JP2021092984A - 非常用充放電器の遠隔監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】店舗等に配置された非常用充放電器の電池情報（バッテリー残量、使用場所、充放電サイクル数など）に基づく電池評価情報が、管理者電子端末に表示されることで、非常用充放電器の異常などを容易に把握できる非常用充放電器の監視システムを提供すること。【解決手段】 本発明に係る非常用充放電器の遠隔監視システムは、所定の、非常用充放電器（Ａ）、サーバー（Ｂ）および管理者電子端末（Ｃ）がネットワーク（Ｎ）で接続された非常用充放電器の遠隔監視システムであって、前記サーバー（Ｂ）が、所定の受信部（ｂ１）、電池情報に基づいて、前記非常用充放電器（Ａ）が正常な状態又は異常な状態であるかを示す電池評価情報を生成する生成部（ｂ２）及び送信部（ｂ３）を備え、管理者電子端末（Ｃ）が、所定の受信部（ｃ１）および表示部（ｃ２）を備えることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、非常用充放電器の遠隔監視システムに関し、より詳細には、店舗等に配置された非常用充放電器の電池情報（バッテリー残量、使用場所、充放電サイクル数など）に基づく電池評価情報が、管理者電子端末に表示されることで、非常用充放電器の異常などを容易に把握できる非常用充放電器の遠隔監視システムに関する。

近年、大雨、台風といった災害の甚大化にともなって、災害時には、電線の切断、電柱の倒壊、各種送電装置の故障等が発生することもあり、被災地域においては、避難所、緊急医療現場、店舗等の停電は長期化する傾向にある。そのため、電線等の復旧作業が完了するまでは、緊急用・非常用電源（非常用充放電器）が必要となる。

非常用充放電器の電池本体としては、過充電に強く、広い温度範囲で使用できるという観点から、一般的に鉛蓄電池などが使用されている。

非特許文献１にも開示されているように、鉛蓄電池を含めて各種電池においては、過充電や内部抵抗増大による電解液の減少、電池自体の保管温度などの管理条件や、使用頻度、充放電回数などによって、経時的に電気特性（内部電気抵抗の増大など）が悪化してしまう。

結果として電気容量の低下などという電池機能の劣化、最悪の場合、電池機能の喪失といった事態を招くことがある。そして、災害時において、非常用充放電器を使用する際に、電気容量が不十分であるなどの不具合が生じることもある。

このような事態に備えるために、非常用充放電器の管理者は、電池部に設置された異常検出装置（センサー装置）等から得られる各種数値を確認したり、電池内又は外部も目視検査をしたりする定期的・日常的なメンテナンス必要があり、非常用充放電器の設置場所に出向く必要がある。

マテリアルライフ学会誌（Ｍａｔｅｒｉａｒｕ Ｒａｉｆｕ Ｇａｋｋａｉｓｈｉ），１５［３］８８〜９２（Ｊｕｌｙ ２００３）

非常用充放電器のメンテナンス項目（検査項目）は多岐にわたるとともに、非常用充放電器は、たとえば公共施設、学校施設、医療施設、商業施設、更には、災害インフラ施設としてコンビニエンスストアなどにも設置されており、地域に点在している。

そのため、管理者が、自己の担当地域における非常用充放電器を一つ一つ検査することはきわめて非効率である。

そこで、本発明者らは鋭意検討の結果、店舗等に保管・設置された非常用電池の電池情報を検出し、その電池情報を、ネットワークを介してサーバーに送信し、電池情報に基づいて電池の状態（正常、異常）を評価し、この評価を管理者電子端末に送信および表示をするシステムが、上記課題を解決することを見出した。

このシステムによれば、地域に点在する非常用充放電器の異常又は正常を確認することが容易になる上に、管理者は、異常を示す非常用充放電器の台数や場所、異常の有無やその程度などを、容易に把握することができ、少ない管理者であっても効率的かつ的確に非常用充放電器を監視（管理）ができる。
すなわち、本発明は、店舗等に配置された非常用充放電器の電池情報（バッテリー残量、使用場所、充放電サイクル数など）に基づく電池評価情報が、管理者電子端末に表示されることで、非常用充放電器の異常などを容易に把握できる非常用充放電器の遠隔監視システムを提供することを目的とする。

本発明に係る非常用充放電器の遠隔監視システムは、以下のとおりである。
［１］ 非常用充放電器（Ａ）、サーバー（Ｂ）および管理者電子端末（Ｃ）がネットワーク（Ｎ）で接続された非常用充放電器の遠隔監視システムであって、
非常用充放電器（Ａ）が、蓄電池を有する電池部（ａ１）と、当該電池部（ａ１）の電池情報を検出する検知部（ａ２）と、検出された電池情報をサーバー（Ｂ）に送信する送信部（ａ３）とを備え、
前記サーバー（Ｂ）が、前記電池情報を受信する受信部（ｂ１）と、受信された電池情報に基づいて、前記非常用充放電器（Ａ）が正常な状態又は異常な状態であるかを示す電池評価情報を生成する生成部（ｂ２）と、当該電池評価情報を管理者電子端末（Ｃ）に送信する送信部（ｂ３）とを備え、
管理者電子端末（Ｃ）が、当該電池評価情報を受信する受信部（ｃ１）と、受信した電池評価情報を表示する表示部（ｃ２）とを備えることを特徴とする非常用充放電器の遠隔監視システム。

［２］ 前記サーバ（Ｂ）が、非常用充放電器（Ａ）が異常な状態であることを示す異常電池評価情報を、管理者用電子端末（Ｃ）に送信する送信部（ｂ４）を備え、
前記管理者電子端末（Ｃ）が、管理者電子端末（Ｃ）の位置情報を特定する手段を備え、当該位置情報を保持する位置情報保持部（ｃ３）と、
前記異常電池評価情報を受信する受信部（ｃ４）と、
前記位置情報に基づいて前記非常用電池（Ａ）から一定の距離に存在するか否かを判定する判断部（ｃ５）と、
当該一定の距離に存在すると判断された場合に、管理者電子端末（Ｃ）に前記異常電池評価情報を表示する表示部（ｃ６）とを備えることを特徴とする［１］の非常用充放電器の遠隔監視システム。

［３］ 前記サーバ（Ｂ）が、過去の電池情報、電池評価情報および外部環境データを含む過去データを、教師データとして用いて、非常用充放電器の電気的不具合を予測・推定するための機械学習を行った学習済みの学習モデルに、現在の電池情報、電池評価情報および外部環境データを含む現在データを入力することで、非常用充放電器（Ａ）の電気的不具合を予測・推定し、予測・推定電池評価情報を出力する機械学習手段（Ｄ）と、当該予測・推定電池評価情報を管理者電子端末（Ｃ）に送信するための送信部（ｂ５）とを有し、
前記管理者用電子端末（Ｃ）が、当該予測・推定電池評価情報を受信する受信部（ｃ６）と、受信した電池評価情報を表示する表示部（ｃ７）とを備えることを特徴とする、［１］又は［２］の非常用充放電器の遠隔監視システム。

本発明に係る非常用充放電器の遠隔監視システムによれば、店舗等に配置された非常用充放電器の電池情報（バッテリー残量、使用場所、充放電サイクル数など）に基づく電池評価情報が、管理者電子端末に表示されることで、非常用充放電器の異常などを容易に把握できる。

図１は、本発明にかかる非常用充放電器の遠隔監視システムの一態様を説明するための図である。 図２は、本発明にかかる非常用充放電器の遠隔監視システムの一態様であって、異常な状態である非常用充放電器（Ａ）から一定の距離に存在する管理者電子端末（Ｃ）に電池評価情報を表示する電池監視システムを説明するための図である。 図３は、本発明にかかる非常用充放電器の遠隔監視システムの一態様であって、所定の学習済みの学習モデルに、現在の電池情報、電池評価情報および外部環境データを含む現在データを入力することで、非常用充放電器（Ａ）の電気的不具合を予測・推定し、予測・推定電池評価情報を出力する機械学習手段（Ｄ）を有し、管理者電子端末（Ｃ）に予測・推定電池評価情報を表示する非常用充放電器の遠隔監視システムを説明するための図である。

以下、本発明にかかる非常用充放電器の監視システムについて、適宜図面を参照して、詳細に説明する。なお、図面は、本発明に係る非常用充放電器の監視システムの一態様を例示すものである。

本発明にかかる非常用充放電器の遠隔監視システムは、図１に示されるように、非常用充放電器（Ａ）、サーバー（Ｂ）および管理者電子端末（Ｃ）がネットワーク（Ｎ）で接続されている。ここで、非常用充放電器（Ａ）は、識別コードが付され、蓄電池を有する電池部（ａ１）と、電池部（ａ１）の電池情報を検知する検知部（ａ２）と、検知された電池情報をサーバー（Ｂ）に送信する送信部（ａ３）とを備えている。

図１の付番ａ１では、非常用充放電器（Ａ）の電池部（ａ１）を示す。この電池部（ａ１）は、蓄電池を備え、放電又は充電の機能を有する。

ここで、蓄電池としては、特に限定されず、典型的には、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、ＮＡＳ電池などが挙げられるが、適宜選択される。また、これらを単独で使用してもよいし、複数組み合わせて使用してもよい。

たとえば、過充電に強く、広い温度範囲でも使用できる等、非常用電池に求められる特性を有しているという点では、鉛蓄電池が好ましい。また、過充電および過放電に強く、急速充放電が可能である観点からは、ニッケル水素電池が好ましい。小型化・高密度化が可能である観点からは、リチウムイオン電池が好ましく、長寿命性および充放電の効率の観点からはＮＡＳ電池が好ましい。

図１の付番ａ２は、検知部（ａ２）を示し、上記電池部（ａ１）の電池情報を検出する。ここで、電池情報とは、非常用充放電器（Ａ）の識別コードの他に、蓄電池の電気的、化学的、物理的な状態、特性等の情報である限り特に限定されないが、たとえば、バッテリー残量、充放電サイクル数、シャットダウン回数、使用温度サイクルなどのデータをいう。ここで、この検知を可能にするため、検知部（ａ２）には、たとえば、各種センサ等の検知デバイスを備えている。具体的には、蓄電池の充電電流、放電電流、電圧、電池温度等をリアルタイム又は定期的にモニタリングするセンサである。

また、図１の付番ａ３に示されるように、送信部（ａ３）は、非常用充放電器（Ａ）ＩＤ（識別コード）および検出された電池情報（データ）を、ネットワーク（Ｎ）を介してサーバ（Ｂ）に送信する。この送信に当たっては、適宜、ＷＩＦＩルータなどの中継通信機器や、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの無線又は有線のインターネットネットワークが使用される。また、Ｗｉｆｉ／有線ＬＡＮが共に届かない時（有効に使用できない時）は、たとえば、３Ｇ／ＬＴＥモジュールを用いてもよい。

図１の付番Ｂに示されるように、サーバ（Ｂ）は、受信部（ｂ１）、生成部（ｂ２）および送信部（ｂ３）を備えている。この受信部（ｂ１）は、非常用充放電器（Ａ）の送信部（ａ３）から送信された非常用充放電器（Ａ）の識別コードおよび電池情報を受信する。次いで、生成部（ｂ２）では、受信した電池情報に基づいて、識別コードに対応する非常用充電器（Ａ）が正常な状態又は異常な状態であるかを示す電池評価情報を生成する。

具体的には、送信部（ｂ３）により送信された、非常用充放電器（Ａ）の識別コード（ＩＤコード）、充電電流、放電電流、電圧、電池温度等の電池情報に基づいて、サーバ（Ｂ）の生成部（ｂ２）が、定量的な又は定性的な電池評価情報を生成する。電池評価情報の例としては、充電率（ＳＯＣ）、劣化度・健全度（ＳＯＨ）、充放電（入出力）可能電力（ＳＯＰ）、メンテナンスの必要性、故障事実、充電不足の有無、過剰充電の有無、電池の故障予測、交換時期予測などが挙げられる。生成された電池評価情報について、管理者は、後述する管理者電子端末（Ｃ）の表示部（ｃ２）で把握することになる。

また、電池情報や電池評価情報を適宜サーバー内の記憶手段（たとえばＳＳＤ等）やサーバ（Ｂ）外部の記憶手段（たとえばクラウドや別の外部サーバ）においてデータとして記録し、記憶されたデータや外部サーバから取得した外部データから、反復的に学習させて、膨大なデータに潜むパターンを検出する機械学習手段を有していてもよい。たとえば、記憶手段において記憶されたデータと、たとえば、災害時または平常時における季節や天候（気温、降水量、落雷発生数など）についての外部データ（外部環境データ）等に基づいた、ディープラーニングなどの機械学習により、緊急時、災害時における電気的不具合を予測や推定したり、予測又は推定に基づいた対応をしたりすることができ、非常用電池の適切な管理方法につながる。
たとえば、外部環境データとして、平常時に比べて、災害発生時などの緊急時では、非常用充放電器（Ａ）の需要が高くなる傾向にある。そのため、バッテリー残量が低くなったり、充放電サイクル数、シャットダウン回数、使用温度サイクルが増えたりした結果、非常用充放電器（Ａ）の故障頻度が増加するなど電気的不具合が発生する傾向にある。このように、外部環境データに対して、非常用充放電器（Ａ）の電気的不具合の発生には相関関係がある。

そこで、この関係および過去のデータを教師データとして利用した機械学習により生成した学習済みの学習モデルに、現在の電池情報、電池評価情報および外部環境データを含む現在データを入力することで、予測・推定電池評価情報（電気的不具合の発生頻度など）を出力する態様が考えられる。

具体的には、図３に示すように、過去の各種データ（電池情報、電池評価情報および外部データ（外部環境データ））を含む過去データ３１を、教師データとして用いて、非常用充放電器（Ａ）の電気的不具合を予測・推定するための機械学習を行った学習済みの学習モデル３３をあらかじめ生成しておく。ついで、付番３４に示すように、現在の各種データ（電池情報、電池評価情報および外部環境データ）を含む現在データ３２を、学習モデル３３に入力する。この入力作業３４により、付番３５に示すように、非常用充放電器（Ａ）の電気的不具合を予測・推定し、予測・推定電池評価情報を出力する。このように、サーバ（Ｂ）が、図３の付番Ｄで示されるような機械学習手段（Ｄ）を備えるとともに、図示はしないが、当該予測・推定電池評価情報を管理者電子端末（Ｃ）に送信するための送信部（ｂ５）とを有し、更には、管理者用電子端末（Ｃ）が、当該予測・推定電池評価情報を受信する受信部（ｃ６）と、受信した予測・推定電池評価情報を表示する表示部（ｃ７）とを備えることが好ましい。

図１に示されるように、サーバ（Ｂ）は、電池評価情報を管理者電子端末（Ｃ）に送信する送信部（ｂ３）を備え、付番Ｃに示されるように管理者電子端末（Ｃ）は、当該電池評価情報を受信する受信部（ｃ１）と、受信した電池評価情報を表示する表示部（ｃ２）とを備える。
サーバ（Ｂ）の送信部（ｂ３）により、電池評価情報は、一部の（選択された）管理者電子端末（Ｃ）に送信されてもよいし、図１に示されるように、すべての管理者電子端末（Ｃ）に送信されてもよい。
また、送信部（ｂ１）および受信部（ｃ１）は、それぞれ、電池評価情報とともに電池情報も、送信および受信するものであってもよい。

また、前記管理者電子端末（Ｃ）が、管理者電子端末（Ｃ）の位置情報を特定する手段を備え、当該位置情報を保持する位置情報保持部（ｃ３）、後述する受信部（ｃ４）、判断部（ｃ５）および表示部（ｃ６）を備えることが好ましい。ここで、図２の付番２１に示されるように、送信部（ｂ４）は、前記電池評価情報が、非常用充放電器（Ａ）が異常な状態であることを示す場合、当該情報（異常電池評価情報）を、管理者用電子端末（Ｃ）に送信する。次いで、管理者電子端末（Ｃ）の受信部（ｃ４）は異常電池評価情報を受信し、判断部（ｃ５）により、前記位置情報に基づいて前記非常用電池（Ａ）から一定の距離に存在するか否かが判定され、表示部（ｃ６）に、当該一定の距離に存在する場合に、管理者電子端末（Ｃ）に異常電池評価情報が表示される。ここで、管理者電子端末（Ｃ）の位置情報保持部（ｃ３）において、位置情報を特定する手段としては、典型的にはＧＰＳが挙げられる。

このようなシステム構成にすると、部品交換などメンテナンス作業が必要な非常用電池や故障等により撤去が必要な非常用充放電器に、最も近接した管理者電子端末（Ｃ）又は予め定めておいた範囲（たとえば、非常用充放電器を中心として半径２０ｋｍ以内の範囲や、管理者の担当地域）の管理者電子端末（Ｃ）の所有者に通知（警告）することができ、効率的なメンテナンス業務等が行える。

また、位置情報を利用して異常が発生した管理者用電子端末（Ｃ）（異常端末）の近くにいる管理者にアラートを出す手段・機能に加え、異常端末の位置を地図上に表示する手段・機能を追加してもよい。このように構成することで、管理者拠点周辺の異常端末の位置を把握することで巡回ルートの効率化に役立つ。

管理者電子端末（Ｃ）としては、所定の受信部（ｃ１）と表示部（ｃ２）とを備える限り特に限定されないが、スマートフォン、タブレット端末、携帯電話、ＰＤＡ、ノート型ＰＣなどが挙げられる。

本発明によれば、店舗等に配置された非常用充放電器の電池情報（バッテリー残量、使用場所、充放電サイクル数など）に基づく電池評価情報が、管理者電子端末に表示されることで、非常用充放電器の異常などを容易に把握できる非常用充放電器の監視システムを提供できる。

Ａ：非常用充放電器（Ａ）
Ｂ：サーバー（Ｂ）
Ｃ：管理者電子端末（Ｃ）
Ｄ：機械学習手段（Ｄ）
Ｎ：ネットワーク（Ｎ）
ａ１：電池部（ａ１）
ａ２：検知部（ａ２）
ａ３：送信部（ａ３）
ｂ１：受信部（ｂ１）
ｂ２：生成部（ｂ２）
ｂ３：送信部（ｂ３）
ｂ４：送信部（ｂ４）
ｂ５：送信部（ｂ５）
ｃ１：受信部（ｃ１）
ｃ２：表示部（ｃ２）
ｃ３：位置情報特定部（ｃ３）
ｃ４：受信部（ｃ４）
ｃ５：判断部（ｃ５）
ｃ６：表示部（ｃ６）
２１：異常電池評価情報の送受信
３１：過去データ
３２：現在データ
３３：学習モデル
３４：学習モデルへの入力
３５：学習モデルからの出力

Claims (3)

1. 非常用充放電器（Ａ）、サーバー（Ｂ）および管理者電子端末（Ｃ）がネットワークで接続された非常用充放電器の遠隔監視システムであって、
   非常用充放電器（Ａ）が、蓄電池を有する電池部（ａ１）と、当該電池部（ａ１）の電池情報を検出する検知部（ａ２）と、非常用充放電器（Ａ）の識別コードおよび検出された電池情報をサーバー（Ｂ）に送信する送信部（ａ３）とを備え、
   前記サーバー（Ｂ）が、前記識別コードおよび電池情報を受信する受信部（ｂ１）と、受信された電池情報に基づいて、前記非常用充放電器（Ａ）が正常な状態又は異常な状態であるかを示す電池評価情報を生成する生成部（ｂ２）と、当該電池評価情報を管理者電子端末（Ｃ）に送信する送信部（ｂ３）とを備え、
   管理者電子端末（Ｃ）が、当該電池評価情報を受信する受信部（ｃ１）と、受信した電池評価情報を表示する表示部（ｃ２）とを備えることを特徴とする非常用充放電器の遠隔監視システム。
2. 前記サーバ（Ｂ）が、非常用充放電器（Ａ）が異常な状態であることを示す異常電池評価情報を、管理者用電子端末（Ｃ）に送信する送信部（ｂ４）を備え、
   前記管理者電子端末（Ｃ）が、管理者電子端末（Ｃ）の位置情報を特定する手段を備え、当該位置情報を保持する位置情報保持部（ｃ３）と、
   前記異常電池評価情報を受信する受信部（ｃ４）と、
   前記位置情報に基づいて前記非常用電池（Ａ）から一定の距離に存在するか否かを判定する判断部（ｃ５）と、
   当該一定の距離に存在すると判断された場合に、管理者電子端末（Ｃ）に前記異常電池評価情報を表示する表示部（ｃ６）とを備えることを特徴とする請求項１に記載の非常用充放電器の遠隔監視システム。
3. 前記サーバ（Ｂ）が、過去の電池情報、電池評価情報および外部環境データを含む過去データを、教師データとして用いて、非常用充放電器の電気的不具合を予測・推定するための機械学習を行った学習済みの学習モデルに、現在の電池情報、電池評価情報および外部環境データを含む現在データを入力することで、非常用充放電器（Ａ）の電気的不具合を予測・推定し、予測・推定電池評価情報を出力する機械学習手段（Ｄ）と、当該予測・推定電池評価情報を管理者電子端末（Ｃ）に送信するための送信部（ｂ５）とを有し、
   前記管理者用電子端末（Ｃ）が、当該予測・推定電池評価情報を受信する受信部（ｃ６）と、受信した電池評価情報を表示する表示部（ｃ７）とを備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の非常用充放電器の遠隔監視システム。
   
   
   

Images