JP5654124B2 - インフラ監視装置、システム、および方法 - Google Patents

Description

本願は２０１０年６月１６日に提出された米国仮出願第６１／３５５、４６８号の優先権を主張し、引用によって同出願の全文をここに組み込む。本開示は商業用、産業用、または家庭用の水、ガス、および／または電気などの供給および使用などを含むがそれらに限定されないインフラの監視および制御に関連する装置、システム、および方法に関し、特に、自治体を監視および制御し、ユーザに起こり得る故障と必要な措置を警告する装置、方法、およびシステムに関する。

自治体は、各自治体内の多数の公益事業および安全システムを運営および／または外注している。このようなシステムは通常、複雑なインフラであり、配水、配ガス、配電、水管理、交通制御、消防署、警察署、および緊急対応部署を含むがそれらに限定されない。これらのシステムはそれぞれ、（許可または無許可の）使用、故障、いたずら、事象、妨害または遮断、漏れ、汚染、および／またはその他の問題に関して監視される必要がある。

いずれかのシステムの状態を把握するため、あるいは通常使用や請求または修理のためには、通常は、自治体に派遣された人員が手動でシステム内の問題をチェックしなければならない。このシステムは時間がかかり、大きな労働力を要し、問題が見落とされる可能性がある。さらにシステムの好ましい側面が不定期にまたは稀にしか評価されず、長期間、問題は、チェックされないままとなる。たとえば給水本管の漏れがあり、特にその漏れが比較的長期間発見されない場合には、水道会社は、失われた水、エネルギー使用量、化学処理などに高額なコストを負担することになる。さらに漏れは、地下の構造上の腐食を引き起こす可能性もある。システムへの妨害は、中心位置に報告されない限り、気付かれないままとなるおそれもある。

現行のシステムに関連するもう１つの問題や欠点は、複数のモニタおよびコントローラに適合させることのできる送信インフラを生成可能なモニタおよび装置コントローラのネットワークを維持し、ネットワークを監視する公益企業にシステムに関する情報を提供する情報ネットワークを形成するのに十分な財産権が欠如していることである。たとえば、ネットワークの中には、通信装置の配置のために新たな電柱や塔を設置する必要があるものがある。自治体は、そのような装置の設置のために公益企業の電柱にスペースを借りなければならないかもしれない。

さらに或るシステムにおける問題が、別のシステムにおける問題を引き起こす場合がある。たとえば消防署に火事が報告されると、ガス会社が火事の近傍へのガス流を遮断し、水道会社がその近傍へ水または追加の水圧を向け直すことが必要となる場合がある。しかしながら現行のシステムの多くは、相互運用性に欠ける。

米国特許出願公開第２００８／０１８９０５６号明細書

したがって、少なくとも１つの自治体システムの様々な状況を連続的に監視し、複数の事業体に同時に連絡を取ることのできる単独システムを有することが望ましい。

開示される方法、システム、および装置は、現行の戦略およびシステムの抱える問題と欠点を克服し、且つ自治体インフラを監視する新たなシステムおよび方法を提供する。
一実施形態は、インフラ監視システムに関する。このシステムは、オペレーションセンタと、オペレーションセンタに通信可能に結合される２つまたはそれ以上の通信装置とを備える。複数の通信装置のうちの少なくとも１つは、インフラの構成要素に結合されており、少なくとも２つの通信装置は、監視装置である。第１の監視装置は、インフラの第１の側面または位置を監視し、第２の監視装置は、インフラの第２の側面または位置を監視する。

一実施形態では、各監視装置は、インフラ内の少なくとも１つの状態を感知する少なくとも１つのセンサと、少なくとも１つのセンサによって感知されるデータを記憶する少なくとも１つのデータ記憶装置と、データを送受信する少なくとも１つの送受信装置と、少なくとも１つのセンサ、データ記憶装置、および送受信装置に通信可能に結合される少なくとも１つのプロセッサとを備える。

一実施形態では、オペレーションセンタと複数の通信装置は、無線通信可能に結合される。少なくとも１つの通信装置は、出力装置である。出力装置は、データを送受信する送受信装置と、少なくとも１つの出力ポートと、送受信装置と少なくとも１つの出力ポートのうち少なくとも１つに通信可能に結合されるプロセッサとを備える。

一実施形態では、オペレーションセンタと少なくとも１つの出力装置とは、無線通信可能に結合される。各通信装置は、第２の通信装置宛ての送信を受信し、且つ第２の通信装置への送信を再送信するように構成される。各通信装置は、オペレーションセンタ宛ての送信を受信し、且つオペレーションセンタへの送信を再送信するように構成される。

一実施形態では、少なくとも１つの出力装置は、アクチュエータ制御装置、警報機、無線周波数識別装置およびいたずら防止装置のうちの少なくとも１つに結合される。
一実施形態では、監視装置と出力装置とは、同じユニット内に含まれる。監視装置と出力装置とは、電源、送受信機、およびプロセッサのうちの少なくとも１つを共有する。

インフラは、配水システム、配電システム、配ガスシステム、交通制御システム、および緊急時対応システムのうち少なくとも１つであってよい。該システムは、ガスの使用、水の使用、電気の使用、いたずら、漏れ、ＧＰＳ位置、近接度、傾斜、煙、温度、錆、腐食、流体流、圧力、水質、大気質、汚染、放射能、ｐＨ、インフラ状態、および動きのうちの少なくとも１つを監視することができる。

一実施形態では、少なくとも１つの監視装置が事象を記録すると、システムは、警告を発する。一実施形態では、少なくとも１つの監視装置は、視覚または音声装置に結合される。オペレーションセンタは、複数のオペレーションセンタを備えることができる。各オペレーションセンタは、一意に配置される。オペレーションセンタは、複数のインフラを同時に監視することができる。

複数のインフラは、水システム、電気システム、ガスシステム、緊急時対応システム、交通制御システム、およびその組み合わせから成る群より選択される。インフラの構成要素は、消火栓、需給メータ、マンホールカバー、電柱、バルブ、パイプ、信号機、給水塔、水タンク、バルブボックス、バルブボックスカバー、メータボックス、メータボックスカバー、および煙検知器のうちの１つである。インフラの構成要素が消火栓である各種実施形態では、消火栓に結合される通信装置は、中継器である。消火栓の少なくとも一部は
、通信装置の通信を妨害しない材料から成る。さらに消火栓に結合される通信装置は、ノズルキャップ、ポンパノズル、ホースノズル、消防車フックアップ、およびボンネットのうち１つの内に配置されうる。

別の実施形態は、別のインフラ監視システムに関する。該システムは、オペレーションセンタと、オペレーションセンタに通信可能に結合される複数の通信装置とを備える。複数の通信装置のうちの少なくとも１つの通信装置は、消火栓、バルブ、バルブボックス、バルブボックスカバー、メータ、メータボックス、メータボックスカバー、給水塔、水タンク、ポンパノズル、ホースノズル、またはマンホールカバーに結合される。

一実施形態では、消火栓に結合される通信装置は、監視装置、出力装置と中継器のうちの１つである。消火栓の少なくとも一部は、通信を妨害しない材料から成る。一実施形態では、消火栓に結合される通信装置は、ノズルキャップ、ポンパノズル、ホースノズル、消防車フックアップ、およびボンネットのうち１つの内に配置される。

別の実施形態は、消火栓に関する。消火栓は、ボンネットと、ボンネットに結合される通信装置とを備える。通信装置は、インフラ監視システムの１要素である。
本発明のその他の実施形態および利点について、一部は以下の説明に記載され、一部はこの説明から自明となるかまたは実施を通じて理解されるであろう。
より詳細に図示し説明する図は例示のためにのみ提供する。

開示されるシステムの概略図である。 本発明の監視装置の一実施形態の概略図である。 本発明の制御装置の一実施形態の概略図である。 消火栓内に収容される、本開示の装置の一実施形態の展開図である。 消火栓に装着される本開示の装置の斜視図である。 消火栓内の水から消火栓のボンネットを封止する遮蔽装置の一実施形態の斜視図である。 遮蔽装置とボンネットの一実施形態の斜視図である。 消火栓に装着されるノズルキャップの一実施形態の斜視図である。 図６Ａのノズルキャップの一実施形態の断面図である。 図６Ａのノズルキャップの一実施形態の断面図である

本明細書で具体化され概説されるように、本開示は、開示されるシステム、方法、および装置の例示的な実施形態を提供する。特徴は、様々な代替の形状で具体化することができる。したがって具体的な構造上および機能上の詳細は、限定的であることを意図するものではなく、請求項の基盤を、本発明を当業者が様々な形で採用する方法を教示するための代表的な基盤として提供することを意図するものである。

開示される実施形態によって解決可能な課題は、インフラの監視と保守である。一方向または二方向通信機能を有する監視装置が、自治体システムの故障を検出し、要求に応じたリアルタイムまたは略リアルタイムの装置の状態、保守、およびシステムの制御を提供するために使用可能であることが発見された。

監視装置のネットワークは、システム管理者に対して、システムの現状の全体像を提供することができる。ネットワークは、それぞれが少なくとも１つの状態を感知することのできる様々な監視装置のアレイを含む。監視装置は少なくとも１つのオペレーションセンタとの間でデータを送受信することができる。遠隔監視装置からの通信は、中央監視施設
、多数の地域監視センタのうちの１つ、ユーザ、および／または研究施設に向けられうる。さらにシステムは、少なくとも１つの制御装置を含む。各制御装置は、システムの様々な状況を制御するように構成される。制御装置は、監視装置の一部であってもよいし、別個のユニットであってもよい。通信は、インターネットを介して行われるが、民間ネットワーク、構内ネットワーク、または広域ネットワークを介して行ってもよい。通信は、遠隔監視装置および／または制御装置から地域監視施設または分散モニタへなどのように、無線要素を含む。また通信は、通信システムが別の未知の人間によって監視できないように保護あるいは暗号化される。システムへのアクセスは、ユーザの名前とパスワードにって許可されるが、追加のおよび／または代替の暗号化方法を採用することもできる。

一実施形態は、水道インフラシステムに関する。このようなシステムでは、監視装置は、ネットワークを運営する公益企業にリアルタイムで情報を提供することができるネットワークへのフィードバックのため、システム全体に、たとえば構成部品への付属装置として配置されうる。ネットワーク運営者は、送信された情報を利用することによって、ネットワーク上の制御装置を始動させたり、ネットワークによって提供される情報によって指示されるように修理やその他のサービスを派遣したりすることができる。たとえば水道メータ上の水圧モニタが位置間の変動を示す場合、ネットワークを利用して水漏れを報告することができ、制御装置は、水を転送させることができる。圧力計を消火栓に装着して、システム全体の圧力損を監視および報告することによって、消火栓のユーザ（適切な圧力を確保することが必要な消防署）、システムのユーザ（圧力低下によって影響を受ける水道の消費者）、およびシステムの運営者（損失に関するリアルタイムの情報の欠如の結果、資産の損失を被る）に恩恵を及ぼすようにリアルタイムの情報を提供することができる。

図１は、監視し、制御し、少なくとも１つの監視装置および／または少なくとも１つの制御装置に通信する本発明のシステム１００を示す。システム１００は、少なくとも１つの監視装置１１０および／または１つの制御装置１１１と通信するオペレーションセンタ１０５を含む。好適な実施形態では、オペレーションセンタ１０５と装置１１０および１１１との間の双方向通信が行える。通信は、一方向であっても双方向であってもよい。通信は、有線ネットワーク、無線ネットワーク、ＺＩＧＢＥＥ（登録商標）ネットワーク、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）ネットワーク、Ｚ−ｗａｖｅネットワーク、ＷｉＦｉネットワーク、ＷｉＭａｘネットワーク、ＲＦネットワーク、構内ネットワーク（ＬＡＮ）、インターネットネットワーク、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、携帯電話ネットワーク、固定配線電話ネットワーク、９００ＭＨｚ無線ネットワーク、および衛星ネットワークを含むがそれらに限定されない、当該技術において既知である任意の通信ネットワーク１１５上で行うことができる。一実施形態では、ネットワークは、固定ネットワークである。たとえば固定ネットワークは、網目状ネットワークまたは星状ネットワークとすることができる。また装置１１０および１１１とオペレーションセンタ１０５とは、直接通信することができるかまたは継電器、中継器、ゲートウェイ、またはメッセージを受信および再送信できるその他の装置などの中継装置を通じて通信することができる。

本発明の各監視装置１１０は、インフラの少なくとも１つの状況を監視する。監視される状況は、インフラの要素（たとえば、パイプの状態、バルブの状態、消火栓の状態、サービスラインの状態、メータの状態、送電線の状態、およびバッテリの状態）、商品状態（たとえば、液体または気体流、液体または気体圧力、液体または気体温度、および液体または気体汚染）、またはそれらの組み合わせのうちの１つ以上とすることができる。さらに各監視装置１１０は、自己を監視することができる。たとえば監視装置１１０は、通信損失、低バッテリレベル、および／または内部損傷（たとえば、水害による短絡）があるか否か判定する。また各監視装置１１０は、構造上、固定される（たとえば、バルブ、パイプ、電柱、消火栓、バルブボックス、バルブボックスカバー、メータ、メータボック
ス、メータボックスカバー、給水塔、水タンク、ポンパノズル、ホースノズル、またはマンホールカバーに固定する）、あるいは、可動にされる（たとえば、パイプ内の水またはガス流と共に、あるいは水またはガス流内で移動可能である）ことができる。

たとえば監視装置１１０または１１１は、図４Ｂに示されるように消火栓４０５に結合することができる。監視装置１１０または１１１は、ノズルキャップ６００内（すなわち、ポンパノズル、ホースノズル、または消防車フックアップ内）、消火栓の本体内、ボンネット内、消火栓の外部に装着、または消火栓上または消火栓内のその他の場所に配置されうる。監視装置１１０または１１１用のハウジングは、プラスチック、ナイロン、その他の合成または天然材料、または監視装置１１０または１１１との通信を遮断しないその他の材料から成る。たとえば図４Ａに示すように、消火栓ボンネット４００は、監視装置１１０と、監視装置１１０用の防水容器４２０とを含むことができる。或る実施形態では、消火栓ボンネット４００は、電源４２５も含むことができる。別例では図４Ｂに示すように、監視装置１１０は、消火栓４０５の外部に結合されてもよい。図５Ａおよび５Ｂに示される別の実施形態では、消火栓５０５のボンネット５００は、消火栓５０５内の水流から隔離することができる。たとえば水がボンネット５００の内部領域に達するのを防ぐように、消火栓５０５の一部を封止するプラスチック、金属、またはその他の材料のディスク５３０を備えることができる。

別の実施形態では、監視装置１１０または制御装置１１１は、消火栓のノズルキャップ６００内に配置される。消火栓のノズルキャップ６００は、出口ノズルに装着され、ノズルの開口部を覆う装置である。ノズルキャップ６００には、ノズルキャップ６００を出口ノズルに強固に装着する、あるいはノズルキャップ６００を出口ノズルから取り外すための力の印加を可能とするナット６０５またはその他の装置が装備される。図６Ａは、ノズルキャップ６００の一実施形態の等角図である。一実施形態では、ノズルキャップ６００は、複合材料、プラスチック、ナイロン、その他の合成または天然材料、あるいは監視装置１１０または制御装置１１１からの送信を遮断しないその他の材料から成る。該材料は、消火栓の外部に使用される塗料と同じ退色特性を有する。たとえば材料は、水、ＵＶ光線、腐食、酸化、その他の退色原因に対して該塗料と同一の耐性を有することができる。よって塗料とノズルキャップ６００は、同じ材料製であると思われる。

図６Ｂおよび図６Ｃは、ノズルキャップ６００の一実施形態の切断図である。ノズルキャップ６００は、監視装置１１０または制御装置１１１を配置することのできる空洞を生成する筐体６１０を有する。空洞は、カバー６１５によって包囲される。筐体６１０とカバー６１５とは、４００ｐｓｉを超える水圧に耐えうる水密封止を生成する。各種実施形態では、他の圧力を利用することができる。さらに一実施形態では、ノズルキャップ６００は、アンテナカバー６２０を有する。アンテナカバー６２０は、ノズルキャップ６００と同じ材料または異なる材料で製造することができる。アンテナの位置は、効率を高めるために金属から遠ざけておく。

ノズル消火栓ねじ６２５は、ノズルキャップ６００と消火栓との接続手段として設けられる。ノズルキャップ６００は、筐体６１０とノズルキャップ６００とを接続する接続手段である雌ねじ６３０も備える。筐体６１０は、雌ねじ６３０と結合するように設計される雄ねじ６４０も備える。アンテナ６５０は図示される。

ネットワーク１１５の各ノードは、送信エラーを検知する。エラー検知は、定義された多項式に基づく表を用いる巡回冗長符号またはその他のエラー検知方法を使用することができる。別の実施形態では、主要なルートが遮断されるかまたは別の形で利用不可能である場合に、ルートを変更して送信することができる。さらに装置１１０および１１１は、たとえばハンドシェイクプロトコルを介して、メッセージの受信を確認することができる
。確認が受信されない場合、メッセージを同じルートかまたはルートを変更して、再送信することができる。

各種実施形態では、各監視装置１１０および各制御装置１１１は、一意の識別子を割り当てられる。一意の識別子は、装置の地理的位置、住所、設置順序、または装置１１０、１１１を識別するその他の方法と関連づけることができる。さらに様々な種類の装置１１０および１１１は、装置の種類ごとに独自のキーを含む一意の識別子を有することができる。たとえばすべての水道メータの識別子にはＷＭを付し、すべての漏れ検知器の識別子にはＬＤを付すことができる。監視装置１１０および制御装置１１１との各通信も、メッセージが正確な監視装置１１０または制御装置１１１によって受信されるように、あるいはオペレーションセンタ１０５がメッセージの送信場所を判定できるように、一意の識別子を備えることができる。

各監視装置１１０および各制御装置１１１は、既存のシステム１００または装置１１０、１１１に組み込むことができる、新たなシステム１００または装置１１０、１１１に結合されうる、あるいは新たなシステム１００または装置１１０、１１１に統合されうる。たとえばシステム１００は、監視制御データ収集システム（ＳＣＡＤＡ）ネットワークに対して、接続するか、協働するか、あるいは関係なく動作することができる。一実施形態では、各監視装置１１０および各制御装置１１１は、監視装置１１０または制御装置１１１と新たなまたは既存のシステム１００または装置１１０、１１１との結合を簡易化する１セットのアダプタを有する。

一実施形態では、システム１００は、セクタに分割され、各セクタは、少なくとも１つの監視装置１１０および／または少なくとも１つの制御装置１１１を有する。各セクタは、オペレーションセンタ１０５に直接通信することができるかまたは、監視装置１１０および／または制御装置１１１、ならびにオペレーションセンタ１０５に通信する少なくとも１つの仲介通信装置を有することができる。一実施形態では、セクタは、地理的位置によって分割される。たとえば或る地域内のすべての装置は、単独セクタ内に位置し、地域毎に１つのセクタが存在する。一実施形態では、１つの仲介通信装置は、複数のセクタにサービスを提供することができる。

別の実施形態では、各監視装置１１０および／または制御装置１１１は、隣接の監視装置１１０および／または制御装置１１１に通信することができる。このような実施形態では、各監視装置１１０および／または制御装置１１１は、送受信機としての役割を果たす、あるいは別の装置１１０、１１１またはオペレーションセンタ１０５宛てのメッセージを受信しそのメッセージを転送することによって中継することができる。システム１００がセクタに分割される実施形態では、監視装置１１０および制御装置１１１は、セクタ内でのみ通信することができる。他の実施形態では、監視装置１１０および制御装置１１１は、他のセクタの装置１１０、１１１に通信することができる。各監視装置１１０、制御装置１１１、および／またはオペレーションセンタ１０５は、送信されたメッセージが目的の１１０、１１１によって受信されたか否か判定することができ、受信されていない場合、そのメッセージが正しく受信されるまでメッセージを再配信することができる。さらにリレー装置をシステムに実装することによって、通信範囲をさらに拡張することができる。たとえばリレー装置を、電柱上、自治体の建物内、消火栓内、および／またはマンホールカバー下に配置することができる。別の実施形態では、装置１１０および１１１は、網目状ネットワーク上で通信することができる。網目状ネットワークでは、装置１１０および１１１は網目状ネットワーク内の他の装置１１０および１１１と通信することができる。オペレーションセンタ１０５は、ルーティングテーブルから得られる規定の通信経路を設定することができる。

オペレーションセンタ１０５は、自治体オフィス、私企業または国有企業、消防署、警察署、またはオペレーションセンタ１０５を監視するその他の事業体に配置されうる。他の実施形態では、オペレーションセンタ１０５は、遠隔ホストとし、インターネットによってアクセス可能とすることができる。上記実施形態では、オペレーションセンタ１０５は、クラウドコンピューティング（たとえば、遠隔ホストコンピュータ、サーバ、およびデータ記憶装置のネットワーク）を利用することができる。非遠隔ホストコンピュータネットワークと比較して、クラウドコンピューティングは、使い易さを増し、アクセスとセキュリティを向上させ、コストを削減し、特別にカスタマイズされ、無制限の記憶空間を提供することができる。さらに各種実施形態では、複数のオペレーションセンタ１０５が設けられる。１またはそれ以上のオペレーションセンタ１０５は、異なる事業体に配置されることができ、各オペレーションセンタ１０５は、システム１００の異なる側面を監視することができる。たとえば或る監視装置１１０が水の使用量を監視し、且つ別の監視装置がガス漏れを監視する実施形態では、水使用量の状況は、水道会社によって監視され、ガス漏れは、ガス会社および／または消防署によって監視され得る。或る実施形態では、重複するオペレーションセンタ１０５があり、少なくとも２つのオペレーションセンタ１０５は、システム１００の同じ側面を監視する。オペレーションセンタ１０５は、装置１１０および１１１のファームウェアを更新する伝送を送信することができる。

図２は、監視装置ユニット２００の概略図である。監視装置ユニット２００は、プロセッサ２０５を含む。プロセッサ２０５は、センサ２１５からのデータを受信する少なくとも１つの入力ポート２１０に結合される。プロセッサ２０５は、信号を送受信する送受信機２２０にも結合される。プロセッサ２０５は、データ記憶部２３０に結合される。データ記憶部２３０は、センサ２１５から受信される所定量のデータを保持することができる。たとえばデータ記憶部２３０は、所定時間（たとえば、１日、１週間、または１ヶ月）データを保持することや、所定数の読取り（たとえば、１０読取り、１００読取り、１０００読取り）を保持することや、あるいは、オペレーションセンタ１０５によって消去を指示されるまでデータを保持することができる。さらにデータ記憶部２３０は、オペレーションセンタ１０５からのプロンプティング時に実行するプロセッサ２０５への指示を保持することができる。プロセッサ２０５は、データ記憶部２３０に記憶されたデータの少なくとも一部を、オペレーションセンタ１０５に送信するためコンパイルする。

各監視装置ユニット２００は、連続的に、特定の間隔で、またはランダムにデータを収集する、および／またはデータを転送することができる。監視装置ユニット２００が非連続的にデータを収集し送信する実施形態では、監視装置ユニット２００は、非データ収集期間中に電力消費を切断または低減してエネルギーを節減することができる。プロセッサ２０５は、電源２３５に結合される。電源２３５は、プロセッサ２０５およびプロセッサ２０５に装着される装置に電力を供給可能なユニットとすることができる。たとえば、電源２３５は、バッテリ、ソーラーパネルアレイ、風力タービン、水力タービン、電線、またはそれらの組み合わせとすることができる。好適な実施形態では、バッテリなどのバックアップ電源もある。電力は、システム１００の動作から得ることができる。

一実施形態では、プロセッサ２０５は、監視装置に関連する少なくとも１つの状態を監視する少なくとも１つのセンサ２１５に結合される。センサ２１５は、装置の状態を判定することができる。センサ２１５は、プロセッサ２０５に直接配線されるかまたは無線通信を使用することによって、プロセッサ２０５からの信号を送受信することができる。センサ２１５は、監視装置内または監視装置外に配置されうる。別の実施形態では、センサ２１５は、監視装置から遠隔に配置されうる。たとえばセンサは、消火栓内に、近傍の建物に、または電柱に配置されうる。センサ２１５とプロセッサ２０５が無線通信する実施形態では、センサ／プロセッサ通信とプロセッサ／オペレーションセンタ通信とで同じ通信プロトコルを使用するかまたは、センサ／プロセッサ通信とプロセッサ／制御センタ通
信とで異なる通信プロトコルを使用することができる。たとえばセンサ／プロセッサ通信は、ＲＦプロトコルを使用することができ、プロセッサ／制御センタ通信は、無線ネットワーク上で行われうる。

一実施形態ではセンサ２１５は、使用量モニタである。上記実施形態では、使用量モニタは、所定期間、消費者によって使用される水、ガス、電気、またはその他の商品の量を記録する。使用量モニタは、商品使用量を連続的に記録するかまたは商品が使用中であるという信号をプロセッサ２０５に提供することができる。プロセッサ２０５は、オペレーション制御装置に信号を送信することによって、監視装置１１０が使用中である、および／またはどのくらいの量の商品がセンサ２１５を流れているかをオペレーションセンタ１０５に通知することができる。オペレーションセンタは、要求に応じて使用量モニタからの読取りを要求することができる。プロセッサ２０５またはオペレーションセンタ１０５は、商品の無許可使用が存在するか否か、使用量に基づき判定することができる。無許可使用の検知時、プロセッサ２０５およびオペレーションセンタ１０５の少なくとも一方は、無許可使用が存在するという警告を発することができる。たとえば使用量モニタが消火栓４０５に結合される実施形態では、使用量モニタが消火栓４０５使用中であることを示すが、火災が報告されていない場合、オペレーションセンタ１０５は、消火栓４０５の誤使用の可能性があるという警告を伝達することができる。

各種実施形態では、少なくとも１つのセンサ２１５は、いたずらセンサである。いたずらセンサは、動作検知器、接触センサ、回転センサ、タッチセンサ、近接センサ、バイオフィードバックセンサ、温度センサ、容量センサ、抵抗センサ、または対象物の存在を検出することのできる任意のその他のセンサとすることができる。いたずらセンサは、事象を検知したときにプロセッサ２０５にメッセージを送信することができる。その後プロセッサ２０５は、事象を評価することによって、監視対象の装置がいたずらされているか否か判定するかまたは、評価のためにメッセージをオペレーションセンタ１０５に中継することができる。監視される装置は、消火栓、需給計器、バルブ、マンホールカバー、ポンプ、またはいたずらされる可能性のある任意のその他の装置とすることができる。いたずら事象の検知後、プロセッサ２０５およびオペレーションセンタ１０５の少なくとも一方は、装置がいたずらされているという警告を発することができる。監視装置は、いたずら防止装置（後述）を始動させることができる。オペレーションセンタ１０５は、所定期間、あるいは、いたずら事象の監視の開始をプロセッサ２０５に告げる別のメッセージがオペレーションセンタ１０５から受信されるまで、いたずらセンサからのメッセージを無視するようにプロセッサ２０５に命じる送信を送る。たとえば消防署が消火栓を使用する必要がある場合、オペレーションセンタ１０５は、いたずら事象を一時的に無視するようにプロセッサ２０５にメッセージを送る。いったん消防署が消火栓の使用を終了すると、オペレーションセンタ１０５は、いたずら事象の監視を再開するようにプロセッサ２０５にメッセージを送る。

或る実施形態では、センサ２１５のうち少なくとも２つは、漏れ検知器である。各漏れ検知器は、パイプ内漏れ検知器および／または外部漏れ検知器を含むことができる。気体用途の場合、漏れ検知器は蒸気センサである。一方、液体用途の場合、漏れ検知器は、音響監視を利用することによって、漏れの存在および位置を判定する。漏れから発生するエネルギーは、商品およびパイプ壁を通じてパイプ内に伝達される。各漏れ検知器は、商品またはパイプ壁、接続部、またはサービスライン内の漏れによって発生する振動を検知することができる。漏れの位置を判定するため、少なくとも２つの検知器は、同一の漏れを検知しなければならない。パイプに沿って伝わる音声の速度（Ｖ）、２つの検知器同士の間の距離（Ｄ）、および各検知器が音声を検知する時点間の遅延（Ｔ）に基づき、以下の式を用いて漏れの位置（Ｌ）を判定することができる。

Ｌ＝（Ｄ−（ＶｘＴ））／２
上記の式によると、水中の標準的な音速は約１５００ｍ／ｓであり、鉄製パイプを通る標準的な音速は５１００ｍ／ｓである。この速度は、実験的に測定可能である。たとえば、漏れが２つの検知器同士の間のちょうど中間にある場合、音声は両検知器に同時に到達することになる。各検知器は、連続的に、または所定期間毎に監視することができる。漏れ検知器は、事象を検知したときにプロセッサ２０５にメッセージを送信することができる。その後、プロセッサ２０５は、事象を評価して、漏れが存在するか否か、および漏れがどの程度重大であるか判定するかまたは、評価のためにメッセージをオペレーションセンタ１０５に中継することができる。漏れ事象の検出時、プロセッサ２０５およびオペレーションセンタ１０５の少なくとも一方は、漏れが注意を喚起するほど重大であると判定された場合に、漏れが存在するという警告を発することができる。

各種実施形態では、少なくとも１つのセンサ２１５は、煙検知器である。煙検知器は、光電検知器、イオン化検知器、または煙の存在を検出することのできる任意のその他の装置とすることができる。煙検知器は、監視装置内に、または監視装置外に配置されうる。煙検知器は、煙を連続的に監視する。煙検知器は、事象を検知したときにプロセッサ２０５にメッセージを送信することができる。その後、プロセッサ２０５は、事象を評価することによって煙が存在するか否か判定するかまたは、評価のためにメッセージをオペレーションセンタ１０５に中継することができる。煙の検知時、プロセッサ２０５およびオペレーションセンタ１０５の少なくとも一方は、煙が存在するという警告を発することができる。

或る実施形態では、少なくとも１つのセンサ２１５は、温度センサである。温度センサは、接触センサ（たとえば、熱電対、サーミスタ、ガラス温度計、抵抗温度検知器、充填システム温度計、バイメタル温度計、半導体温度センサ、および相変化表示器）、または非接触センサ（たとえば、放射線温度計、熱画像装置、比率温度計、光高温計、および光ファイバ温度計）とすることができる。温度センサは、監視装置内に、または監視装置外に配置されうる。一実施形態では、温度センサは、所定の閾値を超過する、あるいは所定の閾値未満に低下する温度に関して連続的に監視する。温度センサは、閾値を超える温度を検出すると、プロセッサ２０５にメッセージを送信することができる。その後、プロセッサ２０５は、事象を評価してその温度が問題であるか否か（パイプの凍結や火災など）判定するかまたは、評価のためにオペレーションセンタ１０５にメッセージを中継することができる。望ましくない温度を検知した時、プロセッサ２０５およびオペレーションセンタ１０５の少なくとも一方は、望ましくない温度の状態が存在するという警告を発することができる。

各種実施形態では、少なくとも１つのセンサ２１５は、錆および／または腐食センサである。腐食センサは、液体浸透検査、磁気粒子検査、Ｘ線写真検査、目視検査、渦電流検査、超音波検査、およびサーモグラフィ検査などを含むがそれらに限定されない、当該技術において既知な任意の方法を用いることによって、錆および／または腐食を検知することができる。腐食センサは、閾値を超える錆または腐食を検知した際、メッセージをプロセッサ２０５に送信することができる。その後、プロセッサ２０５は、錆または腐食を評価して問題があるか否か判定するかまたは、評価のためにオペレーションセンタ１０５にメッセージを中継することができる。望ましくない錆または腐食を検知した時、プロセッサ２０５およびオペレーションセンタ１０５の少なくとも一方は、望ましくない量の錆または腐食が存在するという警告を発することができる。

各種実施形態では、少なくとも１つのセンサ２１５は、流量センサである。流量センサは、気体システムまたは液体システムのいずれかで使用することができる。流量センサは、流方向、流濁度、流速、流密度、流粘度、および／またはその他の任意の流れの状況を
検知することができる。流量センサは、速度計、レーザ干渉計、ベーン、回転電位計、ホール効果センサ、流れる流体によって引き起こされる伝熱を測定する装置、または流体流を測定する当該技術において既知である任意のその他の装置であってもよい。流量センサは、流の異常を検知すると、プロセッサ２０５にメッセージを送信することができる。その後、プロセッサ２０５は、事象を評価してその異常が問題であるか否か判定するかまたは、評価のためにオペレーションセンタ１０５にメッセージを中継することができる。異常の検知時、プロセッサ２０５およびオペレーションセンタ１０５の少なくとも一方は、異常が存在するという警告を発することができる。

各種実施形態では、少なくとも１つのセンサ２１５は、圧力センサである。好適な実施形態では、圧力センサは、流体流の内部、または圧力が感知される領域に配置される。たとえば圧力センサは、消火栓の底部または水中に配置されて水道システム内の水圧を判定するか、パイプ内に配置されて気体または水システム内の気圧または水圧を判定するか、あるいは室内に配置されて室内の大気圧を判定することができる。圧力センサは、ピエゾ抵抗ひずみゲージ、容量ゲージ、電磁ゲージ、圧電装置、または圧力を測定する当該技術において既知である任意のその他の装置とすることができる。圧力センサは、圧力異常を検知すると、プロセッサ２０５にメッセージを送信することができる。その後、プロセッサ２０５は、事象を評価することによってその異常が問題であるか否か判定するかまたは、評価のためにオペレーションセンタ１０５にメッセージを中継することができる。異常の検知時、プロセッサ２０５およびオペレーションセンタ１０５の少なくとも一方は、異常が存在するという警告を発することができる。

各種実施形態では、少なくとも１つのセンサ２１５は、水質モニタである。水質モニタは、システム１００を通過して流れる水の単独の状況または水の複数の状況を監視することができる。たとえば水質モニタは、水中バクテリア濃度、薬品濃度、アルカリ度、塩素および／またはクロラミン濃度、硬度、ｐＨレベル、過酸化物含有量、鉄濃度、硝酸塩濃度、亜硝酸塩濃度、ヒ素濃度、汚濁濃度、酸素濃度、バイオマスレベル、および／または環境保護庁（ＥＰＡ）によって規定されるその他の汚染物質のいずれかのうちの１つ以上を監視することができる。複数の監視装置がある実施形態では、すべての装置が同一の状況を監視するか、各装置が異なる状況を監視するか、またはそれらの組み合わせが可能である。一実施形態では、水質モニタは、水を連続的に検査するが、別の実施形態では、水質モニタは、水を所定の間隔で（たとえば、１時間に１回、１日に１回、１週間に１回など）監視する。各水質モニタは、データをプロセッサ２０５に中継する。プロセッサ２０５は、データ記憶部２３０にデータを記憶するかまたは、オペレーションセンタ１０５にデータを送信することができる。プロセッサ２０５またはオペレーションセンタ１０５のいずれかは、水質モニタから受信したデータを監視して、汚染レベルの変化があるか否か、あるいは汚染レベルが閾値レベルを超えたか否か判定することができる。危険な汚染レベルを検知した時、プロセッサ２０５およびオペレーションセンタ１０５の少なくとも一方は、水道システムが汚染されているという警告を発することができる。

少なくとも２つの監視装置が水の同じ状況を監視している実施形態では、オペレーションセンタ１０５は、ある監視装置の位置と別の監視装置の位置との間で水の状況の変化があるか否か判定することができる。変化がある場合、オペレーションセンタ１０５は、水システムに変化があるという警告を発し、水システムの変化の大体の位置を出力することができる。

各種実施形態では、少なくとも１つのセンサ２１５は、大気質モニタである。大気質モニタは、大気の単独の状況または大気の複数の状況を監視することができる。さらに大気質モニタは、施設内の大気または周囲大気を監視することができる。たとえば大気質モニタは、大気中のベンゼンレベル、二硫化炭素レベル、ウレタンレベル、ホルムアルデヒド
レベル、リンレベル、ナフタレンレベル、パラチオンレベル、キノリンレベル、トリフルラリンレベル、および／または許容可能レベルが環境保護庁によって設定されるその他の汚染物質のいずれかのうちの１つ以上を監視することができる。複数の監視装置が存在する実施形態では、すべての装置が同一の状況を監視するか、あるいは各装置が異なる状況を監視するか、またはそれらの組み合わせが可能である。一実施形態では、大気質モニタは、連続的に大気を検査するが、好適な実施形態では、大気質モニタは、空気を所定の時間間隔で（たとえば、１時間に１回、１日に１回、１週間に１回など）検査する。各大気質モニタは、データをプロセッサ２０５に中継する。プロセッサ２０５は、データ記憶部２３０にデータを記憶するかまたは、オペレーションセンタ１０５にデータを送信することができる。プロセッサ２０５またはオペレーションセンタ１０５のいずれかは、大気質モニタから受信するデータを監視することによって、汚染レベルの変化があるか否か、あるいは汚染レベルが閾値レベルを超えたか否か判定することができる。危険な汚染レベルを検知した時、プロセッサ２０５およびオペレーションセンタ１０５の少なくとも一方は、大気中に汚染物質があるという警告を発することができる。

少なくとも２つの監視装置が同じ大気状況を監視している実施形態では、オペレーションセンタ１０５は、或る監視装置の位置と別の監視装置の位置との間で大気状況に変化があるか否か判定することができる。変化がある場合、オペレーションセンタ１０５は、大気に変化があるという警告を発し、大気状況の変化のおおよその位置を出力することができる。さらに各読取りと関連づけられるタイムスタンプがある実施形態では、オペレーションセンタ１０５は、汚染物が移動している大体の方向と速度とを判定することができる。

各種実施形態では、少なくとも１つのセンサ２１５は、放射線検知器である。放射線検知器は、天然源の放射線と人工源の放射線とを区別したり、通常レベルの放射線と異常レベルの放射線とを区別したりすることができる。放射線検知器は、電離放射線を検知する。電離放射線は、亜原子粒子または原子または分子から電子を分離して、それらを電離するのに十分なエネルギーを有する電磁波から成る。電離粒子の例は、エネルギー性アルファ粒子、ベータ粒子、および中性子である。電磁波（光子）が原子または分子を電離する能力は、その周波数に依存する。電磁スペクトル高周波紫外線、Ｘ線、およびガンマ線の短波端の放射線は、電離している。放射線検知器は、線量計、ガイガーカウンタ、またはシンチレーションカウンタのうちの１つである。線量計は、ある期間中に受け取る絶対線量を測定する。電離箱線量計はペンに似ており、服にクリップで留めることができる。フィルムバッジ線量計は、放射線が通過する際に被曝する写真フィルム片を収容している。電離箱線量計は定期的に充電し、その結果を記録しなければならない。フィルムバッジ線量計は、被曝量が計数され記録されるように写真乳剤として現像されねばならない。いったん現像されれば廃棄される。別の種類の線量計は、ＴＬＤ（熱ルミネッセンス線量計）である。これらの線量計は、総放射線被曝量に直接比例して、加熱時に可視光を放射する結晶を含む。電離箱線量計と同様、熱ルミネッセンス線量計は、「読取り」後に再利用されうる。ガイガーカウンタおよびシンチレーションカウンタは、電離放射線の線量率を直接測定する。好ましくは、放射線検知器は固体装置である。

放射線の検知時、放射線検知器は、プロセッサ２０５に検知を中継することができる。プロセッサ２０５は、データ記憶部２３０に検知を記憶する、あるいはオペレーションセンタ１０５に検知に関するメッセージを送信することができる。プロセッサ２０５またはオペレーションセンタ１０５は、検知を評価し、放射線検知器の目的に従い動作することができる。たとえば放射線検知器が閾値レベルを超える放射線を検知する場合、プロセッサ２０５またはオペレーションセンタ１０５は、安全でない放射線レベルがあるという警告を発することができる。

各種実施形態では、少なくとも１つのセンサ２１５は、動作検知器である。動作検知器は、レーダ動作検知器、光センサ動作検知器、受動赤外線動作検知器、磁気動作検知器、感圧動作検知器、または対象物の動作を検知することのできる任意のその他の装置とすることができる。動作検知器は、上述したようないたずら防止、セキュリティ上の目的、および／または街灯制御の目的で、たとえば信号機を制御する交差点を通過する車両の数を数えるために使用することができる。動作検知器は、監視装置内または監視装置外に配置されうる。動作の検知時、動作検知器は、プロセッサ２０５に検知を中継することができる。プロセッサ２０５は、データ記憶部２３０に検知を記憶する、あるいはオペレーションセンタ１０５に検知に関するメッセージを送信することができる。プロセッサ２０５またはオペレーションセンタ１０５は、検知を評価し、放射線検知器の目的に従い動作することができる。たとえば動作検知器が、所定数の車両が監視装置を通過したことを検知した場合、プロセッサ２０５またはオペレーションセンタ１０５は、信号機を緑から赤に切り換えることができる。第２の例として、動作検知器が所定時間後、たとえば日没後に動作を検知した場合、プロセッサ２０５またはオペレーションセンタ１０５は、監視装置近傍の街灯を所定の時間点灯させることができる。

各種実施形態では、少なくとも１つのセンサ２１５は、傾斜計である。傾斜計は、振り子、水管、気泡レベルメータ、および／またはＭＥＭＳ電子メータとすることができる。傾斜計は、パイプ、消火栓、メータ、バルブ、電柱、マンホールカバー、および街灯を含むがそれらに限定されない、システム内の装置に配置されうる。傾斜計は、センサが閾値を超える傾斜を検知すると、プロセッサ２０５にメッセージを送信することができる。その後、プロセッサ２０５は、その傾斜を評価することによって問題があるか否か判定することか、または評価のためにオペレーションセンタ１０５にメッセージを中継することができる。望ましくない傾斜の検知時、プロセッサ２０５およびオペレーションセンタ１０５の少なくとも一方は、望ましくない傾斜があるという警告を発することができる。たとえば電柱に車両が衝突した場合、傾斜計は、電柱が望ましくないレベルで傾いていることを表示し、オペレーションセンタ１０５は、状況を査定し電柱を修理するために、修理員を派遣するように自治体に警告することができる。

各種実施形態では、少なくとも１つのセンサ２１５は、近接センサである。近接センサは、電磁技術、静電技術、赤外線技術、またはタッチスイッチを使用することができる。近接センサは、装置が適切に閉鎖されたか否か、あるいは装置が不適切に接触しているか否か検知することができる。近接センサは、閾値を超える近接度を検知すると、プロセッサ２０５にメッセージを送信することができる。その後、プロセッサ２０５は、問題があるか否か判定するためにその近接度を評価するかまたは評価のためにオペレーションセンタ１０５にメッセージを中継することができる。望ましくない近接度の検出時、プロセッサ２０５およびオペレーションセンタ１０５の少なくとも一方は、望ましくない近接度が存在するという警告を発することができる。たとえばバルブが不適切に閉鎖されている場合、近接度センサは、バルブが閉鎖されていないことを表示し、プロセッサ２０５は、バルブを閉鎖する適切な手段を講じるように自治体に警告することができる。

各種実施形態では、少なくとも１つのセンサ２１５は、視覚または音声装置である。該装置は、赤外線カメラ、ビデオカメラ、スチールカメラ、デジタルカメラ、フィルムカメラ、携帯視覚装置、マイクロホン、振動検知器、その組み合わせ、または画像または音声を捕捉することのできるその他の装置であってもよい。一実施形態では、カメラは、連続的にビデオ画像を撮影するデジタルビデオカメラである。別の実施形態では、カメラは、一定間隔で、あるいはプロセッサ２０５からの命令時に静止画像を撮影するデジタルスチルカメラである。別の実施形態では、装置は、交通カメラであり、プロセッサ２０５によって指示されたとき、たとえば車両が赤信号で走っていると判定されたとき、写真を撮ることができる。別の実施形態では、装置は、システムインフラの目視検査を実行するため
に使用される。たとえば装置の視野は、腐食しそうなシステム内の装置を含むことができ、カメラは、装置の劣化を目視検査する簡易な方法を提供することができる。装置は、画像データをプロセッサ２０５に送信することができ、そこでデータは、データ記憶部２３０に記憶されるかまたはオペレーションセンタ１０５に送信される。各種実施形態では、画像または音声データが装置からプロセッサ２０５に、およびプロセッサ２０５からオペレーションセンタ１０５に連続的に流される。データ流は、ライブであっても遅延されてもよい。装置は、その一部を監視装置外に延長させて、あるいはその穴を通じて装置が画像または音声を入手できるような監視装置内の穴に入れて、監視装置、監視装置近傍、または監視装置内に配置されうる。或る実施形態では、カメラはアクチュエータ上に配置される。アクチュエータは、カメラの視野に再配置されるように移動することができる。アクチュエータは、需要に応じてプロセッサ２０５から移動する、あるいは自律的に移動することができる。アクチュエータが自律的に移動する実施形態では、移動は、連続的にまたは散発的に行われうる。

各種実施形態では、少なくとも１つのセンサ２１５は、全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機である。一実施形態では、ＧＰＳ受信機は、パイプ、消火栓、メータ、バルブ、電柱、マンホールカバー、およびライトポストなどを含むがそれらに限定されないシステム１００内の装置に配置されうる。ＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ位置を示すメッセージをプロセッサ２０５に送信することができる。その後、プロセッサ２０５は、評価、確認、および文書化のためにそのメッセージをオペレーションセンタ１０５に中継することができる。予期せざるＧＰＳ位置の検知時、プロセッサ２０５およびオペレーションセンタ１０５の少なくとも１つは、装置が除去された、いたずらされた、あるいは盗まれたことを示す可能性のある、ＧＰＳ受信機の移動の警告を生成することができる。さらにたとえば、消火栓の位置を探す緊急対応者や、埋め込まれた装置の位置を判定する修理員は、ＧＰＳ位置を利用することができる。このような実施形態では、オペレーションセンタ１０５は、緊急対応者または修理員が容易に装置の位置を突きとめられるような情報を伝達することができる。伝達は、口頭、電気通信ネットワーク（たとえば、スマートフォンまたは携帯型コンピュータ）、または短波無線を含むがそれらに限定されない任意の方法で実行することができる。監視装置が流体流と共に移動する実施形態では、センサは、たとえば、流または流内の汚染レベルを追跡するために監視装置の更新位置を提供することができる。

監視装置ユニット２００に結合されるその他の可能なセンサ２１５は、流速計、逆流計、システム状態モニタ、およびパワーレベルモニタなどを含むことができるが、それらに限定されない。

図３は、制御装置３００の概略図である。制御装置３００は、プロセッサ３０５を含む。プロセッサ３０５は、出力装置３４０を制御する少なくとも１つの出力ポート３１０に結合される。プロセッサ３０５は、信号を送受信する送受信機３２０にも結合される。プロセッサ３０５は、出力ポート３１０に通信可能に結合される。出力ポート３１０は、少なくとも１つの出力装置３４０に接続される。各出力装置３４０は、同じ目的を有しても異なる目的を有してもよく、あるいはその組み合わせも可能である。出力装置３４０は、制御装置３００内、または図示されるように制御装置３００外に配置されうる。さらに出力装置３４０は、制御装置３００に装着しても制御装置３００から離してもよい。出力装置３４０は、有線または無線通信路を通じて出力ポート３１０と通信する。各種実施形態では、出力装置３４０は、二方向通信が可能である。各種実施形態では、制御装置３００は、監視装置の一部分として一体的されている。このような実施形態では、制御装置３００と監視装置は、同じプロセッサおよび／または送受信機を共有することができる。

各種実施形態では、プロセッサ３０５は、或る実施形態ではデータベースであるデータ記憶部３３０に結合される。データ記憶部３３０は、出力装置３４０の制御方法に関する
プロセッサ３０５への指示を記憶することができる。各種実施形態では、プロセッサ３０５は、電源３３５に結合される。電源３３５は、プロセッサ３０５およびプロセッサ３０５に装着される任意の装置に電力を供給することのできる任意の装置とすることができる。たとえば電源３３５は、バッテリ、ソーラーパネルアレイ、風力タービン、水力タービン、電線、またはそれらの組み合わせとすることができる。各種実施形態では、バッテリなどのバックアップ電源もある。

各種実施形態では、少なくとも１つの出力装置３４０は、アクチュエータ制御装置である。アクチュエータ制御装置は、いたずら防止装置、係止装置、カメラ動作装置、消火栓ナット開放装置、またはバルブを含むがそれらに限定されない任意の種類のアクチュエータを制御することができる。アクチュエータ制御装置は、自律的に、またはプロセッサ３０５からの要求に応じて、アクチュエータを制御することができる。たとえば特定の事象が感知されたという信号を受信すると、プロセッサ３０５は、特定の方法で動作するようにアクチュエータ制御装置に命令を送ることができる。同様に或る実施形態では、制御信号は、オペレーションセンタ１０５から発することができる。アクチュエータは、機械式、電気的、またはそれらの組み合わせとすることができる。

各種実施形態では、少なくとも１つの出力装置３４０は、警報機である。警報機は、可視警報機、可聴警報機、触覚（すなわち振動）警報機、またはその組み合わせとすることができる。警報機は、監視装置内に、監視装置外に、オペレーションセンタ１０５に、システムから遠隔に、または警告するのに十分なその他の位置に配置されうる。さらに別々の場所に２つ以上の警報機を置くことができる。たとえば煙検知器がある実施形態では、火災検知器内に可聴警報機を配置することによって監視装置周囲の人々に火災の可能性を警告し、消防署に可聴警報機を配置することによって消防署に火災の可能性を警告し、ガス会社に視覚警報機を配置することによって起こり得る火災の近傍のガス流を遮断すべきであると表示することができる。警報機がプロセッサ３０５によって制御される実施形態もあれば、警報機がオペレーションセンタ１０５によって制御される実施形態もある。各種実施形態では、警報機は、局地的に制御可能なオン／オフスイッチを有する。

各種実施形態では、少なくとも１つの出力装置３４０は、いたずら防止装置である。いたずら防止装置は、機械式ロック、警報機、灯、電気ショック発生装置、保持装置、電気ロック、またはいたずらを防止することのできる任意のその他の装置とすることができる。いたずら防止装置は、セキュリティレベルに応じて、単にいたずらを阻止するかまたは、装置にいたずらをしようとする人の能力を奪うことができる。いたずら防止装置がプロセッサ３０５によって制御される実施形態もあれば、いたずら防止装置がオペレーションセンタ１０５によって制御される実施形態もある。

各種実施形態では、少なくとも１つの出力装置３４０は、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）装置である。ＲＦＩＤ装置は、ＲＦＩＤ装置が装着される装置に関する情報を一斉送信することができる。たとえばＲＦＩＤ装置は、製造業者情報、位置情報、最新サービスデータ、装置情報（たとえば、製造モデルおよび／または年度）、現行の状態（たとえば、バルブが開放または閉鎖されているか否かを一斉送信できる）などを一斉送信することができる。或る実施形態では、ＲＦＩＤ装置は、プロセッサ３０５またはオペレーションセンタ１０５によって更新可能である。ＲＦＩＤ装置は、能動（たとえば、バッテリ駆動）または受動（たとえば、信号送信を誘発するのに外部ソースを必要とする）装置とすることができる。

実施例：
本開示のシステムは、配水インフラを監視している。システムは、システム内の水圧を自動的に制御するために使用される。上記システムは、制御センタに使用情報をリアルタ
イムで中継する、インフラ全体で支払いの行われている多数の水道メータを含む。オペレーションセンタは、所定数の水道メータによって受信される情報に基づき、システムの使用量が低い（たとえば、夜間）と判定すると、システム内に圧力をかける送水を低減させるかまたは送水を停止する。それによって、水のニーズを満たすだけのインフラ全体の十分な圧力を維持しつつ、送水によって使用される電力は、節減される。送水を低減または停止するという判断は、インフラ全体の支払いの行われている圧力センサから受信する情報も元にされうる。たとえばインフラ内の圧力が閾値を超えると、オペレーションセンタは、送水を低減させる、あるいは送水を停止させる。

別の例ではシステムは、インフラの保守を助けるために使用される。水道管およびバルブは地下に埋め込まれることが多いため、装置の位置を突きとめ、装置の状態を査定し、必要に応じて装置を修理することが困難である。上述のシステムの例を使用すると、各装置には監視装置が装備される。監視装置は、たとえば、腐食モニタによって腐食を、ＧＰＳ受信機によって地理的位置を、漏れ検知器によって漏れを監視することができる。腐食および／または漏れの検知時、監視装置はメッセージをオペレーションセンタに送信し、そこで情報は分析される。オペレーションセンタは、その腐食および／または漏れが修理を必要とするほど重大であるか否か、劣化を判断するために腐食および／または漏れを観察すべきか否か、あるいは腐食および／または漏れが無視できるか否か判定することができる。またオペレーションセンタは、さらなる査定のためにその状況について人員に警告する。

腐食および／または漏れを修理すべきであると判定された場合、オペレーションセンタは、修理員にその情報を伝達し、装置に水が行かないようにする。上記情報は、ＧＰＳ受信機から受信されるデータに基づく装置の位置、装置に関連する問題、および装置情報（たとえば、製造元、型式、および／または年度）などを含むことができる。監視装置は、上記情報の少なくとも一部を送信するＲＦＩＤ送信機も装備することができる。修理員は、スマートフォン、携帯型コンピュータ、または上記情報を受信することのできるその他の任意の装置で情報を受信する。修理の完了時、オペレーションセンタは、装置の新たな最新修理日を表示するようにシステムを更新する。

別の実施例では、システムは、自治体内のいくつかの事業体によって同時に監視される。たとえば消防署、ガス会社、水道会社、電力会社、および交通制御センタはすべて、システムを同時に監視する。監視装置による煙の検知時、制御センタは、各事業体に火災の可能性を警告する。その火災の可能性がある位置は、監視装置のＩＤ番号と参照テーブルとの相互参照によって、あるいはＧＰＳ受信機から受信した情報に基づき判定される。消防署は、その位置情報を利用することによって、起こり得る火災の近傍に緊急対応者を派遣する。ガス会社は、その位置情報を利用することによって、起こり得る火災の近傍へのガス流を他へそらせるかまたは遮断する。水道会社は、その位置情報を利用することによって、起こり得る火災の近傍に向けて水をそらせ、あるいは起こり得る火災の近傍の水圧を上昇させて、消火栓に装着される監視装置から受信した情報に基づき、起こり得る火災の近傍の消火栓が損傷を負った可能性がある（たとえば、異常な角度に傾いている、水圧を一切またはほとんど受けていない、あるいはいたずらされている）か否か判定する。消火栓の位置は、監視装置のＩＤ番号と参照テーブルとの相互参照によって、あるいはＧＰＳ受信機から受信した情報に基づき判定される。水道会社は、どの消火栓を使用すべきか、消防署に自動的に警告する。さらに水道会社は、消火栓に対応づけられるいたずら防止装置を動作不能にする。電力会社は、追加の圧力が水道システム内で必要とされるという信号を受信することによって、水道ポンプへの電気的負荷を増加させる。さらに交通制御センタは、消防署から起こり得る火災の近傍までの途上の信号機を調節することによって、消防車の迅速かつ安全な到着を助ける。

別の実施例ではシステムは、システムを流れる流体の汚染物質を監視するのに使用される。システムは、圧力センサ、漏れ検知器、および汚染検知器を含む。システム内の漏れは、システム全体の圧力の低下を引き起こし、それによって汚染物質がシステム内に引き込まれるおそれがある。たとえばパイプが水中にあり、パイプ内の圧力がパイプ外の圧力を下回る場合、外側の水は、パイプ内に流れ込む。したがってシステムは、このような、起こり得る、あるいは実際の汚染を点検するいくつかの監視装置を有する。圧力センサは、システム内の圧力が、システム内に汚染物質を引き込む閾値レベルを下回るか否か表示する。漏れ検知器は、汚染物質がシステムに侵入しうる漏れが存在するか否か表示する。汚染検知器は、システム内に汚染物質が存在するか否か表示することによって、システムのインフラの欠陥の可能性を示す。

開示されるシステム、方法、および装置のその他の実施形態および使用法は、明細書と本明細書に開示される実践とを考慮に入れた当業者にとって自明となるであろう。すべての刊行物、米国および外国特許および特許出願を含め、本明細書に引用されるすべての引例は引用によって全文をここに組み込む。明細書と実施形態は、以下の請求項に示される本開示の真の範囲と精神に沿った、単に例示的なものであることを意図する。さらに、「備える」という表現は「〜から成る」および「実質上〜から成る」という表現を含む。すべての例は可能な実施形態を例示するが、開示の範囲を制限するものとみなしてはならない。

Claims (11)

1. ノズルキャップと、
   前記ノズルキャップに結合される通信装置と、
   を備えるノズルキャップアセンブリであって、
   前記通信装置は、インフラ監視システムの構成要素であり、
   前記ノズルキャップは、筐体、前記筐体を封止するカバー、およびアンテナカバーを備え、
   前記通信装置は、前記筐体と前記カバー内に配置され、
   前記ノズルキャップは、雌ねじを備え、
   前記筐体は、雄ねじを備え、
   前記雄ねじは、前記筐体を前記雌ねじに接続する、ノズルキャップアセンブリ。
2. 前記ノズルキャップは、内部空洞を画定し、
   前記通信装置は、前記内部空洞に配置される、
   請求項１記載のノズルキャップアセンブリ。
3. 前記ノズルキャップは、複合材料から成る、
   請求項１記載のノズルキャップアセンブリ。
4. 前記複合材料は、塗料の退色速度と同じ退色速度の色を有する、
   請求項３記載のノズルキャップアセンブリ。
5. 前記カバーは、前記筐体上に水密封止を生成する、
   請求項１のノズルキャップアセンブリ。
6. 前記カバーおよび前記筐体は、最大４００ｐｓｉまで水漏れしない、
   請求項５記載のノズルキャップアセンブリ。
7. 前記ノズルキャップは、消火栓に結合される、
   請求項１記載のノズルキャップアセンブリ。
8. ノズルキャップと、
   前記ノズルキャップに結合される通信装置と、
   を備え、
   前記通信装置は、インフラ監視システムの構成要素であり、
   前記ノズルキャップは、筐体、前記筐体を封止するカバー、およびアンテナカバーを備え、
   前記通信装置は、前記筐体と前記カバー内に配置され、
   前記ノズルキャップは、雌ねじを備え、
   前記筐体は、雄ねじを備え、
   前記雄ねじは、前記筐体を前記雌ねじに接続する、消火栓。
9. 前記ノズルキャップは、内部空洞を画定し、
   前記通信装置は、前記内部空洞内に配置される、
   請求項８記載の消火栓。
10. 前記ノズルキャップは、複合材料から成る、
    請求項８記載の消火栓。
11. 前記複合材料は、塗料の退色速度と同じ退色速度の色を有する、
    請求項１０記載の消火栓。

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