JP2013004038A - 監視装置、監視システム、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】監視事象の状態を判定する条件の設定作業を軽減し、かつ適切な監視情報を用いて監視事象の状態を適切に判定することを可能にする。
【解決手段】監視装置１０は、規定の監視事象に関連する計測情報をセンサ３０から取得し、判定部１３に設定した判定式に計測情報を適用することにより監視事象の状態を判定する。識別情報管理部１６は、センサ３０が計測する計測情報の種類および通信部１２を通して他の監視装置１０から取得可能な計測情報の種類を保持する。機器動作評価部１５は、識別情報管理部１６に記憶されている計測情報から判定式に適合する計測情報を抽出する。識別情報管理部１６は、判定部１３において判定に用いる判定式が他の監視装置１０から取得される計測情報を含む場合に、通信部１２を通して他の監視装置１０から計測情報を取得して判定部１３に引き渡す。
【選択図】図１

Description

本発明は、計測手段から得られる計測情報を用いて所望の監視事象の状態を判定する監視装置、複数台の監視装置が通信路を介して通信する監視システム、コンピュータを監視装置として機能させるプログラムに関するものである。

一般に、公園やイベント会場のような特定範囲の地域、ビルのような建物などには、空調システムや照明システムのように多くの負荷機器を含む各種のシステムが設置される。この種のシステムでは、各部に多数の計測手段（センサ）を設置し、センサが計測した計測情報を用いてシステム内の種々の監視事象について状態の判定を行っている。「監視事象」には、負荷機器の異常の有無のほか、負荷機器の動作の状態が含まれる。

所望の監視事象について、センサが計測した計測情報を用いて、異常の発生のような状態を判定するには、システムをモデル化してシミュレーションを行うことが考えられる。しかしながら、シミュレーションを行うには、モデルの作成やシミュレーションの実行に際して、多大な時間と費用とが必要であり、その上、高機能のハードウェア資源が必要であるかって実用的ではない。

そのため、特許文献１に記載されているように、監視事象の状態を判定するための条件を規定した判定式を設定し、センサが計測した計測情報を判定式に代入することにより、監視事象の状態を判定する技術が採用されている。

特許文献１に記載の技術では、多数のセンサから計測情報を取得する異常判定装置（監視装置）が用いられている。異常判定装置は、判定式（基本数式）と、判定式の変数を置換することが可能な置換用数式（変換式）とを適宜に組み合わせることによって、接続されたセンサに応じた判定式を生成し、生成した判定式を用いて監視事象の状態を判定している。

特許第４５２５４１４号公報

ところで、特定範囲の地域やビルのような建物において構築されるシステムは多種多様であって監視事象の数が多く、また数百個以上のセンサを設ける場合もあるから、１台の異常判定装置のみで集中的に監視事象の状態を判定することは困難である。

この問題を解決するには、センサから計測情報を取得する複数台の異常判定装置を分散して設け、各異常判定装置において監視事象の状態を判定することが考えられる。しかしながら、異常判定装置が分散して配置されると、監視事象の状態を判定するために異常判定装置ごとに管理しているセンサの種類に応じて、判定のための条件を異常判定装置ごとに設定することが必要になり、設定作業に多大な労力を要するという問題が生じる。

本発明は、監視事象の状態を判定する条件の設定作業を軽減し、かつ適切な監視情報を用いて監視事象の状態を適切に判定することを可能にした監視装置を提供することを目的とし、さらに、複数台の監視装置が通信路を介して通信する監視システム、コンピュータを監視装置として機能させるプログラムを提供することを目的とする。

本発明に係る監視装置は、上記目的を達成するために、規定の監視事象に関連する計測情報を計測手段から取得する取得部と、取得部が取得した計測情報を判定式に適用することにより監視事象の状態を判定する判定部と、他装置との間で通信し計測手段が計測する計測情報の種類を他装置との間で授受する通信部と、計測手段が計測する計測情報の種類および通信部を通して他装置から取得可能な計測情報の種類を保持する識別情報管理部と、識別情報管理部に記憶されている計測情報から判定式に適合する計測情報を抽出する機器動作評価部とを備え、識別情報管理部は、判定部において判定に用いる判定式が他装置から取得される計測情報を含む場合に、通信部を通して他装置から計測情報を取得して判定部に引き渡すことを特徴とする。

この監視装置において、通信部は、他装置に計測情報の種類を通知する際に複数種類の計測情報に共通する１種類の情報に集約した要約情報を他装置のアドレスとともに伝送し、識別情報管理部は、他装置から要約情報を受け取ると要約情報を保持し、判定部において判定に用いる判定式が他装置から取得される計測情報を含む場合に、要約情報およびアドレスを参照して他装置に所要の計測情報を要求することが好ましい。

この監視装置において、通信部は、要約情報としてブルームフィルタの値を用いることが好ましい。

この監視装置において、監視事象の状態を判定する判定式を記憶した判定情報記憶部を備え、判定情報記憶部は、判定式に含まれる計測情報を他の計測情報に置換する変換式を併せて記憶しており、機器動作評価部は、判定式に含まれる監視情報が識別情報管理部に記憶されていない場合、判定情報記憶部に記憶された変換式を用いて判定式を更新することが好ましい。

この監視装置において、通信部は、判定情報記憶部に記憶されている判定式および変換式を他装置との間で授受し、他装置から受信した判定式および変換式が判定情報記憶部に記憶されていない場合に、受信した判定式および変換式を追記することが好ましい。

この監視装置において、機器動作評価部は、監視事象が他装置と同じになる場合に、規定の優先条件に従って監視事象に対する判定式を採用するか否かを選択することが好ましい。

この監視装置において、機器動作評価部は、判定式で用いる計測情報について、他装置から取得する計測情報の個数が最小であることを優先条件として監視事象に対する判定式を採用することが好ましい。

この監視装置において、取得部は、計測手段ごとに計測情報が正常か否かを評価し、かつ所定の期間において正常であった期間の割合を信頼度の指標として求め、機器動作評価部は、監視事象が他装置と同じになる場合に、判定式のうち指標が示す信頼度の高い計測情報を用いることが好ましい。

この監視装置において、取得部は、計測手段ごとに計測情報が正常か否かを評価し、機器動作評価部は、計測情報が異常になった場合、当該計測情報を用いる判定式を採用せずに判定式を更新することが好ましい。

本発明に係る監視システムは、請求項１〜９のいずれか１項に記載の監視装置を複数台備える監視システムであって、複数台の監視装置ごとに計測手段を管理しており、複数台の監視装置が通信路を通して互いに通信することを特徴とする。

本発明に係るプログラムは、コンピュータを、規定の監視事象に関連する計測情報を計測手段から取得する取得部と、取得部が取得した計測情報を判定式に適用することにより監視事象の状態を判定する判定部と、他装置との間で通信し計測手段が計測する計測情報の種類を他装置との間で授受する通信部と、計測手段が計測する計測情報の種類および通信部を通して他装置から取得可能な計測情報の種類を保持する識別情報管理部と、識別情報管理部に記憶されている計測情報から判定式に適合する計測情報を抽出する機器動作評価部とを備え、識別情報管理部は、判定部において判定に用いる判定式が他装置から取得される計測情報を含む場合に、通信部を通して他装置から計測情報を取得して判定部に引き渡す監視装置として機能させるものである。

本発明の構成によれば、監視事象の状態を判定する条件の設定作業が軽減され、かつ適切な監視情報を用いて監視事象の状態を適切に判定することが可能になる。

実施形態を示すブロック図である。 実施形態１の要部の動作説明図である。 実施形態２の要部の動作説明図である。 実施形態３の要部の動作説明図である。

図１に示すように、監視装置１０は、上位通信路２１に接続され、他の監視装置１０と上位通信路２１を介して通信することにより監視システムを構築する。この監視システムは、計測手段であるセンサ３０により計測される計測情報を下位通信路２２を通して伝送し、監視装置１０に入力するように構成されている。図示例では、下位通信路２２に中継用の機器２０が接続されており、監視装置１０は、機器２０と通信し、センサ３０が計測した計測情報を機器２０を通して取得するように構成されている。ここに、上位通信路２１および下位通信路２２は、有線の通信路のほか無線の通信路であってもよい。また、上位通信路２１と下位通信路２２とのうちの一方が有線の通信路であって他方が無線の通信路であってもよい。

限定する趣旨ではないが、便宜上、以下に説明する実施形態では、上位通信路２１を通して行う通信についてＩＥＥＥ８０２．３に準拠する通信方式を採用し、下位通信路２２を通して行う通信について汎用のシリアル通信を採用している場合を想定する。また、監視装置１０が上位通信路２１を通して他の監視装置１０と通信するためのアドレスには、ＩＰアドレスが用いられる。

ところで、監視装置１０は機器２０と兼用されていてもよい。すなわち、中継用の機器２０を用いずに、監視装置１０に下位通信路２２を通してセンサ３０を接続してもよい。また、各センサ３０には計測事象を特定するために識別情報が付与される。センサ３０の識別情報は、後述する命名規則によって計測事象が識別できるように付与される。すなわち、センサ３０の識別情報は、センサ３０が計測する監視点の場所と、センサ３０が計測する計測情報の種類とにより計測事象を表すように設定される。また、空調機のように複数個のセンサを含むセンサ群３１を備える負荷機器３２についても、計測事象は個々に識別される。以下では、センサ群３１に含まれるセンサをとくに区別せずに、センサ３０として記載する。

この監視システムは、センサ３０が計測した計測情報を用いて、監視システムで規定した監視点における所要の監視事象を監視する。監視事象は、たとえば、監視対象である負荷機器３２の異常や故障、監視対象である空間の異常高温や煙発生のような環境の異常などを想定しており、センサ３０が計測する計測情報が適宜の判定式に当てはめられることにより、監視事象の状態が判定される。また、監視事象は、監視対象に関して異常の有無のように２段階で表される事象だけではなく、複数段階でレベルを判定する事象などであってもよい。

判定式は、１種類以上の計測情報が当てはめられるように１個以上の変数（パラメータ）を含んでいる。ところで、監視システムは、現場に応じて、負荷機器３２の種類や台数が異なり、またセンサ３０の種類や個数が異なっている。したがって、監視装置１０がセンサ３０から取得する計測情報が、監視装置１０にあらかじめ設定された標準の判定式に適合しない可能性がある。要するに、標準の判定式に当てはめる計測情報が、監視装置１０の管理するセンサ３０からは得られない場合がある。

そのため、標準の判定式の変数を他の変数で表すことができる場合に、変数を変換するための変換式を用いて標準の判定式に含まれる変数を他の変数に置換できるようにしてある。要するに、標準の判定式で用いる計測事象に代わる計測事象がセンサ３０から得られる場合には、変換式を用いて標準の判定式の変数を置換するのである。標準の判定式に含まれる変数に変換式を適用して他の変数に置換する処理は、原則として１回だけ行うが、変換式を適用して置換された変数にさらに他の変換式を適用することにより、さらに他の変数への置換を可能にしてもよい。

このように、標準の判定式を用い、現場に設けられたセンサ３０に適合するように適切な変換式を適用して判定式を適合させるから、標準の判定式をメタルールとして、変換式からなるサブルールを統合し、現場に適合したルールを生成することができる。標準の判定式と変換式との具体例を表１に示す。

表１に示しているように、本実施形態では、標準の判定式および変換式において、監視事象およびセンサ３０の識別情報に相当する変数が正規表現を用いて表される。表１において、［．］は任意の１文字にマッチし、［＊］はその前の文字の０回以上の繰り返しを意味する正規表現である。すなわち、［．＊］は任意の文字列にマッチする。また、［￥１］は［．＊］がマッチした文字列を意味する正規表現である。したがって、監視事象に関する場所を特定する文字列とセンサ３０の識別情報を表す文字列とを、標準の判定式および変換式に適用することにより、センサ３０から得られる計測情報に適合した判定式が自動的に生成される。

以下に、上述の動作を実現するために用いる監視装置１０について説明する。監視装置１０は、組込み用マイコンのようにプログラムに従って動作するデバイスを用いて実現される。したがって、適宜のプログラムを用いることにより、コンピュータを監視装置１０として機能させることも可能である。

センサ３０は、上述したように、独立して設けられる場合と、空調機や熱源機のような負荷機器３２に組み込まれている場合とがある。センサ３０は、建物や地域などに設置されている空調システムのように、複数の負荷機器３２を組み合わせて構築されたシステムに組み込まれていてもよい。さらに、図１に示す例では、センサ３０が監視装置１０とは別に設けられているが、監視装置１０が管理しているセンサ３０の一部または全部が監視装置１０と一体に設けられていてもよい。たとえば、センサ３０の一部または全部と監視装置１０とが同じ負荷機器３２に組み込まれていてもよい。

以下では、監視システムが、空調機や熱源機を備えたビルの空調監視システムである場合を想定して説明する。空調監視システムは、多数個のセンサ３０を備えており、空調機や熱源機に付随するセンサ３０のほか、熱媒の流路や送風ダクトにおいて温度や流量を計測するセンサ３０、室内や外気の温度を計測するセンサ３０なども空調監視システムに含まれる。センサ３０の種類および個数は、監視システムが監視する監視対象の種類や監視対象が設置されている現場の環境によって異なるが、以下に説明する監視システムは、センサ３０の種類および個数の相違に柔軟に対応する機能を備える。

監視装置１０は、図１に示すように、センサ３０が計測した計測情報を取得するインターフェースとしての取得部１１と、上位通信路２１を通して他の監視装置１０との間で互いに通信するための通信部１２とを備える。取得部１１は、複数のセンサ３０から計測情報を個別に取得する。上述したように、センサ３０は個々の計測事象を識別する識別情報を有しており、取得部１１は、センサ３０が計測した計測情報を、センサ３０の識別情報とともに受信することによって、センサ３０ごとに計測した計測情報を個別に取得する。

さらに、監視装置１０は、判定式が設定された判定部１３を備える。判定部１３は、判定式が格納される基準格納部１３１を備え、センサ３０から取得した計測情報を基準格納部１３１に設定された判定式に代入することにより監視事象の状態を判定する。また、監視装置１０は、表１のような標準の判定式と変換式とのうち少なくとも標準の判定式を記憶した判定情報記憶部１４を備え、判定部１３で用いられる判定式を生成する機器動作評価部１５とを備える。判定情報記憶部１４は、書換可能な不揮発性メモリを用いて構成することが好ましい。

機器動作評価部１５と通信部１２との間には、メモリを備えた識別情報管理部１６が設けられている。識別情報管理部１６は、センサ３０の識別情報を保持する機能を有する。機器動作評価部１５は、判定情報記憶部１４から標準の判定式または標準の判定式と変換式との組を選択する機能とを備える選出部１５１を備える。さらに、機器動作評価部１５は、選出部１５１が選択した情報を用いて判定式を生成する生成部１５２を備える。選出部１５１は、後述するように、識別情報管理部１６に保持されたセンサ３０の識別情報から生成部１５２が生成した判定式に適合する識別情報を抽出する機能も備える。

監視装置１０は、上述した構成のほか、スイッチなどの操作部１７と、操作部１７の入力を受け付ける入力受付部１８と、判定部１３における判定の結果や選出部１５１が選択した標準の判定式および変換式などを表示する表示部１９とを備える。監視装置１０は、組込み用マイコンを用いて構成されているから、操作部１７は、たとえばスイッチが用いられ、表示部１９は、たとえば小型の液晶モニタが用いられる。また、操作部１７と表示部１９とを一体化したタッチパネルを用いてもよい。操作部１７は、識別情報管理部１６に保持させるセンサ３０の識別情報を入力する機能を有する。ただし、識別情報管理部１６に保持されるセンサ３０の識別情報は操作部１７から入力されるだけではなく、通信部１２を通して他の監視装置１０からも取得する。

なお、監視装置１０を汎用のコンピュータで構成する場合は、操作部１７としてキーボードやマウスのような入力装置を用い、表示部１９にはモニタ装置のような出力装置を用い、さらに、判定情報記憶部１４や識別情報管理部１６にはハードディスク装置を用いることが可能である。

次に動作を説明する。本実施形態の監視装置１０は、互いに他の監視装置１０に接続されているセンサ３０の識別情報を保有し、生成部１５２が生成した判定式の変数に適合するセンサ３０の識別情報を適正化する。すなわち、生成部１５２が生成した判定式に含まれる変数は、その監視装置１０に接続されたセンサ３０の計測情報に適合しない場合がある。このような場合には、他の監視装置１０が管理するセンサ３０からも変数に適合する計測情報を探索し、適合する計測情報があれば、その計測情報を採用することにより、判定式による監視事象の判定を精度よく行うのである。

各監視装置１０が相互にセンサ３０の識別情報を保有するために、各監視装置１０は上位通信路２１を通してセンサ３０の識別情報を互いに他の監視装置１０に通知する。監視装置１０は、基本的な動作では、センサ３０の識別情報をブロードキャストで他のすべての監視装置１０に転送するが、指定した特定の監視装置１０にマルチキャストでセンサ３０の識別情報を転送する構成としてもよい。また、監視装置１０がセンサ３０の識別情報を他の監視装置１０に転送するタイミングは、空調監視システムが起動されたとき、空調監視システムが停止した状態から復帰したとき、監視装置１０が空調監視システムに参加したときなどから選択される。

上記動作により、各監視装置１０は、他の監視装置１０に接続されたセンサ３０の識別情報を取得し、センサ３０の識別情報を記憶する。すなわち、監視装置１０の識別情報管理部１６は、通信部１２を通して他の監視装置１０からセンサ３０の識別情報を取得し、取得したセンサ３０の識別情報を記憶する。なお、各監視装置１０に接続されているセンサ３０の識別情報は、操作部１７から入力してもよいが、取得部１１を通してセンサ３０から自動的に取得することが好ましい。識別情報管理部１６が保有するセンサ３０の識別情報の一例を表２、表３に示す。表２は他の監視装置１０からセンサ３０の識別情報を取得する前の状態を示し、表３は他の監視装置１０からセンサ３０の識別情報を取得した後の状態を示す。

表２、表３におけるセンサ３０の識別情報は、以下に説明する所定の命名規則で各センサ３０の計測事象を表すようにセンサ３０ごとに個別に付与される。また、センサ３０の識別情報には、センサ３０を管理する監視装置１０のアドレスが対応付けられる。下位通信路２２と監視装置１０との間に中継用の機器２０が介在する場合には、監視装置１０のアドレスに代えて機器２０のアドレスを用いてもよい。この場合、機器２０は上位通信路２１を通して監視装置１０と通信可能であることが望ましい。

センサ３０の識別情報は、センサ３０が監視する負荷機器３２の名称と、センサ３０が監視する場所と、センサ３０が監視する計測情報（多くの場合、物理量）の種類とを含んでいる。すなわち、センサ３０の識別情報は、これらの３種類の情報を分類するための文字列と、文字列を結合するための記号とを用いて表すように命名規則が定められる。

たとえば、表２、表３では、負荷機器３２の名称を表す文字列として「ＡＨＵ」「ＨＤ」が含まれており、前者は空調機を表し、後者は熱源機を表している。場所を表す文字列は、「１Ｆ」「２Ｆ」が含まれ、それぞれセンサ３０が監視する場所が１階である場合と２階である場合とを表している。さらに、計測情報の種類を表す文字列は、「ＱＡ」「ＱＷ」「ＰＷ」などがあり、「ＱＡ」は空気の熱量を表し、「ＱＷ」は水の熱量を表し、「ＰＷ」は水圧を表している。結合用の記号は、場所を示す文字列が入る角かっこ（［］）と、計測情報の種類を結合するアンダーバー（＿）とが用いられる。したがって、センサ３０の計測事象を表す識別情報は、「負荷機器の名称［場所］＿計測情報の種類」という形式で表される。

表２、表３には、センサ３０の名称に角かっこを含まずに、アルファベットの小文字を用いて場所を示す文字列を記述した形式も含まれている。たとえば、「ｓｕｐ」は供給経路を表し、「ｒｅｔ」は還流経路を表している。

いま、標準の判定式が、｜ＡＨＵ［．＊］＿ＱＡ−ＡＨＵ［￥１］＿ＱＷ｜≦５０であると仮定する。ここで、［．＊］は、センサ３０の設置場所を示し、たとえば１階を表す「１Ｆ」や２階を表す「２Ｆ」が与えられる。この判定式は、空調機において空気を媒体として室内に供給された熱量（ＡＨＵ［．＊］＿ＱＡ）と、水を媒体として熱源機から空調機に供給された熱量（ＡＨＵ［．＊］＿ＱＷ）との差が、比較的小さく閾値（＝５０）以下であれば、異常ではないということを意味している。この判定式で表現されている事象は、一般的事象ということができ、空調監視システムの仕様に応じて閾値が変化する点を除けば、この判定式は場所に関わらず汎用的に用いることが可能である。したがって、表１に示したように、正規表現によって記述されていることが好ましい。

以下では、すべての監視装置１０の判定情報記憶部１４に、上述のような標準の判定式が記憶され、また、判定情報記憶部１４には、様々なセンサ３０の識別情報を変数に用いた変換式が記憶されていることを前提とする。

ここで、空調監視システムが起動するなどすると、上述したように、上位通信路２１に接続された各監視装置１０からセンサ３０の識別情報が送信される。したがって、監視装置１０の通信部１２は、図２に示すように、上位通信路２１から他の監視装置１０が管理するセンサ３０の識別情報を受信する（Ｓ１１）。通信部１２を通して他の監視装置１０から受信したセンサ３０の識別情報（つまり、計測事象の識別情報）は、識別情報管理部１６に記憶される。ここで、識別情報管理部１６に記憶された識別情報の内容が受信の前後で変化したか否かが判断される（Ｓ１２）。受信前後で変化があれば（Ｓ１２：Ｙ）、機器動作評価部１５の生成部１５２は、識別情報管理部１６に記憶された識別情報を用いて判定式を更新し、更新後の判定式を基準格納部１３１に保存する。

上述した動作では、識別情報管理部１６が保持しているセンサ３０の識別情報が変化したことによって判定式を更新しているが、監視装置１０が管理しているセンサ３０の計測情報が判定式に適合している場合は判定式の更新は不要である。したがって、識別情報管理部１６にセンサ３０の識別情報が記憶された後、選出部１５１が、判定情報記憶部１４に記憶されている標準の判定式を抽出し、抽出した標準の判定式の変数を、識別情報管理部１６に保持されたセンサ３０の識別情報と照合してもよい。この場合、判定情報記憶部１４に記憶されている標準の判定式の変数が、識別情報管理部１６に保持されているセンサ３０の識別情報のうち操作部１７から入力された識別情報のみで表される場合は、当該判定式を判定部１３の基準格納部１３１に格納する。

一方、判定情報記憶部１４に記憶されている標準の判定式の変数のいずれかが、操作部１７から入力されたセンサ３０の識別情報で表されない場合、選出部１５１は、当該変数を他のセンサ３０の識別情報に置換する変換式を探索する。判定情報記憶部１４に登録されている変換式に含まれる変数がセンサ３０の識別情報に適合する場合、選出部１５１は当該変換式を抽出し、生成部１５２は標準の判定式に当該変換式を適用して新たな判定式を生成する。

たとえば、表１に示した例では、標準の判定式に変数ＡＨＵ＿ＱＡ［．＊］が含まれ、操作部１７から入力されたセンサ３０の識別情報（表２参照）には、変数ＡＨＵ＿ＱＡ［．＊］が含まれていない。このような場合に、ＡＨＵ＿ＱＡ［．＊］の変換式を用いて標準の判定式を書き換えた判定式が生成される。したがって、監視装置１０では、標準の判定式に加えて、標準の判定式に変換式を適用した判定式を持つことになる。

また、選出部１５１は、識別情報管理部１６が保持しているセンサ３０の識別情報を探索し、判定式の変数に適合する識別情報の抽出を試みる。識別情報管理部１６が保持しているセンサ３０の識別情報だけで標準の判定式に適合する場合は、生成部１５２は標準の判定式を基準格納部１３１に格納し、以後はこの判定式を用いて監視事象の状態を判定する。一方、標準の判定式に適合する識別情報が識別情報管理部１６に存在しない場合は、識別情報管理部１６に保持された識別情報が変換式を適用した判定式に適合するか否かを判断し、適合すればその判定式を判定部１３で用いる。

上述したように、監視装置１０は、システムに含まれるセンサ３０の識別情報を識別情報管理部１６に保存し、判定部１３で用いる判定式を生成する際には、識別情報管理部１６に保存された識別情報を参照して適切な判定式を設定するのである。なお、他の監視装置１０と通信を行って識別情報管理部１６にセンサ３０の識別情報を保存する際に、保存の前後において識別情報管理部１６の内容が変化すると、機器動作評価部１５を起動して判定部１３１が用いる判定式を再生成することが好ましい。

なお、実際に判定式を用いて監視事象の状態を判定する際には、該当するセンサ３０の識別情報を用いて他の監視装置１０から計測情報を取得する必要がある。この場合、他の監視装置１０が管理しているセンサ３０の計測情報を取得するために他の監視装置１０との通信が必要である。そのため、複数のセンサ３０の計測情報を用いていると、各センサ３０の計測情報に時間差が生じる可能性がある。したがって、判定部１３は計測情報を取得する時間差を考慮した判定を行うことが必要になる。

本実施形態のように、システム内の他の監視装置１０が管理するセンサ３０が計測する計測情報を含めて判定式の判定に適した計測情報が採用されるから、所望の監視事象の状態を適切に判定することができる。しかも、監視装置１０ごとに設定する判定式や変換式は、監視装置１０が管理するセンサ３０に合致していなくてもよいから、監視装置１０を用いたシステムの構築にあたって、従来よりも作業量を低減させることが可能である。

（実施形態２）
実施形態１の構成を採用することにより、複数台の監視装置１０がそれぞれ管理しているセンサ３０の計測情報を他の監視装置１０でも用いることが可能になる。すなわち、各監視装置１０がそれぞれ管理しているセンサ３０の計測情報のみでは監視事象の状態の判定ができない場合でも、他の監視装置１０が管理しているセンサ３０の計測情報を流用ないし代用することが可能になる。その結果、各監視装置１０において、自身が管理するセンサ３０の計測情報のみでは判定することができない監視事象であっても状態を判定することが可能になる。

ところで、実施形態１の構成では、他の監視装置１０が管理しているセンサ３０の識別情報を収集するために、上位通信路２１を通して通信可能であるすべての監視装置１０と通信するか、あるいは特定の範囲の監視装置１０と通信している。通信可能なすべての監視装置１０からセンサ３０の識別情報を収集すると、監視装置１０の台数やセンサ３０の個数が多い場合（一般に、ビルのような建物では数百個のセンサ３０が配置される）、識別情報管理部１６に記憶させる識別情報の個数が多くなる。

そのため、組込み用マイコンを用いて構成された監視装置１０のように記憶容量に制限がある場合には、大規模なシステムに対応することができない場合がある。また、各監視装置１０が用いる判定式を設定する前に、それぞれの監視装置１０がセンサ３０の識別情報を取得するために通信を行うから、上位通信路２１を通して行う通信の負荷が大きくなり、トラフィックが増加したり、通信待ちの時間が長くなったりする。すなわち、各監視装置１０が管理するセンサ３０の識別情報をすべての監視装置１０が保有するまでに長い時間を要することになる。センサ３０の識別情報を各監視装置１０が通知する際にブロードキャストで通信を行うと、ピアツーピアで通信を行う場合よりも時間は短縮されるが、大規模なシステムでは、監視装置１０の台数も多くなるから、通信待ちの時間は十分には短縮されない。

本実施形態は、この種の問題を解決するために、各監視装置１０が管理しているセンサ３０の識別情報について、情報量を低減させた要約情報を生成する機能を識別情報管理部１６に設けている。識別情報管理部１６は、要約情報を生成する機能に加えて、生成した要約情報を他の監視装置１０に通知する機能と、他の監視装置１０から取得した要約情報を保持する機能とを備える。要約情報は、センサ３０の識別情報を用いて生成され、複数種類の識別情報に共通する情報が１種類の情報に集約されている。また、要約情報は、１台の監視装置１０（または、中継用の機器２０）の範囲で集約されている。したがって、要約情報のみではセンサ３０の識別情報を特定することはできない。識別情報管理部１６は、着目するセンサ３０の識別情報を探索する範囲を絞り込むことができる補助情報として要約情報を生成するのである。

実施形態１で説明したように、センサ３０の識別情報は、センサ３０を設けた機器の名称と、センサ３０が監視する場所と、センサ３０が監視する計測情報の種類とを結合した形式で構成されている。また、表４に示すように、センサ３０の識別情報は、当該センサ３０を管理している監視装置１０のアドレスに対応付けられている。センサ３０の識別情報を上述した形式とすることは必須ではないが、センサ３０の識別情報は、少なくとも、センサ３０が監視する場所とセンサ３０が監視する計測情報の種類との情報を含むことが必要である。

上述のように、センサ３０の識別情報が、複数の情報の組み合わせであることに着目すると、情報の階層性を用いることにより、センサ３０の識別情報のうちの上位階層の情報を用いることが可能である。たとえば、判定式に含まれる変数のうち置換可能である変数は同じ種類の負荷装置３２から得られることが多いから、同じ種類の負荷装置３２はセンサ３０の識別情報の範囲を絞り込むための要約情報に用いることができる。すなわち、負荷装置３２の名称は要約情報（補助情報）として用いることが可能である。また同様に、センサ３０の識別情報のうち負荷装置３２の名称と、センサ３０が監視する場所とを組み合わせることにより、要約情報（補助情報）として用いることも可能である。

以上のことから、本実施形態の識別情報管理部１６は、上述した２種類の要約情報のいずれかを生成する。負荷装置３２の名称のみの要約情報を用いるか、負荷装置３２の名称と監視する場所とを組み合わせた要約情報を用いるかは、識別情報管理部１６が用いるハードウェア資源の記憶容量や、上位通信線２１を通して通信する際のトラフィック量などによって、適宜に選択される。

要約情報（補助情報）は、センサ３０の識別情報を抽出する範囲を絞り込むための情報であるから、センサ３０の識別情報に対して、所定の規則による変換を施したビット配列を用いることも可能である。この種のビット配列としては、ハッシュ値を利用したブルームフィルタが知られている。すなわち、ブルームフィルタの値を要約情報として用いることが可能である。

ブルームフィルタは、各ビットの初期値が０である所定ビット数のビット配列を用い、複数種類のハッシュ関数を適用して求めたハッシュ値をビット配列にマッピングして得られるデータ構造である。したがって、センサ３０の識別情報からブルームフィルタの値を求めると、センサ３０の識別情報に比べて空間効率を大幅に高め、結果的に識別情報管理部１６に記憶させる情報量を低減させることができる。

ブルームフィルタは、ハッシュ値を用いているから、元の値が異なっていても偶然に同じ値を持つことがあるものの、元の値が一致していれば必ず該当するビット位置の値が１になる。したがって、種々のセンサ３０の識別情報から得られたブルームフィルタを識別情報管理部１６に登録しておくと、以下のようにして着目するセンサ３０の識別情報を識別情報管理部１６から検索することができる。

すなわち、着目するセンサ３０の識別情報についてブルームフィルタの値を求め、識別情報管理部１６に登録されたブルームフィルタの値と照合する。ここで、識別情報管理部１６に該当するビット位置のビット値が１であるブルームフィルタの値が登録されていると、着目するセンサ３０の識別情報がシステム（識別情報管理部１６が収集した範囲）内に存在する可能性があるといえる。一方、該当するビット位置のビット値のうちの１つでも１にならなければ、着目するセンサ３０の識別情報はシステム（識別情報管理部１６が収集した範囲）内に存在しないことがわかる。

したがって、表５のように、識別情報管理部１６に、センサ３０の識別情報から求めたブルームフィルタの値を登録しておけば、選出部１５１は、所望のセンサ３０がシステム内に存在するか否かを容易に判断することができる。また、ブルームフィルタの値にはセンサ３０を管理する監視装置１０のアドレスが対応付けられており、該当するセンサ３０がシステム内に存在する場合には、当該センサ３０を管理している監視装置１０にアクセスすることが可能になる。

上述したように、識別情報管理部１６が要約情報を保持している場合について、選出部１５１からの問い合わせに対する識別情報管理部１６の動作をまとめると、図３のようになる。すなわち、識別情報管理部１６は、選出部１５１から判定式または変換式の変数（センサ３０の識別情報）の照合が要求されると、変数を保持している識別情報と照合する（Ｓ２１）。監視装置１０が管理しているセンサ３０の識別情報と照合を要求された変数とが一致した場合（Ｓ２１：Ｙ）、選出部１５１には「存在する」を返す（Ｓ２２）。

一方、照合を要求された変数に一致する識別情報が存在しない場合（Ｓ２１：Ｎ）、照合を要求された変数を補助情報に照合する（Ｓ２３）。補助情報は要約情報として保持されているから、識別情報管理部１６に要約情報が存在するか否かが判断される。要約情報が存在する場合（Ｓ２３：Ｙ）、識別情報管理部１６は、要約情報に対応する監視装置１０のアドレスを用いてセンサ３０の識別情報（変数）の有無を問い合わせる（Ｓ２４）。目的とするセンサ３０の識別情報が存在する場合（Ｓ２５：Ｙ）、当該センサ３０の識別情報を識別情報管理部１６に、新たな識別情報として追記し（Ｓ２６）、選出部１５１には「存在する」を返す（Ｓ２７）。

ステップＳ２３において対応する要約情報が存在しない場合（Ｓ２３：Ｎ）、またはステップＳ２５において他の監視装置１０に目的とするセンサ３０の識別情報が存在しない場合（Ｓ２５：Ｎ）、選出部１５１には「存在しない」が返される（Ｓ２８）。

以上の処理により、監視装置１０が管理しているセンサ３０の計測情報では判定式を充足できない場合であっても、他の監視装置１０が管理しているセンサ３０の計測情報で代用することが可能になる。なお、他の監視装置１０が管理しているセンサ３０の計測情報を代用しても判定式を充足させることができない場合には、当該監視装置１０で用いる判定式を新規に作成することにより対応すればよい。ただし、上述の処理によって、多くの場合には新規の判定式を作成する必要がないから、導入時における作業量の低減につながる。

ところで、要約情報を用いると、計測情報の取得に失敗することもある。すなわち、要約情報に対応する監視装置１０に計測情報を問い合わせたときに、該当する計測情報が得られない場合がある。このように計測情報を取得できなかった回数を蓄積すると、要約情報ごとに問い合わせ回数に対する失敗の回数の割合を求めることができる。この割合を要約情報の誤り率とし、要約情報の誤り率が規定の閾値を超える場合には、該当する監視装置１０に対して、要約情報の情報量を増加させるように指示する構成を採用することが望ましい。要約情報の情報量が増加すれば、要約情報の誤り率が低減されると考えられるから、全体として問い合わせ回数を低減させ、トラフィックの低減につながる。他の構成および動作は実施形態１と同様であるから説明を省略する。

（実施形態３）
上述した実施形態は、他の監視装置１０が管理するセンサ３０の計測情報のみを代用ないし流用しているが、本実施形態は、他の監視装置１０の判定情報記憶部１４に設定された判定式や変換式を、システム内の監視装置１０で共用する点が特徴である。

したがって、判定情報記憶部１４は、通信部１２を通して上位通信路２１に接続されている（不図示）。識別情報管理部１６がセンサ３０の識別情報を取得する動作と同様に、通信部１２は、図４に示すように、起動時などの適宜のタイミングで他の監視装置１０と通信を行い、他の監視装置１０から判定式および変換式（判定基準）を受信する（Ｓ３１）。通信部１２は、受信した判定式および変換式（判定基準）を判定情報記憶部１４に保存し、受信の前後での判定基準の変化の有無を判断する（Ｓ３２）。ここで、判定情報記憶部１４に記憶された判定基準が他の監視装置１０から判定基準を受信した前後において変化している場合（Ｓ３２：Ｙ）、通信部１２は、機器動作評価部１５を起動する（Ｓ２３）。

機器動作評価部１５は、操作部１７から入力受付部１８を通して指示された監視事象の状態を判断する判定式を、判定情報記憶部１４から選択し、実施形態１、２として説明したように、必要に応じて変換式による変数の置換を行う。

本実施形態では、システム内に監視装置１０を増設したり、いずれかの監視装置１０に登録されている判定式や変換式を追加すれば、既存の監視装置１０の判定情報記憶部１４に登録される判定式や変換式の種類を増加させることが可能になる。そのため、システムの導入初期では、判定式や変換式に不足がある場合や、新たな監視装置１０や負荷装置３２が導入されることによって監視事象に変更が生じた場合でも、判定式や変換式を書き換える作業をすべての監視装置１０に対して行う必要がなく、作業量の削減につながる。

ところで、システム内の監視装置１０において、他の監視装置１０が管理するセンサ３０の計測情報を代用ないし流用し、かつ判定式や変換式を共有可能にした場合に、同じ監視事象の状態を判定するための異なる判定式が設定される可能性がある。この場合、判定式に含まれる変数が少ないほど、センサ３０から計測情報を収集するのに要する時間が短くなり監視事象が生じてから判定結果が得られるまでの時間が短縮される可能性がある。一方、監視事象の内容によっては、判定式に含まれる変数が多いほど判定の精度が高くなる場合もある。

そこで、同じ監視事象の状態を判定する判定式が得られる場合は、利用者が操作部１７を用いて指定した動作モードに従って判定式を選択する。操作部１７から指定される動作モードは、速度優先モードと精度優先モードとであって、速度優先モードが選択されているときには、変数が最小になる判定式が選択され、精度優先モードが選択されているときには、変数が最大になる判定式が選択される。なお、同じ監視事象に対して３種類以上の判定式が生成される場合に備えて、利用者が操作部１７を通して所望の判定式を指示するカスタムモードを設けてもよい。

上述の動作は、同じ監視事象に対して異なる変数を含む判定式が設定される場合の例であるが、異なる監視装置１０において同じ判定式が設定される可能性もある。この場合、異なる監視装置１０において監視事象に競合ないし衝突を生じるという不都合が生じることになる。そこで、このような不都合を回避するために、判定式の設定に際して優先順位を設定することが好ましい。たとえば、同じ判定式が設定されている場合、他の監視装置１０から代用ないし流用しているセンサ３０の計測情報の個数を比較し、他の監視装置１０から受け取る計測情報の個数が少ないほうの判定式を優先するという優先条件で判定式を選択することが好ましい。この優先条件を用いると、他の監視装置１０が管理しているセンサ３０の計測情報を取得する頻度が低減されるから、結果的にセンサ３０の計測情報を監視装置１０の間で授受する際の通信量が低減される。

いま、２台の監視装置１０において、センサ３０の識別情報と、センサ３０の計測情報を取得する監視装置１０のアドレスとが、表６、表７のように対応付けられ、生成部１５２が生成する判定式において、表に示す４種類の計測情報を変数に用いているとする。

表６と表７とにおいて「ローカル」は、生成部１５２を備える監視装置１０が管理しているセンサ３０から計測情報を取得することを意味する。また、監視装置１０のアドレスが「ローカル」ではない場合は、他の監視装置１０が管理しているセンサ３０から計測情報を取得することを意味する。

したがって、判定式に用いる４個の監視情報について、表６に示す情報を持つ監視装置１０は他の監視装置１０から受け取る計測情報が１個であり、表７に示す情報を持つ監視装置１０は他の監視装置１０から受け取る計測情報が３個になる。このような場合、表６に示す情報を持つ監視装置１０が選択されるのである。

ただし、他の監視装置１０から受け取る計測情報の個数が同じになる場合もある。そこで、各監視装置１０には生成部１５２が判定式を設定したときに他の監視端末１０に判定式の設定を判定式とともに通知する機能を設け、判定式を受信した監視端末１０の生成部１５２は他の監視装置１０と同じ判定式の生成を禁止することが好ましい。すなわち、システム内において、判定式は生成順で採用され、システム内に同じ判定式が生成されることが防止される。

本実施形態の他の構成および動作は実施形態１、実施形態２と同様であって、本実施形態は、上述した他の実施形態と組み合わせて用いることが好ましい。

（実施形態４）
実施形態３では、センサ３０が計測した計測情報がつねに正しいとみなして判定式を設定しているが、システム内に多数のセンサ３０が存在していると、すべてのセンサ３０から正しい計測情報が得られていない可能性もある。とくに、センサ３０の計測情報は、経年的変化を生じる可能性があるから、定期点検はもちろんのことであるが、センサ３０の計測情報を日常的に監視することも必要である。

そこで、本実施形態では、センサ３０ごとに計測情報を評価する機能が監視装置１０の取得部１１に設けられている。すなわち、取得部１１は、計測情報に対して正常範囲を定めており、センサ３０から得られた計測情報が正常範囲を逸脱した時間の割合を評価値として記憶する機能を備える。たとえば、計測情報が正常範囲を逸脱した時間が２４時間のうち３時間であれば、このセンサ３０について計測情報が正常範囲であった割合を８７．５％とし、この値を評価値が用いられる。評価値は、日毎、週毎、月毎など適宜の期間において求められる。

上述のようにして求めたセンサ３０の評価値は、センサ３０から得られる計測情報の信頼度に相当する。したがって、同じ監視事象について複数の判定式を選択可能である場合に、判定式を随時更新し、信頼度の高いセンサ３０を用いて監視事象を判定することによって、センサ３０が劣化しても監視事象の判定の精度を維持することが可能になる。すなわち、判定式を更新する際には、センサ３０の計測情報に関する評価値を用い、判定式に含まれる変数に対応した計測情報の評価値が高い判定式を優先的に選択するのである。

ここに、計測情報の評価値を用いて判定式の評価を行うにあたっては、判定式に含まれる変数に対応した計測情報の評価値について平均値を求めるとともに、評価値の最大値と最小値との差を求める。判定式の選択には、判定式に含まれる評価値の最小値が規定の閾値以上になるという条件を満たし、かつ評価値の平均値が最大になるという条件を満たす判定式を選択することが好ましい。前者の条件は、判定式の判定結果の信頼度を維持するために設定されている。すなわち、信頼度の低い計測情報が含まれる判定式で判定を行うと他の計測情報の信頼度のいかんによらず判定結果の信頼度が低下するから、閾値以上の信頼度が得られる計測情報のみを用いて判定を行うように条件が設定される。また、後者の条件によって、判定式による判定結果の信頼度を高めている。

上述のように複数の判定式から判定式を選択する場合だけではなく、実施形態１のように、同じ判定式に含まれる変数に割り当てる計測情報が置換可能である場合にも、置換可能な計測情報の信頼度が高いほうを選択することが望ましい。たとえば、異なる２個のセンサ３０から得られる計測情報が、ともに判定式の変数として採用可能である場合であって、一方のセンサ３０から得られる計測情報の評価値が１００％であり、他方のセンサ３０から得られる計測情報の評価値が１０％であるとする。この場合、前記一方のセンサ３０から得られる計測情報が採用されることになる。

上述の動作では、判定部１３が用いる判定式の更新を随時行っているが、判定式の更新はシステムの起動時、新たな監視装置１０がシステムに参加したとき、操作部１７を通して利用者が指示したときなどでもよい。

また、上述の動作では、評価値として計測情報が正常範囲を逸脱した時間の割合を用い、判定式の更新時に評価値を用いて判定式を選択しているが、計測情報が正常状態を逸脱する時間が規定した判定時間に達するまで継続した場合に判定式を変更してもよい。すなわち、使用中の判定式に含まれる変数に対応した計測情報について、正常範囲を逸脱するか否かを常時監視し、正常範囲を逸脱したときは、逸脱した状態が継続する時間を計時するとともに、この時間が判定時間に達すると判定式を更新するのである。

判定式を更新する際は、選出部１５１は、まず、識別情報管理部１６が記憶しているセンサ３０の識別情報が判定式で採用されないように、該当する識別情報にフラグを設定するか、該当する識別情報を識別情報管理部１６から削除する。フラグを設定した場合は、センサ３０の調整や交換によってセンサ３０の計測情報が復旧したときに、利用者が操作部１７を用いて意図的にフラグを解除することにより、元の動作に復旧させることが可能である。

上述のように、いずれかのセンサ３０の計測情報が正常範囲を逸脱し、かつ正常範囲を逸脱している時間が判定時間に達すると、基準格納部１３１に格納される判定式を更新するのである。この動作によって、判定部１３は、正常である計測情報のみを用いて監視事象の状態を判定することが可能になる。すなわち、監視事象の状態の判定精度を維持することができる。なお、判定式を更新する際の判定式の選定基準には、上述した評価値を用いてもよい。

本実施形態の他の構成および動作は実施形態１〜３と同様であって、本実施形態は、上述した他の実施形態と組み合わせて用いることが可能である。

１０ 監視装置
１１ 取得部
１２ 通信部
１３ 判定部
１４ 判定情報記憶部
１５ 機器動作評価部
１６ 識別情報管理部
２１ 上位通信路
２２ 下位通信路
３０ センサ（計測手段）

Claims (11)

1. 規定の監視事象に関連する計測情報を計測手段から取得する取得部と、前記取得部が取得した前記計測情報を判定式に適用することにより前記監視事象の状態を判定する判定部と、他装置との間で通信し前記計測手段が計測する前記計測情報の種類を他装置との間で授受する通信部と、前記計測手段が計測する前記計測情報の種類および前記通信部を通して前記他装置から取得可能な前記計測情報の種類を保持する識別情報管理部と、前記識別情報管理部に記憶されている前記計測情報から前記判定式に適合する前記計測情報を抽出する機器動作評価部とを備え、前記識別情報管理部は、前記判定部において判定に用いる前記判定式が前記他装置から取得される前記計測情報を含む場合に、前記通信部を通して前記他装置から前記計測情報を取得して前記判定部に引き渡すことを特徴とする監視装置。
2. 前記通信部は、前記他装置に前記計測情報の種類を通知する際に複数種類の前記計測情報に共通する１種類の情報に集約した要約情報を前記他装置のアドレスとともに伝送し、前記識別情報管理部は、前記他装置から前記要約情報を受け取ると前記要約情報を保持し、前記判定部において判定に用いる前記判定式が前記他装置から取得される前記計測情報を含む場合に、前記要約情報および前記アドレスを参照して前記他装置に所要の前記計測情報を要求することを特徴とする請求項１記載の監視装置。
3. 前記通信部は、前記要約情報としてブルームフィルタの値を用いることを特徴とする請求項２記載の監視装置。
4. 前記監視事象の状態を判定する前記判定式を記憶した判定情報記憶部を備え、前記判定情報記憶部は、前記判定式に含まれる前記計測情報を他の前記計測情報に置換する変換式を併せて記憶しており、前記機器動作評価部は、前記判定式に含まれる前記監視情報が前記識別情報管理部に記憶されていない場合、前記判定情報記憶部に記憶された前記変換式を用いて前記判定式を更新することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の監視装置。
5. 前記通信部は、前記判定情報記憶部に記憶されている前記判定式および前記変換式を前記他装置との間で授受し、前記他装置から受信した前記判定式および前記変換式が前記判定情報記憶部に記憶されていない場合に、受信した前記判定式および前記変換式を追記することを特徴とする請求項４記載の監視装置。
6. 前記機器動作評価部は、前記監視事象が前記他装置と同じになる場合に、規定の優先条件に従って前記監視事象に対する判定式を採用するか否かを選択することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の監視装置。
7. 前記機器動作評価部は、前記判定式で用いる前記計測情報について、前記他装置から取得する前記計測情報の個数が最小であることを前記優先条件として前記監視事象に対する判定式を採用することを特徴とする請求項６記載の監視装置。
8. 前記取得部は、前記計測手段ごとに前記計測情報が正常か否かを評価し、かつ所定の期間において正常であった期間の割合を信頼度の指標として求め、前記機器動作評価部は、前記監視事象が前記他装置と同じになる場合に、前記判定式のうち前記指標が示す信頼度の高い前記計測情報を用いることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の監視装置。
9. 前記取得部は、前記計測手段ごとに前記計測情報が正常か否かを評価し、前記機器動作評価部は、前記計測情報が異常になった場合、当該計測情報を用いる前記判定式を採用せずに前記判定式を更新することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の監視装置。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の監視装置を複数台備える監視システムであって、前記複数台の前記監視装置ごとに前記計測手段を管理しており、前記複数台の前記監視装置が通信路を通して互いに通信することを特徴とする監視システム。
11. コンピュータを、規定の監視事象に関連する計測情報を計測手段から取得する取得部と、前記取得部が取得した前記計測情報を判定式に適用することにより前記監視事象の状態を判定する判定部と、他装置との間で通信し前記計測手段が計測する前記計測情報の種類を他装置との間で授受する通信部と、前記計測手段が計測する前記計測情報の種類および前記通信部を通して前記他装置から取得可能な前記計測情報の種類を保持する識別情報管理部と、前記識別情報管理部に記憶されている前記計測情報から前記判定式に適合する前記計測情報を抽出する機器動作評価部とを備え、前記識別情報管理部は、前記判定部において判定に用いる前記判定式が前記他装置から取得される前記計測情報を含む場合に、前記通信部を通して前記他装置から前記計測情報を取得して前記判定部に引き渡す監視装置として機能させるプログラム。

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