JP2005006034A

JP2005006034A - 洞道内設備データ収集システム

Info

Publication number: JP2005006034A
Application number: JP2003167217A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Matsuzawa; 義範松澤; Yoshimi Shimodaira; 由巳下平
Original assignee: Toko Electric Corp
Current assignee: Takaoka Toko Co Ltd
Priority date: 2003-06-12
Filing date: 2003-06-12
Publication date: 2005-01-06

Abstract

【課題】特に都市部のように複雑広範囲に敷設された洞道内での電力量センサ検針業務、併せて照明設備や空調設備等保守メンテナンス用設備も含めて省力化に寄与し、しかも比較的低コストで構築する。
【解決手段】洞道内に設置された電力量センサ８からの電力量データを取り込みＰＨＳ用信号に変換して伝送するＰＨＳ端末装置５と、ＰＨＳ端末装置５にケーブルを介して接続され、洞道内であって地表近傍に配置されるＰＨＳ受信用の延長アンテナ９と、ＰＨＳモデム４などと接続し、電力量データを取り込む検針用コンピュータ１と、をＰＨＳ公衆回線網２０でネットワークし、洞道内の分散した各エリアに設置される洞道内設備の電力量データを収集する洞道内設備データ収集システムとした。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地下道や共同溝（以下、一括して洞道という。）に設置された洞道内設備のデータ（特に電力量データ）を収集する洞道内設備データ収集システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、都市部では益々過密化、集中化が進み、電力設備、通信設備、水道設備等のライフライン施設の拡大、増設が不可欠となっている。特に、電力設備は、防災、環境保全、都市景観の観点から、洞道内に送電用ケーブルや変圧器等を施設した地中化が社会的に要請されている。
【０００３】
洞道について概略説明する。図１８は洞道の一例を示す図である。洞道内には、例えば保守メンテナンス用として照明設備（図中の防浸形蛍光灯５０７・防浸形非常灯５０８など）や空調設備（図示せず）等の保守メンテナンス用設備が施設されており、電力会社の都市部管内では、多数箇所に電力量センサ（以下、電力量センサは、電子式電力量計、パルス発振器付電力量計その他計器用変圧器と変流器から電力量を換算する一切の計量器等を含める。）を収納した計器盤（例えば図２，図３参照）を配設して、これら保守メンテナンス用設備の消費電力を把握している。
【０００４】
さらに、保守メンテナンス用設備も含む洞道内設備に対し、巡回・検針業務の省力化を図り、洞道内設備を遠隔のセンタ側から監視する先行技術も知られている。例えば、本出願人の特許出願に係り、出願公開により開示された発明（特許文献１，発明の名称：端末装置及び洞道内監視システム）が存在する。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２９５７９２号公報
（段落番号００２３〜００５０，図１〜図５，図８）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
洞道内で作業員が検針をする場合、洞道内は、照明や空調が施されているとはいえ、概して高温・多湿で薄暗い劣悪な環境条件下の閉鎖的空間であり、電力会社作業員は、電力設備の巡回・点検はもとより、洞道内多数箇所に配設された電力量センサの検針についても過酷な業務を強いられることになる。
また、電力設備の地中化拡大、増設に伴って、前述の照明設備や空調設備等保守メンテナンス用設備自体の消費電力増大や電力量センサの検針業務に係る人件費等洞道内電力設備の付帯的経費が嵩みつつある事情も有していた。
【０００７】
また、特許文献１に記載された先行技術は、小電力無線通信を利用し、各子局が洞道内に連鎖的に配置され、監視箇所の子局と遠隔のセンタ側との間を他の子局が中継して信号伝送するので、広範囲な洞道内へは適用しがたい面もあった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、特に都市部のように複雑広範囲に敷設された洞道内での電力量センサ検針業務、併せて監視業務も含めて省力化を図り、比較的低コストで構築できる洞道内設備データ収集システムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の洞道内設備データ収集システムは、請求項１に記載するように、
洞道内に設置された電力量センサからの電力量データを取り込みＰＨＳ用信号に変換して伝送するＰＨＳ端末装置と、
ＰＨＳ端末装置にケーブルを介して接続され、洞道内であって地表近傍に配置されるＰＨＳ受信用の延長アンテナと、
ＰＨＳモデムと接続し、または、ターミナルアダプタを介してＰＨＳ電話機と接続し、電力量データを取り込む検針用コンピュータと、
をＰＨＳ公衆回線網でネットワークする洞道内設備データ収集システムであって、
洞道内の分散した各エリアに設置される洞道内設備の電力量データを収集することを特徴とする。
【００１０】
また本発明の洞道内設備データ収集システムは、請求項２に記載するように、
請求項１記載の洞道内設備データ収集システムにおいて、
前記延長アンテナは、ＰＨＳ受信アンテナの周りにシリコーン樹脂を充填して形成する防水型のアンテナであることを特徴とする。
【００１１】
また本発明の洞道内設備データ収集システムは、請求項３に記載するように、
請求項１または請求項２に記載の洞道内設備データ収集システムにおいて、
前記電力量センサとＰＨＳ端末装置との間にカレントループを介して通信することを特徴とする。
【００１２】
また本発明の洞道内設備データ収集システムは、請求項４に記載するように、
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の洞道内設備データ収集システムにおいて、
前記電力量センサは電子式電力量計又は／及びパルス発振器付電力量計であることを特徴とする。
【００１３】
また本発明の洞道内設備データ収集システムは、請求項５に記載するように、
請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の洞道内設備データ収集システムにおいて、
前記ＰＨＳ用端末装置は、
温度センサ、接点入力（ＤＩ）または接点出力（ＤＯ）用のインターフェイスを備え、
温度センサ、接点入力部（ＤＩ）または接点出力部（ＤＯ）を介して入出力を行うことを特徴とする。
【００１４】
また本発明の洞道内設備データ収集システムは、請求項６に記載するように、
請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の洞道内設備データ収集システムにおいて、
前記検針用コンピュータが接続されるネットワークと、
ネットワークに接続される掲示用サーバと、
ネットワークに接続される一般業務用ＰＣと、
を備え、
検針用コンピュータが、電力量データを読み出して掲示用サーバにアップロードし、一般業務用ＰＣが電力量データをダウンロードして利用することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施形態を図に基づき説明する。図１は本実施形態の洞道内設備データ収集システムのシステム構成図である。
この洞道内設備データ収集システムは、図１で示すように、センタ側と洞道側とで分かれてそれぞれ送受信可能なサブシステムが構成されている。
センタ側とは、例えば、電力会社の代表支社内であり、洞道側とは、例えば、従来技術で図１８を用いて説明したような電力線等が配置されるトンネル内である。このようなセンタ側と洞道側とは、各所に張り巡らされているＰＨＳ公衆回線網２０を介して接続される。
【００１６】
センタ側のサブシステムは、二種類のサブシステムが可能であり、簡易型センタシステムまたは据置型サブシステムが構成される。
また、洞道側のサブシステムは、二種類のサブシステムが可能であり、内蔵アンテナ使用サブシステムまたは延長アンテナ使用サブシステムが構成される。
【００１７】
続いて、これらサブシステムについて説明する。
まず、センタ側サブシステムについて説明する。
簡易型サブシステムは、例えば、保守・管理等のときのように移動可能なシステムであり、検針用コンピュータ１、ＰＣカード２、ＰＨＳ３によるサブシステムである。この検針用コンピュータ１はＰＣカード２を介してＰＨＳ電話機３と接続されて、ＰＨＳ公衆回線網２０を伝送路として送受信を行う。
【００１８】
据置型サブシステムは、例えば社内ＬＡＮなどのネットワークに接続されるコンピュータにより構成されるシステムであり、検針用コンピュータ１、ＰＨＳモデム４によるサブシステムである。このセンタコンピュータ１は、ＰＨＳモデム４と接続されて、ＰＨＳ公衆回線網２０を伝送路として送受信を行う。
【００１９】
なお、このＰＨＳモデム４は、検針用コンピュータ１とはＲＳ−２３２Ｃによりデータを送受信するようになされ、さらにＰＨＳ公衆回線網２０とはＰＨＳ用信号を送受信するようになされ、信号を変換する機能を有している。
このようにセンタ側では簡易型サブシステムか、据置型サブシステムか何れかのサブシステムとすることができる。
【００２０】
また、洞道側のサブシステムは、二種類のサブシステムが可能であり、内蔵アンテナ使用サブシステムまたは延長アンテナ使用サブシステムが構成される。
これら複数の内蔵アンテナ使用サブシステム、および、複数の延長アンテナ使用サブシステムが洞道内の分散した各エリアに配置されている。
【００２１】
内蔵アンテナ使用サブシステムは、ＰＨＳ端末装置５、温度センサ６、カレントループ７、電力量センサの一具体例である電子式電力量計８によるシステムである。
延長アンテナ使用サブシステムは、ＰＨＳ端末装置５、温度センサ６、カレントループ７、電力量センサの一具体例である電子式電力量計８、延長アンテナ９によるシステムである。
【００２２】
ＰＨＳ端末装置５は、後述するが、電子式電力量計８とのインターフェイス、ＰＨＳモデムとのインターフェイスおよびその他付属機器（図示せず）が設けられている。
先に説明したセンタ側サブシステムのＰＨＳ３（またはＰＨＳモデム４）と、洞道側サブシステムのＰＨＳ端末装置５とはＰＨＳ公衆回線網２０を介してＰＨＳ用信号の送受信がなされることとなるが、内蔵アンテナ使用サブシステムとするか、延長アンテナ使用サブシステムとするかは、これらはＰＨＳ受信アンテナが配置される位置の電波状態により使い分ければよい。
【００２３】
続いて、洞道側のサブシステムの洞道内における設置形態について説明する。
図２は、換気塔３０内に計器盤１１を設置した例を示す図である。洞道に接続される換気塔３０内の側面にはガラリ３１が地表近傍に設けられ、さらに床面には計器盤１１が設置されている。この計器盤１１には延長アンテナ使用サブシステムが搭載され、図２で示すように、ＰＨＳ端末装置５、電子式電力量計８、および必要に応じて温度センサ（図示せず）その他センサ類がコンパクトに収納されている。ガラリ３１には延長アンテナ９が設置される。
なお、図示しないが、電子式電力量計８とＰＨＳ端末装置５とを一体収納するケースを形成し、そのケースごと洞道内に設置されている計器盤１１に収納するようにすれば、洞道内での設置工事も容易に行える。
【００２４】
図３は、洞道４０に計器盤１１を設置した例を示す図である。洞道４０の道路面であって地表近傍にグレーチング４１が配置され、さらに床面には計器盤１１が設置されている。この計器盤１１にも、ＰＨＳ端末装置５、電子式電力量計８、および必要に応じて温度センサその他センサ類がコンパクトに収納されている。そして、グレーチング４１近傍には延長アンテナ９が設置される。
【００２５】
図４は、屋外に設置される屋外計器盤５０を示す図である。例えば、道路の両側に設けられた歩行者用道路上に屋外計器盤５０を設置した例を示す。屋外計器盤５０には庇５１が設置されている。この屋外計器盤５０に、ＰＨＳ端末装置５、電子式電力量計８、および必要に応じて温度センサその他センサ類がコンパクトに収納されている。庇５１の下側に延長アンテナ９が設置される。屋外計器盤５０は洞道内に設置されるものではないが、洞道内設備のデータを表示するものである。
【００２６】
続いて、各部構成について説明する。
ＰＨＳ端末装置５は、以下に示すような構成を有している。図５はＰＨＳ端末装置のブロック構成図である。ＰＨＳ端末装置５は、電源用端子台５ａ、電力量センサ用端子台５ｂ、温度センサ用端子台５ｃ、電源部５ｄ、電力量センサインターフェース５ｅ、ＰＨＳモデムインターフェース５ｆ、拡張インターフェイス５ｇ、ＣＰＵ５ｈ、メモリ部５ｉ、ＰＨＳモデム５ｊ、内蔵アンテナ５ｋ、延長アンテナ９と接続するアンテナインターフェイス５ｌを備えている。
ＰＨＳ端末装置５では、電源用端子台５ａを経て電源部５ｄに電源が供給されており、この電源部５ｄから各部へ給電することとなる。なお、これら各部の機能については後述する信号処理の説明で一括して説明されることとなる。
【００２７】
続いて延長アンテナ９について説明する。
延長アンテナ９は、風雨等に直接曝される屋外に設置されたり、または、風雨に曝されないが、洞道という高温・多湿な環境下で設置されるため、防水構造が採用されている。図６は、防水構造の延長アンテナの構成図であり、特にガラリ用・グレーチング用に構成されたものである。
【００２８】
防水構造の延長アンテナ９は、ＦＲＰ或いは耐候性を有するプラスチック製の筒状密閉容器９ａに、シリコーン樹脂９ｂを充填し、同軸ケーブル９ｃに接続されたＰＨＳ受信アンテナ９ｄを封止収納して形成される。取付金具９ｅは、例えば、図２で示すようにガラリ３１や、図３で示すようにグレーチング４１の周辺の壁に取り付けるための金具である。
【００２９】
図７は、防水構造の延長アンテナの構成図であり、特に地上に配置される屋外計器装置等に直接取り付け可能な固定部を設けたものである。
防水構造の延長アンテナ９は、ＦＲＰ或いは耐候性を有するプラスチックケース９ｆに、シリコーン樹脂９ｂを充填し、同軸ケーブル９ｃに接続されたＰＨＳ受信アンテナ９ｄを封止収納して形成される。このプラスチックケース９ｆには、アンテナケーブル接続口９ｇおよびインサートナット９ｈが設けられ、インサートナットにねじ９ｉが締結されて、屋外計器盤の筐体に取り付けられる。
【００３０】
このような延長アンテナ９とすることで、図示しないが金属板で閉鎖された屋外計器盤５０にＰＨＳ端末装置５を収納するような場合でも、ＰＨＳ受信用の延長アンテナ９は耐候性が高いため外部に配置でき、伝送路の確保は容易である。なお、図４で示すように、ガラリ用の延長アンテナ９（図６参照）を庇５１の下に配置するようにしても良い。
【００３１】
ここで、洞道内のように電波状況が極めて劣悪な場所において、ケーブルを介して伸延させた受信アンテナを使用して、送受信ができるか否かという問題点が生じるが、本発明者は、鋭意研究・調査の結果、電磁結合を利用して電界強度を確保できるとの知見を得た。なお、この点については後述する。
【００３２】
続いて、このような洞道内設備データ収集システムの動作について各部の機能および信号の流れとともに説明する。
例えば図１〜図４で示すような形態で洞道内に設置された電子式電力量計８は、信号変換／演算／記憶や伝送処理が扱いやすいディジタル方式を採用し、照明設備や空調設備等保守メンテナンス用設備の消費電力量を計量して電力量データを出力する。
【００３３】
なお、本発明の電力量センサの他の具体例としては、パルス発振器付電力量計、或いは単に消費電力傾向を捉えるために計器用変圧器や変流器から電力量を換算する計量器があり、適宜設備の状況に応じて対処してもよい。本実施形態では主として電子式電力計であるものとして、必要に応じてパルス発信器付電力量計等に関する事項を付記して、以下の説明を続ける。
【００３４】
話を戻すが、電子式電力量計８が出力した電力量データは、カレントループ７を経て、ＰＨＳ端末装置５の電力センサ用端子台５ｂに入力される（図５参照）。カレント・ループ７は、シリアル信号伝送インターフェースとして，電流信号によりデータ伝送を行う方式である。回路構成が簡便であること，距離的には長く引き回せることから，伝送速度が遅くともかまわない所には広く使われている。例えば、遠隔地にある電子式電力量計８と、ガラリ・グレーチングの近くにあるＰＨＳ端末装置５とをカレントループで結び、延長アンテナ９のケーブルを短くしてケーブル損失を少なくするようにしても良い。
【００３５】
さて、電力量センサインターフェース５ｅは、カレントループ７で用いる電流信号を、ＣＰＵ５ｈ用の電圧信号に変換する。メモリ部５ｉには電子式電力量計８のアドレスを記憶させておき、洞道内設備の電力量データをそのまま中継して送信する。
又、パルス発信器付電力量計の場合、ＣＰＵ５ｈは、電力量データを、メモリ部５ｉに一旦記憶させる。そして、定時になったらＣＰＵ５ｈがメモリ部５ｉから読み出して、洞道内設備の電力量データとして送信するようにしている。
なお、センタ側の指令により、ＣＰＵ部５ｈがメモリ部５ｉから読み出して送信してもよい。さらには、一時記憶することなくそのまま中継して電力量データを送信しても良い。
【００３６】
なお、ＣＰＵ５ｈには拡張インターフェース５ｇを介して温度センサ用端子台５ｃが接続され、さらに図１で示すように温度センサ６が接続されている。これにより、例えば洞道内空調管理の温度データ取得が可能である。この温度センサ用端子台５ｃは、温度センサ用に限定される端子台ではなく、接点入力（ＤＩ）用端子台及び接点出力（ＤＯ）用端子台としても機能するものであり、例えば、照明制御データ取得等に利用できるようにしてもよい。
更に、洞道内にガスや水道の供給設備が併設されている場合、各メータを配設し端末装置にもインターフェイスを備え、各社共同で或いは各社個別でそれらの使用量データを収集できるようにしてもよい。
これら温度データ、照明制御データまたは使用量データを電力量データに含め、電力量データとして一括して送信するようにしてもよい。
【００３７】
更に又、図示しないが、洞道内に温度センサの他に人感センサや照明センサを配設し、開閉部のリレートリップ状態を監視する接点入力部（ＤＩ）と、開閉部のリレーをオン／オフする接点出力部（ＤＯ）を備え、ＰＨＳ用端末装置５にも接点入力部（ＤＩ）及び接点出力部（ＤＯ）とのインターフェイスを設けることにより、電力会社作業員が洞道内に立ち入る際に、照明装置や空調設備をオン／オフ制御して、照明の消し忘れや不必要な空調駆動を防止して、効率的に省エネを可能とするようにしても良い。
【００３８】
さて、上記のような電力量データは、ＰＨＳモデムインターフェース５ｆへ出力され、ＰＨＳモデム５ｊ用の信号に変換されて出力される。洞道内であっても電波状況が良好な箇所では、先に説明した内蔵アンテナ使用サブシステムを用いることができる。ＰＨＳモデム５ｊは内蔵アンテナ５ｋへＰＨＳ用信号を出力する。例えば、図１で示すように、電波状況が良好な箇所に設置される洞道側の内蔵アンテナ使用サブシステムでは、内蔵アンテナ５ｋから送信されるＰＨＳ用信号がＰＨＳ公衆回線網２０へ送信されることとなる。
【００３９】
また、先に説明したように電波状況が悪い場合には外付けアンテナが使用されるため、内蔵アンテナ５ｋを経てアンテナインターフェース５ｌにＰＨＳ用信号が送られる。実際は洞道内では殆どの箇所がＰＨＳ公衆回線の電波状況が極めて劣悪なため、伝送路を確保できるような電波状況が良い箇所まで延長アンテナ９を引き回すこととなる。ＰＨＳ端末装置５のアンテナインターフェイス５ｌからケーブルを介して伸延した延長アンテナ９が電波状況の良い箇所に設置される。
【００４０】
なお、このようなＰＨＳ端末装置５がセンタからのＰＨＳ用信号を受信する場合は、アンテナインターフェース５ｌ、内蔵アンテナ５ｋ、ＰＨＳモデム５ｊ、ＰＨＳモデムインターフェース５ｆを経てＣＰＵ５ｈに到達するものであり、逆のルートをたどる。
こうして、センタ側の検針用コンピュータ１と、洞道内に設置される洞道内設備の電力量データ（温度データ、照明制御データまたは使用量データをふくめてもよい。）を伝送するＰＨＳ端末装置５と、の間で、ＰＨＳ公衆回線網２０を使用した洞道内設備データ収集システムを構築可能とした。
【００４１】
次に第２の実施形態を説明する。図８は、第２実施形態の洞道内設備データ収集システムの構成図である。この洞道内設備データ収集システムは、図８で示すように、工務部サーバ６０、ＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）などのネットワーク７０、複数の一般業務ＰＣ８０を備える社内ＬＡＮに検針用コンピュータ１が接続された構成である。センタ側において、特定の代表支社に検針用コンピュータ１を設置し、他の複数の支社にそれぞれ一般業務ＰＣ８０を設置し、ＬＡＮ７０にて結ばれた洞道内設備データ収集システムが構成される。
【００４２】
代表支社の検針用コンピュータ１は、例えば汎用パソコンに自動検針用ソフトウェアをインストールしたものであり、自動検針専用器として使用する。また、ＬＡＮ構成とし、電力量データを収集する検針サーバを含むように構成しても良い。検針用コンピュータの機能は、次表のようになる。
【００４３】
【表１】

【００４４】
続いて、システムの運用について図を参照しつつ説明する。図９は、洞道内設備データ収集システその運用形態を説明する説明図、図１０は、検針用コンピュータの画像出力例を示す図である。代表支社の検針用コンピュータ（検針サーバ）１は、全部の電子式電力量計８に対して検針を指示し、洞道内に分散して配置される複数の電子式電力計８から、ＰＨＳ端末装置５およびＰＨＳ公衆回線２０を介して、電力量データを収集する（図９中の▲１▼）。このような機能を有する検針用コンピュータ１で動作するソフトウェアは、例えば図１０に示すように、ディスプレイに電力量データを表示する。ＰＨＳ端末装置５から各洞道内の電子式電力量計８の検針を行う手段は第１の実施形態と同様であり、重複する説明を省略する。
【００４５】
検針用コンピュータ（検針サーバ）１は、検針結果である電力量データを収集してファイル出力し（図９中の▲２▼）、帳票形式に変換してマスタ帳票データを生成する。この場合、マクロ機能により使用量も算出されるようになされている（図９中の▲３▼）。
【００４６】
検針用コンピュータ（検針サーバ）１は、図９に示すように、マスタ帳票データをネットワーク７０を介して、工務部サーバ（工務部掲示板）６０へアップロードする（図９中の▲４▼）。そして、他の支社は、一般業務ＰＣ８０を操作し、工務部サーバ（工務部掲示板）６０で掲示されるマスタ帳票データをダウンロードする（図９中の▲５▼）。これにより、電力量データの確認や修正を行って（図９中の▲６▼）、修正帳票データを生成してこの修正帳票データを参照して電気料金を計算する（図９中の▲７▼）。このような作業は、代表支社および支社で行われる。さらに修正帳票データは、代表支社に集められて検針用コンピュータ１に登録され（図９中の▲８▼）、最終的なマスタ帳票データとして登録される。
【００４７】
このようなシステムでは、代表支社１箇所で電力量データはもとより電気料金計算も含めて集中管理が行え、他の支社からもデータ入手や参照もできるので、センタ側全体で広範囲にわたる洞道内保守メンテナンス用設備の消費電力を把握しながらデータ一元化管理が行える。こうして第２の実施形態によれば、洞道内設備データ収集システムを実運用する際に、作業性や操作性等のより効率化が図れる。
【００４８】
【実施例】
続いて、本発明の実施例について説明する。この実施例では、数値等を実験的に決定する手法について説明する。
ＰＨＳ端末装置を現場（換気塔内やグレーチング内、又は窓なし計器盤内）に設置する場合、電波が遮断されて通信不可となるケースが想定される。ここで、遮蔽物内から外部へ電波を伝搬する方式について、低コストで実現が可能である、電磁結合を利用した延長アンテナの検討を行った。
【００４９】
（１）単体特性測定
延長アンテナは、同軸ケーブルの両端にＰＨＳの通信帯域である１．９ＧＨｚ帯を受信できるアンテナを接続したものである。図１１は、延長アンテナの特性を計測するシステム図である。シグナルジェネレータ９０を用いて信号を発信し、ケーブル（図示せず）または延長アンテナ（図示せず）を介してスペクトラムアナライザ９１で計測し、結合損失を計測した。
【００５０】
試験方法であるが、まず、測定点（上図点線部）を短絡し、スペクトラムアナライザ９１の表示が０ｄＢとなるようにシグナルジェネレータ９０の出力を調整する。次に、ケーブル損失を測定する。延長アンテナに使用するケーブルのみを測定点に接続し、ケーブルの長さを変えながら（１．５ｍ，５ｍ，１０ｍ）損失を測定する。この測定結果は、図１２のケーブル損失の特性図に示すようになる。
続いてアンテナの結合ロスを測定する。測定点に延長アンテナをそれぞれ接続し、密接した状態、及びアンテナ間隔を広げた状態の損失を測定する。この測定結果は、図１３のアンテナの結合損失の特性図に示すようになる。
そして、ケーブルの損失とアンテナの損失の合計が延長アンテナの損失となる。延長アンテナの結合ロスは次表のようになる。
【００５１】
【表２】

【００５２】
これにより以下のことが判明した。
・損失はケーブル長に比例して減衰する傾向にある（約０．８ｄＢ／ｍ））。
・アンテナ結合ロスの測定結果は、密接時（０ｃｍ）で約７ｄＢである。
・長さ１．５ｍの延長アンテナの損失は約８．２ｄＢ、長さ１０ｍの延長アンテナでは、トータル損失は約１５ｄＢとなる。
・ケーブルの径を太くする、低損失ケーブル（高価）を使用することで、損失を少なくすることが可能である。
【００５３】
（２）ガラス窓の影響
屋外計器盤のガラス窓寸法は複数種類存在する。ここで、ガラス窓の開口寸法による受信レベルの変化や、ガラス窓のない計器盤に対して新たにガラス窓を取り付ける際の最適な寸法を把握するため、計器盤のガラス窓の開口寸法を変化させた時の受信レベルを測定した。
【００５４】
図１４は、計器盤のガラス窓の開口寸法を変化させた時の受信レベルを計測するシステム図、図１５はガラス窓の形状と受信アンテナの位置の関係のパターンを表す図である。
測定は受信アンテナ９３をガラス窓９４の内側に取り付け、図１５（ａ）〜（ｄ）の４パターンについて、アルミ板９６でガラス窓９４の開口寸法（Ｌ）を徐々に覆いながら受信レベルを測定した。
【００５５】
試験方法として、まず、シグナルジェネレータ９０の出力を１．９ＧＨｚ，０ｄＢに設定する。
・受信アンテナ９３を計器盤９５に入れない状態で、空間での受信レベルを測定する。
・次に受信アンテナ９３を計器盤９５の中に固定し、図１５（ａ）〜（ｄ）の４パターンに示すように、アルミ板９６で開口寸法を徐々に覆っていき、Ｌ寸法を変化させた時の受信レベルを測定する。
・ガラス窓９４の開口寸法（Ｌ）を変化させたパターンは次表の通りである。
【００５６】
【表３】

【００５７】
また、窓ガラスの開口寸法による受信レベルは、図１６に示すようになる。
【００５８】
これら実験から以下の点が判明した。
・Ｌ寸法を横に変化させた時の結果（パターン２，３）は、６ｃｍまでほぼ安定している。
・Ｌ寸法を縦に変化させた時の結果（パターン４）も同様に、６ｃｍまでほぼ安定している。
以上のことから、新規に窓ガラスを取り付ける場合、６ｃｍ×６ｃｍ以上の寸法を確保できれば通信可能な電界強度を得られると思われる。既存の窓あり計器盤も同様に、上記寸法以上のガラス窓であれば、問題ないレベルと思われる。
【００５９】
（３）計器盤の影響
現場（屋外計器盤）に機器を設置する際、アンテナを理想的な位置に取り付けられないことを想定し、上記“ガラス窓の影響パターン２”の試験構成で、開口寸法Ｌを６ｃｍとし、送信アンテナ９２の位置を図１７の▲１▼〜▲４▼で示すように計器盤９５の周囲に移設して受信レベルの違いを測定した。計器盤の影響による受信レベル測定結果を次表に示す。
【００６０】
【表４】

【００６１】
この結果から、送信アンテナ９２が正面以外の位置では、概ね３〜１３ｄＢの範囲で減衰が生じている。
以上のことから、電界強度を十分確保するには受信アンテナを送信アンテナ方向に向けて設置することが望ましい。但し、窓ガラスの位置が必ずしも送信アンテナに対して正面方向とは限らず、反射波の影響を考慮しても通信可能な電界強度を確保できない箇所については、アンテナを計器盤外に出す、等の電界強度を確保する対策が必要である。
【００６２】
（４）電界強度測定
現場の洞道（換気塔タイプ、グレーチングタイプ、屋外計器盤タイプ）にて、測定器及び延長アンテナを使用し、洞道内／外における電界強度の減衰や延長アンテナの有効性等を調査した。
【００６３】
▲１▼換気塔
次表に換気塔外内／外の電界強度測定結果を下表に示す。
【００６４】
【表５】

【００６５】
次に測定器と延長アンテナを組合せ、延長アンテナの効果を確認した。
【００６６】
【表６】

【００６７】
これらの結果から、延長アンテナの結合損失は概ね１０ｄＢ、換気塔外〜換気塔内（ガラリ）の電界強度の減衰は約４〜１５ｄＢであり、電界強度が２５ｄＢ以上であれば換気塔内でも電界強度を確保することが可能である。
【００６８】
▲２▼グレーチング（網目：狭）
グレーチング上／下の電界強度測定結果を下表に示す。
【００６９】
【表７】

【００７０】
測定器をグレーチング内に入れた状態でも電波が受信できることを確認した。尚、同一業者でも測定日時によっては電界強度が変動し、グレーチング上／下で電界強度は約１１〜２０ｄＢ減衰する傾向にあった。
【００７１】
▲３▼グレーチング（網目：広）
グレーチング上／下の電界強度測定結果を下表に示す。
【００７２】
【表８】

【００７３】
通信業者の違いによる電界強度の差が現れている。また、測定器をグレーチング内に入れた状態でも各社の電波を受信できることを確認した。
次に、測的のアンテナの向きを変化させ、どの方向が電界強度を最も良く確保できるのか、Ａ電話会社にて測定した。測定結果を次表に示す。
【００７４】
【表９】

【００７５】
これらの結果から、グレーチング上／下の電界強度の減衰は約５〜６ｄＢ、アンテナの設置方向は、水平に比べ垂直に設置する方が約９ｄＢ程度、電界強度が向上する傾向にある。
【００７６】
▲４▼屋外計器盤（窓なし）
計器盤周辺及び直近、庇下の電界強度測定結果を下表に示す。
【００７７】
【表１０】

【００７８】
計器盤周辺と直近では、送信アンテナと対向位置の影響と思われる減衰が約６ｄＢ程度生じた。また、計器盤直近と庇の結果では、アンテナの向きの影響と思われる減衰（約１ｄＢ程度）が生じているが、庇のある計器盤には、庇下に延長アンテナを設置する方法が容易と思われる。
【００７９】
（５）まとめ
延長アンテナの測定結果、及び現場での電界強度測定結果、通信試験結果等のまとめを下表に示す。
【００８０】
【表１１】

【００８１】
（６）考察
これまでの試験結果を基に、ＰＨＳ端末装置を現場（換気塔内やグレーチング内、又は計器盤内）にて設置する場合の通信可能と思われる電界強度（地上で測定した場合の値）を参考として以下に示す。
尚、電界強度を求める上での各パラメータを下表に示す。
【００８２】
【表１２】

【００８３】
▲１▼換気塔への適応
換気塔内へ装置を設置する場合、通信に必要な地上（換気塔外ガラリ周辺）での電界強度（参考値）を下表に示す。
【００８４】
【表１３】

【００８５】
このような電解強度を確保できる電話会社を用いることで通信可能となる。
【００８６】
▲２▼グレーチングへの適応
グレーチング内へ装置を設置する場合、通信に必要な地上（グレーチング上）での電界強度（参考値）を下表に示す。尚、グレーチング上／下の減衰は、一般的なタイプ（網目：狭）の値を用いて算出した。
【００８７】
【表１４】

【００８８】
このような電解強度を確保できる電話会社を用いることで通信可能となる。
【００８９】
▲３▼屋外計器盤への対応
屋外計器盤内へ装置を設置する場合、通信に必要な地上（計器盤周辺）での電界強度（参考値）を下表に示す。
【００９０】
【表１５】

【００９１】
このような電解強度を確保できる電話会社を用いることで通信可能となる。
【００９２】
【発明の効果】
以上の如く、本発明による洞道内設備データ収集システムは、特に都市部のように複雑広範囲に敷設された洞道内での電力量センサ検針業務、併せて照明設備や空調設備等保守メンテナンス用設備も含めて省力化に寄与し、しかも比較的低コストで構築することができる。
更に、適宜センサを付設して、洞道内送電用ケーブルや変圧器端子部の過熱、洞道内への不審者侵入、洞道内浸水等電力設備への監視機能も容易に拡張することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の洞道内設備データ収集システムのシステム構成図である。
【図２】換気塔内に計器盤を設置した例を示す図である
【図３】洞道に計器盤を設置した例を示す図である。
【図４】屋外に設置される屋外計器盤を示す図である。
【図５】ＰＨＳ端末装置のブロック構成図である。
【図６】防水構造の延長アンテナの構成図である。
【図７】防水構造の延長アンテナの構成図である。
【図８】本発明の第２実施形態の洞道内設備データ収集システムの構成図である。
【図９】洞道内設備データ収集システその運用形態を説明する説明図である。
【図１０】検針用コンピュータの画像出力例を示す図である。
【図１１】延長アンテナの特性を計測するシステム図である。
【図１２】ケーブル損失の特性図である。
【図１３】アンテナの結合損失の特性図である。
【図１４】計器盤のガラス窓の開口寸法を変化させた時の受信レベルを計測するシステム図である。
【図１５】ガラス窓の形状と受信アンテナの位置の関係のパターンを表す図である。
【図１６】窓ガラスの開口寸法による受信レベルを示す特性図である。
【図１７】延長アンテナの特性を計測するシステム図である。
【図１８】洞道の一例を示す図である。
【符号の説明】
１検針用コンピュータ
２ＰＣカード
３ＰＨＳ
４ＰＨＳモデム
５ＰＨＳ端末装置
５ａ電源用端子台
５ｂ電力量センサ用端子台
５ｃ温度センサ用端子台
５ｄ電源部
５ｅ電力量センサインターフェース
５ｆＰＨＳモデムインターフェース
５ｇ拡張インターフェース
５ｈＣＰＵ
５ｉメモリ部
５ｊＰＨＳモデム
５ｋ内蔵アンテナ
５ｌアンテナインターフェース
６温度センサ
７カレントループ
８電子式電力量計
９延長アンテナ
９ａ筒状密封容器
９ｂシリコーン樹脂
９ｃ同軸ケーブル
９ｄＰＨＳ受信アンテナ
９ｅ取付金具
９ｆプラスチックケース
９ｇアンテナケーブル接続口
９ｈインサートナット
９ｉねじ
１０洞道内設備データ収集システム
１１計器盤
２０ＰＨＳ公衆回線網
３０換気塔
３１ガラリ
４０洞道
４１グレーチング
５０屋外計器盤
５１庇
６０工務部サーバ（工務部掲示板）
７０ネットワーク
８０一般業務ＰＣ
９０シグナルジェネレータ
９１スペクトラムアナライザ
９２送信アンテナ
９３受信アンテナ
９４ガラス窓
９５計器盤
９６アルミ板

Claims

洞道内に設置された電力量センサからの電力量データを取り込みＰＨＳ用信号に変換して伝送するＰＨＳ端末装置と、
ＰＨＳ端末装置にケーブルを介して接続され、洞道内であって地表近傍に配置されるＰＨＳ受信用の延長アンテナと、
ＰＨＳモデムと接続し、または、ターミナルアダプタを介してＰＨＳ電話機と接続し、電力量データを取り込む検針用コンピュータと、
をＰＨＳ公衆回線網でネットワークする洞道内設備データ収集システムであって、
洞道内の分散した各エリアに設置される洞道内設備の電力量データを収集することを特徴とする洞道内設備データ収集システム。
請求項１記載の洞道内設備データ収集システムにおいて、
前記延長アンテナは、ＰＨＳ受信アンテナの周りにシリコーン樹脂を充填して形成する防水型のアンテナであることを特徴とする洞道内設備データ収集システム。
請求項１または請求項２に記載の洞道内設備データ収集システムにおいて、
前記電力量センサとＰＨＳ端末装置との間にカレントループを介して通信することを特徴とする洞道内設備データ収集システム。
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の洞道内設備データ収集システムにおいて、
前記電力量センサは電子式電力量計又は／及びパルス発振器付電力量計であることを特徴とする洞道内設備データ収集システム。
請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の洞道内設備データ収集システムにおいて、
前記ＰＨＳ用端末装置は、
温度センサ、接点入力（ＤＩ）または接点出力（ＤＯ）用のインターフェイスを備え、
温度センサ、接点入力部（ＤＩ）または接点出力部（ＤＯ）を介して入出力を行うことを特徴とする洞道内設備データ収集システム。
請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の洞道内設備データ収集システムにおいて、
前記検針用コンピュータが接続されるネットワークと、
ネットワークに接続される掲示用サーバと、
ネットワークに接続される一般業務用ＰＣと、
を備え、
検針用コンピュータが、電力量データを読み出して掲示用サーバにアップロードし、一般業務用ＰＣが電力量データをダウンロードして利用することを特徴とする洞道内設備データ収集システム。