JP5981418B2 - 社会インフラ制御システム、サーバ、制御装置、制御方法およびプログラム - Google Patents

社会インフラ制御システム、サーバ、制御装置、制御方法およびプログラム Download PDF

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Description

本発明の実施形態は、社会インフラを制御する社会インフラ制御システムに関する。
人々が生活する社会(コミュニティ)は、例えば電力、水道、交通、鉄道、通信、およびビルなどの多様な社会インフラによって支えられている。一方、近年の環境意識の高まりや切迫したエネルギー事情により、社会のあらゆる分野における省エネルギー化を要求されている。人々に不便な生活を強いること無く省エネルギー化を図ることの可能な社会システムをどのようにして形成するか、活発に議論されている。
従来の社会システムでは、社会インフラは基本的に個々に独立して管理、運営されていた。例えば電力インフラを例に挙げてみても、国単位での省エネルギー化はもとより、自治体(市町村)ごと、地域ごと、あるいは戸別家庭ごとのエネルギー最適化制御は未だ実現されていない。
そこで、目的は、社会インフラ制御システム、サーバ、制御装置、制御方法およびプログラムを提供することにある。
実施形態によれば、社会インフラ制御システムは、制御装置と、データベースと、センサと、収集部と、算出部と、選択部と、作成部とを具備する。制御装置は、ソフトウェアに基づいてコミュニティの社会インフラを制御する。データベースは、複数のモジュールを記憶する。センサは、社会インフラに関するイベントを検知しイベント情報を出力する。収集部は、センサからのイベント情報を収集する。算出部は、収集されたイベント情報を解析して社会インフラまたはコミュニティの特性を算出する。選択部は、算出された特性に応じたモジュールをデータベースから選択する。作成部は、選択されたモジュールに基づいてソフトウェアを作成する。
図1は、実施形態に係わるシステムの一例を示す図である。 図2は、実施形態に係る社会インフラ制御システムの一例を示す概念図である。 図3は、第1の実施形態に係る社会インフラ制御システムの一例を示す機能ブロック図である。 図4は、センサ50aにより検知されるイベント情報の一例を示す図である。 図5は、国クラウド100のデータベース20に蓄積される、イベント情報20aの一例を示す図である。 図6は、図3に示されるソフトウェアモジュール群20bの一例を示す図である。 図7は、市町村レベルMS30の要部の一例を示す機能ブロック図である。 図8は、第1の実施形態における市町村レベルMS30の処理手順の一例を示すフローチャートである。 図9は、実施形態に開示される概念の要点を模式的に示す図である。 図10は、第2の実施形態に係る社会インフラ制御システムの一例を示す機能ブロック図である。 図11は、第2の実施形態における国レベルMS10の処理手順の一例を示すフローチャートである。 図12は、第3の実施形態に係る社会インフラ制御システムの一例を示す機能ブロック図である。 図13は、図12に示されるソフトウェアモジュール群20bの一例を示す図である。 図14は、市町村レベルMS30の要部の一例を示す機能ブロック図である。 図15は、第3の実施形態におけるベンダMS80の処理手順の一例を示すフローチャートである。 図16は、第4の実施形態に係る社会インフラ制御システムの一例を示す概念図である 図17は、図16に示されるシステムの要部を模式的に示す図である。 図18は、第4の実施形態に係る社会インフラ制御システムを示す図である。 図19は、通信網NWの回線を介して事業者MS1からベンダMS80に送信されるイベント情報の一例を示す図である。 図20は、図18に示されるソフトウェアモジュール群20bの一例を示す図である。 図21は、事業者MS1の要部の一例を示す機能ブロック図である。 図22は、図18に示されるベンダMS80の一例を示す機能ブロック図である。 図23は、第4の実施形態におけるベンダMS80の処理手順の一例を示すフローチャートである。 図24は、社会インフラおよびコミュニティの発展の一例を示す模式図である。 図25は、第6の実施形態に係る社会インフラ制御システムの一例を示す機能ブロック図である。 図26は、第6の実施形態における事業者MS1の処理手順の一例を示すフローチャートである。 図27は、ソフトウェアモジュール群の分類の一例を示す図である。
図1は、実施形態に係わるシステムの一例を示す図である。図1は、いわゆるスマートグリッドとして知られるシステムの一例を示す。既存の電力網(grid)では原子力、火力、水力などの既存発電所と、一般家庭や、ビル、工場といった多種多様な需要家とが電力網によって接続される。次世代の電力系統(Power grid)ではこれらに加えて太陽光発電(Photovoltaic Power Generation:PV)システムや風力発電装置などの分散型電源や蓄電装置、新交通システムや充電スタンドなどが電力系統に接続される。これら多種多様な要素は通信グリッドを介して通信することが可能である。
エネルギーを管理するシステムは、エネルギーマネジメントシステム(Energy Management System:EMS)と総称される。EMSはその規模などに応じて幾つかに分類される。例えば一般家庭向けのHEMS(Home Energy Management System)、ビルディング向けのBEMS(Building Energy Management System)などがある。このほか、集合住宅向けのMEMS(Mansion Energy Management System)、コミュニティ向けのCEMS(Community Energy Management System)、工場向けのFEMS(Factory Energy Management System)などがある。これらのシステムが連携することできめ細かなエネルギー最適化制御が実現される。
これらのシステムによれば既存の発電所、分散型電源、太陽光や風力などの再生可能エネルギー源、および需要家の相互間で高度な協調運用が可能になる。これにより自然エネルギーを主体とするエネルギー供給システムや、需要家と事業者との双方向連携による需要家参加型のエネルギー需給といった、新規かつスマートな形態の電力供給サービスが生み出される。
社会システムは、上記スマートグリッドに代表される社会インフラにより社会生活に快適さや便利さを提供する。これからの社会システムは情報処理技術や通信技術などを利用して、多種多様な社会インフラを有機的に結合させることで、省エネルギー化などの社会的な目標を達成できるようにすることを求められている。以下ではこのような課題を解決可能な実施形態に係る社会インフラ制御システムにつき、説明する。
図2は、実施形態に係る社会インフラ制御システムの一例を示す概念図である。実施形態では社会インフラ制御システムを、論理的な階層構造に形成する。図2においては上位層、および下位層に加え、上位層よりも下位、下位層よりも上位の中間層を備える形態を示す。階層化の段階は3に限られるものではなく、中間層をさらに多層化したアーキテクチャも実現可能である。逆に、上位層および下位層だけを備える社会インフラ制御システムも形成することが可能である。図2においては上位層を国、中間層を都道府県、下位層を市町村の、階層的な行政区分に対応させて示す。
実施形態では、各層をクラウド化した形態を考える。周知のようにクラウドコンピューティングシステムはコンピュータ(2)とデータベース(DB)とを備える。コンピュータ2は単体でも複数でも良い。データベースは一つのコンピュータ2に備えられても、複数のコンピュータ2に分散して配置されてもよい。
図2において、下位層は、社会インフラを備える地域に形成される地域システムを備える。例えばA市、B市、H町、I郡の地域ごとにクラウドが形成され、クラウドごとにコンピュータ2とデータベースDBが備えられる。各地域クラウド間は通信網NWの回線を介して接続され、各地域クラウドは層内における相互の連携を保っている。
中間層は、下位層を論理的な上位層から制御する。例えばA市とB市はX県により制御され、H町とI郡はY県により制御される。X県およびY県もクラウド化され、それぞれコンピュータ2およびデータベースDBを備える。X県およびY県も通信網NWの回線を介して接続され相互の連携を保っている。
上位層は、中間層を論理的な上位層から制御する。例えばX県とY県は国により制御される。国もクラウド化される。さらに、上位層には他の国も存在することができ、これら複数の国は通信網NWの回線を介してより互いに相互の連携を保つことが可能である。上位層のクラウドに符号100を付して国クラウド100と表記する。中間層のクラウドに符号200を付して県クラウド200と表記する。下位層のクラウドに符号300を付して市クラウド300と表記する。
国クラウド100、県クラウド200、市クラウド300のいずれも社会インフラを有することが可能である。例えば市クラウド300の社会インフラを国クラウド100または県クラウド200から制御する形態を考えると、市クラウド300を地域システム、国クラウド100または県クラウド200を上位システムと捉えることが可能である。また、県クラウド200の社会インフラを国クラウド100から制御する形態を考えると、県クラウド200を地域システム、国クラウド100を上位システムと捉えることが可能である。
[第1の実施形態]
図3は、第1の実施形態に係る社会インフラ制御システムの一例を示す機能ブロック図である。国クラウド100は国レベル管理システム10と、データベース20を備える。県クラウド200は都道府県レベル管理システム60と、データベース70を備える。コミュニティに関連づけて設けられた市クラウド300は、市町村レベル管理システム30と、データベース40と、複数の社会インフラ51〜5nを備える。
煩雑を避けるため以下では、管理システムをMS(Management System)と表記する。国レベル管理システム10を国MS10と表記する。都道府県レベル管理システム60を県MS60と表記する。市町村レベル管理システム30を市MS30と表記する。管理システムMSは、ハードウェアとしてのコンピュータを備える。コンピュータは単体でも複数でも良い。
第1の実施形態では、国MS10または県MS60がサーバとしての位置付けにあり、市MS30が制御装置としての位置付けにある。
社会インフラ51〜5nは、例えば水道網、冷熱源プラントシステム、電力網、交通網、医療システム、店舗ネットワーク、ビルディング(ビル)システム、家庭(ホーム)エネルギーマネジメントシステム、工場システム、コンテンツ配信システム、あるいは鉄道網などである。なお社会インフラはこれらに限られるものではない。
国クラウド100、県クラウド200、および市クラウド300は通信網NWの回線を介して相互に接続される。通信網NWは、要求される通信帯域(通信容量)を保証可能なギャランティ型ネットワークである。この種のネットワークとしては例えば光通信技術を応用した専用回線が挙げられる。あるいはIP(Internet Protocol)ネットワークに形成したVPN(Virtual Private Network)もこの種のネットワークの範疇に含めることが可能である。もちろん、通信網NWを社会インフラに含めることも可能である。通信網NWの回線は、例えば下位層から上位層へのイベント情報の送信(アップロード)にかかるリアルタイム性を保証可能である。
イベントとは、各社会インフラ51〜5nの短期的または長期的な状態変化や、状態そのものを意味する。また、イベント情報とは、各社会インフラ51〜5nに備わるセンサ50aにより検知され、このセンサ50aから出力される信号またはこの信号に基づき作成される全ての情報を示す。
コミュニティに関連づけて設けられた市クラウド300の社会インフラ51〜5nは、それぞれセンサ50aおよびアクチュエータ50bを備える。センサ50aは、例えば各社会インフラに固有のイベント情報を検知する。あるいは、センサ50aは、複数の社会インフラに関係するイベント情報を検知する。要するにセンサ50aは社会インフラの状態を検知して数値化、あるいはデータ化可能な手段であればどのようなものでも良く、監視カメラなどもその範疇に含めることが可能である。
アクチュエータ50bは与えられる制御信号に基づいて制御対象を制御する。アクチュエータ50bは例えば水道インフラの浄水場システムに備わるバルブを開閉するモータである。アクチュエータ50bは、バルブの開度を指示する制御信号に基づいてモータを駆動して、バルブの開度および水の流量を制御する。
市MS30は、実施形態に係る処理機能として制御部30a、収集部30b、アップロード部30c、算出部30d、選択部30e、ダウンロード部30f、作成部30g、および設定部30hを備える。
制御部30aは、例えば国MS10あるいは県MS60から与えられた制御データ、あるいは自ら生成した制御データに基づいてアクチュエータ50bに制御指示を与え、社会インフラ51〜5nを制御する。制御指示としては、例えば水インフラにおけるバルブの開度、あるいは公共インフラにおける空調制御用インバータの回転数などを制御するための、制御信号が挙げられる。
制御部30aはソフトウェアに基づいて社会インフラ51〜5nを制御する。つまり市MS30は当該ソフトウェアを備えるコンピュータである。なお、市クラウド300に備わる処理機能として市MS30を実装することも可能である。
収集部30bは、センサ50aにより検知されたイベント情報を収集する。データ収集に係わる通信プロトコルとしては、ECHONET(登録商標)、ECHONET Lite(登録商標)、ZigBee(登録商標)、Z−Wave(登録商標)、KNX(登録商標)などを使用することが可能である。下位レイヤの通信層としてはイーサネット(登録商標)などの有線LAN、電力線通信、無線LAN、Bluetooth(登録商標)などを使用することが可能である。
アップロード部30cは、センサ50aにより検知されたイベント情報を、国クラウド100の国MS10、あるいは県クラウド200の県MS60に、通信網NWの回線を介して送信する。つまりアップロード部30cは、イベント情報を通信網NWの回線を介して送信する。ここで、回線は公衆回線でも専用線でも良く、イベント情報に係る信号を伝送可能な線路(信号線)であれば良い。
イベント情報は、例えばIPパケットのペイロードに書き込まれて通信網NWに送出される。このIPパケットには宛先アドレスとして例えばマルチキャストアドレスが記載される。国MS10、および県MS60は、このIPパケットを受信することでイベント情報を収集することが可能である。
算出部30dは、収集部30bにより収集されたイベント情報を解析し、社会インフラ51〜5nの特性を算出する。社会インフラの特性とは例えば立地条件、環境条件、運用条件、その他種々の、数値化することの可能な情報である。要するに社会インフラの特性を表すことの可能な情報であればどのようなものでも良い。
例えば海の近くに形成される社会インフラと、山村部に形成される社会インフラとでは当然、環境面での条件が異なる。例えば気温の変動や日照量、月ごとの平均降雨量などがそれぞれ異なるので、イベント情報にもそのことが反映される。例えば日照量の多い地域では太陽光発電システムの発電量が他の地域よりも多いことが予想されるので、エネルギー消費を最適化するためのソフトウェアには、そのことを反映する性能を特別に持たせる必要がある。
あるいは、降雨量の多い地域や近くにダムなどがある地域では、水インフラを制御するためのソフトウェアに、他の地域とは異なる性能を期待される。算出部30dは収集したイベント情報を解析することにより、社会インフラごとの、あるいはコミュニティごとの特性を算出する。
あるいは算出部30dは、収集部30bにより収集されたイベント情報を解析し、社会インフラ51〜5nそれ自体の特性、あるいは社会インフラ51〜5nの対象とする領域(ドメイン)の特性を算出する。
社会インフラの対象領域とは、例えばそれぞれのインフラが制御の対象、あるいは管理の対象とする社会的な領域を意味する概念である。例えば電力インフラであれば各家庭における電力消費量やそれに基づく配電制御、電力生産量、あるいは配電ネットワークの状態などがこれに相当する。特に、社会インフラを備える地域社会を、当該社会インフラ制御システムの対象領域と捉えることが可能である。
対象領域の特性とは、例えば電力インフラにおいては電力消費量の特性、傾向などを意味し、例えばPVシステムの設置台数の増加に伴う戸別生産電力の増加の傾向や、逆潮流電力の量などの概念がこれに相当する。社会インフラの対象領域の特性は、地域社会の特性としても捉えることが可能であり、社会インフラそのものの特性と密接に関係すると捉えることも可能である。
選択部30eは、算出部30dにより算出された特性に応じたソフトウェアモジュールを、国クラウド100のデータベース20に蓄積されるソフトウェアモジュール群20bから選択する。つまり社会インフラの特性、あるいは社会インフラの対象領域の特性に応じたソフトウェアモジュールが選択される。つまり、社会インフラに適したソフトウェアモジュールが選択される。特に選択部30eは、時間の経過などに伴う特性の変化に応じて、ソフトウェアモジュールの選択を定期的に、あるいは不定期に繰り返し実行する。
ダウンロード部30fは、選択部30eにより選択されたソフトウェアモジュールを、データベース20から通信網NWの回線を介して市MS30にダウンロードする。つまりソフトウェアモジュールを、データベース20から通信網NWの回線を介して取得する。作成部30gは、ダウンロードされたソフトウェアモジュールを組み合わせて、制御部30aのソフトウェアを作成する。ここで言う作成は、アプリケーション開発におけるコンパイル(compile)、あるいはビルド(build)と共通する概念である。
特に作成部30gは、例えば選択部30eによりソフトウェアモジュールの選択が実施されると、そのたびごとにダウンロードされたソフトウェアモジュールにより、ソフトウェアを更新(アップデート)する。
設定部30hは、選択されたソフトウェアモジュールのパラメータを、上記算出された特性に応じて設定する。つまり、多くのソフトウェアモジュールは、当該ソフトウェアモジュールの機能を調整可能なパラメータを備える。設定部30hはこのパラメータを操作して、ソフトウェアを地域社会の特性にマッチさせる。
データベース40はイベント情報40aを蓄積する。このうちイベント情報40aはセンサ50aで検知された情報である。つまり市MS30は自ら収集したイベント情報40aを国MS10に送信するとともに、ローカルにおいても蓄積する。
国MS10は、市MS30に、通信網NWの回線を介して接続され、制御装置としての市MS30に対するサーバとしての位置付けにある。国MS10も、プログラムにより機能するコンピュータ、あるいは国クラウド100により提供される処理機能である。国MS10は、実施形態に係る処理機能として取得部10a、および送信部10bを備える。
取得部10aは、市MS30から送信されたイベント情報を取得する。取得されたイベント情報はデータベース20にイベント情報20aとして蓄積される。このイベント情報20aは複数の市クラウド300(図2)から送信されたイベント情報の全てを集中的に蓄積したものである。
送信部10bは、市MS30から要求されたソフトウェアモジュールを市MS30に送信する。
データベース20は、イベント情報20aに加えてソフトウェアモジュール群20bを蓄積する。周知のようにソフトウェアモジュールは、1つのソフトウェアを作成するためのいわば部品であり、プラグインモジュールなどとも共通するオブジェクトあるいはエンティティである。
上記構成において、市MS30、県MS60、および国MS10は、インタフェース部6を介して通信網NWの回線に着脱可能に接続されるコンピュータを含む管理装置である。このコンピュータは単体でその機能を果たすことが可能である。あるいは、クラウドコンピューティングシステムに備わる複数のコンピュータの連携処理により、市MS30、県MS60、および国MS10の機能を実現することも可能である。制御部30a、収集部30b、アップロード部30c、算出部30d、選択部30e、ダウンロード部30f、作成部30g、設定部30h、取得部10a、および送信部10bを如何にしてシステムにインプリメントするかは、当業者によれば容易に理解されることが可能であろう。
図4は、センサ50aにより検知されるイベント情報の一例を示す図である。センサ50aとしてスマートメータを例に採れば、例えばそのスマートメータの識別情報(センサID:IDentification)、設置される地点の位置情報(緯度、経度)、電力消費量の計測値および計測時点のタイムスタンプを、イベント情報の項目の例として挙げることが可能である。
図5は、国クラウド100のデータベース20に蓄積される、イベント情報20aの一例を示す図である。図5に示されるようにイベント情報20aは、各センサ50aにより検知されたイベント情報をそのまま、いわば生のままのデータを一元的に蓄積するデータベースである。従ってデータベース20には特に大容量のストレージデバイスを必要とする。単独のストレージデバイスでなく、クラウド上に分散配置される複数のストレージデバイスを用いてデータベース20を構築する形態が好ましい。この種の大容量のデータベースはBigDataと称されることもある。
図6は、図3に示されるソフトウェアモジュール群20bの一例を示す図である。ソフトウェアモジュール群20bはそれぞれ固有の機能を提供する複数のソフトウェアモジュール(以下、モジュールと略記する)を含む。各モジュールの実態は特定の言語で記述されたコード列であっても良いし、機械語レベルにまでデコードされたバイナリデータ、あるいはこれを暗号化したデータであっても良い。
各モジュールには区別のため、例えば通し番号が与えられる。また各モジュールは例えばそれぞれの社会インフラに対応するソリューションごとにユニット化されて管理される。さらに、ユニットごとに、例えばサービスの内容に応じてS,A,B,…のランクを設定し、ランクごとにモジュールをまとめて管理することも可能である。このような階層化構造は多岐にわたるモジュールを管理するのに都合が良い。
各モジュールはそのベンダ(提供者)により更新あるいはバージョンアップされる。これによりソフトウェアモジュール群20bは逐次拡充される。各モジュールのベンダは、モジュールがダウンロードされるごとに相応の課金をサービス受益者に課すことで利益を得るといったビジネスモデルを構築することが可能である。
各モジュールによりどのような機能が提供されるかという情報や、各モジュールを個別に特定するための通し番号、更新履歴などは、一覧表やXMLデータなどの形式で市MS30に通知される。市MS30は、この通知された内容から、ダウンロードすべきモジュールを特定することが可能である。
図7は、市MS30の要部の一例を示す機能ブロック図である。市MS30は、通信網NWの回線に接続可能なインタフェース部、ユーザ(オペレータ)とのヒューマンマシンインタフェースを担う表示部34および入出力部36、ハードディスクドライブなどのストレージユニット35を備える。なお市MS30は、通信網NWの回線に接続されていないスタンドアロンの状態でも、実施形態に係る機能を備えることが可能である。
さらに市MS30は、制御部30a(図3)およびプログラムメモリ32を備える。制御部30aはソフトウェア31によりその機能を果たす。ソフトウェア31は複数のモジュールを組み合わせて作成される。モジュールはプログラムメモリ32にロードされ、図示しないCPU(Central Processing Unit)による演算処理のもとでソフトウェア31の機能を実現する。
図8は、第1の実施形態における市MS30の処理手順の一例を示すフローチャートである。図8において市MS30は、センサ50aにより検知されたイベント情報を収集する(ステップS1)。次に市MS30は、収集したイベント情報を解析し(ステップS2)、その結果に基づいて、社会インフラ51〜5nの特性を算出する(ステップS3)。
次に市MS30は、前記算出した特性に応じたモジュールを、例えば、予め通知される一覧表(図6に示されるソフトウェアモジュール群20b)から選択する(ステップS4)。次に市MS30は、選択したモジュールの送信を、通信網NWの回線を介して国クラウド100に要求する。そして市MS30は、選択したモジュールを、国クラウド100のデータベース20から取得する(ステップS5)。そして市MS30は、取得したモジュールを組み合わせ、コンパイルやビルドなどの処理を行ってソフトウェア31を作成する(ステップS6)。
作成されたソフトウェア31は、市MS30に対して別途設けられる、冗長コンピュータにインストールされる。そして、現用で稼働中のコンピュータからのデータの引継ぎやアドレス変更の処理などが完了したのち、冗長コンピュータを有効にすることで、サービスの中断を伴わずにソフトウェアが更新される。
図9は、実施形態に開示される概念の要点を模式的に示す図である。実施形態においては、社会システムごとにその管理・制御対象を分析することで水、熱、あるいは電気などの複数のソリューションからなる要素技術群を抽出する。そして、ソリューションごとにモジュールが蓄積される。
一方、各コミュニティ(コミュニティA〜コミュニティE)はそれぞれクラウド化されて、行政や、ベンダに属する上位クラウドに対する下位クラウドとして機能する。コミュニティは千差万別であり、多種多様な特性を持つので、必要とされるソリューションも異なる。
そこで、算出部により社会インフラの特性を算出し、これによりコミュニティの求めるソリューションを把握し、それに応じたモジュールを各クラウドにダウンロードする。これにより、いわばテイラーメイドするようにソフトウェアを作成することが可能になる。
すなわち、センサ50aで検知されたイベント情報をそのまま国MS10に送信して集中的に蓄積するとともに、市MS30においてもローカルに保持する。このイベント情報を解析して社会インフラごとの特性を算出し、その結果に応じたモジュールを選択して市MS30にダウンロードする。そして、ダウンロードしたモジュールを組み合わせることで、社会インフラを制御するためのソフトウェアを作成するようにしている。
このようにしたので、各コミュニティでの社会システムの管理、運営に欠かせないソフトウェアをテイラーメイドするように提供できる。
しかも第1の実施形態によれば、社会システムの変化にも柔軟に対処することが可能である。つまり時々刻々と収集されるイベント情報を解析して社会インフラの特性を算出し、これを繰り返すことで社会システムの発展あるいは縮小に応じてソフトウェアをバージョンアップしてゆくことが可能になる。例えば、コミュニティの発展につれ住民の人口が増え、世帯数が増加してくると、PVシステムの設置台数が増えたりして相応の制御が必要になってくる。
逆に、人口が減るとそれまでに必要であった制御が不要になったり、高齢者が増えてくると医療分野でのサービスを充実させるといった新たな需要が喚起されることもある。このような社会システムの変化は、イベント情報の解析結果に基づく閾値判定などによりマシンの側で判定することが可能である。よってこの変化を検出し、社会システムの変化に追従してソフトウェアをバージョンアップしてゆくことで、人的介入に伴うオペレータの負担を最小限に抑えながらも社会システムを最適に制御してゆくことが可能になる。
[第2の実施形態]
図10は、第2の実施形態に係る社会インフラ制御システムの一例を示す機能ブロック図である。図10において図3と共通する部分には同じ符号を付して示し、ここでは異なる部分についてのみ説明する。
図10に示されるシステムは、社会インフラの特性を解析する機能、およびモジュールを選択する機能を国クラウド100の国MS10に備えるようにしたものである。
すなわち国MS10は、収集部10c、算出部10d、選択部10e、ダウンロード部10f、および設定部10gを備える。市MS30は、制御部30a、アップロード部30cおよび作成部30gを備える。
収集部10cは、市MS30から送信されるイベント情報を通信網NWの回線を介して収集し、データベース20に蓄積する。算出部10cは蓄積したイベント情報を解析して社会インフラ51〜5nの特性を算出する。選択部10eは算出された特性に応じてモジュールを選択し、ダウンロード部10fは選択されたモジュールを通信網NWの回線を介して市MS30にダウンロードする。設定部10gはモジュールのパラメータを調整する。
上記構成において、市MS30、県MS60、および国MS10は、例えばインタフェース部6を介して通信網NWの回線に着脱可能に接続されるコンピュータである。このコンピュータは単体でその機能を果たすことが可能である。あるいは、クラウドコンピューティングシステムに備わる複数のコンピュータの連携処理により、市MS30、県MS60、および国MS10の機能を実現することも可能である。制御部30a、アップロード部30c、作成部30g、収集部10c、算出部10d、選択部10e、ダウンロード部10f、および設定部10gを如何にしてシステムにインプリメントするかは、当業者によれば容易に理解されることが可能であろう。
図11は、第2の実施形態における国MS10の処理手順の一例を示すフローチャートである。図11において国MS10は、市MS30において取得されたイベント情報を、通信網NWの回線を介して収集する(ステップS11)。次に国MS10は、収集したイベント情報を解析し(ステップS12)、その結果に基づいて、社会インフラ51〜5nの特性を算出する(ステップS13)。
次に国MS10は、前記算出した特性に応じたモジュールを、データベース20のソフトウェアモジュール群20bから選択する(ステップS14)。そして国MS10は、選択したモジュールをデータベース20から取得し、通信網NWの回線を介して市MS30に送信する(ステップ15)。モジュールを受信した市MS30は、作成部30gによりソフトウェア31を作成する。
上記構成によれば、最適なモジュールの組み合わせが国MS10において選択される。つまり市クラウド300で検知されたイベント情報が国クラウド100に集められ、国クラウド100において必要な演算が実行される。これにより第1の実施形態と同様の効果に加え、市クラウド300の処理負荷を軽減できるようになる。
また第1の実施形態では市MS30が主体的に、モジュールの送信を国クラウド100に要求した。これに代えて第2の実施形態では、国MS10が主体となってモジュールを選択し、市クラウド300に送信するようにしている。これにより、いわばプッシュ型のサービスを提供することが可能になる。
[第3の実施形態]
図12は、第3の実施形態に係る社会インフラ制御システムを示す図である。図12において図10と共通する部分には同じ符号を付して示し、ここでは主に異なる部分について説明する。
第3の実施形態では、社会インフラの制御、管理、あるいは運営に係わるサービスの一例について、より詳しく説明する。第3の実施形態では、社会インフラを制御するためのソフトウェアを提供する事業者の存在を考慮する。この事業者をベンダと総称する。
図12に示されるシステムは、ベンダクラウド500を備える。ベンダクラウド500は通信網NWの回線に接続されることが可能である。ベンダクラウド500は、ベンダにより管理、運営されるクラウドコンピューティングシステムであり、ベンダMS80およびデータベース90を備える。ベンダクラウド500は例えばサーバ機能を備えるコンピュータ、あるいはコンピュータ群である。コンピュータは、実施形態に係る機能を実現するプログラムを記憶するメモリと、当該プログラムを実行する制御部とを備える。
ベンダMS80はコンピュータそのもの、コンピュータによる処理機能の一つ、あるいは、データセンタなどのかたちで実現されることが可能である。データベース90はベンダMS80に備わるストレージデバイスに記憶されても良いし、ベンダMS80に接続される別のコンピュータに記憶されても良い。
第3の実施形態では、ベンダMS80がサーバとしての位置付けにあり、市MS30が制御装置としての位置付けにある。
ベンダMS80は、実施形態に係る機能ブロックとして、収集部10c、算出部10d、選択部10e、作成部30g、ダウンロード部10f、カウンタ80a、料金管理部80b、および、設定部10gを備える。データベース90は、イベント情報20aと、ソフトウェアモジュール群20bとを記憶することが可能である。
第3の実施形態では特に、ソフトウェアモジュール毎に、例えばベンダによって予め単価が設定される。この単価は例えば図13(後述)に示されるユニットごとに、またはサービス内容に応じて、あるいはサービスのランクに応じて設定されることが可能である。もちろん、無料という単価が設定されることも可能である。
ベンダMS80の収集部10cは、センサ50aにより検知されたイベント情報20aを市MS30から通信網NWの回線を介して収集し、データベース90に保存する。なお国MS10の収集部10cも、市MS30から送信されたイベント情報20aを通信網NWの回線を介して取得し、データベース20に蓄積する。
算出部10dはイベント情報20aを解析し、社会インフラ51〜5nの特性を算出する。例えば、イベント情報に係わる社会インフラが電力インフラであれば、算出部10dは、電力インフラの設置される地域の特性、各家庭における電力消費量やそれに基づく配電制御、電力生産量、あるいは配電ネットワークの状態などを算出する。
選択部10eは、データベース90のソフトウェアモジュール群20bから、社会インフラ51〜5nの特性に適するモジュールを選択する。例えば、対象とする電力インフラが都市部にあれば、例えばデマンドレスポンス制御に適するモジュールが選択される。電力インフラが晴天日の多い地域にあれば、PVシステムの逆潮流制御機能を備えるモジュールが選択される場合がある。このように、社会インフラの特性に適するモジュールがソフトウェアモジュール群20bから選択される。
作成部30gは、選択されたモジュールに基づいて、市MS30の制御部30aにインストールすることの可能なソフトウェアを作成する。すなわち作成部30gは、選択部10eにより選択された複数のモジュールを組み合わせ、コンパイル/リンク/ビルド、あるいはそれに類する処理を施してソフトウェアを作成する。その際、設定部10gによりモジュールのパラメータを調整することも可能である。
ダウンロード部10fは、作成されたソフトウェアを、通信網NWの回線を介して市MS30に送信する。すなわちダウンロード部10fは、当該ソフトウェアのバイナリデータを例えば圧縮ファイルにエンコードし、市MS30のIPアドレスを付与して生成したIPパケットを通信網NWの回線に送出する。
カウンタ80aは、ソフトウェアが市MS30にダウンロードされた量をカウントする。ここでいう“量”とは、ダウンロードされた数、データサイズ、バイト数など、定量的にカウント可能で課金の拠りどころとなるべき量であればどのような量であっても良い。
料金管理部80bは、カウンタ80aによりカウントされた量を取得し、選択されたモジュールの単価に基づいて課金データ90aを算出する。課金データ90aは例えば市町村ごとにテーブル化されて管理されることが可能である。この課金データ90aはベンダMS80の記憶部(図示せず)、あるいはデータベース90に記憶される。この課金データ90aは、例えば市MS30の運営事業体(地方自治体など)や、住民などの受益者に課金する際に用いられ、ベンダにとっては収入源となる情報である。
市MS30は、制御部30a、アップロード部30c、および受信部1aを備える。アップロード部30cは、センサ50aにより検知されたイベント情報をベンダMS80に、通信網NWの回線を介して送信する。なお通信網NWの回線には国クラウド100、県クラウド200などが接続されることができる。
受信部1aは、ベンダMS80から市MS30宛に送信されたIPパケットを受信する。そして市MS30は、受信したIPパケットのペイロードからソフトウェアの圧縮ファイルを抽出し、この圧縮ファイルをデコードしてソフトウェアを再生して自らにインストールする。制御部30aは、このソフトウェアによる制御のもとで社会インフラ51〜5nを制御する。
上記構成において、市MS30、県MS60、国MS10、およびベンダMS80は、例えばインタフェース部6を介して通信網NWの回線に着脱可能に接続されるコンピュータである。このコンピュータは単体でその機能を果たすことが可能である。あるいは、クラウドコンピューティングシステムに備わる複数のコンピュータの連携処理により、市MS30、県MS60、国MS10、およびベンダMS80の機能を実現することも可能である。制御部30a、アップロード部30c、受信部1a、作成部30g、収集部10c、算出部10d、選択部10e、ダウンロード部10f、カウンタ80a、料金管理部80b、および設定部10gを如何にしてシステムにインプリメントするかは、当業者によれば容易に理解されることが可能であろう。
図13は、図12に示されるソフトウェアモジュール群20bの一例を示す図である。ソフトウェアモジュール群20bはそれぞれ固有の機能を提供する複数のソフトウェアモジュール(モジュールと略記する)を含む。各モジュールの実態は特定の言語で記述されたコード列であっても良いし、機械語レベルにまでデコードされたバイナリデータ、あるいはこれを暗号化したデータであっても良い。
各モジュールには区別のため、例えば通し番号が与えられる。また各モジュールは例えばそれぞれの社会インフラに対応するソリューションごとにユニット化されて管理される。さらに、ユニットごとに、例えばサービスの内容に応じてS,A,B,…のランクを設定し、ランクごとにモジュールをまとめて管理することも可能である。このような階層化構造は多岐にわたるモジュールを管理するのに都合が良い。
各モジュールは、図示しないベンダ(提供者)の端末により更新あるいはバージョンアップされる。これによりソフトウェアモジュール群20bは逐次拡充される。各モジュールのベンダは、モジュールがダウンロードされるごとに相応の課金をサービス受益者に課すことで利益を得るといったビジネスモデルを構築することが可能である。
各モジュールによりどのような機能が提供されるかという情報や、各モジュールを個別に特定するための通し番号、更新履歴などは、一覧表やXMLデータなどの形式で市MS30に通知される。市MS30は、この通知された内容から、ダウンロードすべきモジュールを特定することが可能である。
図14は、市MS30の要部の一例を示す機能ブロック図である。市MS30は、通信網NWの回線に接続可能なインタフェース部、ユーザ(オペレータ)とのヒューマンマシンインタフェースを担う表示部34および入出力部36、ハードディスクドライブなどのストレージユニット35を備える。なお市MS30は、通信網NWの回線に接続されていないスタンドアロンの状態でも、実施形態に係る機能を備えることが可能である。
さらに市MS30は、制御部30a(図12)およびプログラムメモリ32を備える。制御部30aはソフトウェア31によりその機能を果たす。ソフトウェア31は複数のモジュールを組み合わせて作成される。モジュールはプログラムメモリ32にロードされ、図示しないCPU(Central Processing Unit)による演算処理のもとでソフトウェア31の機能を実現する。
図15は、第3の実施形態におけるベンダMS80の処理手順の一例を示すフローチャートである。図15においてベンダMS80は、市MS30において取得されたイベント情報を、通信網NWの回線を介して収集する(ステップS21)。次にベンダMS80は、収集したイベント情報を解析し(ステップS22)、その結果に基づいて、社会インフラ51〜5nの特性を算出する(ステップS23)。
次にベンダMS80は、前記算出した特性に応じたモジュールを、データベース90のソフトウェアモジュール群20bから選択する(ステップS24)。そしてベンダMS80は、選択したモジュールをデータベース20から取得し、取得したモジュールを組み合わせ、コンパイルやビルドなどの処理を行ってソフトウェア31を作成する(ステップS25)
次にベンダMS80は、作成したソフトウェア31を通信網NWの回線を介して市MS30にダウンロード送信する(ステップS26)。そしてベンダMS80は、ソフトウェア31が市MS30にダウンロードされた量をカウントし(ステップS27)、カウント値に基づいて課金データ90aを算出する(ステップS28)。
このように第3の実施形態によれば、ソフトウェアベンダにより、ソフトウェアモジュール群20bと、社会インフラ制御のためのソフトウェアが提供される。そして、モジュール、あるいはソフトウェアがダウンロードされるたびに課金データが算出され、この課金データはソフトウェアの受益者ごとに管理される。これによりベンダは、ソフトウェアを提供する見返りに受益者から料金を徴収することが可能になる。従ってベンダにソフトウェアを開発する動機を与えることが可能になり、サービスを順次拡充していくことが可能になる。
また、操作者(ベンダに属するオペレータなど)は、リモート端末(図示せず)などから通信網NWの回線を介してベンダMS80にアクセスして、種々の処理を実施することが可能である。例えばセキュリティ認証にパスしたオペレータは、ベンダMS80のデータベース90から課金データ90aを取り出すことが可能である。この課金データ90aは顧客別課金データや累積課金データなどに加工され、リモート端末の画面に表示することができる。あるいは、課金データ90aを印刷して出力したり、CSV形式などのデータに変換して出力することも可能である。
またオペレータは、データベース90に既に記憶されているモジュールの更新バージョンや改良バージョン、あるいは新たに開発されたモジュールを、リモート端末から通信網NWの回線経由でアップロードすることもできる。このケースにおいても認証処理は必要になろうが、ソフトウェアモジュールをクラウドに置いておくことで、メインテナンスやバージョンアップにかかる種々のメリットが生まれることは明らかであろう。
[第4の実施形態]
第4の実施形態では、社会インフラを備えるコミュニティを制御の対象とする。コミュニティは、人々の暮らしを支えるエネルギーインフラ、水道インフラ、医療インフラなどの多様な社会インフラを備えている。快適性や安全性、省エネ性などを、インフラを統合制御することで実現するコミュニティは特に、スマートコミュニティと称される。
近年では、デベロッパー、管理会社、あるいは一括受電請負会社などにより管理される形態のコミュニティが増えてきている。この種のコミュニティでは、電力会社から一括で受電した電力をコミュニティ内の複数の需要家に分配供給するといった形態が一般的である。この種のコミュニティとしてはショッピングモール、マンション、工業団地、あるいは住宅街などを挙げることができる。
第4の実施形態では、コミュニティを管理、運営するデベロッパーなどの、事業者の存在を考慮する。例えば、電力を電力会社から一括受電してコミュニティに分配する業者などを、事業者の一例として理解することが可能である。そして、このコミュニティを運営する事業者に、ベンダがソフトウェアを有償で提供する。
図16は、第4の実施形態に係る社会インフラ制御システムの一例を示す概念図である。図16において、K県が上位層に位置する。K県の県クラウド200は、通信網NWの回線を介して国クラウド100、およびY市、P市の各市クラウド300に接続される。
このうちY市の市クラウド300は、通信網NWの回線を介して複数のエリアクラウド400に接続される。図16においてはKエリア、Mエリア、Yエリアの各クラウドが示される。
Kエリア、Mエリア、Yエリアのいずれも、Y市にある自治体、あるいは自治体群として捉えることが可能である。つまりKエリア、Mエリア、Yエリアは、例えば人々の生活する、或る広さ(例えば3km四方圏)を持つ区域、工場地帯、オフィス街区であり、コミュニティを形成する。
Kエリアのエリアクラウド400、Mエリアのエリアクラウド400、Yエリアのエリアクラウド400は、それぞれコンピュータ2およびデータベースDBを備える。各エリアクラウド400は通信網NWの回線を介して接続することで、相互の連携を図ることができる。
図17は、図16に示されるシステムの要部を模式的に示す図である。Y市の市クラウド300は、通信網NWの回線を介してMエリア、Kエリア(およびYエリア)に接続される。各エリアはそれぞれのエリアを受け持つ事業者により使用される、コンピュータ2を備える。
Mエリアは例えば超高層のオフィスビルが立ち並ぶビル街におけるコミュニティであり、Kエリアは例えば住宅街におけるコミュニティである。従ってMエリアを制御するコンピュータ2、およびKエリアを制御するコンピュータ2は、それぞれのコミュニティに適合(fit)する機能を持つソフトウェアを備える必要がある。
通信網NWの回線には、第3の実施形態で説明したソフトウェアベンダ(ベンダクラウド500)が接続される。各コンピュータ2にインストールされるソフトウェアは、ベンダにより提供される。
図18は、第4の実施形態に係る社会インフラ制御システムを示す図である。図18に示されるシステムは、ベンダクラウド500を備える。ベンダクラウド500は通信網NWの回線に接続されることが可能である。ベンダクラウド500は、ベンダにより管理、運営されるクラウドコンピューティングシステムであり、ベンダMS80およびデータベース90を備える。ベンダクラウド500は例えばサーバ機能を備えるコンピュータ、あるいはコンピュータ群である。コンピュータは、実施形態に係る機能を実現するプログラムを記憶するメモリと、当該プログラムを実行する制御部とを備える。
ベンダMS80はコンピュータそのもの、コンピュータによる処理機能の一つ、あるいは、データセンタなどのかたちで実現されることが可能である。データベース90はベンダMS80に備わるストレージデバイスに記憶されても良いし、ベンダMS80に接続される別のコンピュータに記憶されても良い。
一方、図18において、例えばKエリア、Mエリア、あるいはYエリア(図16)に対応するコミュニティ700はコミュニティクラウド600により管理される。コミュニティクラウド600は、事業者MS1を備える。事業者MS1は例えばコンピュータ2(図17)であり、コミュニティクラウド600に備わるデータベース40に接続される。
第4の実施形態では、ベンダMS80がサーバとしての位置付けにあり、事業者MS1が制御装置としての位置付けにある。
コミュニティ700は複数の社会インフラ51〜5nを備える。社会インフラ51〜5nは例えば図9に示される、水インフラ、熱インフラ、電気インフラ、交通インフラ、ビルインフラ、等、である。社会インフラ51〜5nは、それぞれセンサ50a、アクチュエータ50bを備える。
ベンダクラウド500のベンダMS80は、実施形態に係る機能ブロックとして、収集部10c、算出部10d、選択部10e、作成部80c、ダウンロード部10f、カウンタ80a、料金管理部80b、設定部10g、および、更新部80dを備える。データベース90は、イベント情報20aと、ソフトウェアモジュール群20bと、課金データ90aを記憶することが可能である。
第4の実施形態では特に、各ソフトウェアモジュールに、例えばベンダによって予め単価が設定される。この単価は例えば図20(後述)に示されるユニットごとに、またはサービス内容に応じて、あるいはサービスのランクに応じて設定されることが可能である。もちろん、無料という単価が設定されることも可能である。
収集部10cは、センサ50aにより検知されたイベント情報20aを事業者MS1から通信網NWの回線を介して収集し、データベース90に保存する。
算出部10dはイベント情報20aを解析し、社会インフラ51〜5nを備えるコミュニティ700の特性を算出する。
例えば、イベント情報に係わる社会インフラが電力インフラおよび医療インフラであれば、算出部10dは、発電所、変電所、電力グリッドおよび病院などの設置される住所、これらのインフラの設置される地域の特性、住民の年齢構成、病院における電力消費量、あるいは優先的に電力を配分すべき病院に至る配電ネットワークの状態などを算出する。
選択部10eは、データベース90のソフトウェアモジュール群20bから、コミュニティ700の特性に適するモジュールを選択する。例えば、対象とするコミュニティがMエリア(図17)であれば、例えばBEMS向けのデマンドレスポンスに適するモジュールが選択される。対象とするコミュニティがKエリアであれば、例えばHEMS向けのデマンドレスポンス制御や戸別PVシステムの制御に適するモジュールが選択される。このように、コミュニティの特性に適するモジュールがソフトウェアモジュール群20bから選択される。
作成部80cは、選択されたモジュールに基づいて、事業者MS1の制御部30aにインストールすることの可能なソフトウェアを作成する。すなわち作成部80cは、第1の実施形態乃至第3の実施形態と同様に、複数のモジュールを組み合わせ、コンパイル/リンク/ビルド、あるいはそれに類する処理を施してソフトウェアを作成する。その際、設定部10gによりモジュールのパラメータを調整することも可能である。
ダウンロード部10fは、作成されたソフトウェアを、通信網NWの回線を介して事業者MS1に送信する。すなわちダウンロード部10fは、当該ソフトウェアのバイナリデータを例えば圧縮ファイルにエンコードし、事業者MS1のIPアドレスを付与して生成したIPパケットを通信網NWの回線に送出する。
カウンタ80aは、ソフトウェアが市MS30にダウンロードされた量をカウントする。ここでいう“量”とは、ダウンロードされた数、データサイズ、バイト数など、定量的にカウント可能で課金の拠りどころとなるべき量であればどのような量であっても良い。
料金管理部80bは、カウンタ80aによりカウントされた量を取得し、ダウンロードされたパケットのバイト数や、選択されたモジュールの単価に基づいて課金データ90aを算出する。
課金データ90aは例えば事業者あるいはコミュニティごとにテーブル化されて管理されることが可能である。この課金データ90aはベンダMS80の記憶部(後述)、あるいはデータベース90に記憶される。この課金データ90aは、例えばコミュニティの運営事業体やコミュニティの住民などの受益者に課金する際に用いられ、ベンダにとっては収入源となる情報である。
更新部80dは、算出部10dにより算出された特性の変化に応じて事業者MS1のソフトウェアをアップデートする。すなわち更新部80dは、社会インフラ51〜5nの特性、あるいはコミュニティ700の特性の変化に応じて事業者MS1のソフトウェアをアップデートする。
一方、事業者MS1は、制御部30a、アップロード部30c、および受信部1aを備える。アップロード部30cは、センサ50aにより検知されたイベント情報をベンダMS80に、通信網NWの回線を介して送信する。なお通信網NWの回線には県クラウド200、市クラウド300などが接続されることができる。
図19は、事業者MS1からベンダMS80に通信網NWの回線を介して送信されるイベント情報の一例を示す図である。イベント情報は、例えばIPパケットの形態で通信網NWの回線に送出されることが可能である。IPパケットのペイロードには、センサ50aにより検知されたセンシングデータと、当該センシングデータに係わる社会インフラの種別と、この社会インフラを備えるコミュニティ700を識別するための情報(Identification:ID)とが例えば記載される。
IPパケットのヘッダには、送信元(事業者MS1)のIPアドレスと、マルチキャストアドレスとが例えば記載される。ベンダMS80、国MS10、および県MS60は、このIPパケットを受信することでイベント情報としてのセンシングデータを収集することが可能である。IPパケットのペイロードにセンシングデータとインフラ種別とを記載する形態は第1〜第3の実施形態においても同様に適用することが可能である。
図18に戻り、事業者MS1の受信部1aは、ベンダMS80から事業者MS1宛に送信されたIPパケットを受信する。そして事業者MS1は、受信したIPパケットのペイロードからソフトウェアの圧縮ファイルを抽出し、この圧縮ファイルをデコードしてソフトウェアを再生して自らにインストールする。制御部30aは、このソフトウェアによる制御のもとでコミュニティ700を制御する。
このように事業者MS1は、ベンダMS80から取得したソフトウェアに基づいてコミュニティ700の各インフラ51〜5nのセンサ50a、アクチュエータ50bを制御し、コミュニティ700における市民の快適かつ安全な生活を支援する。
図20は、図18に示されるソフトウェアモジュール群20bの一例を示す図である。ソフトウェアモジュール群20bはそれぞれ固有の機能を提供する複数のソフトウェアモジュール(モジュール)を含む。各モジュールの実態は特定の言語で記述されたコード列であっても良いし、機械語レベルにまでデコードされたバイナリデータ、あるいはこれを暗号化したデータであっても良い。
各モジュールには区別のため、例えば通し番号が与えられる。また各モジュールは、例えば都市型コミュニティ、農山漁村型コミュニティ、ショッピングモール型コミュニティ、あるいはオフィス型コミュニティといった、異なるタイプのコミュニティに対応するソリューションごとにユニット化されて管理される。
さらに、ユニットごとに、例えばサービスの内容に応じてS,A,B,…のランクを設定し、ランクごとにモジュールをまとめて管理することも可能である。このような階層化構造は多岐にわたるモジュールを管理するのに都合が良い。
各モジュールは、ベンダやソフトウェア開発者などにより更新あるいはバージョンアップされる。これによりソフトウェアモジュール群20bは逐次拡充される。各モジュールのベンダは、モジュールがダウンロードされるごとに相応の課金をサービス受益者に課すことで利益を得るといったビジネスモデルを構築することが可能である。
各モジュールによりどのような機能が提供されるかという情報や、各モジュールを個別に特定するための通し番号、更新履歴などは、一覧表やXMLデータなどの形式で市MS30に通知される。事業者MS1は、この通知された内容から、ダウンロードすべきモジュールを特定することが可能である。
図21は、事業者MS1の要部の一例を示す機能ブロック図である。事業者MS1は、通信網NWの回線に接続可能なインタフェース部、ユーザ(オペレータ)とのヒューマンマシンインタフェースを担う表示部34および入出力部36、ハードディスクドライブなどのストレージユニット35を備える。なお事業者MS1は、通信網NWの回線に接続されていないスタンドアロンの状態でも、実施形態に係る機能を備えることが可能である。
さらに事業者MS1は、制御部30a(図18)およびプログラムメモリ32を備える。制御部30aはソフトウェア31によりその機能を果たす。ソフトウェア31は複数のモジュールを組み合わせて作成される。モジュールはプログラムメモリ32にロードされ、図示しないCPU(Central Processing Unit)による演算処理のもとでソフトウェア31の機能を実現する。
図22は、図18に示されるベンダMS80の一例を示す機能ブロック図である。ベンダMS80は、入出力部14、インタフェース部6、記憶部13、Central Processing Unit(CPU)11、およびプログラムメモリ12を備える。すなわちベンダMS80は、プログラムメモリ12に記憶されたプログラムをCPU11が実行することで機能するコンピュータである。
入出力部14は、オペレータなどにより操作されるヒューマンマシンインタフェース(操作パネルやスイッチなど)である。入出力部14は、Graphical User Interface(GUI)環境を形成してユーザによる情報入力を受け付け、また、ユーザに情報を提供する。
インタフェース部6は通信網NWの回線、およびデータベース90に接続され、通信網NWの回線および各クラウド500,200,300,600との通信機能を担う。記憶部46は、課金データ90aを記憶する。
プログラムメモリ12は、この実施形態に係わる処理機能に必要な命令を含むプログラムとしての、収集プログラムP1、算出プログラムP2、選択プログラムP3、作成プログラムP4、ダウンロードプログラムP5、カウントプログラムP6、料金管理プログラムP7、設定プログラムP8、および、更新プログラムP9を記憶する。これらのプログラムは、CD−ROMなどのリムーバブルメディア(記録媒体)に記録することも、通信回線(通信網NWの回線を含む)を介してダウンロードすることも可能である。
CPU11はプログラムメモリ12から各プログラムを読み出してハードウェアによる演算処理を行うもので、その処理機能として、上記説明した収集部10c、算出部10d、選択部10e、作成部80c、ダウンロード部10f、カウンタ80a、料金管理部80b、設定部10g、および、更新部80dを備える。
図23は、第4の実施形態におけるベンダMS80の処理手順の一例を示すフローチャートである。図23においてベンダMS80は、事業者MS1において取得されたイベント情報を、図19に示されるIPパケットを受信することにより、通信網NWの回線を介して収集する(ステップS31)。次にベンダMS80は、収集したイベント情報を解析し(ステップS32)、その結果に基づいて、社会インフラ51〜5nを含むコミュニティの特性を算出する(ステップS33)。
次にベンダMS80は、前記算出した特性に応じたモジュールを、データベース90のソフトウェアモジュール群20bから選択する(ステップS34)。そしてベンダMS80は、選択したモジュールをデータベース20から取得し、取得したモジュールを組み合わせ、コンパイルやビルドなどの処理を行ってソフトウェア31を作成する(ステップS35)
次にベンダMS80は、作成したソフトウェア31を通信網NWの回線を介して事業者MS1にダウンロード送信する(ステップS36)。そしてベンダMS80は、ソフトウェア31が事業者MS1にダウンロードされた量をカウントし(ステップS37)、カウント値に基づいて課金データ90aを算出する(ステップS38)。
以上の手順は不定期的に、あるいは定期的に繰り返し実行されることが可能である。すなわち、時間の経過などに伴うコミュニティ特性の変化に応じて、事業者MS1のソフトウェアは不定期的に、あるいは定期的に更新される。
以上述べたように第4の実施形態によれば、ベンダMS80によりコミュニティ700の特性を算出し、その結果に基づいて、ベンダ80においてソフトウェアを作成するようにしている。事業者MS1は作成されたソフトウェアを受信し、自らにインストールするだけで良いのでソフトウェアを作成するための機能を備える必要が無い。これにより、ベンダMS80側で、ソフトウェアのバージョンや課金データ、ライセンス情報などを一元的に管理することが容易になる。これによりシステムベンダ、およびコミュニティ700の事業者の双方にとり有益な社会インフラ制御システムを構築することが可能になる。
つまり第4の実施形態によれば、ソフトウェアベンダにより、コミュニティ制御のためのソフトウェアが提供される。そして、ソフトウェアがダウンロードされるたびに課金データが算出され、この課金データはソフトウェアの受益者ごとに管理される。これにより、第3の実施形態と同様のインセンティブをベンダに与えることが可能になり、コミュニティに生活する市民はもとより、ソフトウェアベンダにとっても有益な社会インフラ制御システムを提供することが可能になる。
また第4の実施形態によれば、社会システムとしてのコミュニティの変化にも柔軟に対処することが可能である。つまり時々刻々と収集されるイベント情報を解析してコミュニティの特性を算出し、これを繰り返すことでコミュニティの発展あるいは縮小に応じてソフトウェアをバージョンアップしてゆくことが可能になる。
[第5の実施形態]
第5の実施形態は、第4の実施形態のベンダMS80における更新部80dの作用を詳しく開示する。
図24は、社会インフラおよびコミュニティの発展の一例を示す模式図である。例えばKエリア(図17)が形成された初期の段階では、図24(a)に示されるように、需要家の数、あるいはスマートメータ5の数も、初期の状態に見合った数となる。スマートメータ5はイベント情報を取得するセンサ50aの一例である。スマートメータ5によれば、需要家ごとの電力需要、電力消費量、PVシステムの発電量などが、イベント情報として取得される。
図24(a)の状態からKエリアのコミュニティが発展していくと、図24(b)に示されるように住宅および需要家の数が増え、これに伴ってスマートメータ5の数が増える。また、初期段階ではスマートメータ5を備えていない住宅にも、後付けでスマートメータ5が取り付けられることも考えられる。このようにコミュニティの発展に伴い、センサの数が増大してゆくことは明らかである。
そこで、ベンダMS80の更新部80dは、例えば事業者MS1からの要求に応じて、あるいはイベント情報に記されるセンサIDの数を閾値判定して、事業者MS1のソフトウェアのアップデートの要否を判定する。
アップデートが必要であると判断すると、ベンダMS80はそれまでに蓄積したイベント情報を解析し、コミュニティの新たな特性を算出する。この特性に基づいてベンダMS80はソフトウェアモジュールをデータベースから取得し、新たなソフトウェアを作成して事業者MS1にダウンロード送信する。このように第4および第5の実施形態によればコミュニティの発展に伴ってソフトウェアがアップデートされるので、コミュニティの運営事業者、あるいは需要家のニーズに柔軟に対応することが可能になる。
[第6の実施形態]
図25は、第6の実施形態に係る社会インフラ制御システムの一例を示す機能ブロック図である。図25において図3と共通する部分には同じ符号を付して示し、ここでは異なる部分についてのみ説明する。
図25に示されるシステムは、コミュニティの特性を解析する機能、およびモジュールを選択する機能をコミュニティクラウド600の事業者MS1に備えるようにしたものである。
すなわち事業者MS1は、制御部30a、収集部30b、アップロード部30c、算出部30d、選択部30e、ダウンロード部30f、作成部30gおよび設定部30hを備える。ベンダMS80は、取得部10aおよび送信部10bを備える。
第6の実施形態では、ベンダMS80がサーバとしての位置付けにあり、事業者MS1が制御装置としての位置付けにある。
制御部30aは、制御データに基づいてアクチュエータ50bに制御指示を与え、社会インフラ51〜5nを制御する。
収集部30bは、センサ50aにより検知されたイベント情報を収集し、データベース40に保存する。
アップロード部30cは、センサ50aにより検知されたイベント情報を、ベンダクラウド500のベンダMS80に、通信網NWの回線を介して送信する。つまりアップロード部30cは、イベント情報を通信網NWの回線を介して送信する。
算出部10dはイベント情報40aを解析し、社会インフラ51〜5nを備えるコミュニティ700の特性を算出する。
選択部30eは、データベース90のソフトウェアモジュール群20bから、コミュニティ700の特性に適するモジュールを選択する。
ダウンロード部30fは、選択部30eにより選択されたソフトウェアモジュールを、データベース90から通信網NWの回線を介して事業者MS1にダウンロードする。つまりソフトウェアモジュールを、データベース90から通信網NWの回線を介して取得する。作成部30gは、ダウンロードされたソフトウェアモジュールを組み合わせて、制御部30aのソフトウェアを作成する。
特に作成部30gは、例えば選択部30eによりソフトウェアモジュールの選択が実施されると、そのたびごとにダウンロードされたソフトウェアモジュールにより、ソフトウェアを更新(アップデート)する。
設定部30hは、選択されたソフトウェアモジュールのパラメータを、上記算出された特性に応じて設定する。設定部30hはこのパラメータを操作して、ソフトウェアをコミュニティの特性にマッチさせる。
ベンダMS80の取得部10aは、事業者MS1から送信されたイベント情報を取得する。取得されたイベント情報はデータベース90にイベント情報20aとして蓄積される。送信部10bは、事業者MS1から要求されたソフトウェアモジュールを事業者MS1に送信する。
図26は、第6の実施形態における事業者MS1の処理手順の一例を示すフローチャートである。図26において事業者MS1は、センサ50aにより検知されたイベント情報を収集する(ステップS41)。次に事業者MS1は、収集したイベント情報を解析し(ステップS42)、その結果に基づいて、コミュニティ700の特性を算出する(ステップS3)。
次に事業者MS1は、前記算出した特性に応じたモジュールを、例えば、予め通知される一覧表(図6に示されるソフトウェアモジュール群20b)から選択する(ステップS44)。次に事業者MS1は、選択したモジュールの送信を、通信網NWの回線を介してベンダMS80に要求する。そして事業者MS1は、選択したモジュールを、ベンダクラウド500のデータベース90から取得する(ステップS45)。そして事業者MS1は、取得したモジュールを組み合わせ、コンパイルやビルドなどの処理を行ってソフトウェア31を作成する(ステップS46)。
第6の実施形態では、事業者MS1においてコミュニティ700の特性を算出し、これによりコミュニティの求めるソリューションを把握し、それに応じたモジュールをベンダクラウド500から取得する。これにより、いわばテイラーメイドするようにソフトウェアを作成することが可能になる。
すなわち、センサ50aで検知されたイベント情報をそのままベンダMS80に送信して集中的に蓄積するとともに、事業者MS1においてもローカルに保持する。このイベント情報を解析してコミュニティの特性を算出し、その結果に応じたモジュールを選択して事業者MS1にダウンロードする。そして、ダウンロードしたモジュールを組み合わせることで、社会インフラを制御するためのソフトウェアを作成するようにしている。
このようにしたので、各コミュニティでの社会システムの管理、運営に欠かせないソフトウェアをテイラーメイドするように提供できる。
なお本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、算出部30d、10dにより算出された社会インフラの特性や、算出結果に基づき選択されたモジュール、あるいは作成され得るソフトウェアの性能などを視覚化し、市MS30の表示部34に表示するようにしても良い。
また、ソフトウェアモジュールは、ソリューションごとに唯一のものを作成しても良いし、複数のソリューションで共用するようにしてもよい。
図27は、ソフトウェアモジュール群の分類の一例を示す図である。例えば、ホーム、ビル、工場の複数のインフラを考える。ホームインフラは家庭およびマンションを含み、ビルインフラは高層ビル、低層ビル、インテリジェントビルを含み、工場インフラは大規模工場および小規模工場を含むとする。
例えば省コストを実現するモジュールは、家庭および低層ビルにおいて特にニーズが高いとする。このようなケースでは、省コスト用のモジュールを家庭と低層ビルとで共用することも可能である。同様に、省エネルギーを実現するためのモジュールは、例えばマンション、高層ビル、インテリジェントビル、および大規模工場で共用することが可能である。このように一つのモジュールを複数のソリューションで共用するようにすれば、モジュール開発にかかるコストや労力を低減できる。
また、ソフトウェアを作成するためのモジュールの組み合わせは、唯一通りとは限らない。例えば複数とおりのモジュールの組み合わせをマシン側で選択し、各組み合わせのもとで得られるソフトウェアの性能、提供可能なサービスなどを表示してオペレータに選択させるようにしても良い。このようにすればソフトウェアの作成にあたってオペレータの意思を介入させることが可能になる。このような形態は、特に行政サービスの提供者にとっては有用であるし、ニーズも高いであろう。
また、センサ50aで検知されたイベント情報は国クラウド100、県クラウド200、市クラウド300、あるいはベンダクラウド500、コミュニティクラウド600のどこに蓄積されても良い。ソフトウェアモジュール群20b、算出部10d、選択部10e、設定部10g、収集部30b、算出部30d、選択部30e、作成部30g、設定部30h、カウンタ80a、課金処理部80b、作成部80c、更新部80dなどの機能ブロックについても同様に、システム内の場所を問うことなくインプリメントされることが可能である。すなわちこれらの機能ブロックは、コンピュータにより実行されるプログラム、あるいはコンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録されたプログラムとして実現されることが可能である。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示するものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

Claims (22)

  1. ソフトウェアに基づいてコミュニティの社会インフラを制御する制御装置と、
    複数のモジュールを記憶するデータベースと、
    前記社会インフラに関するイベントを検知しイベント情報を出力するセンサと、
    前記センサからのイベント情報を収集する収集部と、
    前記収集されたイベント情報を解析して前記社会インフラまたは前記コミュニティに係る地域の特性を算出する算出部と、
    前記算出された特性に応じたモジュールを前記データベースから選択する選択部と、
    前記選択されたモジュールに基づいて前記ソフトウェアを作成する作成部とを具備する、社会インフラ制御システム。
  2. さらに、前記選択されたモジュールに予め設定される単価に基づく課金データを管理する管理部を具備する、請求項1に記載の社会インフラ制御システム。
  3. 前記モジュールの少なくともいずれか1つは当該モジュールの機能を調整可能なパラメータを備え、
    さらに、前記選択されたモジュールが前記パラメータを備える場合に、前記算出された特性に応じて当該パラメータを設定する設定部を具備する、請求項1に記載の社会インフラ制御システム。
  4. さらに、前記特性の変化に応じて前記ソフトウェアをアップデートする更新部を具備する、請求項1に記載の社会インフラ制御システム。
  5. 複数のモジュールから作成されるソフトウェアに基づいてコミュニティの社会インフラを制御する制御装置と通信可能なサーバであって、
    センサにより検知された前記社会インフラに関するイベントに係るイベント情報を収集する収集部と、
    前記収集されたイベント情報を解析して前記社会インフラまたは前記コミュニティに係る地域の特性を算出する算出部と、
    複数のモジュールを記憶するデータベースから、前記算出された特性に応じたモジュールを選択する選択部とを具備する、サーバ。
  6. さらに、前記選択されたモジュールに基づいて前記ソフトウェアを作成する作成部と、
    前記作成されたソフトウェアを前記制御装置に送信する送信部とを具備する、請求項5に記載のサーバ。
  7. さらに、前記選択されたモジュールに予め設定される単価に基づく課金データを管理する管理部を具備する、請求項5に記載のサーバ。
  8. 前記モジュールの少なくともいずれか1つは当該モジュールの機能を調整可能なパラメータを備え、
    さらに、前記選択されたモジュールが前記パラメータを備える場合に、前記算出された特性に応じて当該パラメータを設定する設定部を具備する、請求項5に記載のサーバ。
  9. さらに、前記特性の変化に応じて前記ソフトウェアをアップデートする更新部を具備する、請求項5に記載のサーバ。
  10. ソフトウェアに基づいてコミュニティの社会インフラを制御する制御装置であって、
    前記社会インフラに関するイベントに係るイベント情報を収集する収集部と、
    前記収集されたイベント情報を解析して前記社会インフラまたは前記コミュニティに係る地域の特性を算出する算出部と、
    サーバに前記特性を通知する通知部と、
    前記特性の通知に応じて前記サーバから送信される前記ソフトウェアまたはモジュールを受信する受信部とを具備する、制御装置。
  11. さらに、受信した前記モジュールに基づいて前記ソフトウェアを作成する作成部を具備する、請求項10に記載の制御装置。
  12. さらに、前記特性の変化に応じて前記ソフトウェアのアップデートを前記サーバに要求する要求部を具備する、請求項10に記載の制御装置。
  13. コンピュータが、コミュニティの社会インフラに関するイベントを検知するセンサから出力されるイベント情報を収集し、
    コンピュータが、前記収集されたイベント情報を解析して前記社会インフラまたは前記コミュニティに係る地域の特性を算出し、
    コンピュータが、複数のモジュールを記憶するデータベースから、前記算出された特性に応じたモジュールを選択し、
    コンピュータが、前記選択されたモジュールに基づいてソフトウェアを作成し、
    コンピュータが、前記作成されたソフトウェアに基づいて社会インフラを制御する、制御方法。
  14. コンピュータが、社会インフラに関するイベントを検知するセンサから出力されるイベント情報を収集し、
    コンピュータが、前記収集されたイベント情報を解析して前記社会インフラ、または前記社会インフラを有するコミュニティに係る地域の特性を算出し、
    コンピュータが、複数のモジュールを記憶するデータベースから、前記算出された特性に応じたモジュールを選択し、
    コンピュータが、前記選択されたモジュールから作成されるソフトウェアに基づいて社会インフラを制御する、制御方法。
  15. さらに、コンピュータが、前記選択されたモジュールに予め設定される単価に基づく課金データを管理する、請求項13および14のいずれか1項に記載の制御方法。
  16. 前記モジュールの少なくともいずれか1つは当該モジュールの機能を調整可能なパラメータを備え、
    さらに、コンピュータが、前記選択されたモジュールが前記パラメータを備える場合に、前記算出された特性に応じて当該パラメータを設定する、請求項13および14のいずれか1項に記載の制御方法。
  17. さらに、コンピュータが、前記特性の変化に応じて前記ソフトウェアをアップデートする、請求項13および14のいずれか1項に記載の制御方法。
  18. コンピュータにより実行されるプログラムであって、
    前記プログラムは、
    コミュニティの社会インフラに関するイベントを検知するセンサから出力されるイベント情報を収集し、
    前記収集されたイベント情報を解析して前記社会インフラまたは前記コミュニティに係る地域の特性を算出し、
    複数のモジュールを記憶するデータベースから、前記算出された特性に応じたモジュールを選択する、プログラム。
  19. さらに、選択されたモジュールに基づいて、コミュニティの社会インフラを前記コンピュータが制御するためのソフトウェアを作成する、請求項18に記載のプログラム。
  20. さらに、前記選択されたモジュールに予め設定される単価に基づく課金データを管理する、請求項18に記載のプログラム。
  21. 前記モジュールの少なくともいずれか1つは当該モジュールの機能を調整可能なパラメータを備え、
    さらに、前記選択されたモジュールが前記パラメータを備える場合に、前記算出された特性に応じて当該パラメータを設定する、請求項18に記載のプログラム。
  22. さらに、前記特性の変化に応じて前記ソフトウェアをアップデートする、請求項1に記載のプログラム。
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