JP5214748B2 - 電力使用量計算システム、エネルギー管理装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、電力使用量計算システム、エネルギー管理装置及びプログラムに関する。

原子力や火力等従来の発電に加えて、太陽光や風力等の再生可能なエネルギーを併用する際、電力の品質の安定化を図るために、次世代電力網(スマートグリッド)が構築されている。次世代電力網では、電力使用量を集計するスマートメーター(ＳＭと記載する)と、電気機器を管理するホームサーバとが各家庭や各事業所に設置される。ＳＭは、電力網を介してメータデータ管理システム(Meter Data Management System, MDMS)と通信する。ＭＤＭＳは、各家庭や各事業所のＳＭから一定の時間間隔で電力使用量を受信して記憶する。エネルギー管理システム(Energy Management System, EMS)は、ＭＤＭＳに集まった複数の家庭や事業所の電力使用量に基づいて、各家庭や各事業所のＳＭやホームサーバに対して電力の使用を抑制するよう要求したり電力網に接続される蓄電池の充放電を制御したりする等の電力制御を行う。

特開２００４−１１２８６８号公報

ところで、電力網に接続され、各種アプリケーションを実現させるアプリケーションサーバとして、例えば、プロバイダーが管理する課金サーバがある。このような課金サーバは、ＭＤＭＳに集まった各家庭や事業所の電力使用量に基づいて課金処理を行う。ＭＤＭＳは、ＳＭからの電力使用量の閲覧要求を受ける場合には、ＭＤＭＳが保持する情報を開示する。そのため、ＭＤＭＳは各家庭又は事業所の電力使用量を記憶することが考えられる。しかしながら、ＭＤＭＳの記憶サーバの管理者や記憶サーバに侵入した不正なユーザが各家庭の電力使用量を見ることで、その家庭又は事業所が在宅かどうかや活動の様子等推測することができる。これは、プライバシーの侵害に繋がる。

実施形態の電力使用量計算システムは、電気機器の電力使用量を集計する複数の電力メータと、複数の記憶サーバと、エネルギー管理システムとを含む電力使用量計算システムであって、第１単位時間に少なくとも一度前記電力メータが集計した電力使用量を取得する取得部と、第１の電力使用量と、所定の規則に従って算出された第１の値とを用いて、複数の第１の部分情報を生成する第１生成部と、複数の前記第１の部分情報を各々異なる複数の前記記憶サーバに送信する第１送信部と、複数の前記記憶サーバはそれぞれ、前記第１の部分情報を受信する第１受信部と、前記第１受信部が受信した前記第１の部分情報を記憶する記憶部と、複数の前記電力メータで集計された電力使用量の第２単位時間内における第１総量の送信を要求する第１送信要求を受信する第２受信部と、前記第１送信要求に応じて、前記記憶部に記憶された前記第１の部分情報を用いて、第２の部分情報を生成する第２生成部と、前記第２の部分情報を前記エネルギー管理システムに送信する第２送信部を有し、前記エネルギー管理システムは、前記第１送信要求を複数の前記記憶サーバに送信する第３送信部と、前記第２の部分情報を複数の前記記憶サーバから受信する第３受信部と、複数の前記第２の部分情報を用いて、前記第１総量を復元する復元部とを有し、前記第１生成部は、第２の電力使用量と、前記第１の値とを用いて、新たな複数の前記第１の部分情報を生成し、前記第２の電力使用量は、前記第１の電力使用量より後に前記取得部で取得されたことを特徴とする。

図１は、第１の実施の形態の電力使用量計算システムの構成を示す図。 図２は、同実施の形態のＳＭの機能的構成を例示する図。 図３は、同実施の形態の第１及び第２記憶サーバの機能的構成を示す図。 図４は、同実施の形態のＥＭＳの機能的構成を例示する図。 図５は、同実施の形態の課金サーバの機能的構成を例示する図。 図６は、同実施の形態のＳＭの行う処理の手順を示すフローチャート。 図７は、同実施の形態の第１記憶サーバの行う処理手順のフローチャート。 図８は、同実施の形態の第１記憶サーバの行う処理手順のフローチャート。 図９は、同実施の形態の第１記憶サーバの行う処理手順のフローチャート。 図１０は、同実施の形態のＥＭＳの行う処理手順を示すフローチャート。 図１１は、同実施の形態の課金サーバの行う処理手順のフローチャート。 図１２は、第２の実施の形態の電力使用量計算システムの構成を示す図。 図１３は、同実施の形態のＳＭの機能的構成を例示する図。 図１４は、同実施の形態の分割サーバの機能的構成を示す図。 図１５は、同実施の形態のＳＭの行う処理の手順を示すフローチャート。 図１６は、同実施の形態の分割サーバの行う処理手順のフローチャート。

ここで、まず、電力使用量計算システムの概要について説明する。電力使用量計算システムは、上述したＳＭに接続されるＭＤＭＳを備える。ＳＭは、各家庭又は事業所における電気機器の電力使用量を単位時間に少なくとも一度集計して、ＭＤＭＳに送信する。ＭＤＭＳは、ＳＭから送信された電力使用量を記憶する。このとき、例えば、電力を使用する場所や単位時間における電力使用量がプライバシー情報に該当する恐れがあるため、単位時間における電力使用量を複数の部分情報に分散させて、ＭＤＭＳが記憶する。プライバシー情報とは個人又は団体の嗜好や行動を特定する情報である。プライバシー情報には個人又は団体自体を特定する情報も含まれる。また、プライバシー情報には、個人又は団体自体は特定されなくとも、個人又は団体の嗜好や行動の傾向を特定する情報も含まれる。単位時間における電力使用量がプライバシー情報に該当するか否かの判定は、予め行っておいても良いし、動的に行っても良い。また、単位時間における電力使用量や電力を使用する場所がプライバシー情報に該当しない場合においても、電力使用量の部分情報への分散やＭＤＭＳへの記憶を行っても良い。

例えば、電力使用量に比例して課金処理を行うアプリケーションは、各家庭又は事業所の電力使用量の正確な値を入力とする。この場合には、ＭＤＭＳが電力使用量を復号することなく、各家庭又は事業所の電力使用量の総和である総量（電力使用総量）の正確な値の復号結果を得られるように、電力使用量を部分情報へ分散する方法として、所定の規則に従って算出される値を用いた計算を用いる。

以下で説明する各実施形態では、第１単位時間での各家庭での電力使用量を隠蔽し、第２単位時間での複数の家庭の電力使用総量を入力とするＥＭＳと、第３単位時間での各家庭での電力使用量を入力とする課金サーバとをアプリケーションサーバに用いる例を説明する。また、各実施形態では各家庭での電力使用量を隠蔽しているが、各家庭に限らず、電力を使用するスマートメータの集計範囲（集計単位）での電力使用量を隠蔽できれば良く、その場合は、本明細書の「家庭」は「集計範囲（集計単位）」と読み替えることができる。

[第１の実施の形態]
図１は、本実施の形態にかかる電力使用量計算システムの構成を例示する図である。同図に示されるように、電力使用量計算システムは、メータデータ管理システム(ＭＤＭＳ)１０１と、スマートメータ（ＳＭ）１０２と、エネルギー管理システム(ＥＭＳ)１０３と、課金サーバ１０４と、アプリケーションサーバ１０５とがネットワーク１０６を介して接続される構成である。尚、図面の簡略化のため、スマートメータ１０２は１つしか図示していないが、電力使用量計算システムには、複数のＳＭ１０２が接続され得る。ネットワーク１０６とは、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）、イントラネット、イーサネット（登録商標）又はインターネット等である。ＭＤＭＳ１０１は、ネットワーク１０６を介して各家庭の電力使用量を収集して管理するシステムであり、第１記憶サーバ１０１ａと、第２記憶サーバ１０１ｂとを有する。ＳＭ１０２は、家庭に配設され、家庭で使用される電気機器の電力使用量を集計する電力メータである。

尚、ＳＭ１０２に対してこれを家庭毎に識別するための識別情報(家庭識別情報という)が付与されており、ＳＭ１０２は当該家庭に付与された家庭識別情報を記憶しているものとする。また、ＭＤＭＳ１０１、ＥＭＳ１０３及び課金サーバ１０４は各々、電力使用量計算システムに接続されるＳＭ１０２の家庭識別情報を全て記憶しているものとする。

このような構成の電力使用量計算システムにおいて実現される基本的な機能的構成の概略について説明する。ＳＭ１０２が集計した電力使用量と、所定の規則に従って算出した値とを用いて計算を行うことにより、複数の第１部分情報を生成する。複数の第１部分情報とは、一般にはｎ個に分割された第一部分情報のうち少なくともｋ個（ｋ＜＝ｎ）を統合することにより計算元の電力使用量を復元可能なものである。所定の規則とは、ＭＤＭＳ１０１やＥＭＳ１０３や課金サーバ１０４が予測できない値を生成する規則（方法）である。例えば、middle-square method、線形合同法、線形帰還シフトレジスタ、メルセンヌ・ツイスタなどを用いる方法がある。所定の規則に従って算出した値とは、本実施の形態においては、乱数とする。以下では、ｎ＝２、ｋ＝２の場合について述べるが、例えばｎ＝３、ｋ＝３（乱数を２つ使用し、第３記憶サーバも使用）としてもよいし、ｎ＝３、ｋ＝２（秘密分散法により、３個のうち２個の第１部分情報を用いて、ＥＭＳ１０３や課金処理をする）としても良い。また、本実施の形態においては、ＳＭ１０２は、２つの部分情報を生成して、一方を第１記憶サーバ１０１ａに送信し、他方を第２記憶サーバ１０１ｂに送信する。尚、ＳＭ１０２が集計した情報は、少なくとも家庭識別情報と電力使用量が対応付けられた情報であり、この対応付けられた情報も部分情報と共にＳＭ１０２は第１記憶サーバ１０１ａ，第２記憶サーバ１０１ｂに送信する。第１記憶サーバ１０１ａ，第２記憶サーバ１０１ｂはそれぞれ、複数の第１部分情報から計算元の電力使用量を復元することなく、アプリケーションの目的に応じた第２部分情報や第３部分情報を計算する。ここで、第２部分情報とは、アプリケーションとしてＥＭＳ１０３が電力制御を行うために、第１部分情報をそろえて第１単位時間単位で計算される情報を含むものであり、ある地域の家庭あるいは事業所における第１単位時間毎の電力使用量の総量等アプリケーションの入力を計算するための情報である。第３部分情報とは、アプリケーションとして課金サーバ１０４が課金処理を行うために、第１部分情報をそろえて計算される情報であり、個別の家庭あるいは事業所における電力使用量の総量（電力使用総量）等アプリケーションの入力を計算するための情報である。第１部分情報、第２部分情報及び第３部分情報はそれぞれ計算の単位が異なるものである。また、ここで、第２部分情報や第３部分情報を計算するために用いる第１部分情報は、異なるＳＭ１０２が集計した電力使用量から計算される第１部分情報を複数用いても良いし、異なる時間でＳＭ１０２が集計した電力使用量から計算される第１部分情報を複数用いても良い。第１記憶サーバ１０１ａ，第２記憶サーバ１０１ｂは、第２部分情報をＥＭＳ１０３に送信し、第３部分情報を課金サーバ１０４に送信する。その後、ＥＭＳ１０３及び課金サーバ１０４はそれぞれ、受信した複数の第２部分情報又は第３部分情報からアプリケーションの入力を復元し、アプリケーションの処理を行う。

以上のような基本的な機能的構成に加えて、本実施の形態においては、更に、ＳＭ１０２は、所定の規則に従って算出した値として、複数の第１部分情報の計算に複数回に亘って同じ値を用いる。また、ＳＭ１０２は、複数の第１部分情報の送信先をランダムに決定する。具体的な構成については後述する。

ここで、第１記憶サーバ１０１ａ、第２記憶サーバ１０１ｂ、ＳＭ１０２、ＥＭＳ１０３、課金サーバ１０４及びアプリケーションサーバ１０５のハードウェア構成について説明する。これらの各情報処理装置は、情報処理装置全体を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）等の制御部と、各種データや各種プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等の主記憶部と、各種データや各種プログラムを記憶するＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＣＤ（Compact Disk）ドライブ装置等の補助記憶部と、これらを接続するバスとを備えており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成となっている。また、第１記憶サーバ１０１ａ、第２記憶サーバ１０１ｂ、ＳＭ１０２、ＥＭＳ１０３及び課金サーバ１０４は、ネットワーク１０６を介して通信を行う通信Ｉ／Ｆ(Interface)を更に備える。尚、これらがネットワーク１０６を介して通信を行う際には、通信内容の秘匿や認証のために暗号通信を行うようにしても良いが、簡便化のため、各情報処理装置が有する暗号通信に係る構成の説明を省略する。

次に、第１記憶サーバ１０１ａ、第２記憶サーバ１０１ｂ、ＳＭ１０２、ＥＭＳ１０３及び課金サーバ１０４のそれぞれにおいて実現される各種機能について説明する。まず、ＳＭ１０２の機能的構成について図２を用いて説明する。ＳＭ１０２は、送受信部１０２ａ、電力使用量計測部１０２ｂ、電力使用量記憶部１０２ｃ、部分情報生成部１０２ｄ、乱数生成部１０２ｅ及び乱数記憶部１０２ｆを有する。送受信部１０２ａの機能は、ＳＭ１０２の有する通信Ｉ／Ｆと、ＳＭ１０２の有するＣＰＵが主記憶部や補助記憶部に記憶された各種プログラムを実行することにより実現される。電力使用量計測部１０２ｂ、部分情報生成部１０２ｄ及び乱数生成部１０２ｅの各機能は、ＳＭ１０２の有するＣＰＵが主記憶部や補助記憶部に記憶された各種プログラムを実行することにより実現される。電力使用量記憶部１０２ｃ及び乱数記憶部１０２ｆはそれぞれ、ＳＭ１０２の有する例えば補助記憶部に確保される記憶領域である。また、上述した家庭識別情報は例えば補助記憶部に記憶されている。

電力使用量計測部１０２ｂは、ＳＭ１０２が設置された家庭あるいは事業所内で電力線に接続された電気機器の電力使用量z_{i,j}を第１単位時間に少なくとも一度集計することにより、電力使用量を取得する。そして、電力使用量計測部１０２ｂは、集計した電力使用量を電力使用量記憶部１０２ｃに記憶させる。尚、第１単位時間とは、ＳＭ１０２が電力使用量を集計する時間間隔を表し、例えば、１５分等の時間間隔である。また、iは家庭に対応するインデックスで、jは第１単位時間の順序（日付や時刻等）に対応するインデックスを表す。電力使用量記憶部１０２ｃは、電力使用量計測部１０２ｂが集計した電力使用量z_{i,j}を記憶する。

乱数生成部１０２ｅは、部分情報生成部１０２ｄの制御の下、所定の規則に従って値を算出するものであり、本実施の形態においては、所定の乱数生成規則に従って、乱数rを生成する。乱数記憶部１０２ｆは、部分情報生成部１０２ｄの制御の下、乱数生成部１０２ｅが生成した乱数rを記憶する。この乱数rは、部分情報生成部１０２ｄにより複数回使用された後に削除される。

部分情報生成部１０２ｄは、電力使用量計測部１０２ｂにより集計されて電力使用量記憶部１０２ｃに電力使用量z_{i,j}が記憶される度に、当該電力使用量z_{i,j}と、乱数記憶部１０２ｆに記憶された乱数又は乱数生成部１０２ｅが生成した乱数とを用いて計算を行うことにより、２つの第１部分情報を生成する。具体的には、乱数記憶部１０２ｆに乱数が記憶されている場合、部分情報生成部１０２ｄは、当該乱数と、電力使用量記憶部１０２ｃに記憶された電力使用量z_{i,j}とを用いて計算を行うことにより、２つの第１部分情報を生成して、当該乱数を乱数記憶部１０２ｆから削除する。また、乱数記憶部１０２ｆに乱数が記憶されていない場合、部分情報生成部１０２ｄは、乱数生成部１０２ｅに乱数を生成させ、当該乱数と、電力使用量記憶部１０２ｃに記憶された電力使用量z_{i,j}とを用いて計算を行うことにより、２つの第１部分情報を生成して、その後、当該乱数を乱数記憶部１０２ｆに記憶させる。このようにして、部分情報生成部１０２ｄは、電力使用量計測部１０２ｂにより集計された電力使用量と、乱数とを用いて、２つの第１部分情報を生成し、その後新たに電力使用量計測部１０２ｂにより集計された電力使用量と、当該乱数とを用いて、新たな２つの第１部分情報を生成する。即ち、部分情報生成部１０２ｄは、第１単位時間に少なくとも一度２つの第１部分情報を計算する際に、異なる２つの第１単位時間のそれぞれにおける第１部分情報の計算に同じ値の乱数を用いる。

尚、２つの第１部分情報をそれぞれz_{i,j,1}，z_{i,j,2}とすると、これらは例えばそれぞれ以下の式１〜２により計算される。パラメータαは、大きな数であり、ＳＭ１０２、第１記憶サーバ１０１ａ、第２記憶サーバ１０１ｂ、ＥＭＳ１０３、課金サーバ１０４及びアプリケーションサーバ１０５で共通の値を用いる。
z_{i,j,1}=r mod α・・・（式１）
z_{i,j,2}＝z_{i,j}-r mod α・・・（式２）

また、部分情報生成部１０２ｄは、生成した２つの第１部分情報z_{i,j,1}，z_{i,j,2}のうち少なくとも一方の送信先を第１記憶サーバ１０１ａ又は第２記憶サーバ１０１ｂにランダムに決定する。例えば、部分情報生成部１０２ｄは、乱数生成部１０２ｅに「０」以上１未満の乱数を生成させ、生成された乱数が「０．５」未満であった場合、一方の第１部分情報z_{i,j,1}の送信先を第１記憶サーバ１０１ａに決定し、この結果、他方の第１部分情報z_{i,j,2}の送信先を第１記憶サーバ１０１ａと異なる第２記憶サーバ１０１ｂに決定し、生成された乱数が「０．５」以上であった場合、一方の第１部分情報z_{i,j,2}の送信先を第１記憶サーバ１０１ａに決定し、この結果、他方の第１部分情報z_{i,j,1}の送信先を第１記憶サーバ１０１ａと異なる第２記憶サーバ１０１ｂに決定するようにしても良い。尚、この決定は、ランダムではなく、所定の方法に従って行うようにしても良い。

送受信部１０２ａは、第１記憶サーバ１０１ａや第２記憶サーバ１０１ｂ等の他の情報処理装置との通信を制御するものである。本実施の形態では特に、送受信部１０２ａは、部分情報生成部１０２ｄが生成した２つの第１部分情報のうち送信先を第１記憶サーバ１０１ａと決定した方を家庭識別情報と併せて第１記憶サーバ１０１ａに送信し、他方を家庭識別情報と併せて第２記憶サーバ１０１ｂに送信したり、後述のＥＭＳ１０３から電力制御コマンドを受信したりする。

次に、第１記憶サーバ１０１ａ及び第２記憶サーバ１０１ｂの機能的構成について図３を用いて説明する。第１記憶サーバ１０１ａは、送受信部１０１ａ１、部分情報記憶部１０１ａ２及び統合部分情報生成部１０１ａ３を有する。送受信部１０１ａ１の機能は、第１記憶サーバ１０１ａの有する通信Ｉ／Ｆと、第１記憶サーバ１０１ａの有するＣＰＵが主記憶部や補助記憶部に記憶された各種プログラムを実行することにより実現される。統合部分情報生成部１０１ａ３の機能は、第１記憶サーバ１０１ａの有するＣＰＵが主記憶部や補助記憶部に記憶された各種プログラムを実行することにより実現される。部分情報記憶部１０１ａ２は、第１記憶サーバ１０１ａの有する例えば補助記憶部に確保される記憶領域である。第２記憶サーバ１０１ｂは、送受信部１０１ｂ１、部分情報記憶部１０１ｂ２及び統合部分情報生成部１０１ｂ３を有する。送受信部１０１ｂ１の機能は、第２記憶サーバ１０１ｂの有する通信Ｉ／Ｆと、第２記憶サーバ１０１ｂの有するＣＰＵが主記憶部や補助記憶部に記憶された各種プログラムを実行することにより実現される。統合部分情報生成部１０１ｂ３の機能は、第２記憶サーバ１０１ｂの有するＣＰＵが主記憶部や補助記憶部に記憶された各種プログラムを実行することにより実現される。部分情報記憶部１０１ｂ２は、第２記憶サーバ１０１ｂの有する例えば補助記憶部に確保される記憶領域である。

尚、第１記憶サーバ１０１ａ及び第２記憶サーバ１０１ｂの機能的構成は同様であるため、以下では、第１記憶サーバ１０１ａの機能的構成について説明して、第２記憶サーバ１０１ｂの機能的構成については説明を省略する。送受信部１０１ａ１は、ＳＭ１０２やＥＭＳ１０３や課金サーバ１０４等の他の情報処理装置との通信を制御するものである。本実施の形態においては、特に、送受信部１０１ａ１は、ＳＭ１０２から第１単位時間に少なくとも一度第１部分情報及び家庭識別情報を受信したり、第２単位時間毎にＥＭＳ１０３から、ある地域の第２単位時間内の第１単位時間毎の電力使用総量の送信を要求する送信要求を受信したり、第３単位時間毎に課金サーバ１０４から、家庭毎の第３単位時間内の電力使用総量の送信を要求する送信要求を受信したり、ＥＭＳ１０３からの送信要求に応じて後述の統合部分情報生成部１０１ａ３が計算した第２部分情報をＥＭＳ１０３に送信したり、課金サーバ１０４からの送信要求に応じて統合部分情報生成部１０１ａ３が生成した第３部分情報を課金サーバ１０４に送信したりする。第２単位時間とは、後述するＥＭＳ１０３が電力使用総量を計算して電力網を制御する時間間隔を表し、例えば３０分等の時間間隔である。第３単位時間とは、後述する課金サーバ１０４がある家庭の電力使用総量を計算して課金を行うための時間間隔を表し、例えば１ヶ月等の時間間隔である。

部分情報記憶部１０１ａ２は、送受信部１０１ａ１がＳＭ１０２から第１単位時間に少なくとも一度受信した第１部分情報及び家庭識別情報を、時間（電力使用時間という）と対応付けて記憶する。

統合部分情報生成部１０１ａ３は、送受信部１０１ａ１がＥＭＳ１０３から送信要求を受信した場合、ＭＤＭＳ１０３がＳＭを管理する地域に属する全て又は一部の家庭の家庭識別情報と各々対応付けられて部分情報記憶部１０１ａ２に記憶されている第１部分情報のうち、第２単位時間内に含まれる第１単位時間毎の電力使用時間と対応付けられた第１部分情報を読み出して、第１単位時間毎に第１部分情報を合算して、第１単位時間毎に合算した第１部分情報を全て含む第２部分情報を生成する。この第２部分情報は、第２記憶サーバ１０１ｂが生成した第２部分情報と合算されることにより、ある地域に属する全て又は一部の家庭の第２単位時間内での第１単位時間毎の電力使用総量が復元されるものである。例えば、第２単位時間内に含まれる第１単位時間毎の電力使用時間をj1, j2,,, jNとし、ある地域に属する全て又は一部の家庭の第１単位時間毎の第１部分情報の合計をa_{2,1}_jm（m=1,,,N）とすると、第１記憶サーバ１０１ａが生成する第２部分情報a_{2,1}は、以下の式３により表される。
a_{2,1}＝(a_{2,1} _j1,a_{2,1} _{j 2},…,a_{2,1}_{j N})・・・（式３）

また、統合部分情報生成部１０１ａ３は、送受信部１０１ａ１が課金サーバ１０４から送信要求を受信した場合、家庭毎の家庭識別情報と各々対応付けられて部分情報記憶部１０１ａ２に記憶されている第１部分情報のうち、第３単位時間内に含まれる第１単位時間毎の電力使用時間と対応付けられた第１部分情報を読み出して、これらを家庭識別情報毎に合算することにより、家庭識別情報毎の第３部分情報を生成する。この第３部分情報は、第２記憶サーバ１０１ｂが生成した家庭識別情報毎の第３部分情報と合算されることにより、家庭毎の第３単位時間内での電力使用総量が復元されるものである。例えば、家庭識別情報iの家庭について、第１単位時間毎の第１部分情報をz_{i,j,1}とし、第２単位時間内に含まれる第１単位時間毎の電力使用時間をj1, j2,,, jNとすると、第１記憶サーバ１０１ａが生成する第３部分情報a_{3,i,1}は、以下の式４により表される。
a_{3,i,1}＝Σ_j=j1,j2,,,jNz_{i,j,1}・・・（式４）

次に、ＥＭＳ１０３の機能的構成について図４を用いて説明する。同図に示されるように、ＥＭＳ１０３は、送受信部１０３ａ、電力使用総量復元部１０３ｂ、地域電力記憶部１０３ｃ及び電力制御判定部１０３ｄを有する。送受信部１０３ａの機能は、ＥＭＳ１０３の有する通信Ｉ／Ｆと、ＥＭＳ１０３の有するＣＰＵが主記憶部や補助記憶部に記憶された各種プログラムを実行することにより実現される。電力使用総量復元部１０３ｂ及び電力制御判定部１０３ｄの各機能は、ＥＭＳ１０３の有するＣＰＵが主記憶部や補助記憶部に記憶された各種プログラムを実行することにより実現される。地域電力記憶部１０３ｃは、ＥＭＳ１０３の有する例えば補助記憶部に確保される記憶領域である。

送受信部１０３ａは、第１記憶サーバ１０１ａや第２記憶サーバ１０１ｂ等の他の情報処理装置との通信を制御するものである。本実施の形態では、特に、送受信部１０３ａは、ある地域に属する全て又は一部の家庭の第２単位時間内での第１単位時間毎の電力使用総量の送信を要求する送信要求を第１記憶サーバ１０１ａ及び第２記憶サーバ１０１ｂに第２単位時間毎に送信したり、第１記憶サーバ１０１ａや第２記憶サーバ１０１ｂから送信された第２部分情報を受信したり、後述の電力制御判定部１０３ｄの制御の下、電力制御コマンドをＳＭ１０２に送信したりする。

電力使用総量復元部１０３ｂは、送受信部１０３ａが第１記憶サーバ１０１ａや第２記憶サーバ１０１ｂから受信した第２部分情報を統合することにより、ある地域に属する全て又は一部の家庭の第２単位時間内での第１単位時間毎の電力使用総量を復元する。例えば、第２単位時間内に含まれる第１単位時間毎の電力使用時間をj1,j2, …,,jNとし、ある地域に属する全て又は一部の家庭の第１単位時間毎の第１部分情報の合計をa_{2,1}_jm（m=1,…,,N）とし、第１記憶サーバ１０１ａから受信された第２部分情報を (a_{2,1} _j1,a_{2,1} _{j 2},…,a_{2,1}_{j N})とし、第２記憶サーバ１０１ｂから受信された第２部分情報を(a_{2, 2} _j1,a_{2, 2} _{j 2},…,a_{2, 2}_{j N})とすると、ある地域に属する全て又は一部の家庭の第２単位時間内での第１単位時間毎の電力使用総量a_{4,i}は、以下の式５により、第１記憶サーバ１０１ａから受信された第２部分情報及び２記憶サーバ１０１ｂから受信された第２部分情報が第１単位時間単位で合算された結果として復元される。
a_{4,i}=(a_{2,1} _j1,a_{2,1} _{j 2},…,a_{2,1}_{j N})+ (a_{2, 2} _j1,a_{2, 2} _{j 2},…,a_{2, 2}_{j N}) mod α・・・（式５）

地域電力記憶部１０３ｃは、電力使用総量復元部１０３ｂが復元したある地域に属する全て又は一部の家庭の第２単位時間内での第１単位時間毎の電力使用総量を記憶する。電力制御判定部１０３ｄは、電力使用総量復元部１０３ｂが復元した電力使用総量に基づいて、電力制御を行うか否かを判定する。電力制御とは、例えば、第２単位時間内での第１単位時間毎の電力使用総量が上限閾値を超えている場合には、各家庭での電力の使用を抑制させるようにしたり、電力使用総量が下限閾値を下回っている場合には、蓄電池に充電したりすることである。電力制御判定部１０３ｄは、電力制御を行なうと判定し、各家庭での電力の使用を抑制すると判定した場合には、電力の使用の抑制を要求する電力制御コマンドを送受信部１０３ａからＳＭ１０２に送信させる。

次に、課金サーバ１０４の機能的構成について図５を用いて説明する。同図に示されるように、課金サーバ１０４は、送受信部１０４ａ、電力使用総量復元部１０４ｂ、課金データ記憶部１０４ｃ及び課金処理部１０４ｄを有する。送受信部１０４ａの機能は、課金サーバ１０４の有する通信Ｉ／Ｆと、課金サーバ１０４の有するＣＰＵが主記憶部や補助記憶部に記憶された各種プログラムを実行することとにより実現される。電力使用総量復元部１０４ｂ及び課金処理部１０４ｄの各機能は、課金サーバ１０４の有するＣＰＵが主記憶部や補助記憶部に記憶された各種プログラムを実行することにより実現される。課金データ記憶部１０４ｃは、課金サーバ１０４の有する例えば補助記憶部に確保される記憶領域である。

送受信部１０４ａは、第１記憶サーバ１０１ａや第２記憶サーバ１０１ｂ等の他の情報処理装置との通信を制御するものである。本実施の形態では、特に、送受信部１０４ａは、家庭毎の第３単位時間内での電力使用総量の送信を要求する送信要求を第１記憶サーバ１０１ａ及び第２記憶サーバ１０１ｂに第３単位時間毎に送信したり、第１記憶サーバ１０１ａや第２記憶サーバ１０１ｂから送信された第３部分情報を受信したりする。

電力使用総量復元部１０４ｂは、送受信部１０４ａが第１記憶サーバ１０１ａや第２記憶サーバ１０１ｂから受信した第３部分情報を家庭識別情報毎に統合することにより、家庭毎の第３単位時間内での電力使用総量を復元する。例えば、家庭識別情報iの家庭について、第１記憶サーバ１０１ａから受信された第３部分情報をa_{3,i,1}とし、第２記憶サーバ１０１ｂから受信された第３部分情報をa_{3,i,2}とすると、電力使用総量a_{5,i}は、以下の式６により、第１記憶サーバ１０１ａから受信された第３部分情報及び第２記憶サーバ１０１ｂから受信された第３部分情報が合算された結果として復元される。
a_{5,i}=a_{3,i,1}+a_{3,i,2} mod α・・・（式６）

課金データ記憶部１０４ｃは、電力使用総量復元部１０４ｂが復元した家庭毎の第３単位時間内での電力使用総量を記憶する。課金処理部１０４ｄは、第３単位時間毎に第１記憶サーバ１０１ａ及び第２記憶サーバ１０１ｂに対して家庭毎の第３単位時間内での電力使用総量の送信を要求する送信要求を送受信部１０４ａから送信させ、電力使用総量復元部１０４ｂが復元した各家庭の第２単位時間内での電力使用総量に基づいて課金処理を行う。

次に、本実施の形態にかかる電力使用量計算システムの行う処理の手順について説明する。まず、ＳＭ１０２が第１記憶サーバ１０１ａ及び第２記憶サーバ１０１ｂへ第１部分情報を送信する手順について図６を用いて説明する。ＳＭ１０２は、家庭iで使用された電力使用量z_{i,j}を第１単位時間に少なくとも１度集計して電力使用量記憶部１０２ｃに記憶させる（ステップＳ１）。そして、ＳＭ１０２は、乱数記憶部１０２ｆに乱数が記憶されているか否かを判定する（ステップＳ２）。乱数記憶部１０２ｆに乱数が記憶されている場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、前回のステップＳ５での第１部分情報の生成に用いた乱数が乱数記憶部１０２ｆに記憶されているということである。ここで、本実施の形態においては、前回ステップＳ５と同一の乱数を今回のステップＳ５での第１部分情報の生成に用いるため、ＳＭ１０２は、当該乱数(r)を乱数記憶部１０２ｆから読み出し、その後、乱数記憶部１０２ｆから当該乱数ｒを削除する（ステップＳ３）。一方、乱数記憶部１０２ｆに乱数が記憶されていない場合（ステップＳ２：ＮＯ）、ＳＭ１０２は、乱数rを生成し、当該乱数rを乱数記憶部１０２ｆに記憶させる（ステップＳ４）。ここで乱数記憶部１０２ｆに記憶された乱数ｒは、次回のステップＳ５での第１部分情報の生成に用いられることになる。ＳＭ１０２は、ステップＳ１で集計した電力使用量と、ステップＳ３で読み出した乱数r又はステップＳ４で生成した乱数ｒとを用いて、上述の式１〜２により計算を行うことにより、２つの第１部分情報z_{i,j,1},z_{i,j,2}を生成する（ステップＳ５）。

そして、ＳＭ１０２は、２つの部分情報z_{i,j,1},z_{i,j,2}のそれぞれの送信先をランダム又は所定の方法により第１記憶サーバ１０１ａ又は第２記憶サーバ１０１ｂに決定する（ステップＳ６）。ここでは、ＳＭ１０２は、例えば、一方の第１部分情報z_{i,j,1}の送信先を第１記憶サーバ１０１ａに決定し、この結果、他方の第１部分情報z_{i,j,2}の送信先を第１記憶サーバ１０１ａと異なる第２記憶サーバ１０１ｂに決定する。次いで、ＳＭ１０２は、ステップＳ６で決定した送信先に第１部分情報z_{i,j,1},z_{i,j,2}をそれぞれ送信する（ステップＳ７）。例えば、ＳＭ１０２は、第１部分情報z_{i,j,1}及び補助記憶部に記憶された家庭識別情報を第１記憶サーバ１０１ａに送信し、第１部分情報z_{i,j,2}及び補助記憶部に記憶された家庭識別情報を第２記憶サーバ１０１ｂに送信する。

次に、第１記憶サーバ１０１ａがＳＭ１０２から第１部分情報を受信する処理の手順について図７を用いて説明する。第２記憶サーバ１０１ｂがＳＭ１０２から第１部分情報を受信する処理の手順は第１記憶サーバ１０１ａと同様であるためその説明を省略する。第１記憶サーバ１０１ａは、第１単位時間に少なくとも一度、各家庭のＳＭ１０２から第１部分情報z_{i,j,1}又はz_{i,j,2}のいずれか及び家庭識別情報を受信すると（ステップＳ１０）、これらを部分情報記憶部１０１ａ２に記憶させる（ステップＳ１１）。

次に、第１記憶サーバ１０１ａがＥＭＳ１０３からの送信要求に応じて第２部分情報をＥＭＳ１０３に送信する処理の手順について図８を用いて説明する。第２記憶サーバ１０１ｂがＥＭＳ１０３からの送信要求に応じて第２部分情報をＥＭＳ１０３に送信する処理の手順は第１記憶サーバ１０１ａと同様であるためその説明を省略する。第１記憶サーバ１０１ａは、ある地域の第２単位時間内の第１単位時間毎の電力使用総量の送信を要求する送信要求をＥＭＳ１０３から受信すると（ステップＳ２０）、ある地域に属する全て又は一部の家庭の家庭識別情報と各々対応付けられて部分情報記憶部１０１ａ２に記憶されている第１部分情報のうち、第２単位時間内に含まれる第１単位時間毎の電力使用時間と対応付けられた第１部分情報を読み出して、第１単位時間毎に第１部分情報を合算して、例えば式３により、第１単位時間毎に合算した第１部分情報を全て含む第２部分情報を生成する（ステップＳ２１）。次いで、第１記憶サーバ１０１ａは、ステップＳ２１で生成した第２部分情報をＥＭＳ１０３に送信する（ステップＳ２２）。以上の処理を、第１記憶サーバ１０１ａは、第２単位時間毎にＥＭＳ１０３から送信要求を受信する度に行う。

次に、第１記憶サーバ１０１ａが課金サーバ１０４からの送信要求に応じて第３部分情報を課金サーバ１０４に送信する処理の手順について図９を用いて説明する。第２記憶サーバ１０１ｂが課金サーバ１０４からの送信要求に応じて第３部分情報を課金サーバ１０４に送信する処理の手順は第１記憶サーバ１０１ａと同様であるためその説明を省略する。第１記憶サーバ１０１ａは、家庭毎の第３単位時間内の電力使用総量の送信を要求する送信要求を課金サーバ１０４から受信すると（ステップＳ３０）、家庭毎の家庭識別情報と各々対応付けられて部分情報記憶部１０１ａ２に記憶されている第１部分情報のうち、第３単位時間内に含まれる第１単位時間毎の電力使用時間と対応付けられた第１部分情報を読み出して、これらを家庭識別情報毎に合算することにより(例えば式４参照)、家庭識別情報毎の第３部分情報を生成する（ステップＳ３１）。次いで、第１記憶サーバ１０１ａは、ステップＳ３１で生成した家庭識別情報毎の第３部分情報を課金サーバ１０４に送信する（ステップＳ３２）。以上の処理を、第１記憶サーバ１０１ａは、第３単位時間毎に課金サーバ１０４から送信要求を受信する度に行う。

次に、ＥＭＳ１０３が送信要求を送信して電力制御を行う処理の手順について図１０を用いて説明する。ＥＭＳ１０３は、第２単位時間毎に、ある地域の第２単位時間内の電力使用総量の送信を要求する送信要求を第１記憶サーバ１０１ａ及び第２記憶サーバ１０１ｂのそれぞれに送信する（ステップＳ４０）。当該送信要求に応じて第１記憶サーバ１０１ａ及び第２記憶サーバ１０１ｂから第２部分情報が送信されると、ＥＭＳ１０３はこれらを受信する（ステップＳ４１）。次いで、ＥＭＳ１０３は、ステップＳ４１で受信した第２部分情報を統合することにより（例えば式５参照）、ある地域に属する全て又は一部の家庭の第２単位時間内での第１単位時間毎の電力使用総量を復元して（ステップＳ４２）、これを地域電力記憶部１０３ｃに記憶させる。次いで、ＥＭＳ１０３は、ステップＳ４２で復元した電力使用総量に基づいて、電力制御を行う（ステップＳ４３）。

次に、課金サーバ１０４が送信要求を送信して課金処理を行う処理の手順について図１１を用いて説明する。課金サーバ１０４は、第３単位時間毎に、家庭毎の第３単位時間内での電力使用総量の送信を要求する送信要求を第１記憶サーバ１０１ａ及び第２記憶サーバ１０１ｂにそれぞれ送信する（ステップＳ５０）。当該送信要求に応じて第１記憶サーバ１０１ａ及び第２記憶サーバ１０１ｂから家庭識別情報毎の第３部分情報が送信されると、課金サーバ１０４はこれらを受信する（ステップＳ５１）。次いで、課金サーバ１０４は、ステップＳ５１で受信した第３部分情報を家庭識別情報毎に統合することにより（例えば式６参照）、家庭毎の第３単位時間内での電力使用総量を復元して（ステップＳ５２）、これを課金データ記憶部１０４ｃに記憶させる。次いで、課金サーバ１０４は、ステップＳ５２で復元した電力使用総量に基づいて、課金処理を行う（ステップＳ５３）。

以上のように、本実施の形態においては、各家庭の第１単位時間における電力使用量はＳＭ１０２で所定の規則に従って算出された値を用いた計算により複数の第１部分情報に分散される。複数に分散された第１部分情報は、その１つを入手したとしても計算元の電力使用量を復元することはできない。このため、第１記憶サーバ１０１ａ及び第２記憶サーバ１０１ｂを有するＭＤＭＳ１０１の管理者及びＭＤＭＳ１０１に侵入した不正なユーザに対しても、各家庭の電力使用量が漏洩する恐れを回避することができる。即ち、ＭＤＭＳ１０１の管理者及びＭＤＭＳ１０１に侵入した不正なユーザが各家庭の第１単位時間毎の電力使用量を見ることができず、時間に応じて在宅しているか否かや活動の様子等を推測することができないため、各家庭のプライバシーを保護することができる。

また、本実施の形態においては、アプリケーションサーバとして電力制御を行うための第１単位時間における全家庭又は一部の家庭での電力使用総量を計算するＥＭＳ１０３を用いたが、第１記憶サーバ１０１ａ及び第２記憶サーバ１０１ｂはそれぞれ、各家庭の第１単位時間における電力使用量の第１部分情報から、ある地域の家庭の全て又は一部について第２単位時間内の第１単位時間毎の電力使用総量を計算し、その結果をＥＭＳ１０３に送信する。その結果、ＥＭＳ１０３は、ある地域の家庭の全て又は一部の第１単位時間毎の電力使用総量を知ることはできるが、各家庭の第１単位時間における電力使用量を計算することはできないため、各家庭のプライバシーを保護することができる。

また、アプリケーションサーバとして各家庭の課金処理を行うための第２単位時間における各家庭の電力使用総量を計算する課金サーバ１０４を用いたが、第１記憶サーバ１０１ａ及び第２記憶サーバ１０１ｂはそれぞれ、各家庭の第１単位時間における電力使用量の第１部分情報から、第３単位時間内の電力使用総量を計算し、その結果を課金サーバ１０４に送信する。その結果、課金サーバ１０４は各家庭の第３単位時間における電力使用総量を復元することはできるが、各家庭の第１単位時間における電力使用量を計算することはできないため、各家庭のプライバシーを保護することができる。

以上のように本実施の形態においては、各ＳＭ１０２で集計された各電力使用量をＭＤＭＳ１０１において隠蔽してプライバシーを保護しつつ、電力使用総量を計算可能になる。

[第２の実施の形態]
次に、情報処理装置、電力使用量計算システム及びプログラムの第２の実施の形態について説明する。尚、上述の第１の実施の形態と共通する部分については、同一の符号を使用して説明したり、説明を省略したりする。

上述の第１の実施の形態においては、ＳＭ１０２が、第１単位時間に少なくとも一度、自身が集計した電力使用量と、所定の規則に従って算出した値とを用いて計算を行うことにより、複数の第１部分情報を生成した。本実施の形態においては、ＭＤＭＳ１０１が分割サーバを更に有し、分割サーバが、第１単位時間に少なくとも一度、ＳＭ１０２から電力使用量を示す電力使用量情報を受信し、当該電力使用量情報によって示される電力使用量と、所定の規則に従って算出した値とを用いて計算を行うことにより、複数の第１部分情報を生成する。

図１２は、本実施の形態に係る電力使用量計算システムの構成を例示する図である。同図に示されるように、ＭＤＭＳ１０１は、分割サーバ１０１ｃを更に有する。分割サーバ１０１ｃは、ＳＭ１０２から電力使用量を示す電力使用量情報を受信し、２つの第１部分情報を生成して、これらのうち一方を第１記憶サーバ１０１ａに送信し、他方を第２記憶サーバ１０１ｂに送信する。

図１３は、本実施の形態に係るＳＭ１０２の機能的構成を例示する図である。ＳＭ１０２は、送受信部１０２ａ、電力使用量計測部１０２ｂ及び電力使用量記憶部１０２ｃを有する。電力使用量計測部１０２ｂ及び電力使用量記憶部１０２ｃの各機能は第１の実施の形態と同様である。送受信部１０２ａは、本実施の形態においては、第１部分情報を第１記憶サーバ１０１ａ及び第２記憶サーバ１０１ｂにそれぞれ送信するのではなく、電力使用量計測部１０２ｂが集計した電力使用量を示す電力使用量情報及び家庭識別情報を分割サーバ１０１ｃに送信する。

図１４は、分割サーバ１０１ｃの機能的構成を例示する図である。分割サーバ１０１ｃは、送受信部１０１ｃ１と、部分情報生成部１０１ｃ２、乱数生成部１０１ｃ３及び乱数記憶部１０１ｃ４を有する。送受信部１０１ｃ１の機能は、分割サーバ１０１ｃの有する通信Ｉ／Ｆと、分割サーバ１０１ｃの有するＣＰＵが主記憶部や補助記憶部に記憶された各種プログラムを実行することにより実現される。部分情報生成部１０１ｃ２及び乱数生成部１０１ｃ３の各機能は、分割サーバ１０１ｃの有するＣＰＵが主記憶部や補助記憶部に記憶された各種プログラムを実行することにより実現される。乱数記憶部１０１ｃ４は、分割サーバ１０１ｃの有する例えば補助記憶部に確保される記憶領域である。

送受信部１０１ｃ１は、ＳＭ１０２や第１記憶サーバ１０１ａや第２記憶サーバ１０１ｂ等の他の情報処理装置との通信を制御するものである。本実施の形態では特に、送受信部１０１ｃ１は、第１単位時間に少なくとも一度ＳＭ１０２から電力使用量情報及び家庭識別情報を受信することにより、ＳＭ１０２が集計した電力使用量を取得する。また、送受信部１０１ｃ１は、後述の部分情報生成部１０１ｃ２が生成した２つの第１部分情報のうち送信先を第１記憶サーバ１０１ａと決定した方を家庭識別情報と併せて第１記憶サーバ１０１ａに送信し、他方を家庭識別情報と併せて第２記憶サーバ１０１ｂに送信する。

乱数生成部１０１ｃ３は、後述の部分情報生成部１０１ｃ２の制御の下、第１の実施の形態で説明したＳＭ１０２の乱数生成部１０２ｅと同様に、所定の乱数生成規則に従って乱数rを生成する。乱数記憶部１０１ｃ４は、部分情報生成部１０１ｃ２の制御の下、乱数生成部１０１ｃ３が生成した乱数rを記憶する。この乱数rは、部分情報生成部１０１ｃ２により複数回使用された後に削除される。

部分情報生成部１０１ｃ２は、各家庭について第１単位時間に少なくとも一度、送受信部１０１ｃ１がＳＭ１０２から受信した電力使用量情報によって示される電力使用量と、乱数記憶部１０１ｃ４に記憶された乱数又は乱数生成部１０１ｃ３が生成した乱数とを用いて計算を行うことにより、２つの第１部分情報を生成する。具体的には、乱数記憶部１０１ｃ４に乱数が記憶されている場合、部分情報生成部１０１ｃ２は、当該乱数と、送受信部１０１ｃ１がＳＭ１０２から受信した電力使用量情報によって示される電力使用量とを用いて計算を行うことにより、２つの第１部分情報を生成して、当該乱数を乱数記憶部１０１ｃ４から削除する。また、乱数記憶部１０１ｃ４に乱数が記憶されていない場合、部分情報生成部１０１ｃ２は、乱数生成部１０１ｃ３に乱数を生成させ、当該乱数と、送受信部１０１ｃ１がＳＭ１０２から受信した電力使用量情報によって示される電力使用量とを用いて計算を行うことにより、２つの第１部分情報を生成して、その後、当該乱数を乱数記憶部１０１ｃ４に記憶させる。このようにして、部分情報生成部１０１ｃ２は、第１単位時間に少なくとも一度２つの第１部分情報を計算する際に、第１の実施の形態で説明したＳＭ１０２の部分情報生成部１０２ｄと同様に、異なる２つの第１単位時間のそれぞれにおける第１部分情報の計算に同じ値の乱数を用いる。尚、２つの第１部分情報を計算するための計算式の例は、上述と同様に、式１〜２である。

また、部分情報生成部１０１ｃ２は、生成した２つの第１部分情報のうち少なくとも一方の送信先を第１記憶サーバ１０１ａ又は第２記憶サーバ１０１ｂにランダムに決定する。第１部分情報の送信先を決定する方法は、第１の実施の形態でＳＭ１０２の部分情報生成部１０２ｄが第１部分情報の送信先を決定する方法と同様であるため、その説明を省略する。

第１記憶サーバ１０１ａ、第２記憶サーバ１０１ｂ、ＥＭＳ１０３及び課金サーバ１０４の機能的構成についてはそれぞれ第１の実施の形態と同様であるためその説明を省略する。但し、第１記憶サーバ１０１ａの送受信部１０１ａ１は、第１部分情報をＳＭ１０２からではなく、分割サーバ１０１ｃから受信する。第２記憶サーバ１０１ｂの送受信部１０１ｂ１についても同様である。

次に、本実施の形態に係る電力使用量計算システムの行う処理の手順について説明する。まず、ＳＭ１０２が電力使用量情報を分割サーバ１０１ｃに送信する処理の手順について図１５を用いて説明する。ステップＳ１は第１の実施の形態と同様である。次いで、ＳＭ１０２は、ステップＳ１で集計した電力使用量を示す電力使用量情報及び補助記憶部に記憶された家庭識別情報を分割サーバ１０１ｃに送信する（ステップＳ６０）。

次に、分割サーバ１０１ｃが電力使用量情報を受信して２つの第１部分情報を生成して第１記憶サーバ１０１ａ及び第２記憶サーバ１０１ｂにそれぞれ送信する処理の手順について図１６を用いて説明する。分割サーバ１０１ｃは、図１５のステップＳ６０でＳＭ１０２から送信された電力使用量情報及び家庭識別情報を受信すると（ステップＳ６１）、乱数記憶部１０１ｃ４に乱数が記憶されているか否かを判定する（ステップＳ６２）。乱数記憶部１０１ｃ４に乱数が記憶されている場合（ステップＳ６２：ＹＥＳ）、前回のステップＳ６５での第１部分情報の生成に用いた乱数が乱数記憶部１０１ｃ４に記憶されているということであり、前回ステップＳ６５と同一の乱数を今回のステップＳ６５での第１部分情報の生成に用いるため、分割サーバ１０１ｃは、当該乱数を乱数記憶部１０１ｃ４から読み出し、その後、乱数記憶部１０１ｃ４から当該乱数ｒを削除する（ステップＳ６３）。一方、乱数記憶部１０１ｃ４に乱数が記憶されていない場合（ステップＳ６２：ＮＯ）、分割サーバ１０１ｃは、乱数を生成し、当該乱数rを乱数記憶部１０１ｃ４に記憶させる（ステップＳ６４）。ここで乱数記憶部１０１ｃ４に記憶された乱数ｒは、次回のステップＳ６５での第１部分情報の生成に用いられることになる。分割サーバ１０１ｃは、ステップＳ６１で受信した電力使用量情報によって示される電力使用量と、ステップＳ６３で読み出した乱数r又はステップｓ６４で生成した乱数ｒとを用いて、上述の式１〜２により、２つの第１部分情報z_{i,j,1},z_{i,j,2}を計算する（ステップＳ６５）。

そして、分割サーバ１０１ｃは、２つの部分情報z_{i,j,1},z_{i,j,2}のそれぞれの送信先をランダム又は所定の方法により第１記憶サーバ１０１ａ又は第２記憶サーバ１０１ｂに決定する（ステップＳ６６）。次いで、分割サーバ１０１ｃは、ステップＳ６６で決定した送信先に部分情報z_{i,j,1},z_{i,j,2}をそれぞれ、ステップＳ６１でＳＭ１０２から受信した家庭識別情報と共に送信する（ステップＳ６７）。

第１記憶サーバ１０１ａが分割サーバ１０１ｃから第１部分情報を受信する処理の手順については図７を用いて説明した処理の手順と略同様であるため、その詳細な処理の手順の説明を省略する。但し、ステップＳ１０では、第１記憶サーバ１０１ａは、第１部分情報及び家庭識別情報をＳＭ１０２からではなく、分割サーバ１０１ｃから受信する。第２記憶サーバ１０１ｂについても同様である。

ＥＭＳ１０３が送信要求を送信して電力制御を行う処理の手順及び課金サーバ１０４が送信要求を送信して課金処理を行う処理の手順については第１の実施の形態と同様であるためその説明を省略する。

以上のように本実施の形態においても、各ＳＭ１０２で集計された各電力使用量をＭＤＭＳ１０１において隠蔽してプライバシーを保護しつつ、電力使用総量を計算可能になる。

[変形例]
なお、本発明は前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

上述した各実施の形態において、第１記憶サーバ１０１ａ、第２記憶サーバ１０１ｂ、分割サーバ１０１ｃ、ＳＭ１０２、ＥＭＳ１０３及び課金サーバ１０４のうち少なくとも１つで実行される各種プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また当該各種プログラムを、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録してコンピュータプログラムプロダクトとして提供するように構成しても良い。

また、上述した第１の実施の形態においては、第１記憶サーバ１０１ａ及び第２記憶サーバ１０１ｂと課金サーバ１０４との間の通信や、第１記憶サーバ１０１ａ及び第２記憶サーバ１０１ｂとＥＭＳ１０３との間の通信や、ＳＭ１０２と第１記憶サーバ１０１ａ及び第２記憶サーバ１０１ｂとの間の通信には、送受信する情報を秘匿するためにTLS等の暗号通信を用いても良い。また、各通信時には、互いを認証するための機器認証を行っても良い。

また、第２の実施の形態においても同様に、分割サーバ１０１ｃと課金サーバ１０４との間の通信や、分割サーバ１０１ｃとＥＭＳ１０３との間の通信や、ＳＭ１０２と分割サーバ１０１ｃとの間の通信には、送受信する情報を秘匿するためにTLS等の暗号通信を用いても良い。また、各通信時には、互いを認証するための機器認証を行っても良い。

上述した第１の実施の形態においては、ＳＭ１０２は、複数の第１部分情報を第１記憶サーバ１０１ａ及び第２記憶サーバ１０１ｂにそれぞれ自発的に送信するようにしたが、これに限らず、第１部分情報を第１記憶サーバ１０１ａ及び第２記憶サーバ１０１ｂのうち少なくとも１つから第１部分情報の書き込みや読み出しが行われる記憶手段として機能するようにしても良い。また、ＳＭ１０２は、予め指定されたプログラムや他の機器の指示に従って第１部分情報を自発的に送信する機能を有しても良い。

また、第２の実施の形態においても同様に、ＳＭ１０２は、電力使用量情報を分割サーバ１０１ｃに自発的に送信するのではなく、電力使用量情報を分割サーバ１０１ｃから書き込みや読み出しが行われる記憶手段として機能するようにしても良い。また、ＳＭ１０２は、予め指定されたプログラムや他の機器の指示に従って電力使用量情報を自発的に送信する機能を有しても良い。

上述した各実施の形態においては、アプリケーションサーバとして、ＥＭＳ１０３及び課金サーバ１０４を用いたが、この他、電力流通を管理する電力取引サービスサーバを用いるようにしても良い。例えば、電力単価が第１単位時間の複数の家庭の電力使用総量で決定される場合には、電力取引サービスサーバは、ＥＭＳ１０３と同様に、第１記憶サーバ１０１ａ及び第２記憶サーバ１０１ｂからそれぞれ、複数の家庭について第１単位時間毎に合算した第１部分情報を含む第２部分情報を受信して、これらを統合することにより第１単位時間の複数の家庭の電力使用総量を復元して、当該電力使用総量を用いて電力単価を決定し、電力の取引を行っても良い。また、アプリケーションサーバとして、ＳＭ１０２と連携して各家庭の電力制御を行う省電力アプリケーションサーバを用いるようにしても良い。この場合、省電力アプリケーションサーバは、第１単位時間の各家庭の電力使用量を用いて各家庭の電力制御を行う代わりに、ＥＭＳ１０３と同様に、複数の家庭について第１単位時間毎に合算した第１部分情報を含む第２部分情報を受信して、これらを統合することにより第１単位時間の複数の家庭の電力使用総量を復元して、当該電力使用総量を用いて各家庭の電力制御を行っても良いし、課金サーバ１０４と同様に、第１記憶サーバ１０１ａ及び第２記憶サーバ１０１ｂからそれぞれ、家庭毎の第３単位時間内の第３部分情報を受信して、これらを統合することにより、家庭毎の第３単位時間内の電力使用総量を復元して、各家庭の電力使用総量を用いて各家庭の電力制御を行っても良い。

上述した各実施の形態においては、第１部分情報の生成に用いる所定の規則に従って算出された値として、乱数を用いたが、これに限らない。例えば、共通鍵で所定の値が暗号化された値を乱数の代わりに用いても良い。また、第１部分情報の生成に用いる当該値として同じ値を用いる回数は、上述の各実施の形態においては２回であるとしたが、これに限らない。また、同じ値を用いる方法は、上述の例に限らない。例えば、第１の実施の形態において、ＳＭ１０２は、第１部分情報の生成に用いた異なる値の乱数を乱数記憶部１０２ｆに複数記憶させるようにしておき、第１部分情報を生成する際に、前回の第１部分情報の生成には用いていない乱数の値を乱数記憶部１０２ｆから読み出してこれを用いるようにしても良い。

第２の実施の形態における分割サーバ１０１ｃについても同様である。尚、第２の実施の形態においては、分割サーバ１０１ｃは、同一のＳＭ１０２に対する複数回の第１部分情報の生成に同一の乱数の値を用いるようにしても良いし、異なるＳＭ１０２に対するそれぞれの第１部分情報の生成に同一の乱数の値を用いるようにしても良い。即ち、分割サーバ１０１ｃは、第１単位時間毎の異なる電力使用量時間において同一のＳＭ１０２に対して以前に第１部分情報を生成する際に用いた乱数を、今回の第１部分情報の生成に用いるようにしても良いし、あるＳＭ１０２に対して第１部分情報を生成する際に、他の異なるＳＭ１０２に対する第１部分情報の生成に用いた乱数を用いるようにしても良い。また、同一の乱数を用いる方法は、複数組み合わせても良い。

上述の各実施の形態においては、ＥＭＳ１０３は、第２単位時間内の第１単位時間毎の電力使用総量を復元するものとしたが、これに限らず、第２単位時間内の電力使用総量を復元するようにしても良い。この場合、第１記憶サーバ１０１ａは、ＥＭＳ１０３から受信した送信要求に応じて、ある地域に属する全て又は一部の家庭の家庭識別情報と各々対応付けられて部分情報記憶部１０１ａ２に記憶されている第１部分情報のうち、第２単位時間内に含まれる第１単位時間毎の電力使用時間と対応付けられた第１部分情報を読み出して、これら全て第１部分情報を合算することにより、第２部分情報を生成して、これをＥＭＳ１０３に送信すれば良い。第２記憶サーバ１０１ｂについても同様である。

上述の各実施の形態においては、ＳＭ１０２の代わりに家庭内のエネルギー管理システム(Home Energy Management System)を用いても良い。

上述した第２の実施の形態の電力使用量計算システムにおいては、分割サーバ１０１ｃは、ＭＤＭＳ１０１に含まれるようにしたが、これに限らず、ＭＤＭＳ１０１に含まれない構成であっても良い。

１０１ ＭＤＭＳ
１０１ａ 第１記憶サーバ
１０１ａ１ 送受信部
１０１ａ２ 部分情報記憶部
１０１ａ３ 統合部分情報生成部
１０１ｂ 第２記憶サーバ
１０１ｂ１ 送受信部
１０１ｂ２ 部分情報記憶部
１０１ｂ３ 統合部分情報生成部
１０１ｃ 分割サーバ
１０１ｃ１ 送受信部
１０１ｃ２ 部分情報生成部
１０１ｃ３ 乱数生成部
１０１ｃ４ 乱数記憶部
１０２ ＳＭ
１０２ａ 送受信部
１０２ｂ 電力使用量計測部
１０２ｃ 電力使用量記憶部
１０２ｄ 部分情報生成部
１０２ｅ 乱数生成部
１０２ｆ 乱数記憶部
１０３ ＥＭＳ
１０３ａ 送受信部
１０３ｂ 電力使用総量復元部
１０３ｃ 地域電力記憶部
１０３ｄ 電力制御判定部
１０４ 課金サーバ
１０４ａ 送受信部
１０４ｂ 電力使用総量復元部
１０４ｃ 課金データ記憶部
１０４ｄ 課金処理部
１０５ アプリケーションサーバ
１０６ ネットワーク

Claims (9)

1. 電気機器の電力使用量を集計する複数の電力メータと、複数の記憶サーバと、エネルギー管理システムとを含む電力使用量計算システムであって、
   第１単位時間に少なくとも一度前記電力メータが集計した電力使用量を取得する取得部と、
   第１の電力使用量と、所定の規則に従って算出された第１の値とを用いて、複数の第１の部分情報を生成する第１生成部と、
   複数の前記第１の部分情報を各々異なる複数の前記記憶サーバに送信する第１送信部と、
   複数の前記記憶サーバはそれぞれ、
   前記第１の部分情報を受信する第１受信部と、
   前記第１受信部が受信した前記第１の部分情報を記憶する記憶部と、
   複数の前記電力メータで集計された電力使用量の第２単位時間内における第１総量の送信を要求する第１送信要求を受信する第２受信部と、
   前記第１送信要求に応じて、前記記憶部に記憶された前記第１の部分情報を用いて、第２の部分情報を生成する第２生成部と、
   前記第２の部分情報を前記エネルギー管理システムに送信する第２送信部を有し、
   前記エネルギー管理システムは、
   前記第１送信要求を複数の前記記憶サーバに送信する第３送信部と、
   前記第２の部分情報を複数の前記記憶サーバから受信する第３受信部と、
   複数の前記第２の部分情報を用いて、前記第１総量を復元する復元部とを有し、
   前記第１生成部は、第２の電力使用量と、前記第１の値とを用いて、新たな複数の前記第１の部分情報を生成し、
   前記第２の電力使用量は、前記第１の電力使用量より後に前記取得部で取得された
   ことを特徴とする電力使用量計算システム。
2. 複数の前記第１部分情報の全部又は一部の送信先を、複数の前記記憶サーバの全部又は一部に決定する決定部を更に備え、
   前記第１送信部は、前記決定部が決定した送信先の前記記憶サーバに複数の前記第１部分情報の一部を送信する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電力使用量計算システム。
3. 前記取得部は、前記電気機器が接続された前記電力メータに設けられ、前記第１単位時間に少なくとも一度前記電気機器の電力使用量を集計することにより、前記電力使用量を取得する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電力使用量計算システム。
4. 前記取得部は、前記電気機器が接続された前記電力メータが前記第１単位時間に少なくとも一度集計した電力使用量を示す電力使用量情報を前記電力メータから受信することにより、前記電力使用量を取得する
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電力使用量計算システム。
5. 前記生成部は、複数の前記電力メータから各々取得した電力使用量に対してそれぞれ、複数の前記第１部分情報を生成するものであり、第１の電力メータから取得された前記第１の電力使用量と、前記第１の値とを用いて、複数の第１部分情報を生成し、前記第１の電力メータから新たに取得された前記第２の電力使用量と、前記第１の値とを用いて、新たな複数の前記第１部分情報を生成する
   ことを特徴とする請求項４に記載の電力使用量計算システム。
6. 前記生成部は、複数の前記電力メータから各々取得した電力使用量に対してそれぞれ、複数の前記第１部分情報を生成するものであり、第１の電力メータから取得された前記第１の電力使用量と、前記第１の値とを用いて、複数の第１部分情報を生成し、第２の電力メータから新たに取得された前記第２の電力使用量と、前記第１の値とを用いて、新たな複数の前記第１部分情報を生成する
   ことを特徴とする請求項４又は５に記載の電力使用量計算システム。
7. 前記所定の規則に従って前記第１の値を算出する算出部と、
   前記第１の値を記憶する記憶部とを更に備え、
   前記生成部は、前記第１の電力使用量と、前記算出部が算出した前記第１の値又は前記記憶部に記憶された前記第１の値とを用いて、複数の前記第１部分情報を生成する
   請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電力使用量計算システム。
8. 電気機器の電力使用量を集計する複数の電力メータと、複数の記憶サーバと、エネルギー管理装置とを含む電力使用量計算システムにおける前記エネルギー管理装置であって、
   前記電力使用量計算システムは、
   第１単位時間に少なくとも一度前記電力メータが集計した電力使用量を取得する取得部と、
   第１の電力使用量と、所定の規則に従って算出された第１の値とを用いて、複数の第１の部分情報を生成する第１生成部と、
   複数の前記第１の部分情報を各々異なる複数の前記記憶サーバに送信する第１送信部と、を備え、
   前記第１生成部は、前記第１の電力使用量より後に前記取得部で取得された電力使用量である第２の電力使用量と、前記第１の値とを用いて、新たな複数の前記第１の部分情報を生成するものであり、
   複数の前記記憶サーバはそれぞれ、
   前記第１の部分情報を受信する第１受信部と、
   前記第１受信部が受信した前記第１の部分情報を記憶する記憶部と、
   複数の前記電力メータで集計された電力使用量の第２単位時間内における第１総量の送信を要求する第１送信要求を受信する第２受信部と、
   前記第１送信要求に応じて、前記記憶部に記憶された前記第１の部分情報を用いて、第２の部分情報を生成する第２生成部と、
   前記第２の部分情報を前記エネルギー管理装置に送信する第２送信部と、を有するものであり、
   前記第１送信要求を複数の前記記憶サーバに送信する第３送信部と、
   前記第２の部分情報を複数の前記記憶サーバから受信する第３受信部と、
   複数の前記第２の部分情報を用いて、前記第１総量を復元する復元部と、を備えることを特徴とするエネルギー管理装置。
9. 電気機器の電力使用量を集計する複数の電力メータと、複数の記憶サーバと、エネルギー管理装置とを含む電力使用量計算システムにおける前記エネルギー管理装置で実行されるプログラムであって、
   前記電力使用量計算システムは、
   第１単位時間に少なくとも一度前記電力メータが集計した電力使用量を取得する取得部と、
   第１の電力使用量と、所定の規則に従って算出された第１の値とを用いて、複数の第１の部分情報を生成する第１生成部と、
   複数の前記第１の部分情報を各々異なる複数の前記記憶サーバに送信する第１送信部と、を備え、
   前記第１生成部は、前記第１の電力使用量より後に前記取得部で取得された電力使用量である第２の電力使用量と、前記第１の値とを用いて、新たな複数の前記第１の部分情報を生成するものであり、
   複数の前記記憶サーバはそれぞれ、
   前記第１の部分情報を受信する第１受信部と、
   前記第１受信部が受信した前記第１の部分情報を記憶する記憶部と、
   複数の前記電力メータで集計された電力使用量の第２単位時間内における第１総量の送信を要求する第１送信要求を受信する第２受信部と、
   前記第１送信要求に応じて、前記記憶部に記憶された前記第１の部分情報を用いて、第２の部分情報を生成する第２生成部と、
   前記第２の部分情報を前記エネルギー管理装置に送信する第２送信部と、を有するものであり、
   前記エネルギー管理装置に、
   前記第１送信要求を複数の前記記憶サーバに送信する第３送信部の機能と、
   前記第２の部分情報を複数の前記記憶サーバから受信する第３受信部の機能と、
   複数の前記第２の部分情報を用いて、前記第１総量を復元する復元部の機能と、を実現させるためのプログラム。

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