, an die Überwachungsvorrichtung gesendet werden; und kann zuverlässig die Messwerte, die Anzeichen eines natürlichen Phänomens oder einer Anomalie einer Gebäudestruktur anzeigen, an die Überwachungsvorrichtung senden. Dadurch kann das Kommunikationssystem 10 bei der Verwaltung der Managementziele unnötige Felduntersuchungen eindämmen.
[Sensor 40]
2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für den Sensor 40 veranschaulicht. Der Sensor 40 beinhaltet eine Antenne 41, eine drahtlose Kommunikationseinheit 42, eine Steuereinheit 43, eine Sammeleinheit 44 und eine Messeinheit 45. Die drahtlose Kommunikationseinheit 42 führt eine drahtlose Kommunikation mit der Sammelvorrichtung 30 und mit den anderen Sensoren 40 über die Antenne 41 durch.
Die Steuereinheit 43 wird aktiviert, wenn sie eine Aktivierungsanweisung von der Sammelvorrichtung 30 über die drahtlose Kommunikationseinheit 42 erhält, und weist die Sammeleinheit 44 an, die Messwerte zu erfassen. Anschließend sendet die Steuereinheit 43 bei der Ausgabe der Messwerte durch die Sammeleinheit 44 die von der Steuereinheit 43 ausgegebenen Messwerte über die drahtlose Kommunikationseinheit 42 an die Sammelvorrichtung 30. Wenn sich der Sensor 40 jedoch nicht im aktivierten Zustand befindet, steuert die Steuereinheit 43 die Blöcke des Sensors 40, mit Ausnahme der drahtlosen Kommunikationseinheit 42, in einem Zustand mit geringer Leistungsaufnahme.
Wenn von der Steuereinheit 43 eine Anweisung zum Sammeln der Messwerte erteilt wird, steuert die Sammeleinheit 44 die Messeinheit 45 und sammelt die Messwerte daraus. Anschließend gibt die Sammeleinheit 44 die gesammelten Messwerte an die Steuereinheit 43 aus. Die Messeinheit 45 misst die Messwerte unter der Steuerung der Sammeleinheit 44 und gibt die Messwerte an die Sammeleinheit 44 aus. So misst beispielsweise die Messeinheit 45 die Vibrationen, die Regenmenge, die Beschleunigung oder die Temperatur am Installationsort des entsprechenden Sensors 40.
[Sammelvorrichtung 30]
3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Sammelvorrichtung 30 darstellt. Die Sammelvorrichtung 30 beinhaltet eine drahtgebundene Kommunikationseinheit 31, eine Steuereinheit 32, eine drahtlose Kommunikationseinheit 33 und eine Antenne 34. Die drahtgebundene Kommunikationseinheit 31 führt eine drahtgebundene Kommunikation mit der Steuervorrichtung 20 über das Netzwerk 11 durch. Die drahtlose Kommunikationseinheit 33 führt eine drahtlose Kommunikation mit dem Sensor 40 über die Antenne 34 durch.
Wenn ein Aktivierungsbefehl mit einer Sensor-ID von der Steuervorrichtung 20 über die drahtgebundene Kommunikationseinheit 31 empfangen wird, sendet die Steuereinheit 32 über die drahtlose Kommunikationseinheit 33 einen Aktivierungsbefehl an den Sensor 40 mit der angegebenen Sensor-ID. Wenn die Messwerte eines beliebigen Sensors 40 über die drahtlose Kommunikationseinheit 33 empfangen werden, sendet die Steuereinheit 32 die Messwerte zusammen mit der Sensor-ID des Sensors 40, der die Messwerte gesendet hat, über die drahtgebundene Kommunikationseinheit 31 an die Steuervorrichtung 20.
[Steuervorrichtung 20]
4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Steuervorrichtung 20 veranschaulicht. Die Steuervorrichtung 20 beinhaltet eine Datenverarbeitungseinheit 21, eine Datenbank (DB) 22 und eine Sensorverwaltungseinheit 23. Im DB 22 wird entsprechend jeder Sensor-ID der von dem Sensor 40 mit der betreffenden Sensor-ID gemessene Messwert zusammen mit dem Zeitpunkt der Messung des Messwertes gespeichert. Darüber hinaus wird beispielsweise eine Bereichstabelle 220, wie in 5 dargestellt, im DB 22 gespeichert. 5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Bereichstabelle 220 darstellt. In der Bereichstabelle 220 wird der Sensor 40 mit dieser Sensor-ID entsprechend zu jeder Sensor-ID zusammen mit den Sensor-IDs der anderen Sensoren 40 gespeichert, die um den betreffenden Sensor 40 herum installiert sind.
In der in 5 dargestellten Bereichstabelle 220 sind in einem Bereich „r=1“, der einer Sensor-ID „S001“ entspricht, die Sensor-IDs „S001“, „S010“, „S011“ und „S012“ enthalten. Darüber hinaus sind in der in 5 dargestellten Bereichstabelle 220 in einem Bereich „r=2“ entsprechend der Sensor-ID „S001“ die Sensor-IDs „S001“, „S010“, „S011“, „S012“, „S013“ usw. enthalten. Auf diese Weise ist in der Bereichstabelle 220 in einem Bereich „r=n“, der jeder Sensor-ID entspricht, der Wert von „n“ größer, je größer die Anzahl der Sensor-IDs, die in dem Bereich „r=n“ enthalten sind. In der in 5 dargestellten Bereichstabelle 220 sind Informationen bis zu einem Bereich „r=R“ gespeichert. Inzwischen sind im Bereich „r=1“ mindestens vier Sensor-IDs enthalten.
Um auf die Erklärung mit Bezug auf 4 zurückzukommen, beinhaltet die Sensorverwaltungseinheit 23 eine Aktivierungsanweisungseinheit 230 und eine Aktivierungszyklusverwaltungseinheit 231. Die Aktivierungszyklusverwaltungseinheit 231 verwaltet die Aktivierungszyklen jedes Sensors 40 basierend auf einer von der Datenverarbeitungseinheit 21 empfangenen Anweisung und gibt an die Aktivierungsanweisungseinheit 230 die Sensor-IDs der Sensoren 40 aus, für die der Aktivierungszeitpunkt erreicht ist.
Wenn eine Sensor-ID von der Aktivierungszyklusverwaltungseinheit 231 ausgegeben wird, sendet die Aktivierungsanweisungseinheit 230 über das Netzwerk 11 eine Aktivierungsanweisung mit dieser Sensor-ID an die Sammelvorrichtung 30. Wenn zudem eine Sensor-ID und ein Messwert von der Sammelvorrichtung 30 über das Netzwerk 11 empfangen werden, speichert die Aktivierungsanweisungseinheit 230 den empfangenen Messwert entsprechend dem Messzeitpunkt und der Sensor-ID im DB 22. Dabei stellt die Aktivierungsanweisungseinheit 230 ein Beispiel für eine erste Aktivierungsanweisungseinheit und eine zweite Aktivierungsanweisungseinheit dar.
Die Datenverarbeitungseinheit 21 beinhaltet eine Ausgabeeinheit 210, eine Recheneinheit 211 und eine Bestimmungseinheit 212. Die Recheneinheit 211 stellt ein Beispiel für eine erste Identifikationseinheit und eine zweite Identifikationseinheit dar. Die Bestimmungseinheit 212 stellt ein Beispiel für eine erste Bestimmungseinheit, eine zweite Bestimmungseinheit und eine dritte Bestimmungseinheit dar. Die Bestimmungseinheit 212 erhält von der DB 22 die in den ersten Zyklen gemessenen Messwerte einiger aus einer Vielzahl von Sensoren 40, die in verstreuter Weise innerhalb des Bereichs 12 installiert sind. Die ersten Zyklen sind z.B. Zyklen, die sich über einige Stunden bis hin zu einigen Tagen erstrecken. Anschließend bestimmt die Bestimmungseinheit 212, ob die erhaltenen Messwerte anomale Werte sind oder nicht.
So wird beispielsweise, wie in 6 dargestellt, ein Sensor 40a, der einer von einer Vielzahl von im Bereich 12 installierten Sensoren 40 ist, in den ersten Zyklen im Normalfall aktiviert; und die vom Sensor 40 gemessenen Messwerte werden über die Sammelvorrichtung 30 an die Steuervorrichtung 20 gesendet. 6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für den Sensor 40a darstellt, der im Normalfall aktiviert wird. Von den in 6 dargestellten Sensoren 40 stellt ein ausgefüllter Kreis den Sensor 40a dar, der in den ersten Zyklen aktiviert wird, und offene Kreise stellen die Sensoren 40 dar, die im Zustand der niedrigen Leistungsaufnahme gehalten werden. In dem in 6 dargestellten Beispiel kann in der Zwischenzeit, obwohl in den ersten Zyklen ein einzelner Sensor 40a innerhalb des Bereichs 12 aktiviert wird, eine Vielzahl von Sensoren 40a innerhalb des Bereichs 12 installiert sein. Hierin ist der Sensor 40a ein Beispiel für einen ersten Sensor.
Die Bestimmungseinheit 212 vergleicht die vom Sensor 40a im ersten Zyklus gemessenen Messwerte mit einem Referenzwert, der durch statistische Auswertung der in der Vergangenheit gemessenen Messwerte berechnet wird. Der Referenzwert ist ein Beispiel für einen statistischen Wert. Wenn ein Messwert, der vom Sensor 40a in den ersten Zyklen erhalten wird, und der Referenzwert eine Differenz D gleich oder größer als ein Schwellenwert aufweisen, dann bestimmt die Bestimmungseinheit 212, dass der Messwert ein anormaler Wert ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Referenzwert beispielsweise der Mittelwert der vom Sensor 40a gemessenen Messwerte bis zu einem vorgegebenen Zeitpunkt in der Vergangenheit. Alternativ kann der Referenzwert ein Wert sein, der basierend auf den Messwerten der Sensoren 40 berechnet wird, die konfiguriert sind, um die Messwerte anderer Typen zu messen. Wenn beispielsweise der Sensor 40a zum Messen der Temperatur konfiguriert ist, kann der Referenzwert ein Wert sein, der basierend auf der von anderen Sensoren 40 gemessenen Sonneneinstrahlung berechnet wird.
7 ist ein Diagramm, das einen exemplarischen Messwert darstellt, der als anormaler Wert bestimmt wurde. Wie beispielsweise in 7 dargestellt, wird der Sensor 40a in jedem ersten Zyklus Δt₁ aktiviert und misst einen Messwert 60. Wenn dann die Differenz D zwischen einem Messwert S_n, der zu einem Zeitpunkt t₀ erhalten wird, und dem Referenzwert gleich oder größer als ein Schwellenwert ist, bestimmt die Bestimmungseinheit 212, dass der Messwert S_n ein anormaler Wert ist.
Wenn der Messwert S_n als anormaler Wert bestimmt wird, weist die Bestimmungseinheit 212 die Aktivierungszyklusverwaltungseinheit 231 an, die Aktivierungszyklen von den ersten Zyklen Δt₁ auf zweite Zyklen Δt₂ zu ändern, die kürzer sind als die ersten Zyklen Δt₁. Die zweiten Zyklen Δt₂ sind z.B. Zyklen, die sich über einige Minuten bis hin zu einigen Dutzend Minuten erstrecken. Als Reaktion auf die von der Bestimmungseinheit 212 empfangene Anweisung ändert die Aktivierungszyklusverwaltungseinheit 231 die Aktivierungszyklen des Sensors 40a von den ersten Zyklen Δt₁ auf die zweiten Zyklen Δt₂. Dadurch wird nach jedem zweiten Zyklus Δt₂ ein Aktivierungsergebnis an den Sensor 40a gesendet und der Messwert nach jedem zweiten Zyklus Δt₂ vom Sensor 40a gesammelt.
Anschließend weist die Bestimmungseinheit 212 die Recheneinheit 211 an, den Trend der zeitlichen Abweichung der vom Sensor 40a gemessenen Messwerte in den ersten Zyklen Δt₁ und in den zweiten Zyklen Δt₂ zu identifizieren. Als Reaktion auf den Befehl der Bestimmungseinheit 212 identifiziert die Recheneinheit 211 den Trend der zeitlichen Veränderung der vom Sensor 40a gemessenen Messwerte in den ersten Zyklen Δt₁ und in den zweiten Zyklen Δt₂.
Insbesondere erhält die Recheneinheit 211 von der DB 22 die in den ersten Zyklen Δt₁ gemessenen Messwerte und die in den zweiten Zyklen Δt₂ gemessenen Messwerte zwischen dem Zeitraum vom Zeitpunkt t₀ bis zu einem Zeitpunkt Δt₁, in dem die dem ersten Zyklus Δt₁ entsprechende Zeitspanne vergeht. Anschließend identifiziert die Recheneinheit 211 auf der Grundlage der erhaltenen Messwerte als Trend der zeitlichen Variation der Messwerte eine Näherungskurve, die der zeitlichen Variation der Messwerte entspricht. So identifiziert beispielsweise die Recheneinheit 211 die Näherungskurve, indem sie eine vorgegebene Funktion, die durch die der Anzahl der Messwerte entsprechende Reihenfolge dargestellt wird, in die chronologischen Messwerte nach der Methode des kleinsten Quadrats einfügt. Anschließend gibt die Recheneinheit 211 an die Bestimmungseinheit 212 die identifizierte Näherungskurve als Trend der zeitlichen Variation der Messwerte aus.
Anschließend bestimmt die Bestimmungseinheit 212, ob der Messwert S_n, der als anormaler Wert bestimmt wird, in den Trend der zeitlichen Variation der Messwerte, der durch die Berechnungseinheit 211 identifiziert wird, einbezogen wird oder nicht. Wenn der Messwert S_n, der als anormaler Wert bestimmt wird, nicht in den Trend der zeitlichen Variation der Messwerte, der durch die Recheneinheit 211 identifiziert wird, einbezogen wird, dann bestimmt die Bestimmungseinheit 212, dass der Messwert S_n Rauschen darstellt. Anschließend weist die Bestimmungseinheit 212 die Steuerungseinheit 231 an, die Aktivierungszyklen des Sensors 40a von den zweiten Zyklen Δt₂ auf die ersten Zyklen Δt₁ zurückzusetzen. Als Reaktion auf die von der Bestimmungseinheit 212 empfangene Anweisung setzt die Aktivierungszyklusverwaltungseinheit 231 die Aktivierungszyklen des Sensors 40a von den zweiten Zyklen Δt₂ auf die ersten Zyklen Δt₁ zurück.
Insbesondere identifiziert die Bestimmungseinheit 212 basierend auf der durch die Recheneinheit 211 identifizierten Näherungskurve einen Messwert S_n', der auf der Näherungskurve befindlich ist, zum gleichen Zeitpunkt wie der Zeitpunkt des als anormaler Wert bestimmten Messwertes S_n. Ist eine Differenz ΔS zwischen dem Messwert S_n und dem Messwert S_n' gleich oder größer als ein Schwellenwert, so bestimmt die Bestimmungseinheit 212, dass der Messwert S_n, der als anormaler Wert bestimmt wird, nicht in die zeitliche Variation der Messwerte einbezogen wird, die durch die Berechnungseinheit 211 identifiziert wird.
8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für den Messwert S_n darstellt, der zur Darstellung von Rauschen bestimmt ist. So wird beispielsweise, wie in 8 dargestellt, basierend auf den vom Sensor 40a in den ersten Zyklen Δt₁ und in den zweiten Zyklen Δt₂ bis zum Zeitpunkt Δt₁ gemessenen Messwerten eine Näherungskurve 61 identifiziert. In dem in 8 dargestellten Beispiel weisen der Messwert S_n, der als anormaler Wert bestimmt wird, und der Messwert S_n', der auf der Näherungskurve 61 zum gleichen Zeitpunkt t₀ wie der Zeitpunkt des Messwertes S_n vorliegt, die Differenz ΔS gleich oder größer als ein Schwellenwert auf. Somit bestimmt die Bestimmungseinheit 212, dass der Messwert S_n, der als anormaler Wert bestimmt wird, nicht in den Trend der zeitlichen Variation der Messwerte, wie er durch die Recheneinheit 211 identifiziert wird, einbezogen wird; und bestimmt, dass der Messwert S_n Rauschen darstellt.
9 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für den Messwert S_n veranschaulicht, der bestimmt wurde, kein Rauschen darzustellen. So wird beispielsweise, wie in 9 dargestellt, basierend auf den vom Sensor 40a in den ersten Zyklen Δt₁ und in den zweiten Zyklen Δt₂ bis zum Zeitpunkt Δt₁ gemessenen Messwerten eine Näherungskurve 62 identifiziert. In dem in 9 dargestellten Beispiel weisen der Messwert S_n, der als anormaler Wert bestimmt wird, und der Messwert S_n', der auf der Näherungskurve 62 zum gleichen Zeitpunkt t₀ wie der Zeitpunkt des Messwertes S_n vorliegt, die Differenz ΔS kleiner als der Schwellenwert auf. Somit bestimmt die Bestimmungseinheit 212, dass der Messwert S_n, der als anormaler Wert bestimmt wird, in den Trend der zeitlichen Variation der Messwerte, wie er durch die Recheneinheit 211 identifiziert wird, einbezogen wird; und bestimmt, dass der Messwert S_n kein Rauschen darstellt.
Wenn der Messwert S_n, der als anormaler Wert bestimmt wird, so bestimmt wird, dass er kein Rauschen darstellt; extrahiert die Bestimmungseinheit 212 aus der Bereichstabelle 220 im DB 22 die im Bereich „r=1“ enthaltenen Sensor-IDs, die der Sensor-ID des Sensors 40a entsprechen. Anschließend weist die Bestimmungseinheit 212 die Aktivierungszyklusverwaltungseinheit 231 an, die Sensoren 40 mit den extrahierten Sensor-IDs in den zweiten Zyklen Δt₂ zu aktivieren. Als Reaktion auf den Befehl der Bestimmungseinheit 212 setzt die Aktivierungszyklusverwaltungseinheit 231 die Aktivierungszyklen der Sensoren 40 mit den von der Bestimmungseinheit 212 spezifizierten Sensor-IDs auf die zweiten Zyklen Δt₂. Infolgedessen wird in jedem zweiten Zyklus Δt₂ eine Aktivierungsanweisung an den Sensor 40a und an eine Vielzahl von um den Sensor 40a herum installierten Sensoren 40 gesendet, und die Messwerte dieser Sensoren 40 werden in jedem zweiten Zyklus Δt₂ gesammelt.
10 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Sensoren 40 darstellt, die aktiviert werden, wenn ein anomaler Wert, der kein Rauschen darstellt, erkannt wird. Wenn bestimmt wird, dass der Messwert S_n, der als anomaler Wert bestimmt wird, so bestimmt wird, dass er kein Rauschen darstellt; wie beispielsweise in 10 dargestellt, werden andere Sensoren 40b bis 40f, die um den Sensor 40a herum installiert sind, in den zweiten Zyklen Δt₂ weiter aktiviert. Hierin sind die Sensoren 40b bis 40f Beispiele für zweite Sensoren. Von den in 10 dargestellten Sensoren 40 stellen gefüllte Kreise die Sensoren 40a bis 40f dar, die in den zweiten Zyklen Δt₂ aktiviert werden, und offene Kreise stellen die Sensoren 40 dar, die im Zustand der niedrigen Leistungsaufnahme gehalten werden. Dadurch wird beispielsweise, wie in 11 dargestellt, in jedem zweiten Zyklus Δt₂ der Messwert von den betroffenen Sensoren 40 gesammelt. 11 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Messwerte der einzelnen betroffenen Sensoren darstellt.
Anschließend weist die Bestimmungseinheit 212 die Recheneinheit 211 an, den Trend der Oberflächenrichtungsverteilung der von den Sensoren 40a bis 40f gemessenen Messwerte in den zweiten Zyklen Δt₂ zu identifizieren. Als Reaktion auf den Befehl der Bestimmungseinheit 212 identifiziert die Recheneinheit 211 den Trend der Oberflächenrichtungsverteilung der Messwerte zu jedem Zeitpunkt, wie er von den Sensoren 40a bis 40f in den zweiten Zyklen Δt₂ gemessen wird.
Insbesondere erhält die Recheneinheit 211 von der DB 22 die von jedem Sensor 40 in den zweiten Zyklen Δt₂ gemessenen Messwerte zwischen der Zeitspanne vom Zeitpunkt Δt₁ bis zu einem Zeitpunkt Δt₂, zu dem die dem ersten Zyklus Δt₁ entsprechende Zeitspanne vergeht. Dann, basierend auf den von den Sensoren 40a bis 40f gemessenen Messwerten, identifiziert die Recheneinheit 211 zu jedem Zeitpunkt der Messung der Messwerte als Trend der Oberflächenrichtungsverteilung der Messwerte eine angenäherte gekrümmte Oberfläche, die der Oberflächenrichtungsverteilung der Messwerte entspricht. 12 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die genäherte gekrümmte Oberfläche darstellt. So identifiziert beispielsweise die Recheneinheit 211 die genäherte gekrümmte Oberfläche durch Anpassen einer vorgegebenen Funktion, die durch die Reihenfolge entsprechend der Anzahl der von den Sensoren 40a bis 40f gemessenen Messwerte dargestellt wird, bei jedem Messzeitpunkt nach dem Verfahren des kleinsten Quadrats. Anschließend gibt die Recheneinheit 211 an die Bestimmungseinheit 212 die identifizierte genäherte gekrümmte Oberfläche als Trend der Oberflächenrichtungsverteilung der Messwerte aus.
Anschließend bestimmt die Bestimmungseinheit 212 bei jedem Zeitpunkt der Messung der Messwerte, ob die von den Sensoren 40 gemessenen Messwerte in den Trend der Oberflächenrichtungsverteilung der von der Recheneinheit 211 identifizierten Messwerte einbezogen werden oder nicht. Werden beispielsweise die von den Sensoren 40 zu allen Messzeitpunkten gemessenen Messwerte in die durch die Recheneinheit 211 identifizierte Verteilung einbezogen, so bestimmt die Bestimmungseinheit 212, dass die von den Sensoren 40 gemessenen Messwerte in die durch die Recheneinheit 211 identifizierte Verteilung einbezogen werden. Wenn alternativ die von den Sensoren 40 bei einer solchen Anzahl von Messzeitpunkten gemessenen Messwerte, die gleich oder größer als ein vorgegebenes Verhältnis aller Messzeitpunkte sind, in die durch die Recheneinheit 211 identifizierte Verteilung einbezogen werden, kann die Bestimmungseinheit 212 bestimmen, dass die von den Sensoren 40 gemessenen Messwerte in die durch die Recheneinheit 211 identifizierte Verteilung einbezogen werden.
Sind die von den Sensoren 40 gemessenen Messwerte in den Trend der Oberflächenrichtungsverteilung einbezogen, so gibt die Bestimmungseinheit 212 die Sensor-IDs dieser Sensoren 40 an die Ausgabeeinheit 210 aus. Dann erhält die Ausgabeeinheit 210 vom DB 22 die Messwerte, die den von der Bestimmungseinheit 212 ausgegebenen Sensor-IDs entsprechen; und gibt über das Netzwerk 11 an die Überwachungsvorrichtung einen Alarm aus, der die erhaltenen Messwerte und die Sensor-IDs beinhaltet. Danach erhält die Ausgabeeinheit 210 bei Bedarf vom DB 22 die Messwerte, die den von der Bestimmungseinheit 212 ausgegebenen Sensor-IDs entsprechen, und sendet die Messwerte an die Überwachungsvorrichtung.
Insbesondere identifiziert die Bestimmungseinheit 212, wie in 13 dargestellt, bei jedem Zeitpunkt der Messung des Messwertes S_n den Messwert S_n', der auf einer von der Recheneinheit 211 identifizierten, genäherte gekrümmten Oberfläche 63 befindlich ist und der einer Position (xn, yn) jedes der Sensoren 40a bis 40f entspricht. 13 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Beispiels für den Unterschied zwischen der genäherte gekrümmten Oberfläche und dem Messwert jedes Sensors. Dann berechnet die Bestimmungseinheit 212 bei jedem Zeitpunkt der Messung des Messwertes S_n die Differenz ΔS zwischen dem von jedem der Sensoren 40a bis 40f gemessenen Messwert S_n und dem identifizierten Messwert S_n'. Anschließend addiert die Bestimmungseinheit 212 die für den von jedem der Sensoren 40a bis 40f gemessenen Messwert S_n berechnete Differenz ΔS und berechnet eine kumulative Differenz ΔS'. Ist die kumulative Differenz ΔS' kleiner als ein Schwellenwert, so bestimmt die Bestimmungseinheit 212, dass die von den Sensoren 40a bis 40f gemessenen Messwerte in den Trend der Oberflächenrichtungsverteilung der von der Berechnungseinheit 211 identifizierten Messwerte einbezogen werden.
Werden dagegen die von den Sensoren 40a bis 40f gemessenen Messwerte nicht in den Trend der Oberflächenrichtungsverteilung einbezogen, so extrahiert die Bestimmungseinheit 212 aus der Bereichstabelle 220 im DB 22 die im Bereich „r=2“ enthaltenen Sensor-IDs, die der Sensor-ID des Sensors 40a zugeordnet sind. Anschließend weist die Bestimmungseinheit 212 die Aktivierungszyklusverwaltungseinheit 231 an, die Sensoren 40 mit den extrahierten Sensor-IDs im zweiten Zyklus Δt₂ weiter zu aktivieren. Als Reaktion auf den Befehl der Bestimmungseinheit 212 setzt die Aktivierungszyklusverwaltungseinheit 231 die Aktivierungszyklen der Sensoren 40 mit den von der Bestimmungseinheit 212 spezifizierten Sensor-IDs auf die zweiten Zyklen Δt₂.
Dadurch wird beispielsweise, wie in 14 dargestellt, in jedem zweiten Zyklus Δt₂ ein Aktivierungssignal an den Sensor 40a und eine Vielzahl von Sensoren 40b bis 40m um den Sensor 40a gesendet, und die Messwerte in jedem zweiten Zyklus Δt₂ werden von den Sensoren 40b bis 40m gesammelt. 14 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Sensoren darstellt, die aktiviert werden, wenn eine große kumulative Differenz zwischen der genäherte gekrümmten Oberfläche und den Messwerten der Sensoren besteht. So werden beispielsweise, wie in 14 dargestellt, die Sensor-IDs der Sensoren 40a bis 40m, die in einem größeren Bereich installiert sind als der Bereich, in dem die Sensoren 40a bis 40f mit den im Bereich „r=1“ enthaltenen Sensor-IDs installiert sind, in den Bereich „r=2“ einbezogen. Hierin sind die Sensoren 40g bis 40m Beispiele für dritte Sensoren.
Anschließend weist die Bestimmungseinheit 212 die Recheneinheit 211 weiter an, den Trend der Oberflächenrichtungsverteilung der von den Sensoren 40a bis 40m gemessenen Messwerte in den zweiten Zyklen Δt₂ zu identifizieren. Als Reaktion auf den Befehl der Bestimmungseinheit 212 identifiziert die Recheneinheit 211 den Trend der Oberflächenrichtungsverteilung der Messwerte zu jedem Zeitpunkt, wie er von den Sensoren 40a bis 40m in den zweiten Zyklen Δt₂ gemessen wird. Anschließend bestimmt die Recheneinheit 211, ob die von den Sensoren 40a bis 40m gemessenen Messwerte in den Trend der Oberflächenrichtungsverteilung der durch die Recheneinheit 211 identifizierten Messwerte einbezogen werden oder nicht.
Auf diese Weise wird, bis eine Vielzahl von Messwerten in die durch die Recheneinheit 211 identifizierte Verteilung einbezogen wird, die Erweiterung des Bereichs, in dem die Sensoren 40 enthalten sind, und die Bestimmung, ob die durch eine Vielzahl von Sensoren 40 gemessenen Messwerte in die durch die Recheneinheit 211 identifizierte Verteilung einbezogen werden oder nicht, wiederholt durchgeführt. Durch eine Erhöhung der Anzahl der aktivierten Sensoren 40, wie beispielsweise in 15 dargestellt, wird die von der Recheneinheit 211 identifizierte genäherte gekrümmte Oberfläche in die Lage versetzt, eine geringfügigere Wellenbildung auszudrücken. 15 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die genäherte gekrümmte Oberfläche darstellt. Durch die Erweiterung des Bereichs, in dem die Sensoren 40 enthalten sind, nähert sich die von der Recheneinheit 211 identifizierte genäherte gekrümmte Oberfläche dem Trend der Oberflächenrichtungsverteilung der Messwerte S_n, und es kommt zu einer Verringerung der kumulativen Differenz ΔS' der Unterschiede S zwischen den Messwerten S_n und den Messwerten S_n' auf der genäherte gekrümmten Oberfläche.
Es ist aber auch möglich, sich einen Fall vorzustellen, in dem die Sensoren 40 diskret die Messwerte ohne Kontinuität in der Oberflächenrichtung ausgeben. In der Situation, in der die Sensoren 40 diskret die Messwerte ohne Kontinuität in Oberflächenrichtung ausgeben, ist es sehr wahrscheinlich, dass die Messwerte jedes Sensors keine Anzeichen für ein Naturphänomen oder eine Anomalie einer Gebäudestruktur anzeigen. In diesem Fall wird selbst wenn der der der Sensor-ID des Sensors 40a zugeordnete Bereich erweitert wird, bis „r=R“ wahr ist, bestimmt, dass die Messwerte einer Vielzahl von Sensoren 40 nicht in den Trend der durch die Recheneinheit 211 identifizierten Verteilung einbezogen werden.
In diesem Fall weist die Bestimmungseinheit 212 die Aktivierungszyklusverwaltungseinheit 231 an, die Sensoren 40 zu stoppen. Dann ändert die Bestimmungseinheit 212 bezüglich des Sensors 40, der in den ersten Zyklen im Normalfall aktiviert werden soll, den Sensor 40a in einen anderen Sensor 40 und weist die Aktivierungszyklusverwaltungseinheit 231 an, diesen anderen Sensor 40 in den ersten Zyklen zu aktivieren. Auf diese Weise werden auch nach Erweiterung des der Sensor-ID des Sensors 40a zugeordneten Bereichs bis „r=R“ wahr ist, wenn bestimmt wird, dass die Messwerte einer Vielzahl von Sensoren 40 nicht in die durch die Recheneinheit 211 identifizierte Verteilung einbezogen werden, die Messwerte der Sensoren 40 nicht an die Überwachungseinrichtungen gesendet. Infolgedessen hält sich die Steuervorrichtung 20 zurück, die Messwerte, die keine Anzeichen eines Naturphänomens oder einer Anomalie einer Gebäudestruktur anzeigen, an die Überwachungsvorrichtung zu senden, und kann die Messwerte, die Anzeichen eines Naturphänomens oder einer Anomalie einer Gebäudestruktur anzeigen, zuverlässig an die Überwachungsvorrichtung senden. Dadurch kann das Kommunikationssystem 10 bei der Verwaltung der Managementziele unnötige Felduntersuchungen eindämmen.
[Betrieb der Steuerungsvorrichtung 20]
Die 16 und 17 sind Flussdiagramme zur Erläuterung eines Beispiels für die in der Steuervorrichtung 20 durchgeführten Operationen.
Zunächst wählt die Bestimmungseinheit 212 aus einer Vielzahl von Sensoren 40 beispielsweise zufällig den Sensor 40a aus, der in den ersten Zyklen Δt₁ (S100) aktiviert werden soll. Anschließend weist die Bestimmungseinheit 212 die Aktivierungszyklusverwaltungseinheit 231 an, den ausgewählten Sensor 40a in den ersten Zyklen Δt₁ zu aktivieren.
Die Aktivierungszyklusverwaltungseinheit 231 bestimmt, ob ein erster Zyklus Δt₁ abgelaufen ist oder nicht (S101). Wenn ein erster Zyklus Δt₁ abgelaufen ist (Ja bei S101), dann gibt die Steuerungseinheit 231 die Sensor-ID des Sensors 40a an die Steuerungseinheit 230 aus. Anschließend sendet die Aktivierungsanweisungseinheit 230 über das Netzwerk 11 eine Aktivierungsanweisung, die die von der Aktivierungszyklusverwaltungseinheit 231 ausgegebene Sensor-ID beinhaltet, an die Sammelvorrichtung 30.
Nach Erhalt der Aktivierungsanweisung von der Steuervorrichtung 20 erhält die Sammelvorrichtung 30 die Sensor-ID aus der Aktivierungsanweisung. Anschließend sendet die Sammelvorrichtung 30 drahtlos eine Aktivierungsanweisung an den Sensor 40a, die der erhaltenen Sensor-ID entspricht. Nach Erhalt der Aktivierungsanweisung von der Sammelvorrichtung 30 erhält der Sensor 40a den Messwert S_n, der mit der Messeinheit 45 gemessen wird. Anschließend sendet der Sensor 40a drahtlos den Messwert S_n an die Sammelvorrichtung 30. Nach Erhalt des Messwertes S_n vom Sensor 40a sendet die Sammelvorrichtung 30 den Messwert S_n und die Sensor-ID des Sensors 40a, der den Messwert Sn gesendet hat, über das Netzwerk 11 an die Steuervorrichtung 20.
Anschließend empfängt die Aktivierungsanweisungseinheit 230 die Sensor-ID und den Messwert S_n von der Sammelvorrichtung 30 über das Netzwerk 11 und erhält so den Messwert S_n (S102). Die Aktivierungsanweisungseinheit 230 speichert dann den Messwert S_n entsprechend dem Messzeitpunkt und der Sensor-ID im DB 22.
Anschließend bezieht sich die Bestimmungseinheit 212 auf die im DB 22 gespeicherten Messwerte und berechnet die Differenz D zwischen dem vom Sensor 40a gemessenen Messwert S_n und dem Mittelwert der in der Vergangenheit gemessenen Messwerte (S103). Anschließend bestimmt die Bestimmungseinheit 212, ob die berechnete Differenz D größer als ein vorgegebener Schwellenwert δ' (S104) ist oder nicht. Wenn die Differenz D gleich oder kleiner als der Schwellenwert δ' (Nein bei S104) ist, führt die Steuerungseinheit 231 des Aktivierungszyklus den Vorgang bei Schritt S101 erneut aus.
Ist dagegen die Differenz D größer als der Schwellenwert δ' (Ja bei S104), so bestimmt die Bestimmungseinheit 212, dass der vom Sensor 40a gemessene Messwert S_n ein anomaler Wert ist. Anschließend weist die Bestimmungseinheit 212 die Aktivierungszyklusverwaltungseinheit 231 an, die Aktivierungszyklen des Sensors 40a von den ersten Zyklen Δt₁ auf die zweiten Zyklen Δt₂ zu ändern. Als Reaktion auf die von der Bestimmungseinheit 212 empfangene Anweisung ändert die Aktivierungszyklusverwaltungseinheit 231 die Aktivierungszyklen des Sensors 40a von den ersten Zyklen Δt₁ auf die zweiten Zyklen Δt₂. Dadurch wird in jedem zweiten Zyklus Δt₂ eine Aktivierungsanweisung an den Sensor 40a gesendet und bis zum Ablauf des ersten Zyklus Δt₁ wird in jedem zweiten Zyklus Δt₂ (S105) der Messwert vom Sensor 40a erhalten.
Anschließend weist die Bestimmungseinheit 212 die Recheneinheit 211 an, den Trend der zeitlichen Abweichung der vom Sensor 40a gemessenen Messwerte in den ersten Zyklen Δt₁ und in den zweiten Zyklen Δt₂ zu identifizieren. Als Reaktion auf den Befehl, der von der Bestimmungseinheit 212; von der DB 22 empfangen wird, erhält die Recheneinheit 211 die in den ersten Zyklen Δt₁ gemessenen Messwerte und erhält die in den zweiten Zyklen Δt₂ gemessenen Messwerte zwischen der Zeitspanne vom Zeitpunkt t₀ bis zum Zeitpunkt Δt₁, in der die dem ersten Zyklus Δt₁ entsprechende Zeitspanne abläuft. Anschließend identifiziert die Recheneinheit 211 auf der Grundlage der erhaltenen Messwerte als Trend der zeitlichen Variation der Messwerte die Näherungskurve, die der zeitlichen Variation der Messwerte (S106) entspricht.
Anschließend identifiziert die Bestimmungseinheit 212 basierend auf der durch die Recheneinheit 211 identifizierten Näherungskurve den auf der Näherungskurve befindlichen Messwert S_n' zum gleichen Zeitpunkt wie der als anormaler Wert bestimmte Zeitpunkt des Messwertes S_n. Anschließend berechnet die Bestimmungseinheit 212 die Differenz ΔS zwischen dem Messwert S_n und dem Messwert S_n' (S107). Anschließend bestimmt die Bestimmungseinheit, ob die Differenz ΔS kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert δ₀ (S108) ist oder nicht.
Wenn die Differenz ΔS gleich oder größer als der Schwellenwert δ₀ (Nein bei S108) ist, dann bestimmt die Bestimmungseinheit 212, dass der Messwert S_n, der als anormaler Wert bestimmt wird, nicht in den von der Berechnungseinheit 211 identifizierten Trend der Messwerte einbezogen wird, und bestimmt, dass der Messwert S_n Rauschen darstellt. Anschließend weist die Bestimmungseinheit 212 die Steuerungseinheit 231 an, die Aktivierungszyklen des Sensors 40a von den zweiten Zyklen Δt₂ auf die ersten Zyklen Δt₁ zurückzusetzen. Als Reaktion auf die von der Bestimmungseinheit 212 empfangene Anweisung setzt die Aktivierungszyklusverwaltungseinheit 231 die Aktivierungszyklen des Sensors 40a von den zweiten Zyklen Δt₂ auf die ersten Zyklen Δt₁ zurück. Anschließend führt die Aktivierungszyklusverwaltungseinheit 231 den Vorgang bei Schritt S101 erneut aus.
Ist dagegen die Differenz ΔS kleiner als der Schwellenwert δ₀ (Ja bei S108), so bestimmt die Bestimmungseinheit 212, dass der Messwert S_n, der als anormaler Wert bestimmt wird, in den von der Recheneinheit 211 identifizierten Trend der Messwerte einbezogen wird, und bestimmt, dass der Messwert S_n kein Rauschen darstellt. Anschließend initialisiert die Bestimmungseinheit 212 die Variable n auf eins (S109 in 17 dargestellt).
Anschließend bezieht sich die Bestimmungseinheit 212 auf die Bereichstabelle 220 im DB 22 und extrahiert die im Bereich „r=n“ enthaltenen Sensor-IDs, die der Sensor-ID des in Schritt S100 ausgewählten Sensors 40a zugeordnet sind. Anschließend weist die Bestimmungseinheit 212 die Aktivierungszyklusverwaltungseinheit 231 an, die Sensoren 40 mit den extrahierten Sensor-IDs in den zweiten Zyklen Δt₂ zu aktivieren. Als Reaktion auf den Befehl der Bestimmungseinheit 212 setzt die Aktivierungszyklusverwaltungseinheit 231 den Aktivierungszyklus der Sensoren 40, die die von der Bestimmungseinheit 212 spezifizierten Sensor-IDs aufweisen, auf die zweiten Zyklen Δt₂. Infolgedessen wird in jedem zweiten Zyklus Δt₂ von der Aktivierungsanweisungseinheit 230 eine Aktivierungsanweisung an den Sensor 40a und an eine Vielzahl von um den Sensor 40a herum installierten Sensoren 40 gesendet; und somit werden diese Sensoren 40 in jedem zweiten Zyklus Δt₂ (S110) aktiviert. Anschließend erhält die Aktivierungsanweisungseinheit 230 von jedem Sensor 40a die Messwerte in jedem zweiten Zyklus Δt₂ bis zum Ablauf des ersten Zyklus Δt₁ (S111).
Anschließend weist die Bestimmungseinheit 212 die Recheneinheit 211 an, den Trend der Oberflächenrichtungsverteilung der von den Sensoren 40 gemessenen Messwerte in jedem zweiten Zyklus Δt₂ zu identifizieren. Als Reaktion auf den Befehl der Bestimmungseinheit 212 erhält die Recheneinheit 211 von der DB 22 die von den Sensoren 40 in jedem zweiten Zyklus Δt₂ gemessenen Messwerte, bis der Ablauf in der dem ersten Zyklus Δt₁ entsprechenden Zeitspanne abläuft. Anschließend identifiziert die Recheneinheit 211 basierend auf den von den Sensoren 40 gemessenen Messwerten bei jedem Zeitpunkt der Messung der Messwerte als Trend der Oberflächenrichtungsverteilung der Messwerte eine genäherte gekrümmte Oberfläche, die der Oberflächenrichtungsverteilung der Messwerte (S112) nahe kommt.
Anschließend berechnet die Bestimmungseinheit 212 bei jedem Zeitpunkt der Messung des Messwertes S_n, wie beispielsweise in 13 dargestellt, die Differenz ΔS des von jedem Sensor 40 gemessenen Messwertes S_n mit dem Messwert Sn' auf der durch die Recheneinheit 211 identifizierten genäherte gekrümmten Oberfläche. Anschließend addiert die Bestimmungseinheit 212 die für den von jedem Sensor 40 gemessenen Messwert S_n berechnete Differenz ΔS und berechnet die kumulative Differenz ΔS' (S113).
Anschließend bestimmt die Bestimmungseinheit 212, ob die in mindestens einem der Messzeitpunkte berechnete kumulative Differenz ΔS' größer als der Schwellenwert δ₀ (S114) ist oder nicht. Ist die in mindestens einem der Messzeitpunkte berechnete kumulative Differenz ΔS' größer als der Schwellenwert δ₀ (Ja bei S114), so bestimmt die Bestimmungseinheit 212, dass die Messwerte einer Vielzahl von Sensoren 40 nicht in den Trend der Oberflächenrichtungsverteilung einbezogen werden. Anschließend erhöht die Bestimmungseinheit 212 die Variable n um eins (S115) und bestimmt, ob der Wert der Variable n größer als ein Schwellenwert R (S116) ist oder nicht. Wenn der Wert der Variable n gleich oder kleiner als der Schwellenwert R (Nein bei S116) ist, führt die Bestimmungseinheit 212 den Vorgang bei Schritt S110 erneut durch. Wenn jedoch der Wert der Variablen n größer als der Schwellenwert R ist (Ja bei S116), weist die bestimmende Einheit 212 die Steuerungseinheit 231 an, die Sensoren 40 zu stoppen. Anschließend führt die Bestimmungseinheit 212 den Vorgang bei Schritt S100 erneut aus. Durch die Durchführung des Vorgangs bei Schritt S100 wird der Sensor 40, der in den ersten Zyklen im Normalfall aktiviert werden soll, wieder zufällig ausgewählt.
Wenn dagegen die zu allen Messzeitpunkten berechneten kumulativen Differenzen S' gleich oder kleiner als der Schwellenwert δ₀ (Nein bei S114) sind, dann bestimmt die Bestimmungseinheit 212, dass die von einer Vielzahl von Sensoren 40 gemessenen Messwerte in den Trend der Oberflächenrichtungsverteilung einbezogen werden. Anschließend gibt die Bestimmungseinheit 212 die Sensor-IDs der Sensoren 40 an die Ausgabeeinheit 210 aus. Die Ausgabeeinheit 210 erhält vom DB 22 die Messwerte, die den von der Bestimmungseinheit 212 ausgegebenen Sensor-IDs entsprechen, und gibt über das Netzwerk 11 (S117) einen Alarm mit den erhaltenen Messwerten und den Sensor-IDs an die Überwachungsvorrichtung aus. Anschließend aktualisiert die Bestimmungseinheit 212 den Schwellenwert δ', der bei Schritt S104 (S118) zu verwenden ist. So multipliziert die Bestimmungseinheit 212 beispielsweise einen Koeffizienten k, der auf den Messwerten der zur Messung der Messwerte anderer Typen konfigurierten Sensoren 40 basiert, mit dem Schwellenwert δ' und aktualisiert den Schwellenwert δ'. Anschließend führt die Bestimmungseinheit 212 den Vorgang bei Schritt S100 erneut aus.
[Hardware]
18 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Hardware der Steuervorrichtung 20 darstellt. Wie in 18 dargestellt, beinhaltet die Steuervorrichtung 20 beispielsweise einen Speicher 200, einen Prozessor 201 und eine Schnittstellenschaltung 202.
Die Schnittstellenschaltung 202 ist eine Schnittstelle zum Aufbau einer drahtgebundenen Verbindung mit dem Netzwerk 11.
Der Speicher 200 dient zum Speichern eines Programms, das zur Ausführung der Funktionen der Datenverarbeitungseinheit 21 und der Sensorverwaltungseinheit 23 bestimmt ist, und zum Speichern der vom Programm referenzierten Daten. Darüber hinaus wird der Speicher 200 zum Speichern der Daten des DB 22 verwendet. Der Prozessor 201 liest das Programm aus dem Speicher 200 und führt es aus, so dass z.B. die Funktionen der Datenverarbeitungseinheit 21 und der Sensorverwaltungseinheit 23 implementiert sind.
In der Zwischenzeit muss das im Speicher 200 gespeicherte Programm nicht immer von Anfang an darin gespeichert werden. Alternativ kann das Programm beispielsweise auf einem tragbaren Aufzeichnungsmedium, wie beispielsweise einer in die Steuervorrichtung 20 einsetzbaren Speicherkarte, gespeichert werden, und die Steuervorrichtung 20 kann das Programm des bei der Verarbeitung zu verwendenden Abschnitts vom tragbaren Aufzeichnungsmedium beziehen und das Programm ausführen. Alternativ kann das Programm auch in einem anderen Computer oder einer Servervorrichtung gespeichert werden, und die Steuervorrichtung 20 kann das Programm ausführen, nachdem sie es über eine drahtlose Kommunikationsleitung, eine öffentliche Leitung, das Internet, ein LAN oder ein WAN erhalten hat.
[Wirkung der Ausführungsform]
Oben angeführt ist die Erklärung der Ausführungsform. Das Kommunikationssystem 10 gemäß der Ausführungsform beinhaltet eine Vielzahl von Sensoren 40, die Sammelvorrichtung 30 und die Steuervorrichtung 20. Die Sensoren 40 werden verstreut an einer bestimmten Stelle installiert. Die Sammelvorrichtung 30 sammelt die von den Sensoren 40 gemessenen Messwerte. Die Steuervorrichtung 20 steuert die Sensoren 40 basierend auf den von der Sammelvorrichtung 30 erfassten Messwerten. Die Steuervorrichtung 20 beinhaltet die Recheneinheit 211, die Bestimmungseinheit 212, die Aktivierungsanweisungseinheit 230 und die Ausgabeeinheit 210. Die Bestimmungseinheit 212 bestimmt, ob die vom ersten Sensor gemessenen Messwerte aus den an bestimmten Stellen verstreut installierten Sensoren 40 in den ersten Zyklen anomale Werte sind oder nicht. Werden die Messwerte als anomale Werte ermittelt, aktiviert die Aktivierungsanweisungseinheit 230 den ersten Sensor in den zweiten Zyklen, die kürzer als die ersten Zyklen sind. Die Recheneinheit 211 identifiziert den Trend der zeitlichen Abweichung der vom ersten Sensor gemessenen Messwerte in den ersten Zyklen und in den zweiten Zyklen. Darüber hinaus bestimmt die Bestimmungseinheit 212, ob die anomalen Werte in den Trend der zeitlichen Variation einbezogen werden oder nicht. Wenn die anormalen Werte in den Trend der zeitlichen Variation einbezogen werden, dann aktiviert die Aktivierungsanweisungseinheit 230 in den zweiten Zyklen eine Vielzahl von zweiten Sensoren, die um den ersten Sensor herum installiert sind. Darüber hinaus identifiziert die Recheneinheit 211 den Trend der Oberflächenrichtungsverteilung der vom ersten Sensor und den zweiten Sensoren gemessenen Messwerte in den zweiten Zyklen. Darüber hinaus bestimmt die Bestimmungseinheit 212, ob die vom ersten Sensor und den zweiten Sensoren in den zweiten Zyklen gemessenen Messwerte in den Trend der Oberflächenrichtungsverteilung einbezogen werden oder nicht. Werden die vom ersten Sensor und den zweiten Sensoren in den zweiten Zyklen gemessenen Messwerte in den Trend der Oberflächenrichtungsverteilung einbezogen, so gibt die Ausgabeeinheit 210 die vom ersten Sensor und den zweiten Sensoren gemessenen Messwerte aus. Dadurch können im Kommunikationssystem 10 gemäß der befindlichen Ausführungsform aus den von einer Vielzahl von Sensoren 40 gemessenen Messwerten die Messwerte, die Anzeichen einer möglichen Entwicklung zu einer Anomalie anzeigen, mit Genauigkeit überprüft werden.
Darüber hinaus bestimmt die Bestimmungseinheit 212 in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform, basierend auf dem statistischen Wert, der aus den vom ersten Sensor in den ersten Zyklen gemessenen Messwerten gewonnen wird, ob die vom ersten Sensor in den ersten Zyklen gemessenen Messwerte anomale Werte sind oder nicht. Dadurch kann die Bestimmungseinheit 212 die anomalen Werte aus den vom ersten Sensor gemessenen Messwerten genau identifizieren.
Wenn ferner in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform die vom ersten Sensor in den ersten Zyklen gemessenen Messwerte und der Mittelwert der vom ersten Sensor in den ersten Zyklen vom aktuellen Zeitpunkt bis zu einem vorgegebenen Zeitpunkt in der Vergangenheit gemessenen Messwerte die Differenz gleich oder größer als ein Schwellenwert aufweisen, dann bestimmt die Bestimmungseinheit 212, dass die vom ersten Sensor in den ersten Zyklen gemessenen Messwerte anomale Werte sind. Dadurch kann die Bestimmungseinheit 212 aus den vom ersten Sensor gemessenen Messwerten mit einem einfachen Verfahren die anomalen Werte identifizieren.
Darüber hinaus identifiziert die Recheneinheit 211 in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform als Trend der zeitlichen Variation eine Näherungskurve, die der zeitlichen Variation der vom ersten Sensor gemessenen Messwerte in den ersten Zyklen und in den zweiten Zyklen nahe kommt. Wenn ferner der auf der Näherungskurve befindliche Wert, der durch die Recheneinheit 211 identifiziert wird, zum Zeitpunkt der Messung eines anomalen Wertes eine Differenz aufweist, bei der der anomale Wert kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist, dann bestimmt die bestimmende Einheit 212, dass der anomale Wert in den Trend der zeitlichen Variation einbezogen wird. Dadurch kann die Bestimmungseinheit 212 aus den vom ersten Sensor gemessenen Messwerten Rauschen, das nicht im Trend der zeitlichen Schwankungen der Messwerte enthalten ist, genau ausschließen.
Darüber hinaus identifiziert die Recheneinheit 211 in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform als Trend der Oberflächenrichtungsverteilung eine genäherte gekrümmte Oberfläche, die der Oberflächenrichtungsverteilung der vom ersten Sensor und den zweiten Sensoren im zweiten Zyklus gemessenen Messwerte nahe kommt. Darüber hinaus addiert die Bestimmungseinheit 212 für eine Vielzahl von Messwerten die Differenz zwischen dem Wert, der auf der durch die Recheneinheit 211 identifizierten genäherten gekrümmten Oberfläche befindlich ist, und dem entsprechenden Messwert; und, wenn die kumulative Differenz kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist, bestimmt sie, dass jeder Messwert in den Trend der Oberflächenrichtungsverteilung einbezogen ist. Dadurch können im Kommunikationssystem 10 aus den von einer Vielzahl von Sensoren 40 gemessenen Messwerten die Messwerte, die Anzeichen einer möglichen Entwicklung zu einer Anomalie anzeigen, mit Genauigkeit identifiziert werden.
Darüber hinaus aktiviert die Aktivierungsanweisungseinheit 230 in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform, wenn bestimmt wird, dass keiner der vom ersten Sensor und den zweiten Sensoren in den zweiten Zyklen gemessenen Messwerte in den Trend der Oberflächenrichtungsverteilung einbezogen wird, im zweiten Zyklus weiterhin eine Vielzahl von dritten Sensoren, die um den Bereich herum installiert sind, einschließlich des ersten Sensors und der zweiten Sensoren. Die Recheneinheit 211 identifiziert den Trend der Oberflächenrichtungsverteilung der vom ersten Sensor, den zweiten Sensoren und den dritten Sensoren gemessenen Messwerte in den zweiten Zyklen. Die Bestimmungseinheit 212 bestimmt, ob die vom ersten Sensor, den zweiten Sensoren und den dritten Sensoren in den zweiten Zyklen gemessenen Messwerte in den Trend der Oberflächenrichtungsverteilung einbezogen werden oder nicht. Wenn die vom ersten Sensor, den zweiten Sensoren und den dritten Sensoren in den zweiten Zyklen gemessenen Messwerte in den Trend der Oberflächenrichtungsverteilung einbezogen werden, gibt die Ausgabeeinheit 210 die vom ersten Sensor, den zweiten Sensoren und den dritten Sensoren gemessenen Messwerte aus. Dadurch können im Kommunikationssystem 10 aus den von den Sensoren 40 gemessenen Messwerten die Messwerte, die Anzeichen einer möglichen Entwicklung zu einer Anomalie anzeigen, genau identifiziert werden.
[Ergänzende Informationen]
Die hierin offenbarte Technologie ist jedoch nicht durch die oben beschriebene Ausführungsform begrenzt und kann im Rahmen des technischen Umfangs auf verschiedene Weise modifiziert werden.
So sind beispielsweise in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen die Steuereinrichtung 20 und die Sammelvorrichtung 30 als separate Vorrichtungen konfiguriert. Die hierin offenbarte Technologie ist jedoch nicht auf diesen Fall beschränkt, und alternativ können die Steuervorrichtung 20 und die Sammelvorrichtung 30 als eine einzige Vorrichtung konfiguriert werden. Darüber hinaus kann, wenn eine Vielzahl von Sammelvorrichtungen 30 im Kommunikationssystem 10 installiert ist, eine der Sammelvorrichtungen 30 mit den Funktionen der Steuervorrichtung 20 ausgestattet werden. Darüber hinaus können die Funktionen der Sammelvorrichtung 30 in einem der Sensoren 40 bereitgestellt werden. Darüber hinaus können die Funktionen der Steuerungsvorrichtung 20 und der Sammelvorrichtung 30 in einem der Sensoren 40 bereitgestellt werden.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sind zum besseren Verständnis der Steuervorrichtung 20, der Sammelvorrichtung 30 und der Sensoren 40 gemäß der Ausführungsform die Verarbeitungsblöcke jedes der Steuervorrichtung 20, der Sammelvorrichtung 30 und der Sensoren 40 entsprechend den Hauptverarbeitungsdetails funktional getrennt. Somit ist die hierin offenbarte Technologie nicht durch das Trennverfahren und die Namen der Verarbeitungsblöcke eingeschränkt. Bezüglich der Verarbeitungsblöcke jeder der Steuervorrichtung 20, der Sammelvorrichtung 30 und der Sensoren 40 können entweder die Verarbeitungsblöcke entsprechend den Verarbeitungsdetails weiter in kleinere Verarbeitungsblöcke zerlegt werden oder eine Vielzahl von Verarbeitungsblöcken können in einen einzigen Verarbeitungsblock integriert werden. Darüber hinaus können die mit jedem Verarbeitungsblock ausgeführten Operationen entweder als softwarebasierte Operationen oder mit spezieller Hardware wie ASIC (Application Specific Integrated Circuit) implementiert werden.
[Referenzzeichenliste]

10: Kommunikationssystem
11: Netzwerk
12: Bereich
20: Steuervorrichtung
200: Speicher
201: Prozessor
202: Schnittstellenschaltung
21: Datenverarbeitungseinheit
210: Ausgabeeinheit
211: Recheneinheit
212: Bestimmungseinheit
22: Datenbank
220: Bereichstabelle
23: Sensorverwaltungseinheit
230: Aktivierungsanweisungseinheit
231: Aktivierungszyklusverwaltungseinheit
30: Sammelvorrichtung
31: drahtgebundene Kommunikationseinheit
32: Steuereinheit
33: drahtlose Kommunikationseinheit
34: Antenne
40: Sensor
41: Antenne
42: drahtlose Kommunikationseinheit
43: Steuereinheit
44: Sammeleinheit
45: Messeinheit
60: Messwert
61: Näherungskurve
62: Näherungskurve
63: genäherte gekrümmte Oberfläche

Claims

Eine Steuervorrichtung (20), umfassend: eine erste Bestimmungseinheit (212), die bestimmt, ob ein in einem ersten Zyklus von einem ersten Sensor (40) aus einer Vielzahl von Sensoren, die an einer bestimmten Stelle verstreut installiert sind, gemessener Messwert (60) ein anomaler Wert ist oder nicht; eine erste Aktivierungsanweisungseinheit (230), die, wenn der Messwert (60) als anomaler Wert bestimmt wird, den ersten Sensor (40) in einem zweiten Zyklus aktiviert, der kürzer als der erste Zyklus ist; eine erste Identifizierungseinheit, die einen Trend der zeitlichen Variation der vom ersten Sensor (40) im ersten Zyklus und im zweiten Zyklus gemessenen Messwerte identifiziert; eine zweite Bestimmungseinheit (212), die bestimmt, ob der anomale Wert in den Trend der zeitlichen Variation einbezogen wird oder nicht; eine zweite Aktivierungsanweisungseinheit (230), die, wenn der anomale Wert in den Trend der zeitlichen Variation einbezogen wird, eine Vielzahl von zweiten Sensoren im zweiten Zyklus aktiviert, die um den ersten Sensor (40) herum installiert sind; eine zweite Identifizierungseinheit, die einen Trend einer Oberflächenrichtungsverteilung von Messwerten identifiziert, die durch den ersten Sensor (40) und die Vielzahl von zweiten Sensoren im zweiten Zyklus gemessen werden; eine dritte Bestimmungseinheit (212), die bestimmt, ob Messwerte, die durch den ersten Sensor (40) und die Vielzahl von zweiten Sensoren im zweiten Zyklus gemessen werden, in den Trend der Oberflächenrichtungsverteilung einbezogen werden oder nicht; und eine Ausgabeeinheit (210), die, wenn Messwerte, die durch den ersten Sensor (40) und die Vielzahl von zweiten Sensoren im zweiten Zyklus gemessen werden, in den Trend der Oberflächenrichtungsverteilung einbezogen werden, Messwerte ausgibt, die durch jeden der ersten Sensoren und die Vielzahl von zweiten Sensoren gemessen werden.
Die Steuervorrichtung (20) nach Anspruch 1, wobei die erste Bestimmungseinheit (212) bestimmt, ob der vom ersten Sensor (40) im ersten Zyklus gemessene Messwert (60) ein anomaler Wert ist oder nicht, basierend auf einem statistischen Wert, der aus dem vom ersten Sensor (40) im ersten Zyklus gemessenen Messwert (60) erhalten wird.
Die Steuervorrichtung (20) nach Anspruch 2, wobei die erste Bestimmungseinheit (212) bestimmt, dass der vom ersten Sensor (40) im ersten Zyklus gemessene Messwert (60) der anomale Wert ist, wenn der vom ersten Sensor (40) im ersten Zyklus gemessene Messwert (60) und der Durchschnittswert der vom ersten Sensor (40) im ersten Zyklus gemessenen Messwerte vom aktuellen Zeitpunkt bis zu einem vorgegebenen Zeitpunkt in der Vergangenheit eine Differenz gleich oder größer als ein Schwellenwert aufweisen.
Die Steuervorrichtung (20) nach Anspruch 1, wobei die erste Identifizierungseinheit als Trend der zeitlichen Variation eine Näherungskurve identifiziert, die die zeitliche Variation der vom ersten Sensor (40) im ersten Zyklus und im zweiten Zyklus gemessenen Messwerte approximiert, und wenn ein auf der Näherungskurve befindlicher Wert, der durch die erste Identifizierungseinheit identifiziert wird, zum Zeitpunkt der Messung des anomalen Wertes und des anomalen Wertes eine Differenz aufweist, die kleiner als ein Schwellenwert ist, die zweite Bestimmungseinheit (212) bestimmt, dass der anomale Wert in den Trend der zeitlichen Variation einbezogen wird.
Die Steuervorrichtung (20) nach Anspruch 1, wobei die zweite Identifikationseinheit als Trend der Oberflächenrichtungsverteilung eine genäherte gekrümmte Oberfläche (63) identifiziert, die dem Trend der Oberflächenrichtungsverteilung einer Vielzahl von Messwerten entspricht, die von jedem der ersten Sensoren und der Vielzahl von zweiten Sensoren im zweiten Zyklus gemessen werden, und die dritte Bestimmungseinheit (212) für eine Vielzahl von Messwerten die Differenz zwischen dem Wert auf der durch die zweite Bestimmungseinheit (212) identifizierten genäherte gekrümmten Oberfläche und dem entsprechenden Messwert (60) summiert und bestimmt, dass jeder Messwert (60) in den Trend der Oberflächenrichtungsverteilung einbezogen wird, wenn der kumulative Wert kleiner als ein Schwellenwert ist.
Die Steuervorrichtung (20) nach Anspruch 1, wobei die zweite Aktivierungsanweisungseinheit (230) ferner eine Vielzahl von dritten Sensoren aktiviert, die um den Bereich (12) einschließlich des ersten Sensors und der zweiten Sensoren herum installiert sind, im zweiten Zyklus, wenn bestimmt wird, dass die vom ersten Sensor (40) und der Vielzahl von zweiten Sensoren im zweiten Zyklus gemessenen Messwerte nicht in den Trend der Oberflächenrichtungsverteilung einbezogen sind, die zweite Identifikationseinheit den Trend der Oberflächenrichtungsverteilung von Messwerten identifiziert, die durch den ersten Sensor (40), die Vielzahl von zweiten Sensoren und die Vielzahl von dritten Sensoren im zweiten Zyklus gemessen werden, die dritte Bestimmungseinheit (212) bestimmt, ob Messwerte, die durch den ersten Sensor (40), die Vielzahl der zweiten Sensoren und die Vielzahl der dritten Sensoren im zweiten Zyklus gemessen werden oder nicht, in den Trend der Oberflächenrichtungsverteilung einbezogen werden, und die Ausgabeeinheit (210) Messwerte ausgibt, die durch den ersten Sensor (40), die Vielzahl von zweiten Sensoren und die Vielzahl von dritten Sensoren gemessen werden, wenn Messwerte, die durch den ersten Sensor (40) gemessen werden, die Vielzahl von zweiten Sensoren und die Vielzahl von dritten Sensoren im zweiten Zyklus in den Trend der Oberflächenrichtungsverteilung einbezogen werden.
Ein Kommunikationssystem (10), umfassend: eine Vielzahl von Sensoren, die verstreut an einer bestimmten Stelle installiert sind; eine Sammelvorrichtung (30), die den von jedem der Vielzahl von Sensoren gemessenen Messwert (60) sammelt; und eine Steuervorrichtung (20), die jeden der Vielzahl von Sensoren basierend auf den von der Sammelvorrichtung (30) erfassten Messwerten steuert, wobei die Steuervorrichtung (20) beinhaltet eine erste Bestimmungseinheit (212), die bestimmt, ob ein Messwert (60), der von einem ersten Sensor (40) aus der Vielzahl von Sensoren in einem ersten Zyklus gemessen wird , ein anomaler Wert ist oder nicht, eine erste Aktivierungsanweisungseinheit (230), die, wenn der Messwert (60) als anomaler Wert bestimmt wird, den ersten Sensor (40) in einem zweiten Zyklus aktiviert, der kürzer als der erste Zyklus ist, eine erste Identifizierungseinheit, die einen Trend der zeitlichen Variation der vom ersten Sensor (40) im ersten Zyklus und im zweiten Zyklus gemessenen Messwerte identifiziert, eine zweite Bestimmungseinheit (212), die bestimmt, ob der anomale Wert in den Trend der zeitlichen Variation einbezogen wird oder nicht, eine zweite Aktivierungsanweisungseinheit (230), die, wenn der anomale Wert in den Trend der zeitlichen Variation einbezogen wird, eine Vielzahl von zweiten Sensoren im zweiten Zyklus aktiviert, die um den ersten Sensor (40) herum installiert sind, eine zweite Identifizierungseinheit, die einen Trend einer Oberflächenrichtungsverteilung von Messwerten identifiziert, die durch den ersten Sensor (40) und die Vielzahl von zweiten Sensoren im zweiten Zyklus gemessen werden, eine dritte Bestimmungseinheit (212), die bestimmt, ob vom ersten Sensor (40) und der Vielzahl von zweiten Sensoren im zweiten Zyklus gemessene Messwerte in den Trend der Oberflächenrichtungsverteilung einbezogen werden oder nicht, und eine Ausgabeeinheit (210), die, wenn Messwerte, die durch den ersten Sensor (40) und die Vielzahl von zweiten Sensoren im zweiten Zyklus gemessen werden, in den Trend der Oberflächenrichtungsverteilung einbezogen werden, Messwerte ausgibt, die durch jeden der ersten Sensoren und die Vielzahl von zweiten Sensoren gemessen werden.
Ein Steuerverfahren, das eine Steuervorrichtung (20) zur Ausführung von Folgendem bringt: Bestimmen, ob ein in einem ersten Zyklus von einem ersten Sensor (40) aus einer Vielzahl von Sensoren, die an einer bestimmten Stelle verstreut installiert sind, gemessener Wert ein anomaler Wert ist oder nicht; Aktivieren des ersten Sensors in einem zweiten Zyklus, der kürzer als der erste Zyklus ist, wenn der Messwert (60) als ein anomaler Wert bestimmt wird; Identifizieren eines Trends der zeitlichen Variation der vom ersten Sensor (40) gemessenen Messwerte im ersten Zyklus und im zweiten Zyklus; Bestimmen, ob der anomale Wert in den Trend der zeitlichen Variation einbezogen wird oder nicht; Aktivieren, wenn der anomale Wert in den Trend der zeitlichen Variation einbezogen wird, einer Vielzahl von zweiten Sensoren, die um den ersten Sensor (40) herum installiert sind, im zweiten Zyklus; Identifizieren eines Trends einer Oberflächenrichtungsverteilung von Messwerten, die durch den ersten Sensor (40) und die Vielzahl von zweiten Sensoren im zweiten Zyklus gemessen werden; Bestimmen, ob Messwerte, die durch den ersten Sensor (40) und die Vielzahl von zweiten Sensoren im zweiten Zyklus gemessen werden, in den Trend der Oberflächenrichtungsverteilung einbezogen werden oder nicht; und Ausgeben von Messwerten, die von jedem der ersten Sensoren und der Vielzahl von zweiten Sensoren gemessen werden, wenn Messwerte, die von dem ersten Sensor und der Vielzahl von zweiten Sensoren im zweiten Zyklus gemessen werden, in den Trend der Oberflächenrichtungsverteilung einbezogen werden.