JP5824836B2 - データ通信制御方法及び検針データ通信制御方法 - Google Patents
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Description
また、サーバ側では通信データを受信しなかった時間帯の電力量の変化を精度よく復元することが可能となる。
図1は、本実施形態が適用される検針システムのネットワーク構成図である。一般家庭や工場などの例えば電気メータの検針計量器に接続される通信ユニット101が、相互に例えば無線(有線でもよい)によるアドホックネットワークによって接続される。アドホックネットワークは、障害発生時にも相互の通信ユニット101が接続できる隣接する通信ユニット101を探しながら相互に接続を維持するように動作する、自立分散型のネットワークである。これらの通信ユニット101のうち所定のユニットは、ゲートウェイ(GW)102として動作する。このGW102は、アドホックネットワーク外のLAN(ローカルエリアネットワーク)またはWAN(ワイドエリアネットワーク)などの外部ネットワークと接続されている。そして、GW102は、外部ネットワークに例えば有線で接続されるサーバ103と各通信ユニット101との間のデータ通信を中継する。このとき、GW102は、外部ネットワークの通信プロトコル、例えばIP(インターネットプロトコル)と、アドホックネットワークの通信プロトコルとの間で、パケットデータの通信フォーマットの変換も行う。
通信ユニットは、検針器から検針値を取得する。(検針値=500kWhとする)
通信ユニットは、検針値500kWhと検針時刻をサーバ通知対象と判断する。
最初の検針は、無条件に通知が確定する。
通信ユニットは、検針器から検針値を取得する。(検針値=510kWhとする)
通信ユニットは、前回検針値との検針値変化量を算出し、その値と検針値510kWhと検針時刻を、サーバ通知対象と判断する。
検針値変化量(傾き)=(510−500)[kWh]/0.5[h]=20[kW]
通信ユニットは、検針器から検針値を取得する。(検針値=520kWhとする)
通信ユニットは前回検針値との検針値変化量を算出する。
検針値変化量=(520−510)[kWh]/0.5[h]=20[kW]
ただし、情報自体は通信ユニットに蓄積し、サーバからの時刻指定での検針値情報取得要求用に準備する。
この例では、閾値は±30kWとする。
この期間(Aの期間)の検針値変化量は、図2(b)の電力量変化量グラフのとおり、閾値内に収まっているので、検針値情報はサーバ通知対象とはならず、送信しない。
通信ユニットは、検針器から検針値を取得する。(検針値=590kWhとする)
通信ユニットは、前回検針値(560kWh)との検針値変化量を算出する。
検針値変化量=(590−560)[kWh]/0.5[h]=60[kW]
このように、通信ユニットは、検針時刻毎に検針器から電力量を取得し、これと前回の電力量から電力量変化量を求める。そして、通信ユニットは、その電力量変化量と前回通知した電力量変化量の差分が閾値内に収まっていれば、検針値情報を送信しない。サーバ側では、通知される検針値情報のみから電力量グラフを復元することができる。
図3における通信ユニット301は、図1の通信ユニット101に対応する。
通信ユニット301は、個別の検針計量器310に接続され、検針管理機能部302、検針計量器インタフェース308、および無線送受信制御部309を備える。検針計量器インタフェース308は、検針計量器310が検出する検針計量値を、検針管理機能部302に入力する。無線送受信制御部309は、隣接する通信ユニット301をバケツリレー式に経由しながら、後述する図4の収集サーバ401(図1のサーバ103に対応する)との間で送信または受信される通信データを、検針管理機能部302に対して出力または入力させる。
図4における収集サーバ401は、図1のサーバ103に対応する。
収集サーバ401は、電力量変動監視機能部402、有線送受信制御部408、および電力量グラフ生成/補正部409を備える。有線送受信制御部408は、接続される有線ネットワークに対して受信または送信されるアドホックネットワーク内の各通信ユニット301(図3)との間の通信データを、電力量変動監視機能部402に対して入力または出力させる。
検針値/変化量データ蓄積部404は、データ受信ユニット判別部403が判別した通信ユニット301ごとに、有線送受信制御部408にて受信された検針時刻、検針値、変化量の組を、検針値/変化量データ蓄積部404に蓄積する。
まず、通信ユニット301内の特には図示しない検針値送信待ちタイマがセットされる(ステップS501)。
まず、図3の検針値レジスタ部303で、検針計量器310から検針計量器インタフェース308を介して入力している検針計量値が、今回検針値として内部のレジスタにセットされる(ステップS503)。
ステップS502で、その通信ユニット301が動作を開始して以来2回目の検針時刻タイマ割込みが発生したと判定された場合には、次の処理が実行される。
次に、検針値レジスタ部303で、新たに入力した検針計量値が今回検針値として内部のレジスタにセットされる(ステップS506)。
今回変化量=(今回検針値−前回検針値)/(検針時間間隔) ・・・(1)
ここで、検針時間間隔は、検針時刻タイマ割込みの時間間隔(例えば30分)である。
ステップS502で、その通信ユニット301が動作を開始して以来3回目以降の検針時刻タイマ割込みが発生したと判定された場合には、次の処理が実行される。
次に、検針値レジスタ部303で、新たに入力した検針計量値が今回検針値として内部のレジスタにセットされる(ステップS510)。
次に、変化量レジスタ部304で、検針値レジスタ部303において新たにセットされた今回検針値と前回検針値との変化量が算出され、今回変化量として新たに内部のレジスタにセットされる(ステップS512)。より具体的には、ステップS507の場合と同様の前述の(1)式に基づく計算が実行される。
(閾値上限値)<{(今回変化量)−(前回変化量)} ・・・(2)
一方、上記差分が負値の場合には、次に(3)式により、内部のレジスタに保持されている閾値の下限値(=正値である閾値に負符号を付けた値)より小さいか否かが判定される。
{(今回変化量)−(前回変化量)}<(閾値下限値) ・・・(3)
そして、通信ユニット301内の特には図示しない検針値送信待ちタイマがリセットされる(ステップS516)。その後、ステップS502のイベント判定処理に戻る。
まず、収集サーバ401内の特には図示しない電力量補正タイマがセットされる(ステップS601)。
ステップS602で、図4の有線送受信制御部408から検針データ受信の割込みの発生が判定されると、次の処理が実行される。
上述の処理の繰返しにより、例えば1000台の全ての通信ユニット301からのそれぞれ1回のデータ受信が完了する1日の所定時刻の頃に、ステップS602で、電力量補正タイマ割込みの発生が判定されると、次の一連の処理が実行される。
(今回検針時刻から30分前の検針値)=(今回検針値)−(今回変化量)
・・・(4)
(補正後の傾き)=
{(今回検針時刻から30分前の検針値)−(前回検針値)}
/{(今回検針時刻から30分前の検針時刻)−(前回検針時刻)}
・・・(5)
(未通知検針値)=
{(未通知検針時刻)−(前回検針時刻)}×(補正後の傾き)+(前回検針値)
・・・(6)
上記(6)式による未通知検針値の計算は、前回検針時刻と今回検針時刻の1つ前の検針時刻の間の全ての未通知検針時刻について実行される。
(2)06:30のタイミングで検針値情報をサーバ通知対象とするが、ここで検針値変化量を通知しない場合、その通知タイミングの直前まで、サーバは、電力量は前回変化量に基づいて電力変化量グラフを予測する。この結果、実際には、前回変化量よりもかなり大きな変化量で電力が変化しているにもかかわらず、サーバは、702bとして示されるように、かなり少なめの変化を予測してしまう。そして、上記通知タイミングで大きな変化が発生したとたんに、サーバは、通知された検針値に合わせようとして、図7(c)のαの傾きを設定してしまい、実際の電力量変化量との差分が大きくなってしまう。この結果、電力変化量復元グラフは、図7(a)の701bのように、図7(a)の701aの実際の電力変化量に比べて、ずれたものとなってしまう。
ケース1:通知された電力に対して、多く電力を使用した期間と少なく使用した期間が同じの場合
図8は、最初に予測した傾きに対して、多く電力を使用した期間と少なく使用した期間が同じの場合の説明図である。図8(a)、(b)、(c)は、図7(b)と同様に、各帯状の領域において、各領域の中央横線が前回変化量、その中央横線の上下の帯が、閾値の範囲内となる今回変化量と前回変化量の差分である。801a、801bは、最新の通知情報で通知された電力より多く電力を使用した場合で、802a、802bは、少なく電力を使用した場合になる。図8(c)と図8(d)の803は、本実施形態により復元される電力量復元グラフである。図8(d)において、804および805は、それぞれ図8(a)および(b)のケースに対応する実際の電力量グラフである。806と807は、閾値により規定される誤差範囲(上限値と下限値)である。808は、変化量を通知しない場合に復元される電力量復元グラフである。
図9は、最初に予測した傾きに対して、多く電力を使用した期間が、少なく電力を使用した期間より長い場合の説明図である。図9(a)、(b)、(c)は、図7(b)と同様に、各帯状の領域において、各領域の中央横線が前回変化量、その中央横線の上下の帯が、閾値の範囲内となる今回変化量と前回変化量の差分である。901a、901b、901c、901dは、最新の通知情報で通知された電力より多く電力を使用した場合で、902a、902bは、少なく電力を使用した場合になる。図9(d)と図9(e)の903は本実施形態により復元される電力量復元グラフである。図9(e)において、904、905、および906はそれぞれ、図9(a)、(b)、および(c)のケースに対応する実際の電力量グラフである。907と908は、閾値により規定される誤差範囲(上限値と下限値)である。909は、変化量を通知しない場合に復元される電力量復元グラフである。
図10は、最初に予測した傾きに対して、少なく電力を使用した期間が、多く電力を使用した期間より長い場合の説明図である。図10(a)、(b)、(c)は、図7(b)と同様に、各帯状の領域において、各領域の中央横線が前回変化量、その中央横線の上下の帯が、閾値の範囲内となる今回変化量と前回変化量の差分である。1001a、1001bは、最新の通知情報で通知された電力より多く電力を使用した場合で、1002a、1002b、1002c、1002dは、少なく電力を使用した場合になる。図10(d)と図10(e)の1003は本実施形態により復元される電力量復元グラフである。図10(e)において、1004、1005、および1006はそれぞれ、図10(a)、(b)、および(c)のケースに対応する実際の電力量グラフである。1007と1008は、閾値により規定される誤差範囲(上限値と下限値)である。1009は、変化量を通知しない場合に復元される電力量復元グラフである。
図11は、最初に予測した傾きに対して、ずっと多く電力を使用した場合の説明図である。図11(a)は、図7(b)と同様に、各帯状の領域において、各領域の中央横線が前回変化量、その中央横線の上下の帯が、閾値の範囲内となる今回変化量と前回変化量の差分である。1101は、最新の通知情報で通知された電力より多く電力を使用した場合にある。図11(b)の1102は本実施形態により復元される電力量復元グラフである。図11(b)において、1103は、図11(a)のケースに対応する実際の電力量グラフである。1104は、閾値により規定される誤差範囲(上限値)である。1105は、変化量を通知しない場合に復元される電力量復元グラフである。
図12は、最初に予測した傾きに対して、ずっと少なく電力を使用した場合の説明図である。図12(a)は、図7(b)と同様に、各帯状の領域において、各領域の中央横線が前回変化量、その中央横線の上下の帯が、閾値の範囲内となる今回変化量と前回変化量の差分である。1201は、最新の通知情報で通知された電力より少なく電力を使用した場合にある。図12(b)の1202は本実施形態により復元される電力量復元グラフである。図12(b)において、1203は、図12(a)のケースに対応する実際の電力量グラフである。1204は、閾値により規定される誤差範囲(下限値)である。1205は、変化量を通知しない場合に復元される電力量復元グラフである。
前述した図2の20:00から23:00までの動作に対応している。
(1)20:30に検針値と変動量を受信したことにより、サーバは予測線Aで電力量の予測を開始する。
(2)21:00から22:30まではデータ受信なしなので、傾きβのまま電力量を予測する。
3−1)サーバは検針値を受信することで、23:00の電力量Xが確定できる
3−2)サーバは変動量を受信することで、22:30と23:00間の傾きがわかり、その傾きα/2で電力量の予測を開始することができる。
(4)このとき変動量を通知しないと、サーバは予測線Cfsで予測開始することになり、電力需要の予測が大幅に狂うことになる。
なお一般に、サーバは、各通信ユニットの生死監視をする必要がある。そのために、閾値の範囲内に収まっている場合でもヘッダのみのデータを送ることで子局の生死監視する手法が考えられる。しかし、これは子局である通信ユニットと親局であるサーバ間のネットワークに計測値以外の不用なデータが流れていることになる。これに対して、本実施形態では、例えばアドホックネットワークを対象とすることにより、HELLOパケットと呼ばれる生死監視パケットを使って子局である通信ユニット同士がお互いを監視しているため、子局である通信ユニットと親局であるサーバ間のネットワーク間で不用なデータが流れることはない。
可搬記録媒体駆動装置1406は、光ディスクやSDRAM、コンパクトフラッシュ(登録商標)等の可搬記録媒体1409を収容するもので、外部記憶装置1405の補助の役割を有する。
さらに、検針値情報通知回数が減少しても、それは単純に検針間隔を広げたことによる通知回数削減ではなく、冗長情報の通知削減による減少である。このため、サーバ側に通知された検針値と検針時刻と検針値変化量を元に、サーバ側で消費電力量の復元が可能であり、この復元値による需用電力の予測が可能となる。
102 ゲートウェイ(GW)
103 サーバ
302 検針管理機能部
303 検針値レジスタ部
304 変化量レジスタ部
305 閾値判定/レジスタ部
306 検針時刻監視・送信時刻監視部
307 データ蓄積・検針値/変化量送信部
308 検針計量器インタフェース
309 無線送受信制御部
310 検針計量器
401 収集サーバ
402 電力量変動監視機能部
403 データ受信ユニット判別部
404 検針値/変化量データ蓄積部
405 電力変化量演算部
406 電力量復元・予測傾き補正部
407 閾値変更指示部
408 有線送受信制御部
409 電力量グラフ生成/補正部
Claims (6)
- 情報処理装置と通信可能な通信ユニットが、
前回の計測値に対する今回の計測値の変化量と、前記情報処理装置に前回送信した計測値の変化量との差が所定の値を超える場合に、前記前回の計測値に対する今回の計測値の変化量を含む計測情報を前記情報処理装置に送信し、
前記情報処理装置が、
前記通信ユニットから送信された前記計測情報を受信し、
前記計測情報に基づいて、前記通信ユニットにおける計測値を復元し、
前記計測情報は、今回の計測時刻および前記今回の計測値を更に含み、
第1の組の計測情報中の前記今回の計測時刻、前記今回の計測値、および前記前回の計測値に対する今回の計測値の変化量に基づいて、前記第1の組の今回の計測値から前記第1の組の前回の計測値に対する今回の計測値の変化量を減算することにより前記第1の組の前記今回の計測時刻の1つ前の計測時刻における計測値を復元し、
前記復元した前記第1の組の計測時刻の1つ前の計測時刻における計測値と、前記第1の組の計測情報の一組前の第2の組の計測情報中の前記今回の計測時刻および前記今回の計測値とに基づいて、前記通信ユニットから通知されない計測値を復元する、
ことを特徴とするデータ通信制御方法。 - 前記差が前記所定の値を超えた場合に、前記計測情報を送信バッファへ格納し、
所定の送信タイミングで、前記送信バッファに格納された計測情報をまとめて送信する、
処理を前記通信ユニットにて実行する、
ことを特徴とする請求項1に記載のデータ通信制御方法。 - 前記サーバ装置において、前記計測値の統計値において誤差が大きいと判定した場合に、一部または全ての前記通信ユニットに対して前記所定の値のデータを送信して使用させることを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載のデータ通信制御方法。
- 通信ユニットから送信された検針データを受信し、
前記検針データは今回の検針時刻、前記今回の検針値、および前記前回の検針値と前記今回の検針値により導出された検針値変化量の3つのデータを含み、
第1の組の検針データ中の前記今回の検針時刻、前記今回の検針値、および前記検針値変化量に基づいて、前記第1の組の今回の検針値から前記第1の組の検針値変化量を減算することにより前記第1の組の前記今回の検針時刻の1つ前の検針時刻における検針値を復元し、
前記復元した前記第1の組の検針時刻の1つ前の検針時刻における検針値と、前記第1の組の検針データの一組前の第2の組の検針データ中の前記今回の検針時刻および前記今回の検針値とに基づいて、前記通信ユニットから通知されない検針値を復元する、
ことを特徴とするサーバ装置の検針データ通信制御方法。 - 通信ユニットから送信された検針データを受信して蓄積する検針データ受信蓄積部と、
前記検針データは今回の検針時刻、前記今回の検針値、および前記前回の検針値と前記今回の検針値により導出された検針値変化量の3つのデータを含み、
第1の組の検針データ中の前記今回の検針時刻、前記今回の検針値、および前記検針値変化量に基づいて、前記第1の組の今回の検針値から前記第1の組の検針値変化量を減算することにより前記第1の組の前記今回の検針時刻の1つ前の検針時刻における検針値を復元し、
前記復元した前記第1の組の検針時刻の1つ前の検針時刻における検針値と、前記第1の組の検針データの一組前の第2の組の検針データ中の前記今回の検針時刻および前記今回の検針値とに基づいて、前記通信ユニットから通知されない検針値を復元する、
検針値演算復元部、
を有することを特徴とするサーバ装置。 - 前記計測値は電力量の検針値であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のデータ通信制御方法。
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