JP2014203184A - 計測データを時空間上に蓄積し抽出する方法を持ったセンサ・クラウドシステム - Google Patents
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- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
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Abstract
【解決手段】計測端末と外部サーバとに接続されたクラウドサーバを備えたクラウドシステムであって、前記クラウドサーバが、各計測端末からの計測データ及び外部サーバからの外部事象データ群をストレージに格納する手段と、ユーザ指定の時間範囲内及び空間範囲内の外部事象データ群(及び/又は計測データ群)のみをストレージから検索・抽出する手段と、時間ウインドウと空間ウインドウとを含むWeb画面にて、前記抽出した外部事象データ群を可視化した事象情報群を時間ウインドウ内に配置すると共に空間ウインドウ内の地図上の該当位置に配置して、個々の事象の時間的な発生状況と空間的な発生状況とを同時に視認可能なWeb画面をユーザ端末に対して提供する手段とを備えた構成とする。
【選択図】図1
Description
本発明の上記目的は、
所定の物理量を計測するセンサを備えた計測端末と、空間的に異なる観測点に配置された前記計測端末とインターネットを介して常時接続されたクラウドサーバと、前記クラウドサーバとインターネットを介して接続されるユーザ端末と、を含んで構成され、且つ、外部システムのサーバである外部サーバとインターネット又は専用ネットワークを介して常時接続されるセンサ・クラウドシステムであって、前記計測端末が、外部トリガで計測を開始する手段と、計測端末が独自にトリガして計測を開始する手段と、国際標準時に同期したタイムスタンプ及び観測点の位置情報を前記センサから得られる所定周期のサンプリングデータに付与した計測データをインターネット経由で前記クラウドサーバに送信する手段と、を有し、前記クラウドサーバは、各計測端末からの計測データを前記クラウドサーバのストレージに内部事象データ群として格納する手段と、前記外部サーバからの情報で且つ個々の事象の発生時刻と発生位置又は発生地域を示す位置情報とを含む事象データ群を前記ストレージに外部事象データ群として格納する手段と、前記ユーザ端末からの要求に応じて、前記外部事象データ群のうちユーザ指定の時間範囲内及び空間範囲内の外部事象データ群のみを前記ストレージから検索・抽出する手段と、前記ユーザ指定の時間範囲を表示期間幅とした時間ウインドウと前記ユーザ指定の空間範囲を地図の表示範囲とした空間ウインドウとを含むWeb画面にて、前記抽出した外部事象データ群を解析して可視化した外部事象情報群を、前記表示期間幅の時間軸に沿って前記時間ウインドウ内に配置すると共に前記外部事象情報群のオブジェクト表示形態と同一又は異なる表示形態で前記空間ウインドウ内の地図上の該当位置に前記外部事象情報群を配置して、前記外部サーバからの情報に示される特定のイベントに関する個々の事象の時間的な発生状況と空間的な発生状況とを同時に視認可能なWeb画面を前記要求の要求元ユーザ端末に対して提供する手段と、前記時間ウインドウ内又は前記空間ウインドウ内の個々の外部事象情報の指示操作に応じて、指示された外部事象情報の前記発生時刻と前記発生位置又は発生地域とに対応する内部事象データ群を前記タイムスタンプ及び前記観測点の位置情報を基に前記ストレージから抽出すると共に、抽出した内部事象データ群を解析して可視化した内部事象情報群を前記時間ウインドウ内又は前記Web画面上の別の時間ウインドウ内に配置して表示し、且つ、前記内部事象情報群のオブジェクト表示形態と同一又は異なる表示形態で前記内部事象情報群を前記空間ウインドウ内の地図上の該当位置にそれぞれ表示する手段と、を有することによって達成される。
前記クラウドサーバは、前記時間ウインドウと前記空間ウインドウのうちの一方のウインドウの表示範囲を変更する操作に応じて前記一方のウインドウ内の表示対象を当該範囲内の事象情報群に変更すると共に、その表示対象の変更に連動して他方のウインドウ内の表示対象を同時に変更する手段を更に有すること、
前記時間ウインドウと前記空間ウインドウのうちの一方のウインドウの表示範囲を変更する操作が、前記時間ウインドウの表示範囲を変更する操作の場合には前記時間軸のスクロール操作及び前記表示期間幅の拡大縮小操作で変更可能とし、前記空間ウインドウの表示範囲を変更する操作の場合には前記空間ウインドウ内の地図のスクロール操作及び拡大縮小操作で変更可能としていること、
前記空間ウインドウ内の地図上に配置される前記内部事象情報群が、各観測点に対応する個別の事象情報を含み、その個別の事象情報は、前記地図上での観測点を示すと共に事象内容を概略的に示すアイコンで表示され、且つ、前記アイコンのタッチ操作又はマウスによるクリック操作によって前記観測点における詳細情報が前記Web画面上に表示されるようになっていること、
前記センサが、振動、音、温度、風、大気汚染物質、放射性物質、紫外線等の環境要素の少なくとも1つを検出する環境センサであること、
前記クラウドサーバは、前記外部サーバからの情報によって特定のイベントの発生を検出した時点で前記計測端末に対して前記外部トリガをリアルタイムに発信して計測を開始させる手段を有すること
によってそれぞれ一層効果的に達成される。
《計測端末1》
計測端末1は、国際標準時に同期し位置情報を持った端末であり、主要な機能としては、内部トリガで計測を開始する機能、外部トリガで計測を開始する機能、及び、国際標準時に同期したタイムスタンプ及び観測点の位置情報を検出データに付与した計測データを外部コンピュータにインターネットを介して送信する機能を備えている。そして、計測端末1は、前述の各種の環境要素の少なくとも1つを検出する1つ以上の環境センサを備えている。
クラウドサーバ2は、本システムの中核となるサーバであり、機能分散や負荷分散を図るために複数のサーバで構成されるのが好ましい。
アプリケーションサーバ21は、計測と蓄積・抽出・閲覧に係わる処理全体を制御するサーバであり、データベースサーバ21aとそれに連動したGIS(Geographic Information Systems)サーバ21bと、クラウドコンピューティングによるアプリケーションサービスを提供するための共用ハードウェア資源としてのストレージ21cとを備えている。
ストレージサーバ22は、ストレージ21cの入出力制御を行うサーバであり、事象情報のストレージ21cへの蓄積/読出しなどは、このストレージサーバ22を介して実行される。上記ストレージ21cは、例えば高速でのアクセスが可能な記憶装置と比較的低速であるが大容量の記憶が可能な記憶装置などから構成される。
表示サーバ23は、Webサイト24にアクセスしたユーザ端末3のモニター上に表示される画面(図1中のWeb画面G)の表示制御などを行うサーバである。
ユーザ端末3は、ユーザが所有する端末であり、パーソナルコンピュータ31やモバイルコンピュータ32など、Webブラウザによる通信機能を有する任意の情報処理装置が利用可能である。
《外部サーバ4》
外部サーバ4は、センサ・クラウドシステムとは独立した外部の機関が運用するコンピュータシステムのサーバであり、公的機関(国際機関や国が所管する機関)が運用するサーバ4a(便宜上「公的機関サーバ」と呼ぶ)と、民間機関(公的機関以外)が運用するサーバ4b(便宜上「民間機関サーバ」と呼ぶ)とに大別される。
図2は、本発明に係る計測端末1の構成例を示す機能ブロック図である。
図3は、本発明に係るクラウドサーバ2の構成例を示す機能ブロック図である。なお、クラウドサーバ2が有する図中の各手段は、本実施形態においては、それらの情報処理手段をコンピュータ(サーバのCPU)に機能させるプログラムによって実現される。また、各手段の名称は、説明の便宜上で付与した名称であり、ソフトウェアの構成や処理の順序、及びサーバへの各手段の搭載形態(サーバと手段との組合せ)を限定するものではない。
イベント発生検出手段2Aは、計測端末1の計測動作を開始するきっかけとなるイベントの発生を検出する手段である。イベント発生検出手段2Aでは、前述のように、イベントの発生を計測端末1若しくは外部サーバ4からの情報によって検出、又は計測端末1からの計測データを解析することによって検出する。
測定開始動作同期手段2Bは、緊急地震速報などの外部イベントと計測端末群1の測定開始イベントとの同期を取る手段である。測定開始動作同期手段2Bでは、外部イベントからイベント発生情報(事象の発生を知らせる速報等)を受信すると、当該イベントに関する計測機能を有する計測端末群1を対象として、測定開始指令をリアルタイムに計測端末群1に対して一斉送信することにより、各計測端末群1の計測動作を一斉に開始させる。その際、外部イベントからのイベント発生通知以前に端末の機能で内部イベントの発生を検出し、同一イベント(又は関連イベント)の計測データを既に開始している計測端末群1は、その計測動作を継続する。また、測定開始動作同期手段2Bでは、計測データ群の解析によって内部イベントの発生を検出した時点で、外部イベントからイベント発生情報をまだ受信していない場合にも、上記測定開始指令の一斉送信処理を実行する。なお、測定開始指令の送信先は、当該イベントに関する計測機能を有する全ての計測端末群1とせずに、特定のイベントの発生元から特定範囲内(地域内)の計測端末群1としても良い。
計測データアップロード手段2Cは、計測端末群1の記憶部から計測データをストレージ21cにアップロードする手段であり、計測データアップロード手段2Cでは、上記測定開始動作同期手段2Bによって測定開始指令を送信した計測端末群1から、それぞれの計測データをリアルタイムに受信し、ストレージサーバ22を介してストレージ21cへ蓄積する処理を実行する。なお、計測端末群1側の計測動作は、各計測端末1に設定されているトリガOFF条件によって終了するが、クラウドサーバ2が計測端末群1側の計測動作の終了を制御するようにしても良い。その場合、例えば、測定開始動作同期手段2Bが、トリガOFF命令を計測端末群に対して送信して一斉に計測動作を終了させる形態、あるいは、測定開始指令を送信する際にその指令に計測期間又は測定終了時刻を予め設定しておくことで計測動作を終了させる形態がある。
時空間内データ抽出手段2Dは、ユーザが指定した時間(開始時刻,期間)と空間(2次元又は3次元空間)での検索・抽出処理を実行する手段である。時空間内データ抽出手段2Dでは、ユーザ端末3からの要求に応じてユーザ指定の時間範囲内及び空間範囲内の外部事象データ群のみをストレージ21cから検索・抽出する。また、外部事象データ群に含まれる個々の事象に対応する計測データ群をストレージ21cから検索・抽出する。ここで、個々の事象に対応する計測データ群とは、ストレージ21cに格納されている計測データ群(外部事象データ群と区別するため、「内部事象データ群」とも呼ぶ)のうち、外部の事象情報の発生時刻及び発生位置(又は発生地域)に対応する計測データ群であり、例えば、計測データのタイムスタンプと外部の事象情報の発生時刻とが略一致し、且つ、計測端末1の位置と外部の事象情報の発生位置(又は発生地域)とが略一致する計測データ群である。言い換えると、時空間内データ抽出手段2Dでは、計測データ群を特定の外部イベントに同期して、かつ同じ時間ウインドウ、空間ウインドウに入ったものだけを抽出する。
事象情報保管手段2Eは、主に事象情報をストレージ21cへ保管する処理を実行する手段である。事象情報保管手段2Eでは、各計測端末1からアップロードした計測データをストレージ21cへ「内部事象データ群」として蓄積記憶する処理と、外部サーバ5からの情報(個々の事象の発生時刻と発生位置又は発生地域を示す位置情報とを含む事象情報群)をストレージ21cへ「外部事象データ群」として蓄積記憶する処理と、時空間内データ抽出手段2Dにより抽出した事象データ群をストレージ21cへ一時的に記憶する処理とを実行する。
時空間情報表示制御手段2Fは、ユーザ端末3からの要求に応じて、時空間内データ抽出手段2Dにより抽出した事象データ群(外部事象データ群と内部事象データ群)を解析して、アイコン等の表示オブジェクトによって可視化した事象情報群(以下、外部事象データ群を可視化した事象情報群を「外部事象情報群」と呼び、内部事象データ群(計測データ群)を可視化した事象情報群を「内部事象情報群」と呼ぶ)を時空ウインドウW(t,s)に配置して表示する手段である。時空間情報表示制御手段2Fでは、外部サーバ4からの情報が抽出されている場合は、その情報を解析してアイコン等の表示オブジェクトによって可視化した外部事象情報群と内部事象情報群を上記時空ウインドウW(t,s)に配置することで、同じ時空ウインドウW(t,s)で外部事象情報群と内部事象情報群を同時に視認可能とし、そのWeb画面Gを要求元のユーザ端末3に対して提供するようにしている。
事象情報解析表示手段2Gは、ストレージ21cに格納された計測データを解析処理して、特徴的な事象の変化などの解析結果を表示する手段であり、事象情報解析表示手段2Gでは、空間的に異なる地点に配置された計測端末群1から得た計測データ群を解析処理して、観測領域(建物等)における解析情報SD4や、1つの計測端末1の計測データを解析処理して得た観測地点における解析情報SD3など、観測領域や観測地点での解析情報を生成し、解析結果や評価結果を例えば波形図やグラフに示して表示する。
次に、計測対象の事象が地震の場合を例として、ユーザ端末3側に表示される事象情報の表示例とその画面表示の制御例について説明する。なお、地震以外の事象でも、本システムにおける計測・蓄積・抽出・閲覧に係わる処理全般は同様であるため、ここでは説明を省略又は簡略化する。
図6は、緊急地震速報の時間ウインドウ表示と空間ウインドウ表示の一例を示している。図6のWeb画面G1において、時間ウインドウWtは、横軸が「時間軸」で縦軸が「震源地の深さ」を示しており、この時間ウインドウWtには、所定規模の地震毎に、緊急地震速報で認識した各地震を示す複数のアイコンE1(t)が、表示サーバ23によって時間軸方向及び深さ方向の当該座標位置に配置されて表示される。そのアイコンE1(t)は、本例では、地震の規模(マグニチュードの大きさ)に比例した半径の円形形状とし、本震や予震、前震などで区別可能に色分けして表示される。
図7(A)及び(B)は、計測端末群1から収集した計測データ群の表示例を示しており、図7(A)は、時間ウインドウWtの時間幅に対応して表示される計測データ群SD1の概略表示例、図7(B)は、その計測データ群SD1の中から選択されたイベントに対応する計測データの表示例を示している。
図8は、上記計測データの解析情報SD3の表示例を示している。
図9は、緊急地震速報のリスト検索画面に一例を示しており、本例は、日本の太平洋宮城県沖を震源として発生した「2011年東北地方太平洋沖地震」を外部イベントの具体例としている。
具体的な表示例は次の課題1以外は省略するが、以下の1から3を課題として、表示サーバ23(時空間情報表示制御手段2F又は事象情報解析表示手段2G)に、次の表示機能を備えた構成としても良い。
ユーザがデータを抽出したパターンをクラウドサーバ2のストレージ21cに記憶し、そのフィルタによって次に見るべきデータをWeb画面上でレコメンドする機能を備える。例えば、2011年3月11日に発生した「東北地方太平洋沖地震」を抽出した人は、その中のどこのデータを見る事が多いとか、震源地や発生期間が近い他の特定の地震、例えば、2012年8月の地震(震源地が宮城県沖の地震)の情報を見る人が多いなど、Web画面上でユーザにレコメンドする機能を備える。
上記「1.異なる外部事象とのリンクによるデータ抽出」に近いが、計測端末群1の計測データから想定される関連事象を外部イベントとして、その発生時刻と計測データの開始時刻とのリンクをもとに、N次事象をベクトル化し、クラスタリングして表示する機能を備える。
外部イベントと内部イベントを内容によって分類し、組み合わせたものを表示する機能を備える。例えば、緊急地震速報ではマグニチュードにより分類し、計測データからは震度階、最大加速度、速度、卓越周期などにより分類し、それらを組み合わせたものを表示する機能を備える。
1A 通信手段
1B 外部トリガ受信手段
1C 内部トリガ発生手段
1D 国際標準時/位置取得手段
1E 計測データサンプリング手段
1F 計測データ送信手段
2 クラウドサーバ
2A イベント発生検出手段
2B 測定開始動作同期手段
2C 計測データアップロード手段
2D 時空間内データ抽出手段
2E 事象情報保管手段
2F 時空間情報表示制御手段
2G 事象情報解析表示手段
21 アプリケーションサーバ
21a データベースサーバ
21b GISサーバ
21c ストレージ
22 ストレージサーバ
23 表示サーバ
24 Webサイト
3 ユーザ端末
4 外部サーバ
5 通信ネットワーク(インターネット)
G Web画面
Wt 時間ウインドウ
Ws 空間ウインドウ
B(t) 時間表示操作部
B(s) 空間表示操作部
MP 地図
E1 外部イベントのアイコン
SP 内部イベントのアイコン
Claims (6)
- 所定の物理量を計測するセンサを備えた計測端末と、空間的に異なる観測点に配置された前記計測端末とインターネットを介して常時接続されたクラウドサーバと、前記クラウドサーバとインターネットを介して接続されるユーザ端末と、を含んで構成され、且つ、外部システムのサーバである外部サーバとインターネット又は専用ネットワークを介して常時接続されるセンサ・クラウドシステムであって、
前記計測端末が、
外部トリガで計測を開始する手段と、計測端末が独自にトリガして計測を開始する手段と、国際標準時に同期したタイムスタンプ及び観測点の位置情報を前記センサから得られる所定周期のサンプリングデータに付与した計測データをインターネット経由で前記クラウドサーバに送信する手段と、
を有し、
前記クラウドサーバは、
各計測端末からの計測データを前記クラウドサーバのストレージに内部事象データ群として格納する手段と、前記外部サーバからの情報で且つ個々の事象の発生時刻と発生位置又は発生地域を示す位置情報とを含む事象データ群を前記ストレージに外部事象データ群として格納する手段と、前記ユーザ端末からの要求に応じて、前記外部事象データ群のうちユーザ指定の時間範囲内及び空間範囲内の外部事象データ群のみを前記ストレージから検索・抽出する手段と、前記ユーザ指定の時間範囲を表示期間幅とした時間ウインドウと前記ユーザ指定の空間範囲を地図の表示範囲とした空間ウインドウとを含むWeb画面にて、前記抽出した外部事象データ群を解析して可視化した外部事象情報群を、前記表示期間幅の時間軸に沿って前記時間ウインドウ内に配置すると共に前記外部事象情報群のオブジェクト表示形態と同一又は異なる表示形態で前記空間ウインドウ内の地図上の該当位置に前記外部事象情報群を配置して、前記外部サーバからの情報に示される特定のイベントに関する個々の事象の時間的な発生状況と空間的な発生状況とを同時に視認可能なWeb画面を前記要求の要求元ユーザ端末に対して提供する手段と、前記時間ウインドウ内又は前記空間ウインドウ内の個々の外部事象情報の指示操作に応じて、指示された外部事象情報の前記発生時刻と前記発生位置又は発生地域とに対応する内部事象データ群を前記タイムスタンプ及び前記観測点の位置情報を基に前記ストレージから抽出すると共に、抽出した内部事象データ群を解析して可視化した内部事象情報群を前記時間ウインドウ内又は前記Web画面上の別の時間ウインドウ内に配置して表示し、且つ、前記内部事象情報群のオブジェクト表示形態と同一又は異なる表示形態で前記内部事象情報群を前記空間ウインドウ内の地図上の該当位置にそれぞれ表示する手段と、を有すること
を特徴とするセンサ・クラウドシステム。 - 前記クラウドサーバは、前記時間ウインドウと前記空間ウインドウのうちの一方のウインドウの表示範囲を変更する操作に応じて前記一方のウインドウ内の表示対象を当該範囲内の事象情報群に変更すると共に、その表示対象の変更に連動して他方のウインドウ内の表示対象を同時に変更する手段を更に有することを特徴とする請求項1に記載のセンサ・クラウドシステム。
- 前記時間ウインドウと前記空間ウインドウのうちの一方のウインドウの表示範囲を変更する操作が、前記時間ウインドウの表示範囲を変更する操作の場合には前記時間軸のスクロール操作及び前記表示期間幅の拡大縮小操作で変更可能とし、前記空間ウインドウの表示範囲を変更する操作の場合には前記空間ウインドウ内の地図のスクロール操作及び拡大縮小操作で変更可能としていることを特徴とする請求項2に記載のセンサ・クラウドシステム。
- 前記空間ウインドウ内の地図上に配置される前記内部事象情報群が、各観測点に対応する個別の事象情報を含み、その個別の事象情報は、前記地図上での観測点を示すと共に事象内容を概略的に示すアイコンで表示され、且つ、前記アイコンのタッチ操作又はマウスによるクリック操作によって前記観測点における詳細情報が前記Web画面上に表示されるようになっていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のセンサ・クラウドシステム。
- 前記センサが、振動、音、温度、風、大気汚染物質、放射性物質、紫外線等の環境要素の少なくとも1つを検出する環境センサである請求項1乃至4のいずれかに記載のセンサ・クラウドシステム。
- 前記クラウドサーバは、前記外部サーバからの情報によって特定のイベントの発生を検出した時点で前記計測端末に対して前記外部トリガをリアルタイムに発信して計測を開始させる手段を有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のセンサ・クラウドシステム。
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