社会基础设施控制系统、服务器、控制方法以及程序的制作方法
【专利摘要】根据实施方式，社会基础设施控制系统具备上位控制系统和下位控制系统。下位控制系统具备传感器、上传部以及控制部。传感器对与社会基础设施相关的事件进行检测并输出事件信息。上传部将事件信息经由通信线路上传至上位控制系统。控制部根据来自上位控制系统的控制数据或者根据事件信息对社会基础设施进行控制。上位控制系统具备数据处理部以及发送部。数据处理部根据事件信息生成为了控制社会基础设施而使用的控制数据。发送部将控制数据经由通信线路发送至控制部。
【专利说明】社会基础设施控制系统、服务器、控制方法以及程序
【技术领域】
[0001]本发明的实施方式涉及对社会基础设施(infrastructure)进行控制的社会基础设施控制系统。
【背景技术】
[0002]人们所生活的社会(社区)由例如电力、自来水、交通、铁道、通信以及楼房等的多种社会基础设施支持。另一方面，因近年的环境意识的提高及紧迫的能源情况而要求社会的所有领域的节能化。正在活跃地议论着到底如何才能形成不对人们的生活造成不便而能够实现节能化的社会系统。
【发明内容】
[0003]发明所要解决的课题
[0004]在现有的社会系统中，基本上分别独立地管理、运营社会基础设施。例如以电力基础设施为例，不要说以国为单位的节能化，就是针对每个自治体(市镇村)、每个地域、或者每户家庭的能源最佳化控制都还尚未实现。
[0005]因此，目的在于提供一种社会基础设施控制系统、服务器、控制方法以及程序。
[0006]用于解决课题的方案
[0007]根据实施方式，社会基础设施控制系统具备上位控制系统和下位控制系统。下位控制系统具备传感器、上传部以及控制部。传感器对与社会基础设施相关的事件进行检测并输出事件信息。上传部将事件信息经由通信线路上传至上位控制系统。控制部根据来自上位控制系统的控制数据或者根据事件信息对社会基础设施进行控制。上位控制系统具备数据处理部以及发送部。数据处理部根据事件信息生成为了控制社会基础设施而使用的控制数据。发送部将控制数据经由通信线路发送至控制部。
附图1[0008[0009[0010[0011[0012[0013[0014[0015[0016[0017[0018
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图1是示出实施方式所涉及的系统的一例的图。
图2是示出第一实施方式所涉及的社会基础设施控制系统的一例的示意图。
图3是示出第一实施方式所涉及的社会基础设施控制系统的一例的功能框图。图4是示出传感器与社会基础设施之间的关系的模式图。
图5是示出由传感器50a检测的事件信息的一例的图。
图6是示出储存于国云100的数据库20的事件信息20a的一例的图。
图7是示出最佳化了的事件信息的一例的图。
图8是示出最佳化了的事件信息的其他例子的图。
图9是示意性地示出云中的自律控制的图。
图10是示意性地示出第一实施方式中的信息以及数据的流动的图。
图11是示出第二实施方式所涉及的社会基础设施控制系统的一例的示意图。[0019]图12是示意性地示出图11所示的系统的主要部分的图。
[0020]图13是示出第二实施方式所涉及的社会基础设施控制系统的图。
[0021]图14是示出从运营者MSl向供应商MSl经由通信网NW的线路发送的事件信息的一例的图。
[0022]图15是示出第三实施方式所涉及的社会基础设施控制系统的一例的图。
[0023]图16是示出图15所示的算法库90b的一例的图。
[0024]图17是示出图15所示的供应商MS80的一例的功能框图。
[0025]图18是示出第三实施方式的供应商MS80的处理顺序的一例的流程图。
【具体实施方式】
[0026]图1是示出实施方式所涉及的系统的一例的图。图1示出作为所谓的智能电网而为人所知的系统的一例。在现有的电力网(grid)中，原子能、火力、水力等的现有发电厂与普通家庭、楼房、工厂这样的多种多样的需求者通过电力网连接在一起。在下一代的电力系统(Power grid)中，除了上述之外，太阳能发电(Photovoltaic Power Generation:PV)系统、风力发电装置等的分散型电源、蓄电装置、新交通系统、充电站等与电力系统连接。上述多种多样的要素能够经由通信电网进行通信。
[0027]对能源进行管理的系统总称为能源管理系统(Energy Management System:EMS)。EMS根据其规模等被分成几类。例如具有面向普通家庭的HEMS (Home Energy ManagementSystem)、面向楼房的 BEMS (Building Energy Management System)等。除此之外，具有面向公寓的 MEMS (Mansion Energy Management System)、面向社区的 CEMS (CommunityEnergy Management System)、面向工厂的 FEMS(Factory Energy Management System)等。通过这些系统合作而实现精确的能源最佳化控制。
[0028]根据这些系统，能够在现有的发电厂、分散型电源、太阳光、风力等的可再生能源源、以及需求者的相互之间进行高度的协作运用。由此，以自然能源作为主体的能源供给系统、基于需求者和运营者的双向合作的需求者参加型的能源供求这样的新型且智能方式的电力供给服务应运而生。
[0029]社会系统利用以上述智能电网为代表的社会基础设施给社会生活提供舒适性、便利性。要求今后的社会系统利用信息处理技术、通信技术等将多种多样的社会基础设施有机地结合起来，从而能够达成节能化等的社会性目标。以下对能够解决这样的课题的实施方式所涉及的社会基础设施控制系统进行说明。
[0030][第一实施方式]
[0031]图2是示出第一实施方式所涉及的社会基础设施控制系统的一例的示意图。在实施方式中，将社会基础设施控制系统形成为理论上的阶层构造。在图2中示出除了具备上位层以及下位层之外还具备相比上位层为下位且相比下位层为上位的中位层的方式。阶层化的等级并不限定于3，也能够实现使中位层进一步多层化而成的结构。相反地，也可以形成仅具备上位层以及下位层的社会基础设施控制系统。在图2中使上位层与国的阶层的行政划分对应、使中位层与都道府县的阶层的行政划分对应、使下位层与市镇村的阶层的行政划分对应而示出。
[0032]在实施方式中，考虑将各层云化的方式。众所周知，云计算系统具备计算机(2)和数据库(DB)。计算机2可以是单台也可以是多台。数据库可以设置于一台计算机2，也可以分散配置于多台计算机2。
[0033]在图2中，在下位层，具备社会基础设施，且具有与地域对应设置的地方系统。例如针对A市、B市、H镇、I郡的地域的每个形成有云，针对每个云具备计算机2和数据库DB。各地域云经由通信网NW的线路连接在一起，在层内保持相互的合作。
[0034]位于中位层的云计算机作为理论上的上位层对位于下位层的云计算机进行控制。例如A市和B市的云计算机由X县的云计算机控制，H镇和I郡的云计算机由Y县的云计算机控制。X县以及Y县也被云化，分别具备计算机2以及数据库DB。X县的云计算机以及Y县的云计算机也经由通信网NW的线路连接在一起且保持相互的合作。
[0035]位于上位层的云计算机作为理论上的上位层对位于中位层的云计算机进行控制。例如X县和Y县的云计算机由国的云计算机控制。国的计算机也被云化。进而，能够在上位层确定有位于其他国的云计算机，上述多个国能够利用通信网NW的线路互相保持相互的合作。对上位层的云标注符号100而记载为国云100。对中位层的云标注符号200而记载为县云200。对下位层的云标注符号300而记载为市云300。
[0036]国云100、县云200、市云300均能够具有社会基础设施。例如如果考虑从国云100或者县云200控制市云300的社会基础设施的方式，则能够将市云300理解为地方系统，将国云100或者县云200理解为上位控制系统。此外，如果考虑从国云100控制县云200的社会基础设施的方式，则能够将县云200理解为地方系统,将国云100理解为上位控制系统。图2示出将地方系统阶层化为多个阶层的方式的一例。
[0037]图3是示出第一实施方式所涉及的社会基础设施控制系统的一例的功能框图。国云100具备国水平管理系统10和数据库20。县云200具备都道府县水平管理系统60和数据库70。市云300具备市镇村水平管理系统30、数据库40以及多个社会基础设施51?5n。
[0038]为了避免繁杂，以下将管理系统记载为MS (Management System)。将国水平管理系统10记载为国MS10。将都道府县水平管理系统60记载为县MS60。将市镇村水平管理系统30记载为市MS30。管理系统MS确定为实施方式的服务器。管理系统MS具备作为硬件的计算机。计算机可以是单台也可以是多台。
[0039]社会基础设施51?5n例如是自来水网、冷热源设备系统、电力网、交通网、医疗系统、店铺网络、楼房(building)系统、家庭(home)能源管理系统、工厂系统、内容发信系统、或者铁道网等。另外，社会基础设施并不限定于此。例如包括多个社会基础设施的大型购物中心、社区等也可以理解为社会基础设施。
[0040]国云100、县云200以及市云300经由通信网NW的线路相互连接。通信网NW是能够保证所被要求的通信频带(通信容量)的保证型网络。作为这种网络例如能够举出应用了光通信技术的专用线路。或者形成于IP (Internet Protocol)网络的VPN (VirtualPrivate Network)也可以包含于这种网络的范畴。当然也可以将通信网NW的线路包含于社会基础设施。
[0041]在第一实施方式中，通信网NW的线路至少能够保证与从下位层朝上位层的事件信息的上传相关的实时性、以及与从上位层朝下位层的数据的取得相关的实时性。
[0042]事件意味着各社会基础设施51?5n的短期或者长期的状态变化或状态本身。此外，事件信息是指由各社会基础设施51?5n所具备的传感器50a检测、且从该传感器50a输出的信号或者基于该信号而制作的全部的信息。
[0043]市云300的社会基础设施51?5n分别具备传感器50a以及执行元件50b。传感器50a例如对各社会基础设施所固有的事件进行检测。或者，传感器50a对与多个社会基础设施相关的事件进行检测。
[0044]图4是示出传感器与社会基础设施之间的关系的模式图。例如传感器50a — I是对电力网所固有的事件进行检测的传感器，例如作为一例举出计测各家庭的电力消耗量的电能表(智能电表)。此外，传感器50a - 2是对与电力网和铁道网有关的事件进行检测的传感器，例如考虑导电弓的电压表等。除此之外，也能够考虑取得与电力网、自来水网、交通网有关的事件的传感器50a — 3，或者取得与电力网、自来水网、交通网、以及铁道网的全部有关的事件的传感器50a — 4。总之，传感器50a只要是能够对社会基础设施的状态进行检测并将其作为事件信息而进行数值化或者数据化的单元，就可以为任意单元，监视照相机、取得气象信息的气象雷达等也能够包含在该范畴内。
[0045]返回到图3，执行元件50b基于所被提供的控制信号对控制对象进行控制。执行元件50b例如是对自来水基础设施的净水厂系统所具备的阀进行开闭的马达。执行元件50b基于指示阀的开度的控制信号驱动马达，从而对阀的开度以及水的流量进行控制。
[0046]市MS30作为功能目标具备上传部30a、取得部30b以及控制部30c。
[0047]上传部30a将由传感器50a检测出的事件信息经由通信网NW的线路上传到国云100的国MSlO以及县云200的县MS60。此处，线路可以是公共线路也可以是专用线，只要是能够传送与事件信息相关的信号的线路(信号线)即可。
[0048]取得部30b从国MSlO或者县MS60取得进行社会基础设施51?5n的控制所需要的控制数据。
[0049]控制部30c基于由取得部30b取得的控制数据向执行元件50b发出控制指示。或者，控制部30c根据由传感器50a检测出的事件信息向执行元件50b发出控制指示。即，控制部30c基于从上位层取得的控制数据或者在地方取得的事件信息的任一个对社会基础设施51?5n进行控制。
[0050]控制部30c相比基于在地方取得的事件信息的控制，优先进行基于从上位层取得的控制数据的控制。这样，通过提高从上位系统进行控制的优先度，能够优先地确保系统整体的最佳化。
[0051]当因在通信网NW的线路产生故障等而导致与国MSlO或者与县MS60的通信产生故障的情况下，控制部30c仅基于自身收集到的事件信息40a对社会基础设施51?5n进行控制。
[0052]数据库40储存事件信息40a以及定制数据(customized data) 40b。其中，事件信息40a是与由传感器50a检测出的事件对应地由该传感器50a输出的信息。对于上传到国MSlO的信息，能够适当地取舍选择由传感器50a输出的信息中的必要的信息。定制数据40b是基于既定的基准对事件信息进行处理而得到的数据，例如是按照社会基础设施51?5n的控制需求而特殊化的数据(控制数据)。从国MSlO取得定制数据40b。
[0053]国MSlO具备收集部10a、数据处理部10b、发送部IOc以及管理部10d。此外，虽然为了简化而未作图示，但县MS60也与国MSlO同样地，具备收集部10a、数据处理部10b、发送部IOc以及管理部10d。
[0054]收集部IOa对从市MS30上传的事件信息进行收集。将所收集到的事件信息作为事件信息20a储存于数据库20。该事件信息20a是将从市云300 (图2)分别上传的事件信息集中储存的信息。
[0055]数据处理部IOb对储存于数据库20的事件信息20a进行处理而生成市MS30对社会基础设施51?5n进行控制所需要的数据。尤其地，数据处理部IOb根据国云100、县云200以及市云300的阶层化的水平或者各云的个别需求对所上传的事件信息进行处理，生成针对每个云都最佳化了的定制数据20b。最佳化例如包含针对每个云所需要的数据的提取、平均值的算出等的生成增值等等。将所生成的定制数据20b储存于数据库20。
[0056]作为最佳化的方法具有如下的方法。例如，数据处理部IOb基于所接收的事件信息算出需要数据。接着，数据处理部IOb基于需要数据执行使既定的评价函数(例如“电力”等)最佳化的最佳化计算。在最佳化计算中能够利用线性规划法。能够将由此得到的载荷预测结果(例如“电力需要热量”等)和最佳化计算结果作为针对每个云的定制数据加以利用。
[0057]发送部IOc将由数据处理部IOb生成的数据发送至市MS30。管理部IOd基于从市MS30上传的针对每个社会基础设施51?5n的事件信息对各社会基础设施51?5n进
行管理。
[0058]在上述结构中，市MS30、县MS60以及国MSlO是能够经由接口部6相对于通信网NW的线路以能够拆装的方式连接的计算机。该计算机能够以单台的方式发挥其功能。或者，也可以利用云计算系统所具备的多台计算机的合作处理，实现市MS30、县MS60以及国MSlO的功能。如果是本领域技术人员的话，则能够容易理解如何使系统实现上传部30a、取得部30b、控制部30c、收集部10a、数据处理部10b、发送部IOc以及管理部IOd的。
[0059]图5是示出由传感器50a对事件进行检测并输出的事件信息的一例的图。如果作为传感器50a以智能电表为例的话，则例如能够将该智能电表的识别信息(传感器ID:IDentification)、所被设置的地点的位置信息(纬度、经度)、电力消耗量的计测值以及计测时刻的时间戳作为事件信息的项目的例子而举出。
[0060]图6是示出储存于国云100的数据库20的事件信息20a的一例的图。如图6所示，事件信息20a是将由各传感器50a对事件进行检测，并从各传感器50a输出的事件信息作为原封不动的、可以说是自然状态的数据一元地储存的数据库。因而，数据库20特别需要大容量的储存设备。优选使用不是单独的储存设备而是在云上分散配置的多个储存设备来构筑数据库20的方式。有时将这种大容量的数据库称作“BigData”。
[0061]图7是示出最佳化了的事件信息的一例的图。图7所示的事件信息是在时间上汇总图6所示的事件信息20a而得到的事件信息，例如储存于县云200的数据库70。在图7中，将图6的30秒间隔的时间戳以I小时为单位加以汇总，示出I小时内的电力消耗量的平均值。这样，事件信息20a例如根据阶层化的水平而被汇总。由此，中位层的县MS60只要保持必要最小限度的数据即可，因此，获得处理速度的提高等的优点。
[0062]图8是示出汇总了的事件信息的其他例子的图。图8所示的事件信息是将图7所示的事件信息进一步汇总而得到的信息。在图8中示出例如针对每个地区的以日为单位的电力消耗量的平均值。[0063]g卩，图7的表格中的汇总化的基准是时间，相对于此，图8的表格中的汇总化的基准是时间以及地点。与图7所示的数据相比，图8所示的数据的量进一步减少。因而，下位层的市MS30只要保持必要最小限度的数据即可。由此，获得处理速度的提高、存储设备容量的节约等的优点。
[0064]另外，各层的事件信息的汇总化的基准并不限定于与上述的阶层化的水平对应，例如能够针对传感器的每个类别对事件信息进行汇总化，或者基于各种基准对信息进行概括。
[0065]图9是示意性地示出云的自律控制的图。如在图3的说明中叙述的那样，市MS30的控制部30c当因故障等而导致与上位层或者与中位层的通信变得不正常时，仅基于自身收集的事件信息对社会基础设施51?5n进行控制。由此，至少能够在一定期间内防止社会系统的运营出现破绽。即，将必要最小限度的数据保持于各云，因此，各MS能够以关闭在自身的云中的方式继续进行控制。
[0066]此外，也可以在这种情况下也使执行元件50b自身具有自行运转功能，能够期待系统的更稳定的运转。
[0067]图10是示意性地示出第一实施方式的信息以及数据的流动的图。A市以及B市分别具备SCMS (智能社区MS) 30 (市MS30)。电力网、自来水网、铁道网以及交通网遍及A市和B市而构筑，且借助通信网NW的线路相互建立关联。为了避免繁琐，以下对电力网、自来水网进行说明。
[0068]电力网、自来水网均具备传感器50a、执行元件50b。其中，由电力网的传感器50a检测出的事件信息全部上传到相比市镇村水平位于上位层的云、例如国云100的电力MS500中。电力MS500对事件信息进行处理而生成用于控制社会基础设施的数据。该数据被分别发送至A市的市MS30、B市的市MS30。
[0069]A市的市MS30基于所取得的数据以及自身收集到的事件信息对电力网的执行元件50b进行控制。同样地，B市的市MS30也基于从上位层取得的数据以及自身收集到的事件信息对电力网的执行元件50b进行控制。
[0070]对于自来水网也是同样的。即，将从自来水网的传感器50a输出的事件信息全部上传到自来水MS600中。自来水MS600对所收集的事件信息进行处理而生成用于控制社会基础设施的数据。该数据被分别发送至A市的市MS30、B市的市MS30。
[0071]A市的市MS30基于所取得的数据以及自身收集到的事件信息对自来水网的执行元件50b进行控制。同样地，B市的市MS30也基于从上位层取得的数据以及自身收集到的事件信息对自来水网的执行元件50b进行控制。
[0072]如上所述，在第一实施方式中，将利用传感器50a对事件进行检测、并输出的事件信息原封不动地上传到国MSlO并集中储存。然后，根据汇总于国MSlO的数据，并根据中位层以及下位层的阶层化的水平生成最佳化了的事件信息20a。将所生成的事件信息20a从上位层朝下位层发送。事件信息20a的最佳化或者汇总化的基准反映社会系统的阶层化的水平或者社会系统的个别要求(个别需求)。
[0073]S卩，在第一实施方式中，将由传感器进行事件检测并输出的事件信息从下位层的控制系统集中到上位层的控制系统，在下位的控制系统中从上位层取得控制数据，并根据该控制数据对社会基础设施进行控制。此外，下位的控制系统能够基于自身收集到的事件信息，不依存于上位层的控制系统而独自地对社会基础设施进行控制。因而，能够担保从整体和地方的两方面来看的最佳化。尤其是在特定的行政区域、例如在国、县之中与多个市或者社区对应地存在多个下位层的控制系统的情况下，能够实现该特定行政区域整体与各个市或者社区这双方的最佳化。
[0074]第一实施方式例如也能够适用于向电费的实时定价的应用等。即，能够一边对当前的状况进行监视一边对与社会基础设施的运用相关的参数进行控制，因此能够实现精确的控制。
[0075]另外，由传感器50a检测事件并输出的事件信息被上传到国MS10，并且也被上传到县MS60，在各MS10、60中加以储存。接收到事件信息的县MS60与国MSlO同样地，生成最佳化了的事件信息20a。将所生成的事件信息20a从中位层朝下位层发送。事件信息20a的最佳化或者汇总化的基准反映社会系统的阶层化的水平或者社会系统的个别要求(个别需求)。
[0076][第二实施方式]
[0077]在第二实施方式中，将具备社会基础设施的社区作为控制的对象。社区具备支持人们的生活的能源基础设施、自来水基础设施、医疗基础设施等的多种社会基础设施，是能够理解为社会基础设施的集合体的概念。也可以将社区自身理解为社会基础设施的一个方式。将以高水平实现舒适性、安全性、节能性等的社区特别称作智能社区。
[0078]近年来，由开发者、管理公司或者成批接受电力承包公司等管理的方式的社区正在增加。在这种社区中，一般是将从电力公司成批接受的电力分配供给至社区内的多个需求者的方式。作为这种社区，能够举出大型购物中心、高级公寓、工业区或者住宅街等。这种社区也可以理解为社会基础设施的一例。
[0079]在第二实施方式中，考虑对社区进行管理、运营的开发者等的、运营者的存在。例如，可以将从电力公司成批接受电力并分配至社区的经营者等理解为运营者的一例。并且，供应商以能够有偿提供软件的方式告知对该社区进行运营的运营者。
[0080]图11是示出第二实施方式所涉及的社会基础设施控制系统的一例的示意图。图11是相当于将图2所示的市镇村水平的阶层进一步细分的图。在图11中，K县位于上位层。K县的县云200经由通信网NW的线路与国云100以及Y市、P市的各市云300连接。
[0081]其中，Y市的市云300经由通信网NW的线路与多个区域云400连接。在图11中示出K区域、M区域、Y区域的各云。K区域、M区域、Y区域由Y市控制。
[0082]K区域、M区域、Y区域均可以理解为属于Y市的自治体或者自治体组。即，K区域、M区域、Y区域例如可以理解为人们生活的具有某一面积(例如3km四方区域)的区域、工业区、办公街区等。总之，K区域、M区域、Y区域是社区。
[0083]K区域的区域云400、M区域的区域云400、Y区域的区域云400分别具备计算机2以及数据库DB。各区域云400经由通信网NW的线路连接从而保持相互的合作。
[0084]图12是示意性地示出图11所示的系统的主要部分的图。Y市的市云300经由通信网NW的线路与M区域、K区域(以及Y区域)连接。各区域具备供掌管各自的区域的运营者使用的计算机2。
[0085]M区域例如是具有超高层的办公大楼林立的楼房街的社区，K区域例如是具有住宅街的社区。因而，需要对控制M区域的计算机2赋予使M区域特殊化的数据，需要对控制K区域的计算机2赋予使K区域特殊化的数据。
[0086]在通信网NW的线路上连接有供应商云500。通过由最上位层的供应商管理的控制系统提供对各区域的计算机2赋予的数据。
[0087]图13是示出第二实施方式所涉及的社会基础设施控制系统的图。图13所示的系统具备位于最上位层的供应商云500。供应商云500能够与通信网NW的线路连接。供应商云500是由供应商管理、运营的云计算系统，具备供应商MS80以及数据库90。供应商云500例如是具备服务器功能的计算机或者计算机组。计算机具备存储用于实现实施方式所涉及的功能的程序的存储器、以及执行该程序的控制部。
[0088]供应商MS80能够以计算机自身、基于计算机的处理功能的一个、或者数据中心等的方式实现。数据库90可以存储于供应商MS80所具备的储存设备中，也可以存储于与供应商MS80连接的其他的计算机中。
[0089]另一方面，在图13中，例如与K区域、M区域或者Y区域(图11)对应的社区700由社区云600管理。社区云600具备运营者MSI。运营者MSl例如是计算机2 (图11)，与社区云600所具备的数据库40连接。
[0090]社区700具备多个社会基础设施51?5n。社会基础设施51?5n例如是水基础设施、热基础设施、电基础设施、交通基础设施、楼房基础设施等。社会基础设施51?5n分别具备传感器50a、执行兀件50b。
[0091]供应商云500的供应商MS80作为实施方式所涉及的功能块具备收集部10a、数据处理部10b、发送部IOc以及管理部10d。数据库90能够存储事件信息20a和定制数据20b。
[0092]收集部IOa从运营者MSl经由通信网NW的线路收集由传感器50a检测事件并输出的事件信息20a，并将该事件信息20a保存于数据库90。
[0093]数据处理部IOb对储存于数据库90的事件信息20a进行处理而生成运营者MSl对社会基础设施51?5n进行控制所需要的数据。尤其地，数据处理部IOb根据社区700的个别需求进行处理，生成针对每个社区都最佳化了的定制数据20b。最佳化例如包含针对每个社区为必要的数据的提取、平均值的算出等的生成增值等等。将所生成的定制数据20b储存于数据库90。
[0094]例如，如果作为对象的社区是M区域(图12)的话，则例如生成适于面向BEMS的需求响应的数据。如果作为对象的社区是K区域的话，则例如生成适于面向HEMS的需求响应控制、按户的PV系统的控制的数据。这样，根据事件信息20a生成适于社区的特性的数据。
[0095]发送部IOc将由数据处理部IOb生成的数据发送至运营者MSI。管理部IOd基于从运营者MSl上传的社会基础设施51?5n或者针对每个社区的事件信息，对各社会基础设施51?5n、社区进行管理。
[0096]另一方面，运营者MSl具备上传部30a、取得部30c以及控制部30c。上传部30a将由传感器50a检测事件并输出的事件信息经由通信网NW的线路发送至供应商MS80、国MSlO以及县MS60。
[0097]进而，能够在通信网NW的线路上连接县云200、市云300等。虽然为了简化而未作图示，但图13所示的县云200具备与图3所示的县云200相同的结构，具备县MS60以及数据库70。县MS60具备与国MSlO相同的结构，这也与图3相同。此外，图13所示的市云300具备与图3所示的市云300相同的结构，具备市MS30以及数据库40。[0098]图14是示出从运营者MSl经由通信网NW的线路朝供应商MS80、国MSlO以及县MS60发送的事件信息的一例的图。事件信息例如以IP包的形式送出至通信网NW的线路。作为IP包的有效负载，例如记载了由传感器50a检测出的传感数据、与该传感数据相关的社会基础设施的类别、以及用于识别具备该社会基础设施的社区700的信息(Identification:1D)。
[0099]作为IP包的标题，例如记载了发送源(运营者MSI)的IP地址、以及组播地址。供应商MS80、国MS10、县MS60以及市MS30能够通过接收该IP包来收集事件信息。在IP包的有效负载中记载传感数据和基础设施类别的方式也能够同样地应用于第一实施方式。
[0100]返回到图13，取得部30b从供应商MS80取得进行社会基础设施51?5n的控制所需要的数据(定制数据40b)。
[0101]控制部30c基于由取得部30b取得的控制数据向执行元件50b发出控制指示。或者，控制部30c根据由传感器50a检测出的事件信息向执行元件50b发出控制指示。即，控制部30c基于从上位层取得的控制数据或者在地方取得的事件信息的任一个对社会基础设施51?5n进行控制。
[0102]控制部30c相比基于在地方取得的事件信息的控制，优先进行基于从上位层取得的控制数据的控制。这样，通过提高从上位系统进行的控制的优先度，能够优先确保系统整体的最佳化。
[0103]当因在通信网NW的线路中发生故障等而导致在与供应商MS80的通信中发生故障的情况下，控制部30c仅基于自身收集到的事件信息40a对社会基础设施51?5n进行控制。
[0104]数据库40储存事件信息40a以及定制数据40b。其中，事件信息40a是根据由传感器50a检测到的事件而由该传感器50a输出的信息。对于上传到供应商MS80的信息,适当地取舍选择由传感器50a输出的信息中的必要的信息。
[0105]定制数据40b是基于既定的基准对事件信息进行处理而得到的数据，例如是对应具备社会基础设施51?5n的社区的控制需求而特殊化的数据。从供应商MS80取得定制数据40b。
[0106]这样，运营者MSl基于从供应商MS80取得的定制数据对社区700的各基础设施51?5n的传感器50a、执行元件50b进行控制，支持社区700内的市民的舒适且安全的生活。
[0107]如上所述，根据第二实施方式，利用由位于上位层的供应商管理的供应商MS80，基于从与其相比位于下位层的各控制系统接收到的事件信息生成针对社区700最佳化了的定制数据，此外，接收到该数据的运营者MSl的控制部30c基于从供应商MS80取得的数据对社区700进行控制。这样一来,能够构筑供应商向与下位层的控制系统对应的社区的运营者提供定制数据而相应地收费等的商业模式。
[0108]此外，下位的控制系统能够基于自身收集到的事件信息，不依存于与上位层的供应商MS80相关的控制系统而独自对社会基础设施进行控制。因而，能够保证从整体和地方这两方面来看的最佳化。
[0109][第三实施方式]
[0110]在第三实施方式中，对供应商制作针对每个社区都最佳化了的定制数据的顺序进行说明。
[0111]图15是示出第三实施方式所涉及的社会基础设施控制系统的一例的图。图15所示的系统具备供应商云500。供应商云500能够与通信网NW的线路连接。供应商云500是由供应商管理、运营的云计算系统，具备供应商MS80以及数据库90。供应商云500例如是具备服务器功能的计算机或者计算机组。计算机具备存储用于实现实施方式所涉及的功能的程序的存储器、以及执行该程序的控制部。
[0112]供应商MS80能够以计算机自身、基于计算机的处理功能的一个、或者数据中心等的方式实现。数据库90可以存储于供应商MS80所具备的储存设备中，也可以存储于与供应商MS80连接的其他计算机中。
[0113]另一方面，在图15中，例如与K区域、M区域或者Y区域(图11)对应的社区700由社区云600管理。社区云600具备运营者MSI。运营者MSl例如是计算机2 (图11)，与社区云600所具备的数据库40连接。
[0114]社区700具备多个社会基础设施51?5n。社会基础设施51?5n例如是水基础设施、热基础设施、电基础设施、交通基础设施、楼房基础设施等。社会基础设施51?5n分别具备传感器50a、执行兀件50b。
[0115]供应商云500的供应商MS80作为实施方式所涉及的功能块具备收集部10a、数据处理部10b、发送部10c、调出部80c、计数器80a、费用管理部80b以及管理部10d。数据库90能够存储事件信息20a、定制数据20b、算法库90b以及收费数据90a。
[0116]收集部IOa从运营者MSl经由通信网NW的线路对由传感器50a检测事件并输出的事件信息20a进行收集，并将该事件信息20a保存于数据库90。
[0117]数据处理部IOb对储存于数据库90的事件信息20a进行处理而生成运营者MSl对社会基础设施51?5n进行控制所需要的数据。尤其地，数据处理部IOb根据社区700内的个别需求进行处理，生成针对每个社区都最佳化了的定制数据20b。最佳化例如包含针对每个社区为必要的数据的提取、平均值的算出等的生成增值等等。将所生成的定制数据20b储存于数据库90。
[0118]例如，如果作为对象的社区是M区域(图12)，则例如生成适于面向BEMS的需求响应的数据。如果作为对象的社区是K区域的话，则例如生成适于面向HEMS的需求响应控制、按户的PV系统的控制的数据。这样，根据事件信息20a生成适于社区的特性的数据。
[0119]发送部IOc将由数据处理部IOb生成的数据发送至运营者MSI。
[0120]调出部80c从算法库90b调出数据处理部IOb生成控制数据所需要的算法。即，调出部80c从算法库90b针对作为数据处理部IOb的对象的每个社区(地方系统)调出为了生成控制数据所需要的算法。
[0121]尤其地，调出部80c根据该地方系统的个别需求从算法库90b调出作为对象的地方系统的最佳化算法。此外，在多个地方系统被阶层化为多个阶层的情况下(例如图2)，调出部80c基于该地方系统的阶层调出作为对象的地方系统的最佳化算法。将所调出的算法交给数据处理部10b，每当进行控制数据的生成时都使用该算法。
[0122]图16是示出图15所示的算法库90b的一例的图。算法库90b是记录针对每个地方系统(社会基础设施或者社区)的最佳化算法的库。
[0123]S卩，算法库90b是将用于根据传感器信息生成控制数据(定制数据)的运算算法与每个社会基础设施或者每个社区建立对应而记录的库。各算法的实际形态例如可以是以特定的语言记述最佳化函数的代码列，也可以是解码至机械语言水平的二进制数据、或者是将其加密而得到的数据。
[0124]为了进行区分而对各算法赋予例如连续号码。此外，各算法例如针对各个区域所具备的社会基础设施的每个单元化而进行管理。此外，也可以针对每个单元例如根据服务的内容设定S、A、B、…的等级，针对每个等级汇总算法而进行管理。这样的阶层化构造方便对涉及多方面的算法进行管理。
[0125]各算法由该供应商(提供者)更新或者进行版本更新。由此，算法库90b被逐渐地充实。能够构筑每当下载基于自身提供的算法的控制数据时各算法的开发人员都向服务受益者收取相应的收费的商业模式。
[0126]各算法提供怎样的运算功能这样的信息、用于个别地确定各算法的连续号码、更新履历等可以以一览表、XML数据等的形式进行管理。供应商MS30能够根据该通知的内容确定应选择的算法。
[0127]返回到图15，数据处理部IOb基于由调出部80c从算法库90b调出的算法将事件信息20a最佳化，并针对每个地方系统生成控制数据。
[0128]计数器80a对运营者MSl下载社区的控制所需要的控制数据的量进行计数。此处所说的“量”只要是下载的次数、数据量、字节数等的、能够以定量地计数的方式成为收费依据的量，就可以是任意的量。
[0129]费用管理部80b取得由计数器80a计数的量，并基于预先确定的单价算出收费数据90a。例如能够将收费数据90a针对每个社区表格化而进行管理。该收费数据90a存储于供应商MS80的存储部(未图示)或者数据库90中。该收费数据90a例如是对社区云600的运营者、居民等的受益者收费时使用的、对于供应商而言成为收入源的信息。
[0130]管理部IOd基于从运营者 MSl上传的社会基础设施51?5n或者针对每个社区的事件信息，对各社会基础设施51?5n、社区进行管理。
[0131]另一方面，运营者MSl具备上传部30a、取得部30c以及控制部30c。上传部30a将由传感器50a检测出的事件信息经由通信网NW的线路发送至供应商MS80、县MS60以及市MS30。在通信网NW的线路上连接有县云200、市云300等。
[0132]取得部30b从供应商MS80取得社会基础设施51?5n的控制所需要的数据(定制数据40b)。
[0133]控制部30c基于由取得部30b取得的控制数据向执行元件50b发出控制指示。或者，控制部30c根据由传感器50a检测出的事件信息向执行元件50b发出控制指示。即，控制部30c基于从上位层取得的控制数据或者在地方取得的事件信息中的任一个对社会基础设施51?5n进行控制。
[0134]控制部30c相比基于在地方取得的事件信息的控制，优先进行基于从上位层取得的控制数据的控制。这样，通过提高从上位系统进行控制的优先度，能够优先地确保系统整体的最佳化。
[0135]此外，当因在通信网NW的线路中发生故障等而导致在与供应商MS80的通信中发生故障的情况下，控制部30c仅基于自身收集到的事件信息40a对社会基础设施51?5n进行控制。[0136]数据库40储存事件信息40a以及定制数据40b。其中，事件信息40a是根据由传感器50a检测到的事件并由该传感器50a输出的信息。对于上传到供应商MS80的信息,适当地取舍选择由传感器50a输出的信息中的必要的信息。
[0137]定制数据40b是基于既定的基准对事件信息进行处理而得到的数据，例如是对应具备社会基础设施51?5n的社区的控制需求而特殊化的数据。从供应商MS80取得定制数据40b。
[0138]进而，能够在通信网NW的线路上连接县云200、市云300等。虽然为了简化而未作图示，但图15所示的县云200具备与图3或者图13所示的县云200相同的结构,具备县MS60以及数据库70。县MS60具备与国MSlO相同的结构，这也与图3以及图15相同。此外，图15所示的市云300具备与图3或者图13所示的市云300相同的结构，具备市MS30以及数据库40。
[0139]图17是示出图15所示的供应商MS80的一例的功能框图。供应商MS80具备输入输出部14、接口部6、存储部13、中央处理器(CPU:Central Processing Unit)ll以及程序存储器12。即，供应商MS80是通过CPUll执行存储于程序存储器12的程序而发挥功能的计算机。
[0140]输入输出部14是由操作人员等操作的人机界面(操作面板、开关等)。输入输出部14形成图形用户界面(⑶1:Graphical User Interface)环境而接受基于用户的信息输入,此外，向用户提供信息。
[0141]接口部6与通信网NW的线路以及数据库90连接，承担与通信网NW的线路以及各云500、200、300、600之间的通信功能。存储部13存储收费数据90a以及算法库90b。
[0142]程序存储器12存储作为包含该实施方式所涉及的处理功能所需要的命令的程序的、收集程序P1、数据处理程序P2、发送程序P3、调出程序P4、计数程序P5、费用管理程序P6以及管理程序P7。上述程序可以记录于⑶一 ROM等的可移动介质(记录介质)，也可以经由通信线路(包含通信网NW的线路)下载。
[0143]CPUll从程序存储器12读出各程序并进行基于硬件的运算处理，作为其处理功能，具备上述说明的收集部10a、数据处理部10b、发送部10c、调出部80c、计数器80a、费用管理部80b以及管理部10d。
[0144]图18是示出第三实施方式的供应商MS80的处理顺序的一例的流程图。在图18中，供应商MS80经由通信网NW的线路收集在运营者MSl中取得的事件信息(步骤SI)，并将该事件信息储存于数据库90 (步骤S2)。
[0145]接着，供应商MS80执行包含于步骤S3?步骤SlO之间的循环。在循环内，供应商MS80从算法库90b选择与作为对象的社区对应的最佳化算法(步骤S4)。选择的基准如先前说明的那样，例如是选择与作为对象的社区的个别需求相应的算法这样的基准。或者，如果社区(云)被阶层化，则选择的基准例如是基于作为对象的社区(云)的阶层来选择算法这样的基准。接着，供应商MS80调出在步骤S4中选择的算法(步骤S5)。
[0146]接着，供应商MS80使用所调出的算法，根据事件信息20a算出控制数据(步骤S6 )。接着，供应商MS80将所算出的控制数据经由通信网NW的线路朝运营者MSl进行下载发送(步骤S7)。然后，供应商MS80对向运营者MSl下载的控制数据的量进行计数(步骤S8)，并基于计数值算出收费数据90a (步骤S9)。[0147]例如对于作为供应商MS80的对象的社区的全部例如依次执行步骤S3?步骤SlO的循环。如果脱离循环，则处理顺序再次转移到步骤SI，供应商MS80反复进行自事件信息的收集起的处理。另外，也能够以与事件信息的收集以及储存同时进行的方式实施步骤S3?步骤SlO的循环。
[0148]如上所述，根据第三实施方式，将储存于数据库90的事件信息20a根据社区700的需求或者阶层化水平进行最佳化，生成与社区分别相应的控制数据。只要运营者MSl取得所生成的控制数据，并使用该控制数据对社会基础设施51?5n进行控制即可。由此，能够利用云(供应商云500)的资源生成针对每个社区的控制数据，对于社区的运营人(运营者)而言能够获得用于控制社会基础设施51?5n的资源的节约等的利益。
[0149]此外，由于利用上位云对在下位云产生的事件信息20a进行管理，所以也能够得到耐受故障性能的提高等的优点。此外，由于利用能够保障与数据的上传以及下载相关的实时性的通信网NW的线路，所以也能够使与社会基础设施51?5n的控制相关的延迟为最小限度。
[0150]此外，针对每个社区使用合适的算法将事件信息20a汇总，因此，各社区只要在进行社会基础设施51?5n的控制时取得必要最小限度的控制数据即可。即，只要各社区能够取得为了追随社会基础设施51?5n的终端设备的时间常数的必要最小限度的数据，则能够不会丧失控制的实时性而对社会基础设施51?5n进行控制。
[0151]此外，每当生成控制数据并下载时，算出收费数据，针对控制数据的每个受益者管理该收费数据。由此，能够赋予供应商生成控制数据并更新算法的奖励，不要说生活在社区的市民，就是对于软件供应商而言也能够提供有益的社会基础设施控制系统。
[0152]此外，下位的控制系统能够基于自身收集到的事件信息，不依存于上位层的控制系统而独自对社会基础设施进行控制。因而，能够保证从整体和地方这两方面来看的最佳化。
[0153]此外，根据第三实施方式，也可以灵活地应对作为社会系统的社区的变化。S卩，每时每刻都对收集的事件信息进行解析而算出社区的特性，通过反复进行上述处理而能够根据社区的发展或者缩小逐渐扩充算法库。
[0154]另外，本发明并不限定于上述实施方式。例如在实施方式中，可以将从下位层上传的事件信息集中储存在上位层。即，将在最下位层产生的事件信息原封不动地上传到最上位层，由最上位层保持全部的数据。也可以取而代之而在中位层保持全部的数据。总之，只要将全部的数据在任一个云中集中储存、管理即可。
[0155]对本发明的实施方式进行了说明，但该实施方式作为例子而示出，并不意图对发明的范围进行限定。该新的实施方式能够以其他各种方式加以实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、置换、变更。该实施方式及其变形包含于发明的范围及主旨中，并包含于权利要求书所记载的发明和与其等同的范围中。
【权利要求】
1.一种社会基础设施控制系统，具备上位控制系统和下位控制系统，其中，所述下位控制系统具备:传感器，对与社会基础设施相关的事件进行检测并输出事件信息；上传部，将所述事件信息经由通信线路上传到所述上位控制系统；以及控制部，根据来自所述上位控制系统的控制数据或者根据所述事件信息对所述社会基础设施进行控制，所述上位控制系统具备:数据处理部，根据所述事件信息生成为了控制所述社会基础设施而使用的所述控制数据；以及发送部，将所述控制数据经由所述通信线路发送至所述控制部。
2.如权利要求1所述的社会基础设施控制系统，其中，所述社会基础设施控制系统还具备中位控制系统，所述上传部将所述事件信息上传到所述上位控制系统或者所述中位控制系统，所述中位控制系统具备所述数据处理部和所述发送部。
3.如权利要求1和2中任一项所述的社会基础设施控制系统，其中，所述社会基础设施控制系统还具备:存储部，存储多个最佳 化算法；以及调出部，从所述存储部调出作为对象的社会基础设施的最佳化算法，所述数据处理部基于所述调出的最佳化算法将所述事件信息最佳化，并针对所述社会基础设施的每个生成所述控制数据。
4.如权利要求3所述的社会基础设施控制系统，其中，所述调出部根据该社会基础设施的个别需求调出所述作为对象的社会基础设施的最佳化算法。
5.如权利要求3所述的社会基础设施控制系统，其中，所述社会基础设施由任一个控制系统控制，所述调出部基于该社会基础设施的阶层调出所述作为对象的社会基础设施的最佳化算法。
6.如权利要求1和2中任一项所述的社会基础设施控制系统，其中，所述社会基础设施控制系统还具备费用管理部，该费用管理部管理基于关于所述发送的控制数据而预先设定的单价的收费数据。
7.如权利要求1和2中任一项所述的社会基础设施控制系统，其中，当在所述发送的控制数据的接收中发生故障时，所述控制部基于所述检测出的事件信息对所述社会基础设施进行自律控制。
8.如权利要求1和2中任一项所述的社会基础设施控制系统，其中，所述上位控制系统是具备储存所述事件信息的数据库的云计算系统。
9.如权利要求1和2中任一项所述的社会基础设施控制系统，其中，所述传感器针对类别不同的多个社会基础设施的每个检测所述事件信息，所述上传部上传针对所述多个社会基础设施的每个检测出的事件信息，所述社会基础设施控制系统还具备管理部，该管理部基于所述上传的针对所述多个社会基础设施的每个的事件信息对所述多个社会基础设施进行管理。
10.一种上位控制系统的服务器，该上位控制系统能够与下位控制系统进行通信，该下位控制系统具有根据控制数据或者根据社会基础设施的事件信息对所述社会基础设施进行控制的控制装置，该上位控制系统的服务器具备:收集部，从所述下位控制系统收集与所述社会基础设施的事件相关的事件信息；数据库，储存所述收集的事件信息；数据处理部，基于储存于所述数据库的事件信息，生成为了控制所述社会基础设施而使用的控制数据；以及发送部，将所述控制数据发送至所述控制装置。
11.如权利要求10所述的上位控制系统的服务器，其中，所述上位控制系统的服务器还具备:存储部，存储针对多个地方系统的每个的最佳化算法；以及调出部，从所述存储部调出作为对象的地方系统的最佳化算法，所述数据处理部基于所述调出的最佳化算法将存储于所述数据库的事件信息最佳化，针对所述地方系统的每个生成所述控制数据。
12.如权利要求11所述的上位控制系统的服务器，其中，所述调出部根据该地方系统的个别需求调出所述作为对象的地方系统的最佳化算法。
13.如权利要求11所述的上位控制系统的服务器，其中，.在所述多个地方系统被阶层化为多个阶层的情况下，所述调出部基于该地方系统的阶层调出所述作为对象的地方系统的最佳化算法。
14.如权利要求10所述的上位控制系统的服务器，其中，所述上位控制系统的服务器还具备费用管理部，该费用管理部管理基于关于所述发送的控制数据而预先设定的单价的收费数据。
15.一种下位控制系统的服务器，该下位控制系统能够与上位控制系统进行通信，该上位控制系统生成与社会基础设施的控制相关的控制数据，该下位控制系统的服务器具备:收集部，收集与所述社会基础设施的事件相关的事件信息；发送部，将所述收集的事件信息发送至所述上位控制系统；接收部，接收从所述上位控制系统发送的所述控制数据；以及控制部，根据所述接收的控制数据或者根据所述事件信息对所述社会基础设施进行控制。
16.如权利要求15所述的下位控制系统的服务器，其中，当在所述控制数据的接收中发生故障时，根据所述收集的事件信息对所述社会基础设施进行自律控制。
17.—种控制方法，能够应用于具备上位控制系统和下位控制系统的社会基础设施控制系统中，其中，所述下位控制系统对与社会基础设施相关的事件进行检测并输出事件信息，所述下位控制系统将所述事件信息经由通信线路上传到所述上位控制系统，所述上位控制系统基于所述事件信息生成为了控制所述社会基础设施而使用的控制数据，所述上位控制系统将所述控制数据经由所述通信线路发送至所述下位控制系统，所述下位控制系统根据所述控制数据或者根据事件信息对所述社会基础设施进行控制。
18.如权利要求17所述的控制方法，其中，所述生成包括:从存储有多个最佳化算法的存储部调出作为对象的社会基础设施的最佳化算法；以及基于所述调出的最佳化算法将所述事件信息最佳化，针对所述社会基础设施的每个生成所述控制数据。
19.如权利要求17所述的控制方法，其中，进一步，所述上位控制系统管理基于关于所述发送的控制数据而预先设定的单价的收费数据。
20.一种控制方法，能够应用于社会基础设施控制系统的上位控制系统中，该社会基础设施控制系统具备所述上位控制系统以及具有根据控制数据或者根据社会基础设施的事件信息对所述社会基础设施进行控制的控制装置的下位控制系统，在该控制方法中，基于从所述下位控制系统上传的、与社会基础设施相关的事件所涉及的事件信息，生成为了控制所述社会基础设施而使用的控制数据，将所述控制数据经由通信线路发送至所述下位控制系统。
21.如权利要求20所述 的控制方法，其中，所述生成包括:从存储有多个最佳化算法的存储部调出作为对象的社会基础设施的最佳化算法；以及基于所述调出的最佳化算法将所述事件信息最佳化，针对所述社会基础设施的每个生成所述控制数据。
22.如权利要求20所述的控制方法，其中，进一步，管理基于关于所述发送的控制数据而预先设定的单价的收费数据。
23.—种控制方法，能够应用于具备上位控制系统和下位控制系统的社会基础设施控制系统的所述下位控制系统中，在该控制方法中，对与社会基础设施相关的事件进行检测并输出事件信息，将所述事件信息经由通信线路上传到所述上位控制系统，根据基于所述上传的事件信息而由所述上位控制系统生成并发送的控制数据或者根据所述事件信息，对所述社会基础设施进行控制。
24.一种程序，包含用于使计算机执行权利要求17至23中任一项所述的方法的命令。
【文档编号】G06Q50/00GK103430204SQ201380000256
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2013年3月12日 优先权日:2012年3月30日
【发明者】松田善之, 落合信, 小林義孝, 杉山元勇 申请人:株式会社东芝