JP2015133068A - データ関連付け装置およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ビル管理に係る多量のデータを関連付けしてデータ利用者の負担を軽減する。
【解決手段】ビルから、ビル管理に係る複数のデータを取得し、記憶装置に記憶する。記憶されたデータについて、データ種別特定手段により、データの信号形態（Ｓ１００）、データの単位（Ｓ１０２）、データのレンジ（Ｓ１０４）、およびデータの信号波形（Ｓ１０６）を利用してデータの種別を特定する。設備が空気調和装置であれば、データの種別は、例えば設備運転状態、目標温度、吸込み温度、消費電力および消費電力量である。関連付け手段により、複数の設備運転状態データの中から選定された一つの設備運転状態データを受け付け、データの時間変化が、選定された設備運転状態データと所定の関係を有する所定の種別のデータを抽出し、選定された設備運転状態データに対して前記抽出されたデータを関連付ける。
【選択図】図４

Description

本発明は、ビル管理に係る複数のデータを関連付けする装置およびプログラムに関する。

ビルには照明や空気調和装置などの様々な電力を消費する設備が設置されている。これらの設備に関連するデータを取得し、ビル管理に役立てる技術が知られている。例えば、取得されたデータに基づいて設備の故障診断や、省エネ化などの運転改善のための分析を行う場合がある。ビル管理に係るデータは、例えば、設備の運転状態を示すデータ、空気調和装置の制御目標となる温度を示すデータ、空気調和装置が吸込む空気の温度を示すデータ、空気調和装置の消費電力を示すデータ、空気調和装置の運転を開始してからの消費電力量を示すデータが挙げられる。また、所定の区域の施錠情報などのセキュリティ設備関連のデータもビル管理に用いられることがある。

ビル管理に係るデータには、そのデータを識別するための名称が付与されている。例えば、設備が設置されている場所に関する用語、データの種類に関する用語、設備の種類に関する用語がデータの名称として用いられる。データの名称は、ビルの使用者が作成することがあり、ビル管理のためにデータを利用する側（データ利用者）が作成するとは限らない。このため、同じ種類のデータについて、名称を作成したビル使用者ごとに異なる名称が付与される場合がある。例えば、温度を示すデータについて、あるビルでは「温度」の名称が付与される一方、他のビルでは「Ｔｅｍｐ」の名称が付与されることがある。データ利用者は、データに付与された名称を参照して、設備と、その設備に関連するデータを抽出し、その設備の故障診断や運転改善のための分析を行っている。

下記特許文献１には、複数の電気機器で消費される電力の総量を測定し、電力総量に現れる特定の大きさ及び周期の電力変動を抽出し、この電力変動と、電気機器のそれぞれについてあらかじめ記憶されている間欠運転時に現れる消費電力の変動とを比較して、間欠運転している電気機器を推定する技術が記載されている。

下記特許文献２には、記憶された電気機器の電力消費パターンと、あるコンセントにおいて実際に消費された電力とを比較して、コンセントと当該コンセントに接続された電気器の種別を関連付ける技術が記載されている。

特開２００９−２５７９５２号公報 特開２０１２−２５３８６５号公報

データの分析を行う場合、ある設備に関連するデータを抽出する必要があるが、上記のように、データに付与された名称がまちまちであると、データが何を表すものか、またどのデータがどの設備に関するデータか、そのデータの名称だけでは判断できない場合がある。複数のビルについて１箇所で管理する場合など、データの項目数は、数千から数万になることもあり、必要なデータを見つけ出すことは容易でなく、データ利用者の大きな負担となっていた。

本発明は、ビル管理に係る複数のデータから、ビルに備えられたある設備に関連するデータ同士を関連付けることを目的とする。

本発明のデータ関連付け装置は、取得したビル管理に係る複数のデータのうち、ビルに備えられているある設備に関連するデータ同士の関連づけを行う。取得したデータは、データの信号形態、データの単位、データのレンジ、及びデータの信号波形を利用して、その種別が特定される。まず、種別が特定されたデータのうちの設備の運転状態を示す複数の設備運転状態データの中から選定された一つの設備運転状態データを受け付ける。そして、この設備運転状態データに関連したデータを、データの時間変化とデータの種別に基づき抽出する。つまり、所定の種別のデータの時間変化が、選定された設備運転状態データに対して所定の関係を有するとき、このデータを選定された設備運転状態データに関連するものとして抽出する。これらの抽出されたデータを、選定された設備運転状態データに対して関連付ける。

データの信号形態は、例えばオンオフの２値信号、連続値の信号、及び所定の周期で出力されるバルス状の信号を含む。データには、当該データの信号形態を示す情報が属性情報として付与されている。データの単位は、温度、電力、及び電力量の単位を含み、そのデータに属性情報として付与されている。データのレンジは、そのデータに属性情報をして付与されており、そのデータが取る得る範囲を示している。例えば、データが気温を示すものである場合、そのレンジは、−５℃〜４０℃などと設定されている。データの属性情報は、データを取得する際に一緒に取得される。

データの関連付けに係る設備が空気調和装置である場合には、関連付けの対象となるデータの種別は、設備運転状態データと、空気調和装置の制御目標となる温度を示すデータである目標温度データと、空気調和装置が吸込む空気の温度を示すデータである吸込み温度データと、空気調和装置の消費電力を示すデータである消費電力データとすることができる。関連づけの対象となるデータとして、空気調和装置の運転を開始してからの消費電力量を示す消費電力量データを更に含んでもよい。

目標温度データは、データの信号形態が連続値信号であり、データの単位が温度の単位であり、データのレンジが目標温度に対応した所定の範囲であり、データの信号波形がステップ状または一定値であることに基づき特定される。吸込み温度データは、データの信号形態が連続値信号であり、データの単位が温度の単位であり、データのレンジが気温に対応した所定の範囲であり、データの信号波形が滑らかに変化することに基づき特定される。消費電力データは、データの信号形態が連続値信号であり、データの単位が仕事の単位であることに基づき特定される。消費電力量データは、データの信号形態がパルス状であり、データの単位が電力量の単位であることに基づき特定される。

複数の吸込み温度データのうち、選定された設備運転状態データがオンとなった時点から変化し始めるデータを、選定された設備運転状態データに関連する吸込み温度データとして抽出する。複数の目標温度データのうち、抽出された吸込み温度データが時間経過と共に収束する温度と一致するデータを、抽出された吸込み温度データに関連付けられた設備運転状態データに関連する目標温度データとして抽出する。複数の消費電力データのうち、選定された設備運転状態データがオンとなってからオフとなるまで電力を消費していることを示すデータを、選定された設備運転状態データに関連する消費電力データとして抽出する。そして、選定された設備運転状態データに、抽出された３つのデータ、つまり吸込み温度データ、目標温度データ、消費電力データを関連付ける。

さらに、複数の消費電力量データのうち選定された設備運転状態データがオンとなってからオフとなるまで単調に増加するデータを、選定された設備運転状態データに関連する消費電力量データとして抽出し、選定された設備運転状態データに抽出された消費電力量データを関連付けてもよい。

以上により、ある設備運転状態データに対して関連のあるデータが関連付けられる。この段階では、設備運転状態データおよびこれに関連付けられたデータと、実際の設備とは、必ずしも関連付けられていない。データと設備を関連付けるために、ビルの所定区域の施錠に関するデータを用いることができる。設備運転状態データがオンとなっている時間が、施錠データの示す解錠時間内であることに基づき、その設備運転状態データが、所定区域を対象とした空気調和装置の運転状態を示すデータであると特定することができる。

関連付けは日ごとに実行することができる。関連づけされたデータの組み合わせは、日ごとに異なる可能性があるが、複数の日において得られた組み合わせに共通するデータを抽出して、関連付けデータを絞り込むことができる。

設備運転状態データと、これに関連付けられたデータを組にして提示することができる。さらに、これらのデータと実際の設備とを関連させて提示することもできる。

関連付けられたデータの組み合わせは、本来は関連のないデータも含む可能性がある。しかしながら、取得されたままの状態のデータよりも、上述の関連づけによりデータが絞り込まれており、データ利用者はその絞り込まれたデータの中から、実際に関連のあるデータを特定すればよく、作業は格段に容易となる。

設備運転状態データと、これに関連のあるデータを関連付けすることができ、データ利用者の負担が軽減される。

通信ネットワークを介して接続される複数のビルとビル管理装置を示す図である。 記憶装置に記憶されたデータの例を示す図である。 データ関連付け装置の構成および他の装置との関連を示すブロック図である。 データ関連付け装置の動作を示すチャートである。 時間変化するデータの関連付けを説明するための図である。

以下、本発明の実施形態を、図面に従って説明する。図１は、複数のビル１０とビル管理装置１２がインターネットなどの通信ネットワーク１４で接続された状態を示す図である。ビル管理装置１２は、一つのビル１０のみを対象として設けられてもよく、この場合、通信ネットワーク１４を介さずに、当該ビル１０に設置されてもよい。ビル１０には、照明設備１６、空気調和装置１８が、部屋などの所定の区域に対して設けられている。また、所定の区域ごとにセキュリティ設備２０が設けられ、セキュリティ設備２０は該当する区域の施錠状態を管理する機能を有する。ビル管理装置１２は、所定のプログラムにより動作するコンピュータとして実現できる。ビル管理装置１２は、各ビル１０から送信されてくるデータを取得する手段と、さらに取得したデータを記憶する記憶装置２２と、データの関連付けを行うデータ関連付け装置２４とを含む。データ関連付け装置２４は、コンピュータに備えられた演算装置が所定のプログラムにより動作することにより達成される。

図２は、各ビル１０から送信され、ビル管理装置１２が受信し、記憶装置２２に記憶された各種のデータの例を示す図である。各データは、記憶装置２２において、ビル１０ごとに区別可能に管理されてよい。各データは、日時（例えば、2013-6-25 20:22 ）、信号番号（例えば、1005）、名称（例えば、5F 空調機 電力）、信号形態（例えば、アナログ）、数値（例えば、2000）および単位（例えば、Ｗ）に関する情報を含む。また、図示されていないが、データは、そのデータのレンジに関する情報も含む。

日時は、そのデータが送信された、または受信された日時である。信号番号は、その信号を一意に特定する番号である。名称は、そのデータが表す内容を示すものであり、ビルの利用者や、データの利用者が自由に設定できるものである。データを特定するには信号番号で十分であるが、信号番号を見ただけでは利用者はそのデータが何を示しているのか、即座には分からない。名称を付すことにより、一見してそのデータが何を示しているのか理解できるようにしている。

信号形態に関する情報は、信号がオンオフの２値信号（デジタル）と、連続な値をとる連続値信号（アナログ）と、所定の時間間隔で送信されるパルス状のパルス信号のいずれであるかを示す。２値信号は、例えば、ある設備について、その設備が運転しているか（オン）、停止しているか（オフ）を示すデータの信号である。連続値信号は、例えば、室温、外気温などの温度や電力などの測定値に関するデータの信号であり、また設定された目標温度などの設定値に関するデータの信号形態もこれである。パルス信号は、所定の時間間隔で送信される信号であり、積算により得られる数値の元データである。パルス信号は、例えば電力量を算出するための信号であり、そのときの電力に対応した値を表す。この信号を積算することにより電力量が算出される。ビル管理装置１２は、パルス信号を積算した積算値を算出する機能を有する。

数値は、室温、外気温、電力などの測定値、目標温度などの設定値を示す。単位は、その測定値や設定値の単位であり、例えば温度の場合は摂氏温度（℃）、電力の場合はワット（Ｗ）、電力量の場合はキロワット時（ｋＷｈ）などである。データのレンジは、例えば、外気温、室温などの気温のデータは−５〜４０℃、目標温度では１５〜３０℃、セントラル空気調和装置の冷水温度では５〜１５℃、温水温度では３５〜４５℃、氷蓄熱システムの水温では−５〜１０℃、インバータ機器の周波数では２０〜３０Ｈｚ、モータの力率では−９０〜９０％などと定められている。

前述のように、データの名称は随意に設定できるため、同じ種別のデータに対して、同じ名称が付与されているとは限らない。このビル管理装置１２においては、データの属性、すなわち信号形態、単位、レンジおよび波形を用いてデータの種別を特定している。そして、種別の特定されたデータ間の時間変化の関係に基づきデータ間の関連づけを行う。

図３は、ビル管理装置１２のデータの関連付けに係る構成を示すブロック図である。データ関連付け装置２４は、データの属性、すなわち信号形態、単位、レンジおよび波形を用いてデータの種別を特定するデータ種別特定部２６を有する。さらに、データ関連付け装置２４は、種別の特定されたデータ間の時間変化の関係に基づきデータ同士の関連付けを行うデータ関連付け部２８を有する。

図４は、データ種別特定部２６およびデータ関連付け部２８の動作を説明するための図である。データ種別特定部２６は、記憶装置２２に記憶された各データについて、その属性に基づき、種別の判定を行う。ステップＳ１００でデータの信号形態が「連続値信号（アナログ）」であるか、「パルス信号（パルス）」であるか、「２値信号（デジタル）」であるかを判定する。次に、ステップＳ１０２にて単位（℃，Ｗ，ｋＷｈ，Ａ，Ｖ，・・・）に基づいて種別の判定をする。単位が温度を示す「℃」である場合、このデータは、何かの温度を示すデータであると判定する。単位とデータ種別の関係はあらかじめ記憶装置２２に記憶されており、この記憶された関係を参照して前記の判定が行われる。なお、この判定だけでは、何の温度か、例えば室内温度なのか、外気温度なのか、目標温度なのかは不明である。

次に、ステップＳ１０４にてデータのレンジを用いて種別の判定をする。レンジとデータ種別の関係はあらかじめ記憶装置２２に記憶されており、この記憶された関係を参照して前記の判定が行われる。レンジを用いた種別の判定は、例えば、単位が温度であるデータにおいて、最小値１５、最大値３０であれば、このデータを空気調和装置１８の目標温度データと判定する。また、単位が温度であるデータにおいて、最小値３、最大値３５であれば、このデータを室内温度のデータと判定する。なお、ここでいう最小値、最大値は、実際の測定された値の最小値、最大値ではなく、そのデータが取り得る範囲としてあらかじめ設定された値である。外気温度、室内温度など、そのビルが設置された地域によりその範囲が大きく異なると考えられるデータのレンジについては、地域に対応して設定することが可能となっている。

次に、ステップＳ１０６において、連続値信号に関して、実際に測定により得られた波形に基づき種別の判定をする。波形とデータ種別の関係はあらかじめ記憶装置２２に記憶されており、この記憶された関係を参照して前記の判定が行われる。データが、温度に関するデータと判定され、かつステップ状に変化する場合または一定値である場合には、目標温度と判定する。目標温度は、１℃刻みなど、離散的な値で設定され、この結果、目標温度は、ステップ状に変化する。また、目標温度が変更されなかった場合には、一定値となる。ステップ状に変化する目標温度に対して、測定される温度は連続的に変化する。温度測定は、目標温度の刻みより細かい分解能で行われる。例えば、設定温度が上述のように１℃刻みの場合、測定温度の分解能は、一桁細かい０．１℃とすることができる。

データ関連付け部２８は、ステップＳ１００〜Ｓ１０６によって種別の特定されたデータについて、ステップＳ１０８において、各データの時間変化を用いて、データ間の関連付けを行う。関連付けの例として、空気調和装置に関するデータの関連付けについて説明する。空気調和装置は、一般的に一つのビルに複数台が設置されている。ある空気調和装置が設置された部屋の目標温度、室内温度、消費電力および消費電力量を関連付けることにより、この空気調和装置が効率よく運転されているかを検討することが可能となる。

図５に、時間的に変化する複数のデータの例が示されている。データＤ1 は、設備（空気調和装置１８）の運転状態を示す設備運転状態データである。設備運転状態データは、オンオフの２値信号のデータであり、オフのとき空気調和装置１８は停止しており、オンのとき運転していることを示している。図５においては、時刻ｔ1 において空気調和装置１８が運転を開始し、時刻ｔ2 で運転を停止したことが示されている。データＤ2 は、目標温度を示す目標温度データである。この例では、目標温度は、変更されず一定値であったことを示している。データＤ3 は、室内温度、すなわち空気調和装置１８が吸い込んだ空気の温度を示す吸込み温度データである。吸込み温度は、時間の経過と共に目標温度に収束する。データＤ4 は、消費電力を示す電力データである。消費電力は、空気調和装置１８が運転を開始した時点ｔ1 で立ち上がり、室温が安定するにつれて徐々に減少し、空気調和装置１８の停止と共に０となる。データＤ5 は消費電力量を示すデータである。消費電力量は、空気調和装置１８が運転を開始してから停止するまでほぼ単調に増加する。

それぞれのデータの種別は、記憶装置２２において各データの属性として記録することができる。データの種別は、一つに絞り込むことができない場合もあり、この場合、可能性のある種別を全て記録する。

データ関連付け部２８は、一つの運転状態データに着目し、この運転状態データに関連のあるデータを抽出する。一つの運転状態データは、データ利用者が、記憶装置２２に記憶されたデータのリストから選定することができる。例えば、データ利用者が、図２に示されたＡビルの５階に設置された空気調和装置をリストから選択し、これに関連のあるデータを抽出することを命令する。また、データ関連付け装置２４が、記憶装置２２に記憶されたデータから、設備運転状態データとして種別が特定されたデータを順次読み出し、それぞれの選定された設備運転データに関連のあるデータをデータ関連付け部２８が抽出するようにしてもよい。

まず、選定された設備運転状態データＤ1 がオンとなった時点ｔ1 から変化を始める測定温度に関するデータを抽出し、このデータを、この設備運転状態データＤ1 に関連する吸込み温度データＤ2 として関連付ける。測定温度に関するデータは単位が℃であり、波形が連続的に変化するデータであり、外気温度、室内温度などがこれに相当する。次に、関連付けされた吸込み温度データＤ3 が収束する温度と一致する目標温度データを抽出し、これをこの設備運転状態データＤ1 に関連する目標温度データＤ2 として関連付ける。目標温度が変更された場合には、この変更に追従して変化した吸込み温度データＤ3 に関連付けする。

次に、単位がＷである電力データの中から、設備運転状態データＤ1 がオンとなった時点ｔ1 で立ち上がり、オフとなった時点ｔ2 で０となるデータを抽出し、このデータを、この設備運転状態データＤ1 に関連する電力データＤ4 として関連付ける。最後に、単位がｋＷｈである電力量データの中から、設備運転状態データＤ1 がオンとなった時点ｔ1 からオフとなった時点ｔ2 まで単調に増加するデータを抽出し、このデータを、設備運転状態データＤ1 に関連する電力量データＤ4 として関連付ける。

ビル管理装置１２は、関連付けされたデータを組にして、データ利用者に提示することができる。データの組の提示は、表示装置による表示によって、また印刷装置による印刷によって実現されてよい。このデータの組は、実際には関連のないデータを含む場合があり、データ利用者によって、他の情報、例えばデータの名称などから更に絞り込みが行われ、必要ないデータを排除して、データの組が更新されることが可能とされてもよい。

実際の設備と、設備運転状態データが一対一に関連付けされない場合がある。特に、設備運転状態データが、データ関連付け装置２４により選定された場合は、実際の設備との関連付けがなされない。この場合は、データ利用者が、その設備運転状態データの名称などを参照して実際の設備との関連付けを行う必要がある。

設備と、設備運転状態データを関連付けるためにセキュリティ設備２０の施錠データを利用することができる。ある部屋の施錠データが解錠を示している期間と、設備運転状態データのオンの期間とから設備と設備運転状態データを関連付けることができる。ある部屋の解錠期間中にのみオンである設備運転状態データと、その部屋に対して設置されている設備（例えば、空気調和装置）を関連付ける。

前述のように、関連付けされたデータは、本来関連付けされるべきでないデータを含む場合がある。関連付けされたデータの組を複数日にわたって取得し、これらの組に共通のデータを抽出することにより、データの絞り込みを行うことができる。ある日において、第１の部屋と第２の部屋の空気調和装置がほぼ同時に運転および停止し、それぞれの目標温度が同じに設定された場合、これら二つの部屋の吸込み温度データを区別することができない場合がある。しかし、別の日に、二つの部屋で異なる目標温度が設定されれば、また目標温度が１日のうちで変更されるようなことがあれば、第１及び第２の部屋の吸込み温度データを区別することができる。この区別に基づき、区別の付かなかった日のデータも、どちらの部屋に関するデータかを判定することができる。

以上のように、設備運転状態データと、これと所定の関係を有するデータを関連付けることにより、ビル管理に係るデータの解析の負担が軽減される。関連付けされたデータの組が、本来であれば関連のないデータを含む場合、つまりノイズを含む場合であっても、膨大な量のデータからデータを絞り込むことができるので、データ利用者の負担は、大幅に軽減される。

１２ ビル管理装置、２２ 記憶装置、２４ データ関連付け装置、２６ データ種別特定部（データ種別特定手段）、２８ データ関連付け部（データ関連付け手段）。

Claims (7)

1. ビル管理に係る複数のデータを取得し、取得された複数のデータのうちビルに備えられたある設備に関連するデータ同士を関連付けるデータ関連付け装置であって、
   データの信号形態、データの単位、データのレンジ、およびデータの信号波形を利用してデータの種別を特定するデータ種別特定手段と、
   種別が特定されたデータのうちの設備の運転状態を示す複数の設備運転状態データの中から選定された一つの設備運転状態データを受け付け、データの時間変化が、選定された設備運転状態データと所定の関係を有する所定の種別のデータを抽出し、選定された設備運転状態データに対して前記抽出されたデータを関連付けるデータ関連付け手段と、
   を有するデータ関連付け装置。
2. 請求項１に記載のデータ関連付け装置であって、
   関連付けに係る設備が空気調和装置であり、
   関連付けの対象となるデータが、
   設備運転状態データと、
   空気調和装置の制御目標となる温度を示すデータである目標温度データと、
   空気調和装置が吸込む空気の温度を示すデータである吸込み温度データと、
   空気調和装置の消費電力を示すデータである消費電力データと、
   を含み、
   データ種別特定手段は、
   目標温度データを、データの信号形態が連続値信号であり、データの単位が温度の単位であり、データのレンジが目標温度に対応した所定の範囲であり、データの信号波形がステップ状または一定値であることに基づき特定し、
   吸込み温度データを、データの信号形態が連続値信号であり、データの単位が温度の単位であり、データのレンジが気温に対応した所定の範囲であり、データの信号波形が滑らかに変化することに基づき特定し、
   消費電力データを、データの信号形態が連続値信号であり、データの単位が仕事の単位であることに基づき特定し、
   データ関連付け手段は、
   複数の吸込み温度データから、前記選定された設備運転状態データがオンとなった時点から変化し始めるデータを抽出し、
   複数の目標温度データから、前記の抽出された吸込み温度データが時間経過と共に収束する温度と一致するデータを抽出し、
   複数の消費電力データから、前記選定された設備運転状態データがオンとなってからオフとなるまで、電力を消費していることを示すデータを抽出し、
   前記選定された設備運転状態データに、抽出された吸込み温度データ、目標温度データ、消費電力データを関連付ける、
   データ関連付け装置。
3. 請求項２に記載のデータ関連付け装置であって、
   関連付け対象となるデータが、空気調和装置の運転を開始してからの消費電力量を示す消費電力量データを更に含み、
   データ種別特定手段は、消費電力量データを、データの信号形態がパルス状であり、データの単位が電力量の単位であることに基づき特定し、
   データ関連付け手段は、複数の消費電力量データから、前記選定された設備運転状態データがオンとなってからオフとなるまで単調に増加するデータを抽出し、
   前記選定された設備運転状態データに、抽出された消費電力量データを関連付ける、
   データ関連付け装置。
4. 請求項２または３に記載のデータ関連付け装置であって、
   ビル管理に係る複数のデータがビルの所定区域の施錠に関する施錠データを含み、
   設備運転状態データがオンとなっている時間が、施錠データの示す解錠時間内であることに基づき、その設備運転状態データが、前記所定区域を対象とした空気調和装置の運転状態を示すデータであると特定する、設備特定手段を有する、
   データ関連付け装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載のデータ関連付け装置であって、データの関連付けは日ごとに実行され、日ごとに関連づけされたデータから複数の日に共通するデータを抽出して、関連付けデータを絞り込む絞り込み手段を有するデータ関連付け装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載のデータ関連付け装置であって、設備運転データと、これに関連付けられたデータを組にして提示する関連付けデータ提示手段を有する、データ関連付け装置。
7. コンピュータに読み込まれることによって、コンピュータを請求項１から６のいずれか１項に記載のデータ関連付け装置として機能させるためのプログラム。

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