JP7035302B2 - Information processing system, automatic operation device, operation terminal, method and program - Google Patents
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Description
本発明は、管制対象物との通信を行う地上局を制御する技術に関する。 The present invention relates to a technique for controlling a ground station that communicates with a controlled object.
地上局は、管制対象物との通信を行うために地上に設けられる設備からなる。管制対象物としては、例えば人工衛星がある。一般的には、運用者が、地上局を制御する運用を行う。例えば、運用者は、各種の判断情報に基づいて地上局の制御内容を判断し、決定した制御内容を表す制御情報を、地上局制御装置を介して地上局に送信する。判断情報としては、地上局の各設備の状態を表す情報や地上局周辺の環境情報等がある。また、地上局の各設備としては、例えば、送受信設備や変復調設備等がある。また、各設備の状態を表す情報としては、例えば、送受信設備から得られるAGC(Automatic Gain Control)ゲイン値がある。また、地上局周辺の環境情報としては、例えば、気象情報がある。このような判断情報に基づく制御内容の運用者による判断は、一定の基準によりなされる場合もあるものの、運用者の経験と勘によるところが多い。また、このような判断には、ヒューマンエラーの可能性がある上に、判断にかかる時間が長いという問題がある。また、制御内容が適切でなかった場合、再度制御を行うという手間が生じる。 The ground station consists of equipment installed on the ground to communicate with the object to be controlled. An artificial satellite is an object to be controlled. Generally, the operator controls the ground station. For example, the operator determines the control content of the ground station based on various determination information, and transmits the control information representing the determined control content to the ground station via the ground station control device. Judgment information includes information indicating the state of each facility of the ground station, environmental information around the ground station, and the like. Further, as each equipment of the ground station, for example, there are transmission / reception equipment, modulation / demodulation equipment, and the like. Further, as the information indicating the state of each equipment, for example, there is an AGC (Automatic Gain Control) gain value obtained from the transmission / reception equipment. Further, as the environmental information around the ground station, for example, there is weather information. Although the operator may make a judgment on the control content based on such judgment information based on a certain standard, it is often based on the experience and intuition of the operator. Further, such a judgment has a problem that there is a possibility of human error and it takes a long time to make a judgment. In addition, if the control content is not appropriate, it takes time and effort to perform control again.
そこで、運用者による制御内容の判断を、計算機に代わりに行わせて自動化する技術が知られている。例えば、特許文献1に記載された関連技術は、人工衛星からの受信信号のキャリアレベルとノイズレベルとの比をモニタし、モニタした値に基づいて、地上局の送信電力を制御する。
Therefore, there is known a technique for automating the judgment of control contents by an operator by letting a computer perform the judgment instead. For example, the related technique described in
また、例えば、特許文献2に記載された関連技術は、知識ベース部と、データベース部とを用いて、推論機構部が、地上局の各設備からのデータを解析し、各設備を制御する。知識ベース部は、人工衛星を管制するノウハウが体系的に整理された情報を格納する。データベース部は、人工衛星を管制するのに必要な各種値が体系的に整理された情報を格納する。
Further, for example, in the related technology described in
また、例えば、特許文献3に記載された関連技術は、複数の人工衛星の現在の状態に応じて、各人工衛星の軌道や姿勢を制御する。このとき、この関連技術は、知識ベース部と、推論部とを用いて、人工衛星の管制に関する新たな知識を学習しながら、複数の人工衛星に対する各種制御の順番を知識に基づき最適化する。知識ベース部は、過去に打ち上げられた人工衛星の設計データや試験データ、人工衛星に対する過去の管制に関する情報等を蓄積していくよう構成されている。
Further, for example, the related technology described in
しかしながら、上述した一般的な技術および関連技術には以下の課題がある。 However, the above-mentioned general technology and related technology have the following problems.
まず、運用者が地上局の制御内容を判断する一般的な技術では、次の問題がある。運用者による判断には時間がかかる。また、誤った制御をした場合、修正するのにも時間がかかる。また、人間による判断では時間がかかり過ぎて難しい運用が存在する。例えば、気象の変化が激しく、人工衛星との通信品質の状態が、短時間に変化する場合、運用者による判断では間に合わない。また、運用者は人間のため、ヒューマンエラーの懸念がある。 First, there are the following problems in the general technology in which the operator determines the control content of the ground station. It takes time for the operator to make a decision. In addition, if incorrect control is performed, it takes time to correct it. In addition, there are operations that are difficult to operate because it takes too much time for human judgment. For example, if the weather changes drastically and the state of communication quality with the artificial satellite changes in a short time, the operator's judgment cannot be made in time. Also, since the operator is a human being, there is a concern about human error.
また、特許文献1~2に記載された関連技術は、計算機が運用者に代わって制御内容を判断するために、判断情報に対してどのような制御内容を選択するかという制御ルールをあらかじめ作成しておく必要がある。制御ルールをあらかじめ作成しておくことは、運用者にとって難しい場合がある。
Further, in the related technology described in
例えば、特許文献1に記載された関連技術は、受信信号のキャリアレベルとノイズレベルとの比が晴天時の値より劣化したか否かや、ノイズレベルが初期値より上がっているか否か等に基づいて、どのように送信電力を制御するかというルールを事前に定めている。この関連技術では、受信信号のキャリアレベルとノイズレベルとが、判断情報であるといえる。このように、判断情報が少なければ、制御ルールをあらかじめ定めておくことは比較的容易である。しかしながら、判断情報が増えると、制御ルールの作成は複雑となる。そのため、この関連技術は、判断情報が多いケースに適用することは難しい。
For example, the related technology described in
また、特許文献2に記載された関連技術は、人工衛星を管制するノウハウをあらかじめ整理して知識ベース部を構築しておく必要がある。そのようなノウハウは膨大な量であると考えられるため、これらをあらかじめ整理しておくことは容易ではない。
Further, for the related technology described in
このように、地上局の運用を自動化するために事前に定めた制御ルールを用いる関連技術では、制御ルールの作成作業が、運用者にとって難しい場合がある。また、制御ルールの作成には、意味付けが必要である上、意味付けの理由が「過去の運用による経験」など曖昧となる事が多い。このため、制御ルールの最適化が困難である。 As described above, in the related technology using the control rule predetermined for automating the operation of the ground station, the work of creating the control rule may be difficult for the operator. In addition, creating a control rule requires meaning, and the reason for the meaning is often ambiguous, such as "experience from past operations." Therefore, it is difficult to optimize the control rule.
例えば、降雨量が0~100で判断情報として運用者に提示される時、80以上で運用終了制御を送信する制御ルールをあらかじめ作成しておくとする。この時、なぜ80以上に設定したのか、という「80」という数字に対する意味付けが必要となる。理由が明確な場合もあるが、「過去の運用による経験」など、曖昧な理由となる事も多い。このような曖昧な理由に基づき制御ルールを作成するのは困難である。 For example, when the rainfall is 0 to 100 and is presented to the operator as judgment information, a control rule for transmitting the operation end control when the rainfall is 80 or more is created in advance. At this time, it is necessary to give a meaning to the number "80", which is why it was set to 80 or more. The reason may be clear, but it is often an ambiguous reason such as "experience from past operations". It is difficult to create a control rule based on such an ambiguous reason.
また、特許文献3に記載された関連技術は、過去に打ち上げられた人工衛星の設計データや試験データ、過去の管制に関する情報等に基づいて、新たな知識を獲得することにより、複数の人工衛星の管制を行う。ここで、人工衛星に対する管制を適切に行うためには、地上局と人工衛星との間の通信状態を最適化するよう地上局を制御する必要がある。そのためには、人工衛星に関する過去のデータや現在の人工衛星の状態だけでなく、地上局の状態や地上局周辺の環境も考慮する必要がある。しかしながら、この関連技術は、人工衛星に関する過去のデータに基づき獲得した知識に基づくだけでは、地上局を精度よく制御することは難しい。
In addition, the related technology described in
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものである。すなわち、本発明は、事前に制御ルールを定める必要なく、対象物を管制する装置の制御をより高精度に自動化する技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. That is, an object of the present invention is to provide a technique for automating the control of a device for controlling an object with higher accuracy without the need to set a control rule in advance.
本発明の情報処理システムは、管制対象物との通信を行う地上局の状態を表す情報と前記地上局周辺の環境を表す情報とを含む判断情報を取得する判断情報取得部と、前記判断情報を記憶する判断情報記憶部と、前記判断情報に基づいて決定された前記地上局に対する制御内容を表す制御情報を取得する制御情報取得部と、前記制御情報を記憶する制御情報記憶部と、前記制御情報を前記地上局に送信して前記地上局を制御する地上局制御部と、前記判断情報記憶部に記憶された前記判断情報および前記制御情報記憶部に記憶された前記制御情報を学習データとして機械学習を行う学習部と、前記機械学習の学習結果を記憶する学習結果記憶部と、前記判断情報に対して、前記学習結果記憶部に記憶された前記学習結果を適用することにより、前記制御情報を算出する制御情報算出部と、を備える。 The information processing system of the present invention has a judgment information acquisition unit for acquiring judgment information including information representing the state of a ground station communicating with a controlled object and information representing the environment around the ground station, and the judgment information. A judgment information storage unit that stores the control information, a control information acquisition unit that acquires control information representing the control content for the ground station determined based on the judgment information, a control information storage unit that stores the control information, and the above. Learning data of the ground station control unit that controls the ground station by transmitting control information to the ground station, the judgment information stored in the judgment information storage unit, and the control information stored in the control information storage unit. By applying the learning result stored in the learning result storage unit to the learning unit that performs machine learning, the learning result storage unit that stores the learning result of the machine learning, and the determination information. It includes a control information calculation unit that calculates control information.
また、本発明の自動運用装置は、上述の情報処理システムにおいて、前記判断情報記憶部と、前記制御情報記憶部と、前記学習部と、前記学習結果記憶部と、前記制御情報算出部とを有する。 Further, in the above-mentioned information processing system, the automatic operation device of the present invention includes the determination information storage unit, the control information storage unit, the learning unit, the learning result storage unit, and the control information calculation unit. Have.
また、本発明の運用端末は、上述の情報処理システムにおいて、前記制御情報取得部を有する。 Further, the operation terminal of the present invention has the control information acquisition unit in the above-mentioned information processing system.
また、本発明の方法は、管制対象物との通信を行う地上局の状態を表す情報と前記地上局周辺の環境を表す情報とを含む判断情報、および、前記判断情報に基づいて決定された前記地上局に対する制御内容を表す制御情報を学習データとして機械学習を行い、前記判断情報に対して前記学習結果を適用することにより、前記制御情報を算出する。 Further, the method of the present invention is determined based on the judgment information including the information representing the state of the ground station communicating with the controlled object and the information representing the environment around the ground station, and the judgment information. The control information is calculated by performing machine learning using the control information representing the control content for the ground station as learning data and applying the learning result to the determination information.
また、本発明のプログラムは、管制対象物との通信を行う地上局の状態を表す情報と前記地上局周辺の環境を表す情報とを含む判断情報、および、前記判断情報に基づいて決定された前記地上局に対する制御内容を表す制御情報を学習データとして機械学習を行う機械学習ステップと、前記判断情報に対して前記学習結果を適用することにより、前記制御情報を算出する制御情報算出ステップと、をコンピュータ装置に実行させる。 Further, the program of the present invention is determined based on the judgment information including the information representing the state of the ground station communicating with the controlled object and the information representing the environment around the ground station, and the judgment information. A machine learning step in which control information representing the control content for the ground station is used as learning data for machine learning, a control information calculation step for calculating the control information by applying the learning result to the judgment information, and a control information calculation step. To let the computer device execute.
本発明は、事前に制御ルールを定める必要なく、対象物を管制する装置の制御をより高精度に自動化する技術を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide a technique for automating the control of a device for controlling an object with higher accuracy without the need to set a control rule in advance.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態としての情報処理システム1の機能ブロック構成を図1に示す。図1において、情報処理システム1は、判断情報取得部101と、判断情報記憶部102と、制御情報取得部103と、制御情報記憶部104と、地上局制御部105と、学習部106と、学習結果記憶部107と、制御情報算出部108とを含む。情報処理システム1は、管制対象物との通信を行う地上局を制御するシステムである。地上局は、各種の設備によって構成される。
(First Embodiment)
FIG. 1 shows a functional block configuration of the
ここで、情報処理システム1のハードウェア構成の一例を、図2および図3を参照して説明する。図2に示すように、情報処理システム1の各機能ブロックは、地上局制御装置300と、自動運用装置400と、運用端末500とに分散して構成可能である。これらの各装置は、ネットワークを介して互いに通信可能に接続される。例えば、地上局制御装置300は、判断情報取得部101と、地上局制御部105とを含む。また、自動運用装置400は、判断情報記憶部102と、制御情報記憶部104と、学習結果記憶部107と、学習部106と、制御情報算出部108とを含む。また、運用端末500は、制御情報取得部103を含む。
Here, an example of the hardware configuration of the
この場合、例えば、図3に示すように、地上局制御装置300は、CPU(Central Processing Unit)3001と、メモリ3002と、ネットワークインタフェース3005とを含むコンピュータ装置によって構成される。メモリ3002は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、補助記憶装置(ハードディスク等)等によって構成される。ネットワークインタフェース3005は、ネットワークに接続するインタフェースである。また、自動運用装置400は、CPU4001と、メモリ4002と、ネットワークインタフェース4005とを含むコンピュータ装置によって構成される。メモリ4002は、RAM、ROM、補助記憶装置等によって構成される。ネットワークインタフェース4005は、ネットワークに接続するインタフェースである。また、運用端末500は、CPU5001と、メモリ5002と、出力装置5003と、入力装置5004と、ネットワークインタフェース5005とを含むコンピュータ装置によって構成される。メモリ5002は、RAM、ROM、補助記憶装置等によって構成される。出力装置5003は、ディスプレイ装置やプリンタ等のように、情報を出力する装置によって構成される。入力装置5004は、キーボードやマウス等のように、ユーザ操作の入力を受け付ける装置によって構成される。ネットワークインタフェース5005は、ネットワークに接続するインタフェースである。
In this case, for example, as shown in FIG. 3, the ground
この場合、判断情報取得部101および地上局制御部105は、地上局制御装置300のネットワークインタフェース3005と、メモリ3002に記憶されたプログラムおよび各種データを読み込んで実行するCPU3001とによって構成される。また、判断情報記憶部102と、制御情報記憶部104と、学習結果記憶部107とは、自動運用装置400のメモリ4002によって構成される。また、学習部106は、自動運用装置400のメモリ4002に記憶されたプログラムおよび各種データを読み込んで実行するCPU4001によって構成される。また、制御情報算出部108は、自動運用装置400のネットワークインタフェース4005と、メモリ4002に記憶されたプログラムおよび各種データを読み込んで実行するCPU4001とによって構成される。また、制御情報取得部103は、運用端末500のネットワークインタフェース5005と、出力装置5003と、入力装置5004と、メモリ5002に記憶されたプログラムおよび各種データを読み込んで実行するCPU5001とによって構成される。ただし、情報処理システム1およびその各機能ブロックのハードウェア構成は、上述の構成に限定されない。
In this case, the determination
次に、各機能ブロックの詳細について説明する。 Next, the details of each functional block will be described.
判断情報取得部101は、判断情報を取得する。判断情報は、地上局の状態を表す情報および地上局周辺の環境を表す情報を含む。例えば、判断情報取得部101は、地上局を構成する各設備から、その状態を表す情報を取得する。また、例えば、判断情報取得部101は、地上局周辺の環境を検出する付帯設備から、環境を表す情報を取得する。
The judgment
判断情報記憶部102は、判断情報取得部101によって取得された判断情報を記憶する。
The judgment
制御情報取得部103は、判断情報に基づき決定された制御情報を取得する。制御情報は、地上局に対する制御内容を表す。例えば、制御情報取得部103は、判断情報を出力装置5003に出力し、出力に応じて入力装置5004から入力される情報を、制御情報として取得してもよい。そのような制御情報は、典型的には、提示された判断情報に基づく運用者の判断により決定された制御内容を表している。
The control
制御情報記憶部104は、制御情報取得部103によって取得された制御情報を記憶する。
The control
なお、制御情報記憶部104の制御情報および判断情報記憶部102の判断情報は、どの制御情報がどの判断情報に基づいて決定されたかが照合可能に関連付けられる。例えば、制御情報記憶部104では、制御情報に識別情報が付与されて記憶されるとする。この場合、判断情報記憶部102では、判断情報が、その判断情報を用いて決定された制御情報の識別情報に関連付けられて記憶される。
The control information of the control
あるいは、判断情報記憶部102において、判断情報に識別情報が付与されて記憶されてもよい。この場合、制御情報記憶部104では、制御情報が、その決定に用いた判断情報の識別情報に関連付けられて記憶される。
Alternatively, the determination
なお、判断情報および制御情報は、これらに限らず、どの制御情報がどの判断情報に基づいて決定されたかを照合可能であれば、どのような形式でどのような情報と共に記憶されても構わない。 The judgment information and the control information are not limited to these, and may be stored together with any information in any format as long as it is possible to collate which control information is determined based on which judgment information. ..
地上局制御部105は、制御情報取得部103によって取得された制御情報を地上局に送信することにより、地上局を制御する。
The ground
学習部106は、判断情報記憶部102に記憶された判断情報および制御情報記憶部104に記憶された制御情報を学習データとして機械学習を行う。具体的には、学習部106は、記憶された各判断情報を入力としてその判断情報に基づいて決定された制御情報が出力されるような演算を、学習結果として生成すればよい。そして、学習部106は、機械学習の学習結果を、学習結果記憶部107に記憶する。
The
制御情報算出部108は、判断情報に対して、学習結果記憶部107に記憶された学習結果を適用することにより、制御情報を算出する。ここで、制御情報算出部108は、学習結果を適用する判断情報として、判断情報記憶部102から、直近に記憶された1つまたは複数の判断情報を読み込む。そのような1つまたは複数の判断情報は、例えば、算出を行う時点までの所定期間内に取得されたものであってもよい。
The control
また、制御情報算出部108は、算出した制御情報を出力する。出力先は、地上局制御部105であってもよい。この場合、地上局制御部105は、制御情報算出部108によって算出された制御情報を、地上局に送信することになる。
Further, the control
以上のように構成された情報処理システム1の動作を、図面を参照して説明する。
The operation of the
まず、情報処理システム1が、判断情報を取得する動作を図4に示す。
First, FIG. 4 shows an operation in which the
図4では、まず、判断情報取得部101は、判断情報を取得する(ステップA11)。例えば、判断情報は、地上局を構成する各設備から送信される。また、判断情報は、地上局周辺の環境を検出する付帯設備から送信される。
In FIG. 4, first, the judgment
次に、判断情報取得部101は、取得した判断情報を、判断情報記憶部102に記憶する(ステップA12)。なお、このステップで記憶された判断情報は、この時点では、制御情報に関連付けられていない。
Next, the judgment
以上の動作を、情報処理システム1は繰り返す。
The
次に、情報処理システム1が、制御情報を取得して地上局に送信する動作を図5に示す。
Next, FIG. 5 shows an operation in which the
図5では、まず、制御情報取得部103は、判断情報記憶部102から、制御情報を決定するために用いる判断情報を読み込む(ステップB11)。
In FIG. 5, first, the control
例えば、直近N秒間に受信された1つ以上の判断情報に基づき制御内容が決定されるよう定められているとする。Nは正数である。この場合、制御情報取得部103は、判断情報記憶部102において、直近N秒間に追加された判断情報を読み込めばよい。
For example, it is assumed that the control content is determined based on one or more judgment information received in the last N seconds. N is a positive number. In this case, the control
次に、制御情報取得部103は、ステップB11で取得された判断情報に基づき決定された制御情報を取得する(ステップB12)。
Next, the control
前述のように、制御情報取得部103は、出力装置5003に該当する判断情報を出力し、出力に応じて入力装置5004を介して入力される制御情報を取得してもよい。
As described above, the control
次に、制御情報取得部103は、取得した制御情報を地上局制御部105に出力する。そして、地上局制御部105は、制御情報を地上局に送信することにより、地上局を制御する(ステップB13)。
Next, the control
次に、制御情報取得部103は、取得した制御情報を、制御情報記憶部104に記憶する(ステップB14)。
Next, the control
次に、制御情報取得部103は、ステップB11で読み込まれた判断情報と、ステップB12で取得された制御情報とを関連付ける(ステップB15)。前述のように、例えば、制御情報に識別情報を付与している場合、ステップB11で取得された判断情報に、ステップB12で取得された制御情報の識別情報を追加して関連付ければよい。
Next, the control
以上の動作を、情報処理システム1は繰り返す。
The
次に、情報処理システム1が、学習を行う動作を図6に示す。
Next, FIG. 6 shows an operation in which the
図6では、まず、学習部106は、判断情報記憶部102および制御情報記憶部104にそれぞれ記憶された情報を照合して学習データを生成する(ステップC11)。
In FIG. 6, first, the
ここで、学習データは、判断情報と、その判断情報に基づいて決定された制御情報との組である。なお、学習データは、必ずしも1つずつの判断情報および制御情報からなる組でなくてもよい。例えば、直近N秒間に受信された1つ以上の判断情報に基づき制御内容が決定されるよう定められているとする。また、一度に複数種類の制御内容が決定されるよう定められているとする。この場合、学習データは、1つまたは複数の判断情報および1つまたは複数の制御情報からなる組であってもよい。 Here, the learning data is a set of judgment information and control information determined based on the judgment information. The learning data does not necessarily have to be a set consisting of judgment information and control information one by one. For example, it is assumed that the control content is determined based on one or more judgment information received in the last N seconds. Further, it is assumed that it is stipulated that a plurality of types of control contents are determined at one time. In this case, the learning data may be a set consisting of one or more determination information and one or more control information.
次に、学習部106は、学習データに基づき機械学習を行う(ステップC12)。
Next, the
具体的には、学習部106は、学習データの判断情報を入力信号として、その判断情報の組となる制御情報を教師信号として、入力信号に基づき教師信号が出力されるような演算を導出すればよい。
Specifically, the
次に、学習部106は、機械学習の学習結果を、学習結果記憶部107に記憶する(ステップC13)。
Next, the
以上で、情報処理システム1は、学習を行う動作を終了する。
With the above, the
次に、情報処理システム1が、制御情報を算出する動作を図7に示す。
Next, FIG. 7 shows an operation in which the
図7では、まず、制御情報算出部108は、判断情報記憶部102から、制御情報を決定するために用いる判断情報を読み込む(ステップD11)。
In FIG. 7, first, the control
例えば、直近N秒間に受信された1つ以上の判断情報に基づき制御内容が決定されるよう定められている場合、制御情報算出部108は、判断情報記憶部102において、直近N秒間に追加された判断情報を読み込めばよい。
For example, when the control content is determined based on one or more judgment information received in the last N seconds, the control
次に、制御情報算出部108は、読み込んだ判断情報に対して、学習結果記憶部107に記憶された学習結果を適用することにより、制御情報を算出し出力する(ステップD12)。
Next, the control
前述のように、出力先が地上局制御部105である場合、地上局制御部105は、制御情報算出部108によって算出された制御情報を、地上局に対して送信することになる。
As described above, when the output destination is the ground
以上で、情報処理システム1は、制御制御情報を算出する動作を終了する。
With the above, the
次に、本発明の第1の実施の形態の効果について述べる。 Next, the effect of the first embodiment of the present invention will be described.
本発明の第1の実施の形態としての情報処理システムは、事前に制御ルールを定める必要なく、対象物を管制する装置の制御をより高精度に自動化することができる。 The information processing system as the first embodiment of the present invention can automate the control of the device for controlling the object with higher accuracy without the need to set the control rule in advance.
その理由について説明する。本実施の形態では、判断情報取得部が、管制対象物との通信を行う地上局の状態を表す情報および前記地上局周辺の環境を表す情報を含む判断情報を取得する。判断情報記憶部には、取得された判断情報が記憶される。また、制御情報取得部が、判断情報に基づいて決定された地上局に対する制御内容を表す制御情報を取得する。制御情報記憶部には、取得された制御情報が記憶される。そして、地上局制御部が、取得された制御情報を地上局に送信して地上局を制御する。そして、学習部が、判断情報記憶部に記憶された判断情報および制御情報記憶部に記憶された制御情報を学習データとして機械学習を行う。学習結果記憶部には、機械学習の学習結果が記憶される。そして、制御情報算出部が、判断情報に対して、学習結果記憶部に記憶された学習結果を適用することにより、制御情報を算出するからである。 The reason will be explained. In the present embodiment, the judgment information acquisition unit acquires judgment information including information representing the state of the ground station communicating with the controlled object and information representing the environment around the ground station. The acquired judgment information is stored in the judgment information storage unit. In addition, the control information acquisition unit acquires control information representing the control content for the ground station determined based on the determination information. The acquired control information is stored in the control information storage unit. Then, the ground station control unit transmits the acquired control information to the ground station to control the ground station. Then, the learning unit performs machine learning using the judgment information stored in the judgment information storage unit and the control information stored in the control information storage unit as learning data. The learning result of machine learning is stored in the learning result storage unit. This is because the control information calculation unit calculates the control information by applying the learning result stored in the learning result storage unit to the determination information.
このように、本実施の形態は、地上局の状態および地上局周辺の環境を表す判断情報と、判断情報に基づき運用者によって決定された制御情報との組を学習データとして機械学習を行うので、制御ルールをあらかじめ作成する必要がない。そして、本実施の形態は、そのような機械学習の学習結果を用いて、判断情報に基づき制御情報を算出するので、ベテランの運用者と同様な地上局の制御を、ベテランの運用者以上に短時間で判断して実行することができる。さらに、本実施の形態は、そのような機械学習の学習結果を用いて、判断情報に基づき制御情報を算出するので、運用者の判断に基づく制御で起こり得るヒューマンエラーを生じさせない。 As described above, in this embodiment, machine learning is performed using a set of judgment information representing the state of the ground station and the environment around the ground station and control information determined by the operator based on the judgment information as learning data. , There is no need to create control rules in advance. And, in this embodiment, since the control information is calculated based on the judgment information by using the learning result of such machine learning, the control of the ground station similar to that of the veteran operator can be performed more than the veteran operator. It can be judged and executed in a short time. Further, in the present embodiment, since the control information is calculated based on the judgment information by using the learning result of such machine learning, the human error that may occur in the control based on the judgment of the operator does not occur.
つまり、本実施の形態は、学習部による機械学習によって、意味づけ等を必要とせずに、人手では作成が難しいような制御ルールである学習結果を自動的に作成可能としている。また、本実施の形態は、そのような制御ルールである機械学習の学習結果を生成するために充分な量の学習データを、判断情報取得部および制御情報取得部が取得して記憶する。このように、本実施の形態は、制御ルールの作成や学習データの収集にかかる人的コストを必要としない。 That is, in this embodiment, learning results, which are control rules that are difficult to create manually, can be automatically created by machine learning by the learning unit without requiring meaning or the like. Further, in the present embodiment, the judgment information acquisition unit and the control information acquisition unit acquire and store a sufficient amount of learning data to generate the learning result of the machine learning which is such a control rule. As described above, this embodiment does not require human cost for creating control rules and collecting learning data.
また、本実施の形態は、管制対象物に関する過去のデータや過去の制御情報だけでなく、地上局の状態や地上局周辺の環境を表す各種の判断情報に基づいて機械学習を行う。このため、地上局をとりまく状況の変化に応じて高精度に制御情報を算出するための制御ルールが自動的に作成される。したがって、本実施の形態は、このように生成された制御ルールを用いて制御情報算出部が制御情報を算出することにより、運用者では難しい早急な制御内容の判断を可能とする。例えば、地上局の状態や地上局周辺の環境が急激に変化する場合でも、本実施の形態は、急激な変化に応じて早急に制御内容を判断し制御情報を地上局に送信することができる。その結果、本実施の形態は、地上局の状態を最適化して管制対象物との間の通信品質をより高精度に向上させる。 Further, in this embodiment, machine learning is performed based not only on past data and past control information on the object to be controlled, but also on various judgment information representing the state of the ground station and the environment around the ground station. Therefore, control rules for calculating control information with high accuracy are automatically created according to changes in the situation surrounding the ground station. Therefore, in the present embodiment, the control information calculation unit calculates the control information using the control rule generated in this way, so that the operator can quickly determine the control content, which is difficult for the operator. For example, even when the state of the ground station or the environment around the ground station changes suddenly, the present embodiment can quickly determine the control content and transmit the control information to the ground station in response to the sudden change. .. As a result, the present embodiment optimizes the state of the ground station and improves the communication quality with the controlled object with higher accuracy.
なお、図7のステップD12において、制御情報算出部による制御情報の出力先が、地上局制御部である例について説明したが、出力先は、制御情報取得部であってもよい。出力先が制御情報取得部である場合、制御情報取得部は、図5のステップB12において、制御情報の決定に用いる判断情報と共に、算出された制御情報を参考情報として、出力装置に出力する。そして、制御情報取得部は、これらの情報の出力に応じて入力装置から入力される情報を、制御情報として取得すればよい。この場合、そのような制御情報は、判断情報と、参考情報として提示された制御情報とに基づいて、運用者により決定された制御内容を表している。このように、本実施の形態は、制御情報算出部により運用を自動化する用途の他に、制御情報算出部による算出結果を運用者に提示して運用者の判断を支援する用途としても好適である。 Although the example in which the output destination of the control information by the control information calculation unit is the ground station control unit has been described in step D12 of FIG. 7, the output destination may be the control information acquisition unit. When the output destination is the control information acquisition unit, the control information acquisition unit outputs the calculated control information as reference information to the output device together with the determination information used for determining the control information in step B12 of FIG. Then, the control information acquisition unit may acquire the information input from the input device in response to the output of these information as control information. In this case, such control information represents the control content determined by the operator based on the determination information and the control information presented as reference information. As described above, this embodiment is suitable not only for the purpose of automating the operation by the control information calculation unit, but also for the use of presenting the calculation result by the control information calculation unit to the operator to support the operator's judgment. be.
(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施の形態の説明において参照する各図面において、本発明の第1の実施の形態と同一の構成および同様に動作するステップには同一の符号を付して本実施の形態における詳細な説明を省略する。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each of the drawings referred to in the description of the present embodiment, the same components as those of the first embodiment of the present invention and the steps operating in the same manner are designated by the same reference numerals to provide detailed details of the present embodiment. The explanation is omitted.
まず、本発明の第2の実施の形態としての情報処理システム2の構成を図8に示す。情報処理システム2は、本発明の第1の実施の形態としての情報処理システム1に対して、制御情報取得部103に替えて制御情報取得部203と、学習部106に替えて学習部206と、制御情報算出部108に替えて制御情報算出部208とを備える点が異なる。また、評価値取得部209と、評価値記憶部210と、運用モード切替部211とをさらに備える点が異なる。
First, FIG. 8 shows the configuration of the
ここで、情報処理システム2のハードウェア構成の一例について説明する。図9に示すように、情報処理システム2の各機能ブロックは、地上局制御装置300と、自動運用装置410と、運用端末510とに分散して構成可能である。これらの各装置は、ネットワークを介して互いに通信可能に接続される。地上局制御装置300の構成は、図2を参照して説明した本発明の第1の実施の形態と同様である。また、自動運用装置410は、判断情報記憶部102と、制御情報記憶部104と、学習結果記憶部107と、評価値記憶部210と、学習部206と、制御情報算出部208とを含む。また、運用端末510は、制御情報取得部203と、評価値取得部209と、運用モード切替部211とを含む。
Here, an example of the hardware configuration of the
この場合、地上局制御装置300と、自動運用装置410と、運用端末510と、各装置に配置された各機能ブロックは、図3を参照して説明した本発明の第1の実施の形態と同様のハードウェア要素によって構成される。また、評価値記憶部210は、自動運用装置410のメモリ4002によって構成される。また、評価値取得部209および運用モード切替部211は、次のように構成される。すなわち、これらの各機能ブロックは、運用端末510のネットワークインタフェース5005と、出力装置5003と、入力装置5004と、メモリ5002に記憶されたプログラムおよび各種データを読み込んで実行するCPU5001とによって構成される。ただし、情報処理システム2およびその各機能ブロックのハードウェア構成は、上述の構成に限定されない。
In this case, the ground
次に、各機能ブロックの詳細について説明する。 Next, the details of each functional block will be described.
制御情報取得部203は、後述する第1の運用モードでは、本発明の第1の実施の形態における制御情報取得部103と同様に構成される。
In the first operation mode described later, the control
また、制御情報取得部203は、後述する第2の運用モードでは、本発明の第1の実施の形態における制御情報取得部103と略同様に構成されるが、次の点が異なる。すなわち、第2の運用モードでは、制御情報取得部203は、判断情報記憶部102から読み込んだ判断情報と、読み込んだ判断情報に基づいて制御情報算出部208により算出された制御情報とに基づいて決定された制御情報を取得する。例えば、制御情報取得部203は、判断情報記憶部102から読み込んだ判断情報と、読み込んだ判断情報に基づいて制御情報算出部208により算出された制御情報とを出力装置5003に出力してもよい。そして、制御情報取得部203は、出力に応じて入力装置5004から入力される情報を、制御情報として取得すればよい。
Further, the control
また、制御情報取得部203は、第2の運用モードでは、入力により取得した制御情報を制御情報記憶部104に記憶することに加えて、制御情報算出部208により算出された制御情報を制御情報記憶部104に記憶する。そして制御情報取得部203は、判断情報記憶部102から読み込んだ判断情報と、入力により取得した制御情報とを関連付けることに加えて、判断情報記憶部102から読み込んだ判断情報と、制御情報算出部208により算出された制御情報とを関連付ける。
Further, in the second operation mode, the control
また、制御情報取得部203は、後述する第3の運用モードでは、機能しないよう構成される。
Further, the control
評価値取得部209は、制御情報に対する評価値を取得して、評価値記憶部210に記憶する。例えば、評価値取得部209は、そのような評価値を、運用端末510の入力装置5004から取得してもよい。また、評価値取得部209は、評価の対象となった制御情報の識別情報に関連付けて、該当する評価値を評価値記憶部210に記憶する。
The evaluation
評価対象となる制御情報は、第1の運用モードおよび第2の運用モードで若干異なる。第1の運用モードでは、評価対象となる制御情報は、制御情報取得部203によって取得され地上局に送信された制御情報である。このような制御情報に対する評価値は、運用者による判断に基づく制御結果に対する評価を表していると言える。第2の運用モードでは、制御情報取得部203によって取得され地上局に送信された制御情報に加えて、制御情報算出部208によって算出された制御情報が評価対象となる。このような制御情報に対する評価値は、学習結果の精度に関する評価を表していると言える。
The control information to be evaluated is slightly different between the first operation mode and the second operation mode. In the first operation mode, the control information to be evaluated is the control information acquired by the control
また、評価値取得部209は、第3の運用モードでは、機能しないよう構成される。
Further, the evaluation
学習部206は、本発明の第1の実施の形態における学習部106と略同様に構成されるが、制御の種類ごとに機械学習を行う点と、学習データとして採用する情報を絞り込む点とが異なる。
The
具体的には、学習部206は、制御情報が表す制御の種類ごとに、その種類の制御情報と、その制御情報を決定する際に用いられた1つ以上の判断情報との組を学習データとして生成する。そして、学習部206は、そのような学習データのうち、所定条件を満たす評価値の評価対象となった制御情報を含む学習データを用いて、機械学習を行う。例えば、評価値が、値が大きいほど評価が高いことを表す数値として定義されているとする。この場合、所定条件とは、評価値が閾値以上であることであってもよい。そして、学習部206は、学習結果記憶部107に、制御の種類ごとの学習結果を記憶する。
Specifically, the
また、学習部206は、第1の運用モードおよび第2の運用モードで機能し、第3の運用モードで機能しないよう構成される。
Further, the
制御情報算出部208は、判断情報に対して、制御の種類ごとの学習結果を適用することにより、制御情報を算出して出力する。出力先は、第2の運用モードおよび第3の運用モードで異なる。
The control
第2の運用モードでは、制御情報算出部208は、制御情報の算出結果を制御情報取得部203に出力する。また、第3の運用モードでは、制御情報算出部208は、制御情報の算出結果を地上局制御部105に出力する。
In the second operation mode, the control
また、制御情報算出部208は、第2の運用モードおよび第3の運用モードで機能し、第1の運用モードで機能しないよう構成される。
Further, the control
運用モード切替部211は、第1の運用モード、第2の運用モード、および、第3の運用モードのいずれかへの切り替えを実行する。
The operation
第1の運用モードは、制御情報取得部203および学習部206が機能して制御情報算出部208が機能しない運用モードである。第1の運用モードでは、制御情報取得部203は、運用者等の入力による制御情報を取得する。例えば、第1の運用モードでは、制御情報取得部203は、読み込んだ判断情報を出力装置5003に出力し、出力に応じて入力装置5004から入力される制御情報を取得して、地上局制御部105に送信すればよい。また、第1の運用モードでは、評価値取得部209は、運用者の入力による制御情報に対する評価値を取得する。そして、学習部206は、判断情報と、運用者の入力による制御情報との組み合わせのうち、評価値が所定条件を満たす組合せを学習データとして、機械学習を行うことになる。つまり、第1の運用モードは、自動運用装置410を導入する初期の段階で、運用者による運用を行いながら自動化のための機械学習を行うモードとして適している。
The first operation mode is an operation mode in which the control
また、第2の運用モードは、制御情報取得部203、学習部206および制御情報算出部208が共に機能する運用モードである。第2の運用モードでは、制御情報取得部203は、運用者等の入力による制御情報と、制御情報算出部208からの制御情報を共に取得する。例えば、制御情報取得部203は、読み込んだ判断情報と、その判断情報に基づき制御情報算出部208によって算出された制御情報とを、出力装置5003に出力する。そして、制御情報取得部203は、これらの情報の出力に応じて入力装置5004から入力される制御情報を取得して、地上局制御部105に送信すればよい。また、制御情報算出部208は、制御情報取得部203の要求に応じて制御情報を算出し、算出結果を制御情報取得部203に出力する。また、評価値取得部209は、運用者の入力による制御情報に対する評価値と、制御情報算出部208によって算出された制御情報に対する評価値とを取得して記憶する。そして、学習部206は、判断情報と、運用者により入力された制御情報または算出された制御情報との組み合わせのうち、評価値が所定条件を満たす組合せを学習データとして機械学習を行うことになる。つまり、第2の運用モードは、第1の運用モードでの機械学習の結果を正式な運用に適用する前に、機械学習の結果の精度を確認しさらに精度を高めるモードとして適している。
The second operation mode is an operation mode in which the control
また、第3の運用モードは、制御情報取得部203および学習部206が機能せずに、制御情報算出部208が機能する運用モードである。第3の運用モードでは、制御情報算出部208は、読み込んだ判断情報に基づいて算出した制御情報を地上局制御部105に送信する。送信された制御情報は、地上局制御部105により地上局に対して送信される。つまり、第3の運用モードは、第1および第2の運用モードでの機械学習の学習結果を用いて、地上局の制御を自動化したモードとして適している。
Further, the third operation mode is an operation mode in which the control
例えば、運用モード切替部211は、運用端末510の入力装置5004を介して入力される情報に基づいて、運用モードを切り替えてもよい。あるいは、運用モード切替部211は、事前に定められたスケジュールにしたがって、運用モードを切り替えてもよい。
For example, the operation
以上のように構成された情報処理システム2の動作について、図面を参照して説明する。なお、以下の動作の説明において、異なる装置に配置された機能ブロック間で情報をやり取りする場合には、装置間で通信が行われているものとして、明示的な説明を省略する。
The operation of the
まず、第1の運用モードでの情報処理システム2の動作について説明する。
First, the operation of the
第1の運用モードにおいて、情報処理システム2が判断情報を取得する動作は、図4を参照して説明した本発明の第1の実施の形態と同様である。
In the first operation mode, the operation of the
また、第1の運用モードにおいて、情報処理システム2が制御情報を取得して地上局に送信する動作は、図5を参照して説明した本発明の第1の実施の形態と同様である。
Further, in the first operation mode, the operation of the
次に、第1の運用モードにおいて、情報処理システム2が評価値を取得する動作を図10に示す。
Next, FIG. 10 shows an operation in which the
図10では、まず、評価値取得部209は、図5のステップB12で取得された制御情報を出力する(ステップE21)。このとき、評価値取得部209は、制御情報と共に、その制御情報による地上局の制御の結果を表す情報を併せて出力してもよい。出力先は、例えば、出力装置5003であってもよい。
In FIG. 10, first, the evaluation
次に、評価値取得部209は、制御情報に対する評価値を取得する(ステップE22)。例えば、評価値取得部209は、入力装置5004を介して評価値を取得してもよい。
Next, the evaluation
次に、評価値取得部209は、取得した評価値を、評価対象の制御情報の識別情報と関連付けて、評価値記憶部210に記憶する(ステップE23)。
Next, the evaluation
以上で、情報処理システム2は、評価値を取得する動作を終了する。
With the above, the
なお、図10に示した評価値の取得動作は、図5に示した制御情報の取得動作に続いて実行されるようにしてもよい。これにより、運用者は、制御情報の入力と、評価値の入力とを続いて行うことができ、運用者の負担が軽減される。 The evaluation value acquisition operation shown in FIG. 10 may be executed following the control information acquisition operation shown in FIG. As a result, the operator can input the control information and the evaluation value in succession, and the burden on the operator is reduced.
次に、第1の運用モードにおいて、情報処理システム2が学習を行う動作を図11に示す。
Next, FIG. 11 shows an operation in which the
図11では、まず、学習部206は、判断情報記憶部102および制御情報記憶部104にそれぞれ記憶された情報を照合し、制御情報と、その制御情報の決定に用いられた1つ以上の判断情報との組を、学習データとして生成する(ステップC21)。
In FIG. 11, first, the
次に、学習部206は、評価値記憶部210を参照することにより、所定条件を満たす評価値に関連付けられた評価情報を含む学習データを、ステップC21で生成した学習データから抽出する(ステップC22)。
Next, the
次に、学習部206は、制御の種類毎にステップC23~C24の動作を実行する。
Next, the
ここでは、まず、学習部206は、抽出した学習データを用いて、判断情報を入力とし、該当する種類の制御情報を教師信号とする機械学習を行う(ステップC23)。
Here, first, the
次に、学習部206は、機械学習の学習結果を、学習結果記憶部107に記憶する(ステップC24)。
Next, the
以上の動作を、全ての種類の制御情報について終了すると、情報処理システム2は、学習を行う動作を終了する。
When the above operation is completed for all types of control information, the
以上で、第1の運用モードにおける情報処理システム2の動作の説明を終了する。
This is the end of the description of the operation of the
次に、第2の運用モードでの情報処理システム2の動作について説明する。
Next, the operation of the
第2の運用モードにおいて、情報処理システム2が判断情報を取得する動作は、図4を参照して説明した本発明の第1の実施の形態と同様である。
In the second operation mode, the operation of the
次に、第2の運用モードにおいて、情報処理システム2が制御情報を取得して地上局に送信する動作を、図12に示す。
Next, FIG. 12 shows an operation in which the
図12において、制御情報取得部203は、本発明の第1の実施の形態と同様にステップB11を実行し、判断情報記憶部102から、制御情報の決定に用いる判断情報を取得する。
In FIG. 12, the control
次に、制御情報取得部203は、ステップB11で取得した判断情報を制御情報算出部208に出力し、その結果、制御情報算出部208によって算出される制御情報を取得する(ステップB21)。
Next, the control
次に、制御情報取得部203は、読み込んだ判断情報と、制御情報算出部208によって算出された制御情報とに基づいて決定された制御情報を取得する(ステップB22)。例えば、制御情報取得部203は、読み込んだ判断情報と算出された制御情報とを出力装置5003に出力し、出力に応じて入力装置5004から入力される情報を、制御情報として取得してもよい。
Next, the control
次に、制御情報取得部203は、本発明の第1の実施の形態と同様にステップB13を実行する。これにより、取得された制御情報が地上局に送信される。
Next, the control
次に、制御情報取得部203は、ステップB21で制御情報算出部208によって算出された制御情報と、ステップB22で取得された制御情報とを、制御情報記憶部104に記憶する(ステップB24)。
Next, the control
次に、制御情報取得部203は、本発明の第1の実施の形態と同様にステップB15を実行する。これにより、制御情報と、その決定または算出に用いられた判断情報とが関連づけられる。
Next, the control
以上で、情報処理システム2は、制御情報を取得して地上局に送信する動作を終了する。
With the above, the
次に、第2の運用モードにおいて、情報処理システム2が評価値を取得する動作を図13に示す。
Next, FIG. 13 shows an operation in which the
図13では、まず、評価値取得部209は、図10に示したステップE21~E23を実行する。これにより、評価値取得部209は、図12のステップB22で入力により取得された制御情報に対する評価値を取得し記憶する。
In FIG. 13, first, the evaluation
次に、評価値取得部209は、図12に示したステップB21において算出された制御情報を出力する(ステップE24)。
Next, the evaluation
次に、評価値取得部209は、算出された制御情報に対する評価値を取得する(ステップE25)。例えば、評価値取得部209は、入力装置5004を介して評価値を取得してもよい。
Next, the evaluation
次に、評価値取得部209は、取得した評価値を、算出された制御情報の識別情報と関連付けて、評価値記憶部210に記憶する(ステップE26)。
Next, the evaluation
以上で、情報処理システム2は、評価値を取得する動作を終了する。
With the above, the
このようにして記憶された判断情報、制御情報および評価値を用いて、第2の運用モードにおいて情報処理システム2が学習を行う動作については、図11を用いて説明した第1の運用モードの学習動作と同様である。
The operation in which the
次に、第2の運用モードにおいて、情報処理システム2が、制御情報を算出する動作を図14に示す。この動作は、図12に示したステップB21において制御情報取得部203から要求されることにより開始される。
Next, FIG. 14 shows an operation in which the
図14では、まず、制御情報算出部208は、制御情報取得部203から、制御情報の算出に用いる判断情報を取得する(ステップD21)。
In FIG. 14, first, the control
次に、制御情報算出部208は、取得した判断情報に対して、制御の種類毎に学習結果を適用し、制御情報を算出する(ステップD22)。そして、制御情報算出部208は、算出した制御情報を、制御情報取得部203に出力する。
Next, the control
以上で、情報処理システム2が制御情報を算出する動作の説明を終了する。
This completes the description of the operation in which the
次に、第3の運用モードでの情報処理システム2の動作について説明する。
Next, the operation of the
第3の運用モードにおいて、情報処理システム2が判断情報を取得する動作は、図4を参照して説明した本発明の第1の実施の形態と同様である。
In the third operation mode, the operation of the
また、第3の運用モードでは、制御情報取得部203および学習部206は動作しない。
Further, in the third operation mode, the control
ここでは、第3の運用モードにおいて、情報処理システム2が制御情報を算出して地上局に送信する動作を、図15を用いて説明する。
Here, in the third operation mode, the operation in which the
ここでは、まず、制御情報算出部208は、判断情報記憶部102から、制御情報の算出に用いる判断情報を読み込む(ステップD31)。
Here, first, the control
次に、制御情報算出部208は、読み込んだ判断情報に対して、制御の種類毎に学習結果を適用し、制御情報を算出する。そして、制御情報算出部208は、算出した制御情報を、地上局制御部105に送信する(ステップD32)。
Next, the control
ここで、制御情報の内容が地上局の現在の状況を変更する内容でない場合(ステップD33でNo)、情報処理システム2は、この種類の制御情報に関する処理を終了する。
Here, if the content of the control information does not change the current status of the ground station (No in step D33), the
一方、制御情報の内容が地上局の現在の状況を変更する内容である場合(ステップD33でNo)、地上局制御部105は、制御情報を、地上局に対して送信する(ステップD34)。
On the other hand, when the content of the control information is a content that changes the current status of the ground station (No in step D33), the ground
全種類の制御情報についてステップD32~D34の処理を終了すると、情報処理システム2は、運用を終了するか否かを判断する(ステップD35)。
When the processing of steps D32 to D34 for all types of control information is completed, the
運用を終了しない場合、情報処理システム2は、ステップD31からの処理を繰り返す。運用を終了する場合、情報処理システム2は、動作を終了する。
If the operation is not terminated, the
以上で、情報処理システム2が制御情報を算出して地上局に送信する動作の説明を終了する。
This completes the description of the operation in which the
以上で、第1~第3の運用モードにおける情報処理システム2の動作の説明を終了する。
This completes the description of the operation of the
次に、情報処理システム2が、運用モードを切り替える動作を図16に示す。
Next, FIG. 16 shows an operation in which the
図16では、まず、運用端末410の運用モード切替部211は、運用モードを指定する情報を取得する(ステップF21)。運用モードを指定する情報は、第1、第2、および第3の運用モードのいずれかを表す情報である。運用モードを指定する情報は、入力装置5004を介して取得されてもよい。
In FIG. 16, first, the operation
ここで、第1の運用モードを指定する情報が取得された場合(ステップF22で第1の運用モード)について説明する。この場合、運用モード切替部211は、制御情報算出部208、学習部206、判断情報取得部101および評価値取得部209を、次のように制御する(ステップF23)。
Here, the case where the information for designating the first operation mode is acquired (the first operation mode in step F22) will be described. In this case, the operation
すなわち、この場合、運用モード切替部211は、制御情報取得部203に、図5に示した制御情報の取得動作を実行させるよう制御する。また、運用モード切替部211は、評価値取得部209に、図10に示した評価値の取得動作を実行させるよう制御する。また、運用モード切替部211は、学習部206に、図11に示した学習動作を実行させるよう制御する。また、運用モード切替部211は、制御情報算出部208を機能させないよう制御する。
That is, in this case, the operation
これにより、情報処理システム2は、判断情報に基づく運用者の判断により決定された制御情報を用いた運用を行いながら、そのような運用者の判断を学習部206により学習するモードとなる。
As a result, the
また、第2の運用モードを指定する情報が取得された場合(ステップF22で第2の運用モード)について説明する。この場合、運用モード切替部211は、制御情報算出部208、学習部206、判断情報取得部101および評価値取得部209を、次のように制御する(ステップF24)。
Further, a case where information for designating the second operation mode is acquired (second operation mode in step F22) will be described. In this case, the operation
すなわち、この場合、運用モード切替部211は、制御情報取得部203に、図12に示した制御情報の取得動作を実行させるよう制御する。また、運用モード切替部211は、評価値取得部209に、図13に示した評価値の取得動作を実行させるよう制御する。また、運用モード切替部211は、学習部206に、図11に示した学習動作を実行させるよう制御する。また、運用モード切替部211は、制御情報算出部208に、図14に示した制御情報の算出動作を実行させるよう制御する。
That is, in this case, the operation
これにより、情報処理システム2は、学習結果に基づき算出した制御情報を運用者に対して提案として提示し、最終的に運用者によって判断された制御情報を用いて運用を行いながら、学習部206による学習を継続するモードとなる。
As a result, the
また、第3の運用モードを指定する情報が取得された場合(ステップF22で第3の運用モード)について説明する。この場合、運用モード切替部211は、制御情報算出部208、学習部206、判断情報取得部101および評価値取得部209を、次のように制御する(ステップF25)。
Further, the case where the information for designating the third operation mode is acquired (the third operation mode in step F22) will be described. In this case, the operation
すなわち、この場合、運用モード切替部211は、制御情報取得部203および学習部206を機能させないよう制御する。また、運用モード切替部211は、評価値取得部209を機能させないよう制御する。また、運用モード切替部211は、制御情報算出部208に、図15に示した制御情報の算出動作を実行させるよう制御する。
That is, in this case, the operation
これにより、情報処理システム2は、第1および第2の運用モードによって調整された学習結果を用いて算出される制御情報を用いて、運用を自動化したモードとなる。
As a result, the
次に、情報処理システム2の動作を具体例で示す。
Next, the operation of the
この具体例では、管制対象物は、人工衛星であるものとする。また、図17に示すように、情報処理システム2は、人工衛星に対応して地上に設けられた地上局の送受信設備および変復調設備に接続される。また、情報処理システム2は、地上局周辺の天候を検出する付帯設備に接続される。
In this specific example, it is assumed that the object to be controlled is an artificial satellite. Further, as shown in FIG. 17, the
ここでは、判断情報としては、送受信設備から送信されるAGC(Automatic Gain Control)受信レベルおよび現ループバンド、変復調設備から送信される現ビットレート、および、付帯設備から送信される現在の気象情報および気象予報情報があるとものする。これらの判断情報は、地上局制御装置300に対して送信される。
Here, the judgment information includes the AGC (Automatic Gain Control) reception level and the current loop band transmitted from the transmission / reception equipment, the current bit rate transmitted from the modulation / demodulation equipment, and the current weather information transmitted from the incidental equipment. It is said that there is weather forecast information. These determination information is transmitted to the ground
また、制御情報としては、送受信設備に対するループバンド設定制御、変復調設備に対するビットレート設定制御、および、運用を終了する制御の3種類があるものとする。 Further, it is assumed that there are three types of control information: loop band setting control for transmission / reception equipment, bit rate setting control for modulation / demodulation equipment, and control for terminating operation.
まず、図4に示した動作により、判断情報記憶部102に記憶される判断情報の一例を、図18に示す。図18において、各行は、同時に取得された判断情報のエントリを表す。各エントリは、タグ、取得日時、および、上述した各種の判断情報から構成される。
First, FIG. 18 shows an example of judgment information stored in the judgment
各エントリにおいて、取得日時は、そのエントリの判断情報が取得された日時を表す。また、AGC受信レベル、現ループバンド、および現ビットレートについては、取得された値がそのまま格納される。また、現在の気象情報および気象予報情報は、図19に示す対応表に基づく値が格納される。現在の気象情報は、その情報が取得された時点での気象を表す。また、気象予報情報は、その情報が取得された時点以降、所定期間までの所定間隔毎の気象の予報を表す。図19の例では、各エントリにおいて、気象予報情報は、その情報が取得された時点から2時間後までの30分毎の気象の予報を表す計4個の数値からなる。 In each entry, the acquisition date and time represents the date and time when the judgment information of the entry was acquired. Further, as for the AGC reception level, the current loop band, and the current bit rate, the acquired values are stored as they are. Further, the current weather information and the weather forecast information are stored with values based on the correspondence table shown in FIG. The current weather information represents the weather at the time the information was acquired. In addition, the weather forecast information represents a weather forecast at predetermined intervals from the time when the information is acquired to a predetermined period. In the example of FIG. 19, in each entry, the weather forecast information consists of a total of four numerical values representing the weather forecast every 30 minutes from the time when the information is acquired to 2 hours later.
また、各エントリにおいて、タグは、そのエントリの判断情報を用いて決定された制御情報の識別情報を表す。ここでは、制御情報の識別情報は、制御日時である。つまり、タグには、後述する制御情報記憶部104における該当するエントリの制御日時が格納される。なお、タグは、判断情報のエントリが作成された時点では、まだ格納されていなくてもよい。タグは、例えば、図5または図12に示したステップB15において格納される。
Further, in each entry, the tag represents the identification information of the control information determined by using the judgment information of the entry. Here, the identification information of the control information is the control date and time. That is, the tag stores the control date and time of the corresponding entry in the control
この例では、制御情報を決定する処理を実行する時点の直近N秒間において取得された判断情報が、制御情報の決定に用いられるものとする。例えば、図18では、1~5行目までの各エントリに、同一の制御情報の識別情報である制御日時「xxx-xx xx:xx」がタグとして格納されている。つまり、1~5行目までの判断情報は、制御日時「xxx-xx xx:xx」を識別情報とする制御情報が決定される際に用いられた判断情報である。 In this example, it is assumed that the judgment information acquired in the latest N seconds at the time when the process for determining the control information is executed is used for determining the control information. For example, in FIG. 18, the control date and time “xxx-xx xx: xx”, which is the identification information of the same control information, is stored as a tag in each entry in the first to fifth lines. That is, the judgment information in the first to fifth lines is the judgment information used when the control information having the control date and time "xxx-xx xx: xx" as the identification information is determined.
次に、図5または図12に示した動作により、制御情報記憶部104に記憶される制御情報の一例を、図20に示す。図20において、各行は、制御情報取得部203によって地上局制御装置300を介して地上局に送信された制御情報のエントリを表す。各エントリは、制御日時、ビットレート設定値、ループバンド設定値および運用終了制御値からなる。制御日時は、この制御情報が取得または算出された日時を表す。また、ビットレート設定値は、変復調設備のビットレートを当該値に設定する制御を表す。また、ループバンド設定値は、送受信設備のループバンドを当該値に設定する制御を表す。また、運用終了制御値は、1がオフ(運用終了)を表し、0がオン(運用継続)を表す。
Next, FIG. 20 shows an example of the control information stored in the control
次に、図10または図13に示した動作により、評価値記憶部210に記憶される評価値の一例を、図21に示す。図21において、各行は、評価値のエントリを表す。各エントリは、タグと、評価値とからなる。タグは、評価対象である制御情報の識別情報(ここでは制御日時)を表す。評価値は、ここでは、0から100までの任意の整数をとるよう定義されている。100は、最も良い評価を表し、0は、最も悪い評価を表す。評価値には、ステップE22またはE25において運用者等によって入力された値が格納される。
Next, FIG. 21 shows an example of the evaluation value stored in the evaluation
次に、このような具体例において、情報処理システム2が学習を行う動作について説明する。なお、この動作は、第1および第2の運用モードにおいて実行される。
Next, in such a specific example, the operation of the
まず、学習部206は、図18の判断情報記憶部102と、図20の制御情報記憶部104とを照合し、制御情報と、その制御日時がタグとして格納された1つ以上の判断情報との組を、学習データとして生成する(ステップC21)。
First, the
次に、学習部206は、図21の制御情報記憶部104を参照することにより、評価値が閾値(例えば50)より低いエントリを抽出し、そのタグが示す制御情報を含む学習データを、ステップC21で生成した学習データから削除する(ステップC22)。
これにより、質の悪い学習データが取り除かれ、質の良い学習データが抽出される。
Next, the
As a result, poor quality learning data is removed and good quality learning data is extracted.
次に、学習部206は、ステップC22で残った学習データを用いて、制御の種類毎に、機械学習を行う。ここでは、機械学習のアルゴリズムとして、M(Mは正の整数)個の層を持つ階層型ニューラルネットワークを用いるとする(ステップC23)。
Next, the
まず、ニューラルネットワークの入力信号は、次式1で表される。
First, the input signal of the neural network is expressed by the
ここで、Nは、制御情報の決定に用いられる判断情報の数を表している。ここでは、制御情報の決定には、制御日時の直近N秒間に取得された判断情報が用いられ、判断情報が1秒毎に取得されるとする。したがって、学習データは、N個の判断情報と、1つの制御情報とからなる。式1では、N秒間に取得されたN個の現ビットレートを代表する値をBRと表し、N個の現ループバンドを代表する値をLBと表している。代表する値は、N個のうちの最新の値、平均値、最大値、最小値等であってもよいが、その他の統計値であってもよい。また、N秒間に取得されたN個のAGC受信レベルをLV={LV(1),・・・,LV(N)}と表している。また、N秒間に取得されたN個の気象情報をWI={WI(1),・・・,WI(N)}と表している。また、N秒間に取得されたN個の気象予報情報を代表する情報をFC={FC(1),・・・,FC(4)}と表している。1つの気象予報情報が4つの数値からなるため、ここでは、N個の気象予報情報を代表する情報として、例えば、最新の気象予報情報の4つの値FC(1)~FC(4)が採用されている。ただし、N個の気象予報応報を代表する情報は、その他の統計情報であってもよい。
Here, N represents the number of judgment information used for determining the control information. Here, it is assumed that the determination information acquired in the latest N seconds of the control date and time is used for determining the control information, and the determination information is acquired every second. Therefore, the learning data consists of N pieces of judgment information and one control information. In
また、ニューラルネットワークの第m層における第j番目のニューロンの出力をo(m,j)と表すと、第一層の出力は、入力信号を用いて、次式2で表される。
Further, when the output of the jth neuron in the mth layer of the neural network is expressed as o (m, j), the output of the first layer is expressed by the
また、他の層の出力は、次式3で表される。
The output of the other layer is expressed by the
ここで、w(j,i,m-1)は、第m-1層の第i番目のニューロンから出力され第m層の第j番目のニューロンに入力される値に対して乗算される重みを表す。また、Lm-1は、第m-1層のニューロンの数を表す。また、f(x)は活性化関数を表し、例えば、次式4を用いるとする。
Here, w (j, i, m-1) is a weight that is output from the i-th neuron in the m-1 layer and multiplied by the value input to the j-th neuron in the m-th layer. Represents. Further, L m-1 represents the number of neurons in the m-1 layer. Further, f (x) represents an activation function, and for example, the following equation 4 is used.
また、ニューラルネットワークの学習手法として、例えば、誤差逆伝搬法を用いるとする。誤差逆伝搬法では、次式5に示すように、出力層の出力と教師信号との二乗誤差を最小にするように、重みwの計算が行われる。
Further, as a learning method of the neural network, for example, an error back propagation method is used. In the error back propagation method, as shown in the following equation 5, the weight w is calculated so as to minimize the square error between the output of the output layer and the teacher signal.
ここで、y(i)は、教師信号を表す。例えば、ビットレート設定値に関する制御情報を教師信号とする機械学習について考える。また、例えば、ビットレートとして設定可能な値が、50、100、150の3つであることを想定する。この場合、y(1)に設定値50を割り当て、y(2)に設定値100を割り当て、y(3)に設定値150を割り当てる。ここで、学習データの制御情報のビットレート設定値が50である場合、教師信号としては、y(1)=1,y(2)=0,y(3)=0が適用される。つまり、y(i)は、割り当てられた設定値が教師信号の設定値であるか否かを1または0で表している。
Here, y (i) represents a teacher signal. For example, consider machine learning using control information related to a bit rate set value as a teacher signal. Further, for example, it is assumed that there are three values that can be set as the bit rate: 50, 100, and 150. In this case, the
このようにして、学習部206は、ビットレート設定制御、ループバンド設定制御、運用終了制御に対するニューラルネットワークを個別に構築し、逆誤差伝搬法によって重みを計算する。そして、学習部206は、ビットレート設定制御に対する重み、ループバンド設定制御に対する重み、運用終了制御に対する重みをそれぞれ算出する。
In this way, the
つまり、学習部206は、学習データの判断情報を入力信号とし、学習データの制御情報に含まれるビットレート設定値を教師信号として、1つ目のニューラルネットワークの重み学習を行う。また、学習部206は、学習データの判断情報を入力信号とし、学習データの制御情報に含まれるループバンド設定値を教師信号として、2つ目のニューラルネットワークの重み学習を行う。また、学習部206は、学習データの判断情報を入力信号とし、学習データの制御情報に含まれる運用終了制御値を教師信号として、3つ目のニューラルネットワークの重み学習を行う。
That is, the
次に、学習部206は、制御情報の種類毎に求めた重みを学習結果として、学習結果記憶部107に記憶する(ステップC24)。
Next, the
以上で、この具体例において、情報処理システム2が学習を行う動作の説明を終了する。
This completes the description of the operation in which the
次に、このように構築された制御の種類ごとのニューラルネットワークを用いて、情報処理システム2が制御情報を算出する動作について説明する。なお、ここでは、第3の運用モードにおける制御情報の算出を例として説明する。
Next, the operation of the
ここでは、まず、制御情報算出部208は、図18に示した判断情報記憶部102から、現在時刻までの直近N秒間に追加された判断情報を読み込む(ステップD31)。
Here, first, the control
次に、制御情報算出部208は、読み込んだ判断情報を式1に示した入力信号とする。そして、制御情報算出部208は、学習結果記憶部107から、ビットレート設定制御について構築したニューラルネットワークの重みを読み込み、それぞれ、式2および式3を繰り返し適用することによって、出力層の出力を算出する。
Next, the control
そして、制御情報算出部208は、出力層のニューロンの中で、最も1に近い値を出力したニューロンに割り当てられた制御を選択する。例えば、図22に示すように、ビットレート設定制御のニューラルネットワーク出力層(第M層)がo(M,1),o(M,2),o(M,3)の3個のニューロンで構成されているとする。また、ビットレートとして設定可能な値が50、100、150の3つで、o(M,1)に50、o(M,2)に100、o(M,3)に150が割り当てられているとする。この時、制御情報算出部208が、o(M,1)=0.24、o(M,2)=0.89、o(M,3)=0.10を算出したものとする。この場合、制御情報算出部208は、ビットレートを設定する制御情報として、最も1に近いo(M,2)=0.89に割り当てられたビットレート設定値100を選択する(テップD32)。
Then, the control
そして、制御情報算出部208は、ビットレート設定値100を、地上局制御部105に送信する。
Then, the control
そして、地上局制御部105は、受信したビットレート設定値100が、現在の送受信設備の設定を変更する内容であるか否かを判断する。変更する内容である場合に(ステップD33でYes)、地上局制御部105は、ビットレート設定値100を、地上局に送信する(ステップD34)。
Then, the ground
同様に、情報処理システム2は、ループバンド設定制御および運用終了制御についても、同様にステップD32~D34を実行する。
Similarly, the
そして、情報処理システム2は、運用終了制御について算出された制御情報が運用終了でなかった場合(ステップD35でNo)、ステップD31からの動作を繰り返す。
Then, when the control information calculated for the operation end control is not the end of operation (No in step D35), the
一方、情報処理システム2は、運用終了制御について算出された制御情報が運用終了であった場合(ステップD35でYes)、動作を終了する。
On the other hand, when the control information calculated for the operation end control is the end of operation (Yes in step D35), the
このように、この具体例では、機械学習として適用したニューラルネットワークを、制御の種類毎に個別に構築する。また、ニューラルネットワークの出力層のニューロン数を、その種類の制御において指定し得る制御値の個数と同数にする。これにより、本実施の形態の具体例は、制御情報の演算精度を高めている。 As described above, in this specific example, the neural network applied as machine learning is individually constructed for each type of control. Also, the number of neurons in the output layer of the neural network is set to be the same as the number of control values that can be specified in that type of control. As a result, the specific example of this embodiment enhances the calculation accuracy of the control information.
なお、本実施の形態の具体例と比較するため、機械学習としてニューラルネットワークを制御の種類毎に構築しないケースについて説明する。この場合、例えば、図23に示すように、出力層のo(M,1)にビットレート設定値を割り当て、o(M,2)にループバンド設定値を割り当て、O(M,3)に運用終了制御値(運用終了の必要性を表す0~1までの任意の実数値)を割り当てたとする。運用終了制御値は、閾値(例えば0.5)以上が算出された場合に、制御情報として運用終了を表す1が採用されるとする。この時、o(M,1)=256、o(M,2)=100、O(M,3)=0.8が出力されたとする。この場合、ビットレート設定値が256であり、ループバンド設定値が100であり、運用終了制御値が1である制御情報が算出されることになる。このような機械学習は、1つのニューラルネットワークを用いて異なる種類の制御に関する重みの学習を行わなければならない。したがって、本実施の形態の具体例のように制御の種類毎にニューラルネットワークを個別に構築する場合に比べて、演算精度が低下することになる。 In order to compare with a specific example of this embodiment, a case where a neural network is not constructed for each type of control as machine learning will be described. In this case, for example, as shown in FIG. 23, a bit rate setting value is assigned to o (M, 1) of the output layer, a loop band setting value is assigned to o (M, 2), and O (M, 3) is assigned. It is assumed that an operation end control value (an arbitrary real value from 0 to 1 indicating the necessity of operation end) is assigned. As the operation end control value, when a threshold value (for example, 0.5) or more is calculated, 1 indicating the operation end is adopted as control information. At this time, it is assumed that o (M, 1) = 256, o (M, 2) = 100, and O (M, 3) = 0.8 are output. In this case, the control information in which the bit rate set value is 256, the loop band set value is 100, and the operation end control value is 1, is calculated. In such machine learning, one neural network must be used to learn weights for different types of control. Therefore, the calculation accuracy is lowered as compared with the case where the neural network is individually constructed for each type of control as in the specific example of the present embodiment.
また、本実施の形態の具体例と比較するため、機械学習として制御の種類毎にニューラルネットワークを構築する場合であっても、図24に示すように、出力層のニューロンを1つにしてその出力値を設定値として適用するケースについて説明する。しかしながら、出力層の1つのニューロンから出力される値を設定値として採用する場合、設定値として算出され得る値が多岐に渡ることになり、その分、制御情報の演算精度が低下する。これに対し、本実施の形態の具体例では、出力層のニューロンの数を、指定し得る設定値の個数と同数にしている。これにより、本実施の形態は、各ニューロンの出力値を比較することができ、各ニューロンの出力値に多少の誤差が生じていても、誤差を吸収してより適切な設定値を選択できる可能性を高くしている。 Further, in order to compare with the specific example of this embodiment, even when a neural network is constructed for each type of control as machine learning, as shown in FIG. 24, one neuron in the output layer is used as one. A case where the output value is applied as a setting value will be described. However, when a value output from one neuron in the output layer is adopted as a set value, the values that can be calculated as the set value are various, and the calculation accuracy of the control information is lowered by that amount. On the other hand, in the specific example of this embodiment, the number of neurons in the output layer is set to the same number as the number of set values that can be specified. Thereby, in this embodiment, the output value of each neuron can be compared, and even if there is a slight error in the output value of each neuron, it is possible to absorb the error and select a more appropriate setting value. The sex is high.
以上で、具体例の説明を終了する。 This is the end of the explanation of the specific example.
次に、本発明の第2の実施の形態の効果について述べる。 Next, the effect of the second embodiment of the present invention will be described.
本実施の形態としての情報処理システムは、事前に制御ルールを定める必要なく、対象物を管制する装置の制御をさらに高精度に自動化することができる。 The information processing system as the present embodiment can automate the control of the device that controls the object with higher accuracy without the need to determine the control rule in advance.
その理由について説明する。本実施の形態は、本発明の第1の実施の形態と同様の構成に加えて、評価値取得部が、制御情報に対する評価値を取得して、評価値記憶部に記憶する。そして、学習部が、所定条件を満たす評価値の評価対象となった制御情報を含む学習データを用いて、機械学習を行うからである。 The reason will be explained. In this embodiment, in addition to the same configuration as that of the first embodiment of the present invention, the evaluation value acquisition unit acquires the evaluation value for the control information and stores it in the evaluation value storage unit. This is because the learning unit performs machine learning using the learning data including the control information that is the evaluation target of the evaluation value satisfying the predetermined condition.
これにより、本実施の形態は、運用者による判断に基づく制御情報や、制御情報算出部によって算出された制御情報のうち、評価の低い制御情報を学習の対象から除外して、機械学習を行うことができる。その結果、本実施の形態は、制御情報の演算精度をさらに高めることができる。また、本実施の形態は、評価値を用いることにより、制御情報の算出を自動化する性能の評価を、運用を行いながら実施することができ、その結果、評価にかかる技術者等の人的コストを大幅に削減する。 As a result, in the present embodiment, machine learning is performed by excluding the control information having a low evaluation from the control information based on the judgment by the operator and the control information calculated by the control information calculation unit from the learning target. be able to. As a result, the present embodiment can further improve the calculation accuracy of the control information. Further, in this embodiment, by using the evaluation value, it is possible to evaluate the performance of automating the calculation of control information while operating, and as a result, the human cost of engineers and the like involved in the evaluation. Is greatly reduced.
さらに、本実施の形態では、学習部が、制御情報が表す制御の種類ごとに機械学習を行い、制御情報算出部が、判断情報に対して、制御の種類ごとの学習結果を適用することにより、制御情報を算出して出力するからである。 Further, in the present embodiment, the learning unit performs machine learning for each type of control represented by the control information, and the control information calculation unit applies the learning result for each type of control to the judgment information. This is because the control information is calculated and output.
これにより、本実施の形態は、異なる種類の制御情報を1つの機械学習で導出させるよう学習する場合と比較して、学習の精度を高め、その結果、制御情報の演算精度を高めることができる。 As a result, the present embodiment can improve the learning accuracy as compared with the case of learning to derive different types of control information by one machine learning, and as a result, the calculation accuracy of the control information can be improved. ..
さらに、本実施の形態では、運用モード切替部が、第1、第2および第3の運用モードのいずれかに切り替えて運用を行うからである。第1の運用モードは、制御情報取得部および学習部を機能させて制御情報算出部を機能させない運用モードである。第2の運用モードは、制御情報取得部、学習部および制御情報算出部を共に機能させる運用モードである。また、第3の運用モードは、制御情報取得部および学習部を機能させずに制御情報算出部を機能させる運用モードである。 Further, in the present embodiment, the operation mode switching unit switches to any of the first, second, and third operation modes for operation. The first operation mode is an operation mode in which the control information acquisition unit and the learning unit function but the control information calculation unit does not function. The second operation mode is an operation mode in which the control information acquisition unit, the learning unit, and the control information calculation unit function together. Further, the third operation mode is an operation mode in which the control information calculation unit functions without the control information acquisition unit and the learning unit functioning.
このように、本実施の形態は、第1~第3の運用モードを切り替え可能に提供することで、運用者による運用から、自動化による運用まで、短期間で段階的に移行することを可能とする。 In this way, in this embodiment, by providing the first to third operation modes in a switchable manner, it is possible to gradually shift from the operation by the operator to the operation by automation in a short period of time. do.
なお、本実施の形態の具体例において、管制対象物が人工衛星である例について説明したが、管制対象物は、人工衛星に限定されない。例えば、管制対象物は、航空レーダを用いて管制を行う航空機であってもよい。 In the specific example of this embodiment, an example in which the control target is an artificial satellite has been described, but the control target is not limited to the artificial satellite. For example, the object to be controlled may be an aircraft that controls using an aeronautical radar.
また、本実施の形態の具体例において、判断情報として、現ビットレート、現ループバンド、気象情報、気象予報情報を採用する例について説明した。これに限らず、判断情報としては、地上局の状態や地上局周辺の環境を表すその他の各種の情報を適用可能である。 Further, in a specific example of the present embodiment, an example in which the current bit rate, the current loop band, the weather information, and the weather forecast information are adopted as the judgment information has been described. Not limited to this, various other information representing the state of the ground station and the environment around the ground station can be applied as the judgment information.
例えば、本実施の形態の具体例において、判断情報の1つは、管制対象物との通信を行うアンテナ周辺の環境を表す情報であってもよい。また、アンテナ周辺の環境を検出する付帯設備として、アンテナ周辺を監視するカメラが適用されてもよい。この場合、本実施の形態は、環境情報として、気象情報だけでなく、アンテナ周辺に鳥が飛んでいる等の環境を基に、電波の質が悪いため運用を終了させる、等の運用者による制御を学習して自動化に用いることが可能である。 For example, in the specific example of the present embodiment, one of the determination information may be information representing the environment around the antenna that communicates with the controlled object. Further, as ancillary equipment for detecting the environment around the antenna, a camera for monitoring the vicinity of the antenna may be applied. In this case, the present embodiment is based on not only the weather information but also the environment such as birds flying around the antenna as the environmental information, and the operation is terminated because the radio wave quality is poor. It is possible to learn control and use it for automation.
また、例えば、本実施の形態の具体例において、判断情報の1つは、アンテナの方位角および仰角を表す情報であってもよい。この場合、本実施の形態は、地上局の状態として、アンテナが向いている方向も考慮した運用者による制御を学習して自動化に用いることが可能である。 Further, for example, in the specific example of the present embodiment, one of the determination information may be information representing the azimuth angle and the elevation angle of the antenna. In this case, this embodiment can be used for automation by learning the control by the operator considering the direction in which the antenna is facing as the state of the ground station.
また、本実施の形態の具体例において、図19に示した気象情報の種類は、これらに限らない。また、これらの情報は、必ずしも数値で表される必要はない。 Further, in the specific example of this embodiment, the types of meteorological information shown in FIG. 19 are not limited to these. Also, this information does not necessarily have to be expressed numerically.
また、本実施の形態の具体例において、図20に示したように、制御の種類として、ループバンド設定制御、ビットレート設定制御、運用終了制御の3種類を適用した例について説明したが、制御の種類は、これらに限定されない。 Further, in a specific example of the present embodiment, as shown in FIG. 20, an example in which three types of control, loop band setting control, bit rate setting control, and operation end control, are applied has been described. The types of are not limited to these.
また、本実施の形態の具体例において、学習データとして採用するための評価値の所定条件として、閾値以上であることを例示した。これに限らず、評価値の所定条件は、他の条件や、複数の条件の組み合わせであってもよい。 Further, in the specific example of the present embodiment, it is exemplified that the value is equal to or higher than the threshold value as a predetermined condition of the evaluation value to be adopted as the learning data. Not limited to this, the predetermined condition of the evaluation value may be another condition or a combination of a plurality of conditions.
また、上述した本発明の各実施の形態において、情報処理システムの各機能ブロックが、地上局制御装置、自動運用装置、および、運用端末の各装置に分散されて実現される例について説明した。これに限らず、情報処理システムの各機能ブロックは、その他の任意の構成の複数の装置上に分散して実現されてもよい。また、情報処理システムの各機能ブロックは、1つのコンピュータ装置上に実現されてもよい。 Further, in each of the above-described embodiments of the present invention, an example in which each functional block of the information processing system is distributed and realized in each device of the ground station control device, the automatic operation device, and the operation terminal has been described. Not limited to this, each functional block of the information processing system may be distributed and realized on a plurality of devices having any other configuration. Further, each functional block of the information processing system may be realized on one computer device.
また、上述した本発明の各実施の形態において、情報処理システムの各機能ブロックが、メモリに記憶されたコンピュータ・プログラムを実行するCPUによって実現される例を中心に説明した。これに限らず、各機能ブロックの一部、全部、または、それらの組み合わせは、専用のハードウェアにより実現されていてもよい。 Further, in each of the above-described embodiments of the present invention, an example in which each functional block of the information processing system is realized by a CPU that executes a computer program stored in a memory has been mainly described. Not limited to this, a part, all, or a combination thereof of each functional block may be realized by dedicated hardware.
また、上述した本発明の各実施の形態において、各フローチャートを参照して説明した情報処理システムの動作を、本発明のコンピュータ・プログラムとしてコンピュータ装置の記憶装置(記憶媒体)に格納しておく。そして、係るコンピュータ・プログラムを当該CPUが読み出して実行するようにしてもよい。そして、このような場合において、本発明は、係るコンピュータ・プログラムのコードあるいは記憶媒体によって構成される。 Further, in each embodiment of the present invention described above, the operation of the information processing system described with reference to each flowchart is stored in the storage device (storage medium) of the computer device as the computer program of the present invention. Then, the CPU may read and execute the computer program. In such a case, the present invention is composed of the code or storage medium of the computer program.
また、上述した各実施の形態は、適宜組み合わせて実施されることが可能である。 Moreover, each of the above-described embodiments can be implemented in combination as appropriate.
また、本発明は、上述した各実施の形態に限定されず、様々な態様で実施されることが可能である。 Further, the present invention is not limited to each of the above-described embodiments, and can be implemented in various embodiments.
1、2 情報処理システム
101 判断情報取得部
102 判断情報記憶部
103、203 制御情報取得部
104 制御情報記憶部
105 地上局制御部
106、206 学習部
107 学習結果記憶部
108、208 制御情報算出部
209 評価値取得部
210 評価値記憶部
211 運用モード切替部
300 地上局制御装置
400、410 自動運用装置
500、510 運用端末
3001、4001、5001 CPU
3002、4002、5002 メモリ
5003 出力装置
5004 入力装置
3005、4005、5005 ネットワークインタフェース
1, 2
3002, 4002, 5002
Claims (9)
前記判断情報を記憶する判断情報記憶部と、
前記判断情報に基づいて決定された前記地上局に対する制御内容を表す制御情報を取得する制御情報取得部と、
前記制御情報を記憶する制御情報記憶部と、
前記制御情報を前記地上局に送信して前記地上局を制御する地上局制御部と、
前記判断情報記憶部に記憶された前記判断情報および前記制御情報記憶部に記憶された前記制御情報を学習データとして機械学習を行う学習部と、
前記機械学習の学習結果を記憶する学習結果記憶部と、
前記判断情報に対して、前記学習結果記憶部に記憶された前記学習結果を適用することにより、前記制御情報を算出する制御情報算出部と、
を備え、
前記学習部は、前記制御情報が表す制御の種類ごとに前記機械学習を行い、
前記制御情報算出部は、前記判断情報に対して、前記制御の種類ごとの前記学習結果を適用することにより、前記制御情報を算出し、
前記制御情報取得部は、前記判断情報と、前記制御情報算出部によって算出された前記制御情報とを運用者に提示し、前記運用者によって入力された制御情報を取得し、
前記地上局制御部は、前記運用者によって入力された前記制御情報を前記地上局に送信して前記地上局を制御する
情報処理システム。 A judgment information acquisition unit that acquires judgment information including information indicating the state of a ground station that communicates with a controlled object and information indicating the environment around the ground station.
A judgment information storage unit that stores the judgment information,
A control information acquisition unit that acquires control information indicating control contents for the ground station determined based on the determination information, and a control information acquisition unit.
A control information storage unit that stores the control information,
A ground station control unit that controls the ground station by transmitting the control information to the ground station,
A learning unit that performs machine learning using the judgment information stored in the judgment information storage unit and the control information stored in the control information storage unit as learning data.
A learning result storage unit that stores the learning results of the machine learning,
A control information calculation unit that calculates the control information by applying the learning result stored in the learning result storage unit to the determination information.
Equipped with
The learning unit performs the machine learning for each type of control represented by the control information, and performs the machine learning.
The control information calculation unit calculates the control information by applying the learning result for each type of control to the determination information.
The control information acquisition unit presents the determination information and the control information calculated by the control information calculation unit to the operator, and acquires the control information input by the operator.
The ground station control unit is an information processing system that controls the ground station by transmitting the control information input by the operator to the ground station.
前記地上局制御部は、前記制御情報算出部から受信した前記制御情報を前記地上局に送信することを特徴とする請求項1に記載の情報処理システム。 The control information calculation unit transmits the calculated control information to the ground station control unit.
The information processing system according to claim 1, wherein the ground station control unit transmits the control information received from the control information calculation unit to the ground station.
前記制御情報取得部は、前記制御情報算出部から受信した前記制御情報と前記判断情報とに基づいて決定された前記制御情報を取得することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の情報処理システム。 The control information calculation unit transmits the calculated control information to the control information acquisition unit.
The first or second aspect of the present invention, wherein the control information acquisition unit acquires the control information determined based on the control information received from the control information calculation unit and the determination information. Information processing system.
前記評価値を記憶する評価値記憶部と、
をさらに備え、
前記学習部は、前記学習データのうち、所定条件を満たす前記評価値の評価対象となった前記制御情報を含む学習データを用いて、前記機械学習を行うことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の情報処理システム。 An evaluation value acquisition unit that acquires an evaluation value representing an evaluation of the control information, and an evaluation value acquisition unit.
An evaluation value storage unit that stores the evaluation value and
Further prepare
The learning unit is claimed from claim 1, wherein the learning unit performs the machine learning using the learning data including the control information which is the evaluation target of the evaluation value satisfying a predetermined condition among the learning data. Item 3. The information processing system according to any one of items 3.
前記制御情報取得部は、前記第2の運用モードにおいて、前記判断情報と、前記制御情報算出部によって算出された前記制御情報とに基づき前記運用者によって入力された制御情報を取得し、
前記学習部は、前記第2の運用モードにおいて、さらに、前記判断情報と、前記運用者によって入力された前記制御情報または前記制御情報算出部によって算出された前記制御情報との組み合わせのうち、所定条件を満たす組み合せを学習データとして前記機械学習を行う、
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の情報処理システム。 A first operation mode in which the control information acquisition unit and the learning unit function but the control information calculation unit does not function, and a second operation in which the control information acquisition unit, the learning unit, and the control information calculation unit both function. Further provided with a mode and an operation mode switching unit for switching to any of the third operation modes in which the control information acquisition unit and the learning unit do not function and the control information calculation unit functions.
In the second operation mode, the control information acquisition unit acquires the control information input by the operator based on the determination information and the control information calculated by the control information calculation unit.
In the second operation mode, the learning unit further determines a combination of the determination information and the control information input by the operator or the control information calculated by the control information calculation unit. The machine learning is performed using a combination that satisfies the conditions as learning data.
The information processing system according to any one of claims 1 to 4, wherein the information processing system is characterized by the above.
前記判断情報記憶部と、前記制御情報記憶部と、前記学習部と、前記学習結果記憶部と、前記制御情報算出部とを有する自動運用装置。 In the information processing system according to any one of claims 1 to 5.
An automatic operation device having the determination information storage unit, the control information storage unit, the learning unit, the learning result storage unit, and the control information calculation unit.
前記制御情報取得部を有する運用端末。 In the information processing system according to any one of claims 1 to 5.
An operation terminal having the control information acquisition unit.
前記判断情報に対して、前記制御の種類ごとの前記機械学習の学習結果を適用することにより、前記制御情報を算出し、
前記判断情報と算出した前記制御情報とを運用者に提示し、前記運用者によって入力された制御情報を前記地上局に送信して前記地上局を制御する方法。 Judgment information including information indicating the state of the ground station communicating with the controlled object and information representing the environment around the ground station, and the control content for the ground station determined based on the judgment information. When performing machine learning using control information as learning data, the machine learning is performed for each type of control represented by the control information.
The control information is calculated by applying the learning result of the machine learning for each type of control to the judgment information.
A method of presenting the determination information and the calculated control information to an operator, and transmitting the control information input by the operator to the ground station to control the ground station.
前記判断情報に対して、前記制御の種類ごとの前記機械学習の学習結果を適用することにより、前記制御情報を算出する制御情報算出ステップと、
前記判断情報と算出した前記制御情報とを運用者に提示し、前記運用者によって入力された制御情報を前記地上局に送信して前記地上局を制御する制御ステップと、
をコンピュータ装置に実行させるプログラム。 Judgment information including information indicating the state of the ground station communicating with the controlled object and information representing the environment around the ground station, and the control content for the ground station determined based on the judgment information. When performing machine learning using control information as learning data, the machine learning step for performing the machine learning for each type of control represented by the control information, and
A control information calculation step for calculating the control information by applying the learning result of the machine learning for each type of control to the determination information.
A control step in which the determination information and the calculated control information are presented to the operator, and the control information input by the operator is transmitted to the ground station to control the ground station.
A program that causes a computer device to execute.
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