JP2016224723A - 配置候補推定装置、配置候補推定方法及びコンピュータプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】水素を燃料とする燃料電池自動車の車両情報と、燃料電池自動車に充填された水素の充填量の情報と、燃料電池自動車が有する車載容器の充填前後の圧力情報と、燃料電池自動車が水素を充填した水素ステーションの位置情報とをステーション情報として対応付けて逐次記憶する記憶部と、記憶部に記憶されているステーション情報に基づいて、水素ステーションの新たな配置場所の候補を推定する推定部と、を備える配置候補推定装置。
【選択図】図1
Description
以下の各実施形態(第1実施形態〜第4実施形態)では、水素ステーションに貯蔵される水素として圧縮水素ガスを用いた例について説明する。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態における水素ステーション配置候補推定システム100の概略の構成を示すブロック図である。
図1に示すように、水素ステーション配置候補推定システム100は、複数の水素ステーションS−1〜S−N(Nは2以上の整数)及び配置候補推定装置40を備える。水素ステーションS−1には、取得装置10と、撮像部20と、蓄圧器30とが設置されている。水素ステーションS−Nにも水素ステーションS−1と同様に取得装置10と、撮像部20と、蓄圧器30とが設置される。取得装置10と配置候補推定装置40とは、ネットワーク50を介して通信可能に接続される。なお、以下の説明では、水素ステーションS−1〜S−Nについて特に区別しない場合には水素ステーションSと記載する。
撮像部20は、所定の領域、かつ、FCVのナンバープレート(車両情報)を撮像できる位置に設けられる。所定の領域は、例えば、FCVに乗車しているユーザが水素ガスをFCVの車載容器に充填する領域を表す。撮像部20は、不図示のセンサによってFCVが検知されると、所定の領域を撮像する。
配置候補推定装置40は、水素ステーションSの新たな配置場所の候補を推定する。
ネットワーク50は、どのように構成されたネットワークでもあってもよい。例えば、ネットワーク50は、インターネットを用いて構成されてもよい。
まず、取得装置10の構成について説明する。取得装置10は、バスで接続されたCPU(Central Processing Unit)やメモリや補助記憶装置などを備え、取得プログラムを実行する。取得プログラムの実行によって、取得装置10は、取得部101、分析部102、通信部103を備える装置として機能する。なお、取得装置10の各機能の全て又は一部は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やPLD(Programmable Logic Device)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、取得プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、取得プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。
分析部102は、取得部101によって取得された撮像データを分析する。具体的には、分析部102は、取得部101によって取得された撮像データからFCVのナンバープレートの情報を取得する。
制御部402は、配置候補推定装置40の各機能部を制御する。制御部402は、水素ステーションSが設置されている位置情報をステーション番号に対応付けて予め記憶する。制御部402は、受信された充填情報に対応付けられているステーション番号から、充填情報の送信元である水素ステーションSの位置を特定する。制御部402は、充填情報及び水素ステーションSの位置情報をステーション情報として記憶部403に記憶させる。
ステーション情報テーブルは、ステーション情報レコードを複数有する。ステーション情報レコードは、ステーション番号、ナンバープレート、設置位置情報、充填日時、水素ガス充填量及び充填前後の車載容器圧力の各値を有する。ステーション番号の値は、水素ステーションSを識別するための識別情報を表す。ナンバープレートの値は、同じステーション情報レコードのステーション番号で特定される水素ステーションSに設置されている撮像部20で撮像されたFCVのナンバープレートの情報を表す。例えば、ナンバープレートの情報は、地名、分類番号、ひらがな、車両番号などである。設置位置情報の値は、同じステーション情報レコードのステーション番号で特定される水素ステーションSが設置されている位置を表す。例えば、設置位置情報は、緯度、経度で表される。充填日時の値は、同じステーション情報レコードのステーション番号で特定される水素ステーションSで充填が行われた日時を表す。水素ガス充填量の値は、同じステーション情報レコードのステーション番号で特定される水素ステーションSで充填された水素ガスの充填量を表す。充填前後の車載容器圧力の値は、同じステーション情報レコードのステーション番号で特定される水素ステーションSに設置されている蓄圧器30の充填前後の圧力値を表す。
推定部404は、記憶部403に記憶されているステーション情報テーブルに基づいて、水素ステーションSの新たな配置場所の候補を推定する。例えば、推定部404は、水素ステーションSの新たな配置場所の候補を目的変数とし、ステーション情報を説明変数として多変量解析に基づいて水素ステーションSの新たな配置場所の候補を推定する。推定部404は、推定結果を出力装置に出力する。出力装置は、例えば画像や文字を画面に出力する装置を用いて構成されてもよい。例えば、出力装置は、CRT(Cathode Ray Tube)や液晶ディスプレイや有機EL(Electro-Luminescent)ディスプレイ等を用いて構成できる。また、出力装置は、画像や文字をシートに印刷(印字)する装置を用いて構成されてもよい。例えば、出力装置は、インクジェットプリンタやレーザープリンタ等を用いて構成できる。また、出力装置は、文字を音声に変換して出力する装置を用いて構成されてもよい。この場合、出力装置は、音声合成装置及び音声出力装置(スピーカー)を用いて構成できる。
推定部404は、ステーション情報テーブルに蓄積されている全てのステーション情報レコードからナンバープレートの情報及び設置位置情報を取得する。そして、推定部404は、取得した各情報と、記憶部403に記憶されている地図情報とに基づいて水素ステーションSの新たな配置場所の候補を推定する。例えば、推定部404は、ナンバープレートの情報から特定されるFCVが登録されている地域に、より近い場所を水素ステーションSの新たな配置場所の候補として推定する。
撮像部20は、不図示のセンサによって車両(例えば、FCV)が検知されると、所定の領域を撮像する(ステップS101)。撮像部20は、撮像した撮像データを取得装置10に出力する(ステップS102)。
一方、ステーション情報テーブルに所定数以上のステーション情報が蓄積されている場合(ステップS109−YES)、推定部404はステーション情報テーブルに蓄積されているステーション情報に基づいて、水素ステーションSの新たな配置場所の候補を推定する(ステップS110)。
取得装置10は、水素ステーションSに水素ガスを充填しに来たFCVのナンバープレートの情報及び蓄圧器情報を取得する。そして、取得装置10は、取得した各情報(充填情報)を配置候補推定装置40に送信する。これにより、配置候補推定装置40は、充填情報と、水素ステーションSが設置されている位置情報とを対応付けて蓄積することができる。そして、配置候補推定装置40は、蓄積されたステーション情報に対して多変量解析する。この際、配置候補推定装置40は、新たな水素ステーションSの配置場所の候補を目的変数とし、ステーション情報を説明変数として多変量解析を行う。これにより、水素ステーション配置候補推定システム100は、新たに水素ステーションSを設置する際の設置場所の候補を推定することが可能になる。
制御部402は、推定部404による処理が終了する度にステーション情報テーブルに登録されているステーション情報を削除するように構成されてもよい。
このように構成されることによって、推定部404は常に最新の情報に基づいて水素ステーションSの配置場所の候補をすることが可能になる。
図4は、第2実施形態における水素ステーション配置候補推定システム100aの概略の構成を示すブロック図である。
図4に示すように、水素ステーション配置候補推定システム100aは、複数の水素ステーションS及び配置候補推定装置40aを備える。水素ステーションSは、第1実施形態における水素ステーションSと同様の構成を備えるため説明を省略する。取得装置10と配置候補推定装置40aとは、ネットワーク50を介して通信可能に接続される。
配置候補推定装置40aは、水素ステーションSの新たな配置場所の候補を推定する。
ステーション情報テーブルは、ステーション情報レコードを複数有する。ステーション情報レコードは、ステーション番号、ナンバープレート、設置位置情報、充填日時、水素ガス充填量、ユーザ及び充填前後の車載容器圧力の各値を有する。図5におけるステーション情報レコードは、図2に示したステーション情報にユーザの項目が追加されただけである。そこで、ユーザの項目についてのみ説明する。ユーザの値は、同じステーション情報レコードのステーション番号で特定される水素ステーションSで充填したユーザを識別するための情報を表す。例えば、ユーザの値は、他のユーザの値と識別できる情報であればどのような情報であってもよい。ただし、ユーザの値は、会員カードなど、ユーザを特定できる場合には同じユーザで同じ値であってもよい。
推定部404aは、記憶部403aに記憶されているステーション情報テーブルに基づいて、水素ステーションSの新たな配置場所の候補を推定する。具体的には、推定部404aは、ステーション情報テーブルに記録されているステーション情報を評価することによって評価値を算出し、評価結果から新たな配置場所の候補を推定する。評価結果から新たな配置場所の候補を推定する方法としては、例えば以下の2つの方法のいずれかで推定されてもよい。
1.ステーション情報毎に、評価値を地図上に表記することによって地図評価付加情報を作成し、作成した地図評価付加情報における地図を所定の区画に分割して各区画の中で評価値の合計が最も高い区画を新たな配置場所の候補として推定する。
2.1.の区画毎に評価値を含んだデータを用いてボロノイ図を利用して最適配置計算してもよいし、他の最適配置手法を利用してもよい。
推定部404aは、推定結果を出力装置に出力する。
推定部404aは、ユーザ毎に、式(1)に基づいて圧力エネルギーUijkを算出する。なお、推定部404aは、ステーション情報テーブルに記録されているナンバープレートが同じステーション情報については同一のユーザとして扱う。ここで、式(1)では、水素ステーションS(式(1)ではi)で、FCVの車載容器容量がvのユーザjが、k回充填を行う状況を想定している。また、式(1)において、PstartはFCVの充填開始圧力(充填前後の車載圧力の前に相当)、PendはFCVの充填終了圧力(充填前後の車載圧力の後に相当)を表す。
例えば、充填開始圧力を0MPa、充填終了圧力を70MPaとし、FCVの車載容器容量0.1m3を1回充填する場合(1)と、充填開始圧力を28.2MPa、充填終了圧力を70MPaとし、FCVの車載容器容量0.1m3を1回充填する場合(2)と、充填開始圧力を28.2MPa、充填終了圧力を70MPaとし、FCV容器容量0.1m3を2回充填する場合(3)と、充填開始圧力を0MPa、充填終了圧力を28.2MPaとし、FCV容器容量0.1m3を1回充填する場合(4)と、充填開始圧力を0MPa、充填終了圧力を28.2MPaとし、FCV容器容量0.1m3を2回充填する場合(5)とを上記式(2)を用いて計算すると評価値σjは以下のようになる。(充填開始圧力0から充填終了圧力28.2MPaに昇圧した場合と充填開始圧力28.2から充填終了圧力70MPaに昇圧した場合は、略同じ重量を充填した事になる。)
(1)の評価値σj=1.7、(2)の評価値σj=1.0、(3)の評価値σj=1.0、(4)の評価値σj=5.1、(5)の評価値σj=5.1
式(2)の結果(αU=1.0、αM=1.1で、(2)の評価値σjを1.0とした場合)
(1)の評価値σj=1.8、(2)の評価値σj=1.0、(3)の評価値σj=1.1、(4)の評価値σj=5.2、(5)の評価値σj=5.5
ステップS109の処理において、ステーション情報テーブルに所定数以上のステーション情報が蓄積されている場合(ステップS109−YES)、推定部404aはステーション情報テーブルに蓄積されているステーション情報に基づいて配置位置推定処理を実行する(ステップS110)。なお、配置位置推定処理については、後述する。
推定部404aは、ステーション情報テーブルに蓄積されているステーション情報に基づいて評価値を算出する(ステップS301)。そして、推定部404aは、評価値σjの結果を、設置位置情報に基づいて地図上に表記することによって地図評価付加情報を作成する(ステップS302)。地図評価付加情報には、設置位置情報で示される水素ステーションSの場所毎の評価値σjが表記される。そして、推定部404aは、地図評価付加情報を用いて水素ステーションSの新たな配置場所の候補を推定する(ステップS303)。
また、配置候補推定装置40aでは、ステーション情報テーブルに記録されているステーション情報からユーザ毎の評価値を算出する。この評価値が高いほど、より多くの水素を充填した(充填量が多い)ユーザであると判定される。配置候補推定装置40aは、算出した評価値を用いて地図上に評価値の分布を表記する。これにより、どの水素ステーションSでより充填量の多い充填がなされたのか特定することができる。そして、配置候補推定装置40aは、地図上に表記された評価値の分布から新たな水素ステーションSの配置場所の候補を選択する。そのため、新たな水素ステーションSの配置場所の候補を推定することが可能になる。
制御部402は、推定部404aによる処理が終了する度にステーション情報テーブルに登録されているステーション情報を削除するように構成されてもよい。
このように構成されることによって、推定部404aは常に最新の情報に基づいて水素ステーションSの配置場所の候補をすることが可能になる。
推定部404aは、評価値の分布を充填日時毎に表記することによって、充填日時毎の地図評価付加情報を作成してもよい。
図8は、第3実施形態における水素ステーション配置候補推定システム100bの概略の構成を示すブロック図である。
図8に示すように、水素ステーション配置候補推定システム100bは、複数の水素ステーションSb−1〜Sb−N及び配置候補推定装置40bを備える。水素ステーションSb−1には、取得装置10bと、撮像部20と、蓄圧器30とが設置されている。水素ステーションSb−Nにも水素ステーションSb−1と同様に取得装置10bと、撮像部20と、蓄圧器30とが設置される。取得装置10bと配置候補推定装置40bとは、ネットワーク50を介して通信可能に接続される。なお、以下の説明では、水素ステーションSb−1〜Sb−Nについて特に区別しない場合には水素ステーションSbと記載する。また、以下の説明において、第1実施形態における水素ステーション配置候補推定システム100に備えられる装置と同様の処理を行う装置については同様の符号を付して説明を省略する。
取得装置10bは、水素ステーションSbに設置されている撮像部20、蓄圧器30及び位置取得部60から所定の情報を取得する。
まず、取得装置10bの構成について説明する。取得装置10bは、バスで接続されたCPUやメモリや補助記憶装置などを備え、取得プログラムを実行する。取得プログラムの実行によって、取得装置10bは、取得部101b、分析部102、通信部103bを備える装置として機能する。なお、取得装置10bの各機能の全て又は一部は、ASICやPLDやFPGA等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、取得プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、取得プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。
通信部103bは、ネットワーク50を介して配置候補推定装置40bとの間で通信を行う。例えば、通信部103bは、ナンバープレートの情報、蓄圧器情報及び位置情報を充填情報としてネットワーク50を介して配置候補推定装置40bに送信する。なお、通信部103bは、充填情報に、自装置が設置されている水素ステーションSbを識別するためのステーション番号を対応付けて送信する。
記憶部403bは、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。記憶部403bは、各種情報を記憶する。記憶部403bは、ステーション情報テーブルを記憶する。また、記憶部403bは、地図情報を記憶する。
ステーション情報テーブルは、ステーション情報レコードを複数有する。ステーション情報レコードは、図2に示したステーション情報における設置位置情報に代えて現在位置情報の値を有する。現在位置情報の値は、同じステーション情報レコードのステーション番号で特定される水素ステーションSbが現在設置されている場所の位置を表す。
推定部404bは、記憶部403bに記憶されているステーション情報テーブルに基づいて、水素ステーションSbの新たな配置場所の候補を推定する。例えば、推定部404bは、水素ステーションSbの新たな配置場所の候補を目的変数とし、ステーション情報を説明変数として多変量解析に基づいて水素ステーションSbの新たな配置場所の候補を推定する。推定部404bは、推定結果を出力装置に出力する。
推定部404bは、ステーション情報テーブルに蓄積されている全てのステーション情報レコードからナンバープレートの情報及び現在位置情報を取得する。そして、推定部404bは、取得した各情報と、記憶部403bに記憶されている地図情報とに基づいて水素ステーションSbの新たな配置場所の候補を推定する。例えば、推定部404bは、ナンバープレートの情報から特定されるFCVが登録されている地域に、より近い場所を水素ステーションSbの新たな配置場所の候補として推定する。例えば、推定部404bは、水素ステーションSbが設置されている場所と、FCVが登録されている地域との中間に位置する場所周辺(例えば、中間に位置する場所の半径5キロなど)を水素ステーションSbの新たな配置場所の候補として推定する。
取得部101bは、位置取得部60から水素ステーションSbが現在設置されている場所の位置情報を取得する(ステップS201)。通信部103bは、ナンバープレート情報、蓄圧器情報及び位置情報を充填情報として配置候補推定装置40bに送信する(ステップS202)。
配置候補推定装置40bの通信部401は、取得装置10bから送信された充填情報を受信する(ステップS203)。制御部402bは、受信された充填情報をステーション情報として記憶部403bに記憶させる(ステップS204)。その後、ステップS109以降の処理が実行される。
取得装置10bは、水素ステーションSbに水素ガスを充填しに来たFCVのナンバープレートの情報及び蓄圧器情報を取得する。また、取得装置10bは、水素ステーションSbが設置されている場所の位置情報を取得する。そして、取得装置10bは、取得した各情報(充填情報)を配置候補推定装置40bに送信する。これにより、配置候補推定装置40bは、充填情報をステーション情報として蓄積することができる。そして、配置候補推定装置40bは、蓄積されたステーション情報に対して多変量解析する。この際、配置候補推定装置40bは、新たな水素ステーションSbの配置場所の候補を目的変数とし、ステーション情報を説明変数として多変量解析を行う。これにより、水素ステーション配置候補推定システム100bは、移動式の水素ステーションSbであっても、新たに水素ステーションSbを設置する際の設置場所の候補を推定することが可能になる。さらに、水素ステーション配置候補推定システム100bは、本実施形態のように水素ステーションSbが移動式であり、設置場所が定期的に変わった場合であっても水素ステーションSbの利用情報に基づいて新たに水素ステーションSbを設置する際の設置場所の候補を推定することが可能になる。
制御部402bは、推定部404bによる処理が終了する度にステーション情報テーブルに登録されているステーション情報を削除するように構成されてもよい。
このように構成されることによって、推定部404bは常に最新の情報に基づいて水素ステーションSbの配置場所の候補をすることが可能になる。
図11は、第4実施形態における水素ステーション配置候補推定システム100cの概略の構成を示すブロック図である。
図11に示すように、水素ステーション配置候補推定システム100cは、複数の水素ステーションSb及び配置候補推定装置40cを備える。水素ステーションSbは、第3実施形態における水素ステーションSbと同様の構成を備えるため説明を省略する。取得装置10bと配置候補推定装置40cとは、ネットワーク50を介して通信可能に接続される。
配置候補推定装置40cは、水素ステーションSbの新たな配置場所の候補を推定する。
ステーション情報テーブルは、ステーション情報レコードを複数有する。ステーション情報レコードは、ステーション番号、ナンバープレート、現在位置情報、充填日時、水素ガス充填量、ユーザ及び充填前後の車載容器圧力の各値を有する。図12におけるステーション情報レコードは、図9に示したステーション情報にユーザの項目が追加されただけである。そこで、ユーザの項目についてのみ説明する。ユーザの値は、同じステーション情報レコードのステーション番号で特定される水素ステーションSbで充填したユーザを識別するための情報を表す。例えば、ユーザの値は、他のユーザの値と識別できる情報であればどのような情報であってもよい。ただし、ユーザの値は、会員カードなど、ユーザを特定できる場合には同じユーザで同じ値であってもよい。
推定部404cは、記憶部403cに記憶されているステーション情報テーブルに基づいて、水素ステーションSbの新たな配置場所の候補を推定する。例えば、推定部404cは、推定部404aと同様の処理によって水素ステーションSbの新たな配置場所の候補を推定する。
また、配置候補推定装置40cでは、ステーション情報テーブルに記録されているステーション情報からユーザ毎の評価値を算出する。この評価値が高いほど、より多くの水素を充填した(充填量が多い)ユーザであると判定される。配置候補推定装置40cは、算出した評価値を用いて地図上に評価値の分布を表記する。これにより、どの水素ステーションSbでより充填量の多い充填がなされたのか特定することができる。そして、配置候補推定装置40cは、地図上に表記された評価値の分布から新たな水素ステーションSbの配置場所の候補を選択する。そのため、新たな水素ステーションSbの配置場所の候補を推定することが可能になる。
制御部402は、推定部404cによる処理が終了する度にステーション情報テーブルに登録されているステーション情報を削除するように構成されてもよい。
このように構成されることによって、推定部404cは常に最新の情報に基づいて水素ステーションSbの配置場所の候補をすることが可能になる。
推定部404cは、評価値の分布を充填日時毎に表記することによって、充填日時毎の地図評価付加情報を作成してもよい。このように構成されることによって、水素ステーション配置候補推定システム100cの事業者は、評価値が高い場所を優先して移動式の水素ステーションSbの新たな配置場所として決定し、水素の需要が高くなる日時に合わせて移動式の水素ステーションSbを向かわせることで効率的に水素充填のビジネスに役立てることができる。
Claims (5)
- 水素を燃料とする燃料電池自動車の車両情報と、前記燃料電池自動車に充填された水素の充填量の情報と、前記燃料電池自動車が有する車載容器の充填前後の圧力情報と、前記燃料電池自動車が前記水素を充填した水素ステーションの位置情報とをステーション情報として対応付けて逐次記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶されている前記ステーション情報に基づいて、前記水素ステーションの新たな配置場所の候補を推定する推定部と、
を備える配置候補推定装置。 - 前記推定部は、新たな配置場所の候補を目的変数とし、前記ステーション情報を説明変数として多変量解析を行うことによって新たな配置場所の候補を推定する、請求項1に記載の配置候補推定装置。
- 前記記憶部は、地図情報をさらに記憶し、
前記推定部は、前記ステーション情報を評価することによって評価値を算出し、算出した評価値を、前記位置情報に基づいて前記地図情報で示される地図上に表記し、前記評価値が表記された前記地図情報を用いて新たな配置場所の候補を推定する、請求項1に記載の配置候補推定装置。 - 水素を燃料とする燃料電池自動車の車両情報と、前記燃料電池自動車に充填された水素の充填量の情報と、前記燃料電池自動車が有する車載容器の充填前後の圧力情報と、前記燃料電池自動車が前記水素を充填した水素ステーションの位置情報とをステーション情報として対応付けて逐次記憶する記憶部に記憶されている前記ステーション情報に基づいて、前記水素ステーションの新たな配置場所の候補を推定する推定ステップ、
を有する配置候補推定方法。 - 水素を燃料とする燃料電池自動車の車両情報と、前記燃料電池自動車に充填された水素の充填量の情報と、前記燃料電池自動車が有する車載容器の充填前後の圧力情報と、前記燃料電池自動車が前記水素を充填した水素ステーションの位置情報とをステーション情報として対応付けて逐次記憶する記憶部に記憶されている前記ステーション情報に基づいて、前記水素ステーションの新たな配置場所の候補を推定する推定ステップ、
をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
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