JP2017191395A - Management apparatus and control method - Google Patents
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Abstract
【課題】計測頻度を増加させるセンサを適切に選定可能とする技術や、計測頻度を増加させる時機を適切に判断可能とする技術を提供すること。【解決手段】関係センサ組算出部212が、センサの計測データに基づく所定の相関関係算出処理を実行して、所定の関係性を有するセンサの組み合わせを算出する。そして、算出された組み合わせの変化が所定の監視レベルに達したことを示す所定の検出条件を満たしたことが検出部216により判定されると、設定変更センサ選定部218が、満たしたと判定された検出条件に係るセンサの組み合わせに基づいて、計測頻度を変更するセンサを選定する。そして、設定変更制御部220が、選定されたセンサの計測頻度を、検出条件を満たさないと判定されたときよりも高頻度となるように設定変更する制御を行う。【選択図】図9The present invention provides a technique capable of appropriately selecting a sensor for increasing a measurement frequency and a technique capable of appropriately determining a timing for increasing the measurement frequency. A relationship sensor set calculation unit 212 executes a predetermined correlation calculation process based on sensor measurement data to calculate a combination of sensors having a predetermined relationship. When the detection unit 216 determines that a predetermined detection condition indicating that the calculated change in the combination has reached a predetermined monitoring level is satisfied, the setting change sensor selection unit 218 determines that the change has been satisfied. A sensor whose measurement frequency is changed is selected based on a combination of sensors related to the detection condition. Then, the setting change control unit 220 performs control to change the setting so that the measurement frequency of the selected sensor becomes higher than when it is determined that the detection condition is not satisfied. [Selection] Figure 9
Description
本発明は、監視対象物にセンサを分散配置し、各センサの計測データに基づいて監視対象物の状態を監視するセンサネットワークの技術に関する。 The present invention relates to a sensor network technique in which sensors are arranged in a distributed manner on a monitoring object and the state of the monitoring object is monitored based on measurement data of each sensor.
トンネル、橋梁、高架線、建物、地盤、傾斜地といった監視対象物に分散設置した多数のセンサでなる無線センサネットワークを利用して、監視対象物の状態を監視する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。 A technique for monitoring the state of an object to be monitored using a wireless sensor network including a large number of sensors dispersedly installed on an object to be monitored such as a tunnel, a bridge, an overhead line, a building, the ground, and an inclined land (for example, Patent Document 1).
無線センサネットワークにおいて、あるセンサの計測結果が、ある変状の兆候を示している場合には、例えば、次のような対処法が望まれる。すなわち、第1の対処法は、その変状の兆候を示したセンサの計測時間間隔を短縮して計測頻度を増加させることである。第2の対処法は、変状の兆候を示したセンサ以外のセンサについても、計測時間間隔を短縮して計測頻度を増加させることである。 In the wireless sensor network, when the measurement result of a certain sensor indicates a sign of certain deformation, for example, the following countermeasure is desired. That is, the first countermeasure is to increase the measurement frequency by shortening the measurement time interval of the sensor that shows the sign of the deformation. The second countermeasure is to shorten the measurement time interval and increase the measurement frequency for sensors other than the sensor that has shown signs of deformation.
何れの対処法も、計測頻度を増加させることで時間的に密度の高い詳細なデータを取得する方策である。これは、注意や警戒を要する事象の一刻も早い発生検知を可能としたり、検知の確度(正確性)を上げることを目的としている。 Each of the countermeasures is a measure for acquiring detailed data with high temporal density by increasing the measurement frequency. The purpose of this is to make it possible to detect the occurrence of an event requiring attention or alert as soon as possible, or to increase the accuracy (accuracy) of detection.
そこで、上述の対処法を具体的に実現する単純な方法として、変状の兆候が少しでも現れた場合には、全てのセンサの計測頻度を増加させれば良いとも考えられる。 Therefore, as a simple method for specifically realizing the above-described countermeasure, it is considered that the measurement frequency of all the sensors may be increased when any signs of deformation appear.
しかしながら、無線センサネットワークに利用されるセンサは、通常、バッテリ駆動である。そのため、できるだけ計測に係る動作頻度を低減させて電力消費を抑え、バッテリの交換に要するメンテナンスコストを低減させたいという要望がある。 However, sensors used in wireless sensor networks are typically battery powered. Therefore, there is a demand to reduce the operation cost related to measurement as much as possible to suppress power consumption and reduce the maintenance cost required for battery replacement.
そのため、計測頻度を増加させるセンサを適切に選定する技術や、計測頻度を増加させる時機を適切に判断するための技術が要求される。
本発明は、上記事情に鑑みて考案されたものである。
Therefore, a technique for appropriately selecting a sensor that increases the measurement frequency and a technique for appropriately determining when to increase the measurement frequency are required.
The present invention has been devised in view of the above circumstances.
上述した課題を解決するための第1の発明は、バッテリ(例えば、図2のバッテリ39)及び無線通信部(例えば、図2の無線通信部33)を有する計測頻度を設定変更可能な複数のセンサ(例えば、図1のセンサS)を監視対象物(例えば、図1の監視対象物10)に分散配置し、前記センサそれぞれの計測データに基づいて管理装置(例えば、図1の管理装置20)が前記監視対象物の状態を監視するセンサネットワークの前記管理装置であって、
前記計測データに基づく所定の相関関係算出処理を実行して、所定の関係性を有する前記センサの組み合わせを算出する算出手段(例えば、図9の関係センサ組算出部212)と、
前記組み合わせの変化が所定の監視レベルに達したことを示す所定の検出条件を満たしたかを判定する変化判定手段(例えば、図9の検出部216)と、
前記変化判定手段により満たしたと判定された場合に、前記組み合わせに基づいて前記計測頻度を変更するセンサを選定する選定手段(例えば、図9の設定変更センサ選定部218)と、
前記選定手段により選定されたセンサの前記計測頻度を、前記変化判定手段により満たさないと判定されたときよりも高頻度となるように設定変更する制御を行う計測頻度設定制御手段(例えば、図9の設定変更制御部220)と、
を備えた管理装置である。
A first invention for solving the above-described problem includes a plurality of measurement frequencies having a battery (for example, the
A calculation unit (for example, the relationship sensor
Change determination means (for example, the
A selection unit (for example, a setting change
A measurement frequency setting control means (for example, FIG. 9) that performs control to change the setting so that the measurement frequency of the sensor selected by the selection means becomes higher than when it is determined that the change determination means does not satisfy it. Setting change control unit 220),
It is the management apparatus provided with.
また、他の発明として、バッテリ及び無線通信部を有する計測頻度を設定変更可能な複数のセンサを監視対象物に分散配置し、前記センサそれぞれの計測データに基づいて管理装置が前記監視対象物の状態を監視するセンサネットワークの制御方法であって、
前記計測データに基づく所定の相関関係算出処理を実行して、所定の関係性を有する前記センサの組み合わせを算出することと(例えば、図3のステップT5〜T7)、
前記組み合わせの変化が所定の監視レベルに達したことを示す所定の検出条件を満たしたかを判定することと(例えば、図3のステップT9)、
前記検出条件を満たしたと判定された場合に、前記組み合わせに基づいて前記計測頻度を変更するセンサを選定することと(例えば、図3のステップT13)、
前記選定されたセンサの前記計測頻度を、前記検出条件を満たさないと判定されたときよりも高頻度となるように設定変更する制御を行うことと(例えば、ステップT15)、
を含む制御方法を構成することとしてもよい。
Further, as another invention, a plurality of sensors having a battery and a wireless communication unit capable of setting and changing the measurement frequency are distributed and arranged on the monitoring target, and the management device determines whether the monitoring target is based on the measurement data of each sensor. A sensor network control method for monitoring a state,
Executing a predetermined correlation calculation process based on the measurement data to calculate a combination of the sensors having a predetermined relationship (for example, steps T5 to T7 in FIG. 3);
Determining whether a predetermined detection condition indicating that the change in the combination has reached a predetermined monitoring level is satisfied (for example, step T9 in FIG. 3);
Selecting a sensor that changes the measurement frequency based on the combination when it is determined that the detection condition is satisfied (for example, step T13 in FIG. 3);
Performing control to change the setting of the measurement frequency of the selected sensor so as to be higher than when it is determined that the detection condition is not satisfied (for example, step T15);
It is good also as comprising the control method containing these.
この第1の発明等によれば、計測データに基づく所定の関係性を有するセンサの組み合わせが算出され、その組み合わせの変化が所定の検出条件を満たすことで所定の監視レベルに達したことが検出された場合には、その組み合わせに基づいて計測頻度を変更するセンサが選定されて、当該センサの計測頻度が高頻度となるように設定変更される。すなわち、計測データに基づく所定の関係性を有するセンサの組み合わせの変化が、所定の検出条件を満たすような変化である場合には、監視対象物に何らかの変状、或いは変状の兆候が発生していると言えるため、この時機を適切に検出することができる。そして、検出条件を満たすように変化した組み合わせに基づいて、計測頻度を変更するセンサが選定されるため、計測頻度を変更するセンサを適切に選定することができる。 According to the first aspect of the invention, a combination of sensors having a predetermined relationship based on measurement data is calculated, and it is detected that a change in the combination has reached a predetermined monitoring level by satisfying a predetermined detection condition. In the case where the sensor frequency is changed, a sensor for changing the measurement frequency is selected based on the combination, and the setting is changed so that the measurement frequency of the sensor becomes high. In other words, if the change in the combination of sensors having a predetermined relationship based on the measurement data is a change that satisfies a predetermined detection condition, some change or a sign of a change occurs in the monitored object. Therefore, it is possible to appropriately detect this moment. And since the sensor which changes measurement frequency is selected based on the combination changed so that detection conditions may be satisfied, the sensor which changes measurement frequency can be selected appropriately.
第2の発明は、
前記算出手段が、前記相関関係算出処理を実行することで前記センサ間の相関関係指標値を算出し、当該相関関係指標値に基づいて当該センサ間の前記関係性の有無を判定し、
前記計測頻度設定手段が、前記選定手段により選定されたセンサの前記相関関係指標値に基づいて、設定変更する計測頻度を決定する、
第1の発明の管理装置である。
The second invention is
The calculation means calculates the correlation index value between the sensors by executing the correlation calculation process, determines the presence or absence of the relationship between the sensors based on the correlation index value,
The measurement frequency setting means determines a measurement frequency to be changed based on the correlation index value of the sensor selected by the selection means.
It is the management apparatus of 1st invention.
この第2の発明によれば、センサ間の関係性の有無の判定に用いた相関関係指標値に基づいて、設定変更する計測頻度を決定することができる。従って、センサ間の関係性と計測頻度とを関連付けて計測頻度を設定変更することが可能になるため、より適切な計測頻度に設定変更することが可能となる。 According to the second aspect of the invention, the measurement frequency for setting change can be determined based on the correlation index value used for determining the presence or absence of the relationship between the sensors. Accordingly, the measurement frequency can be set and changed by associating the relationship between the sensors and the measurement frequency, and thus the setting can be changed to a more appropriate measurement frequency.
第3の発明は、
前記算出手段が、前記相関関係算出処理においてマハラノビス距離を前記相関関係指標値として算出し、前記マハラノビス距離が長いことを示す所定の長大閾値条件を満たした前記センサ間を前記関係性有りと判定する、
第2の発明の管理装置である。
The third invention is
The calculation means calculates a Mahalanobis distance as the correlation index value in the correlation calculation process, and determines that the relationship between the sensors satisfying a predetermined long threshold condition indicating that the Mahalanobis distance is long ,
It is the management apparatus of 2nd invention.
この第3の発明によれば、相関関係指標値としてマハラノビス距離を利用することができる。 According to the third aspect of the invention, the Mahalanobis distance can be used as the correlation index value.
第4の発明は、
前記算出手段が、前記相関関係算出処理により算出された前記相関関係指標値が所定の依存関係条件を満たす前記センサ間を前記関係性有りと判定する、
第2の発明の管理装置である。
The fourth invention is:
The calculating means determines that the correlation exists between the sensors in which the correlation index value calculated by the correlation calculation process satisfies a predetermined dependency relationship;
It is the management apparatus of 2nd invention.
この第4の発明によれば、相関関係指標値が所定の依存関係条件を満たす場合に、互いのセンサ間に依存関係があるとみなして、当該センサ間を関係性有りと判定することができるようになる。従って、検出条件を満たすような依存関係の変化が生じた場合に、計測頻度を増加させることができるようになる。 According to the fourth aspect of the present invention, when the correlation index value satisfies a predetermined dependency condition, it can be determined that there is a relationship between the sensors, and the sensors are determined to have a relationship. It becomes like this. Therefore, the measurement frequency can be increased when a change in the dependency relationship that satisfies the detection condition occurs.
第5の発明は、
前記変化判定手段が、複数の前記監視レベルそれぞれの前記検出条件を満たすかを判定し、
前記計測頻度設定手段が、前記変化判定手段により満たしたと判定された前記検出条件に係る監視レベルが高いほど、前記計測頻度を増加させるように設定変更する(例えば、図8の計測頻度設定データ370)、
第1〜第4の何れかの発明の管理装置である。
The fifth invention is:
The change determination means determines whether the detection condition for each of the plurality of monitoring levels is satisfied;
The measurement frequency setting unit changes the setting so as to increase the measurement frequency as the monitoring level related to the detection condition determined to be satisfied by the change determination unit is higher (for example, the measurement
The management apparatus according to any one of the first to fourth aspects.
この第5の発明によれば、より高い監視レベルの検出条件が満たされるほど、計測頻度を増加させることができるようになる。 According to the fifth aspect, the measurement frequency can be increased as the detection condition of a higher monitoring level is satisfied.
第6の発明は、
前記検出条件が、監視対象とする変状事象別、及び/又は、前記複数のセンサの中から予め定められた基準センサ別に複数定められており(例えば、図6の第1の検出条件データ361,図7の第2の検出条件データ362)、
前記変化判定手段が、前記検出条件それぞれを満たしたかを判定し、
前記選定手段が、前記変化判定手段により満たしたと判定された前記検出条件に係る前記組み合わせに基づき、前記計測頻度を変更するセンサを選定する、
第1〜第5の何れかの発明の管理装置である。
The sixth invention is:
A plurality of the detection conditions are determined for each of the abnormal events to be monitored and / or for each of the predetermined reference sensors among the plurality of sensors (for example, the first detection condition data 361 in FIG. 6). , Second detection condition data 362) in FIG.
The change determination means determines whether each of the detection conditions is satisfied,
The selection means selects a sensor for changing the measurement frequency based on the combination relating to the detection condition determined to be satisfied by the change determination means.
The management device according to any one of the first to fifth inventions.
この第6の発明によれば、監視対象とする変状事象別、及び/又は、複数のセンサの中から予め定められた基準センサ別に検出条件が定められており、何れかの検出条件を満たした場合に、満たした検出条件に係るセンサの組み合わせに基づいて、計測頻度を変更するセンサが選定される。よって、計測頻度を変更するセンサの選定をより適切に行うことが可能となる。 According to the sixth aspect of the invention, the detection condition is determined for each of the abnormal events to be monitored and / or for each reference sensor determined in advance from a plurality of sensors, and satisfies any detection condition. In this case, a sensor that changes the measurement frequency is selected based on the combination of sensors according to the satisfied detection condition. Therefore, it is possible to more appropriately select a sensor that changes the measurement frequency.
より具体的には、第7の発明として、
前記検出条件が、少なくとも前記基準センサ別に複数定められており、
前記選定手段が、前記変化判定手段により満たしたと判定された前記検出条件に係る前記組み合わせのうち、当該検出条件に係る前記基準センサと、当該基準センサとの間で前記関係性を有すると判定されたセンサとを、前記計測頻度を変更するセンサとして選定する、
第6の発明の管理装置を構成することとしてもよい。
More specifically, as a seventh invention,
A plurality of the detection conditions are determined for at least the reference sensor,
Of the combinations related to the detection condition determined to be satisfied by the change determination means, the selection means is determined to have the relationship between the reference sensor related to the detection condition and the reference sensor. Selected as a sensor for changing the measurement frequency,
It is good also as comprising the management apparatus of 6th invention.
第8の発明は、
前記検出条件が、前記監視レベルに達する場合に取り得る前記組み合わせの時系列な変化経過を示す時系列変化パターンに基づいて定められており、
前記変化判定手段が、前記算出手段により算出された前記センサの組み合わせの時系列経過を前記時系列変化パターンと比較して前記検出条件を満たすかを判定する、
第1〜第7の何れかの発明の管理装置である。
The eighth invention
The detection condition is determined based on a time series change pattern indicating a time series change progress of the combination that can be taken when the monitoring level is reached,
The change determination means determines whether the detection condition is satisfied by comparing the time series progress of the sensor combination calculated by the calculation means with the time series change pattern;
The management apparatus according to any one of the first to seventh inventions.
この第8の発明によれば、所定の関係性を有するセンサの組み合わせの時系列経過でもって、検出条件を満たすかが判定されるため、計測頻度を増加させる時機をより適確に判断することが可能となる。 According to the eighth aspect of the present invention, since it is determined whether the detection condition is satisfied by the time series of the combination of sensors having a predetermined relationship, it is possible to more accurately determine the timing for increasing the measurement frequency. Is possible.
図1は、本実施形態のセンサネットワークシステム1の構成の一例を示す図である。また、図2は、センサネットワークシステム1に用いられるセンサSの機能構成を示す図である。センサネットワークシステム1は、監視対象物10の各所に分散配置された多数のセンサSでなるセンサネットワークと、中継装置15と、管理装置20とを備えて構成される。各センサSと中継装置15との間は無線通信で接続され、中継装置15と管理装置20との間はネットワークNで通信接続されている。ネットワークNは、データ通信が可能な通信路を意味し、専用線(専用ケーブル)やイーサネット(登録商標)等によるLAN(Local Area Network)の他、電話通信網やケーブル網、インターネット等の通信網を含む意味であり、また、通信方法については有線/無線を問わない。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a
監視対象物10は、例えば、トンネル、橋梁、高架線、建物、地盤、傾斜地といった、センサネットワークの監視対象として想定される対象物であれば何れでも構わない。
The
センサSは、温度センサや照度センサ、歪みセンサ、振動センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ等の複数種類のセンサが含まれる。各センサSは計測頻度設定値38に設定された計測頻度に応じた計測時間間隔で計測を行って、計測データを中継装置15へ送信する。中継装置15は、各センサSから送信された計測データを随時、管理装置20へ送信する。本実施形態では、中継装置15は、各センサSから送信されてきた計測データを直ちに管理装置20に送信する構成とするが、各センサSの最も高い計測頻度(最も短い計測時間間隔)よりも高い頻度(短い時間間隔)で送信することとして、その間は計測データを蓄積して纏めて管理装置20へ送信することとしても良い。
The sensor S includes a plurality of types of sensors such as a temperature sensor, an illuminance sensor, a strain sensor, a vibration sensor, an acceleration sensor, and a gyro sensor. Each sensor S measures at a measurement time interval corresponding to the measurement frequency set in the measurement
センサSは、図2に示すように、計測部31と、無線通信部33と、タイマ35と、メモリ37と、バッテリ39とを備える。計測部31は、当該センサSの主たる機能部であり、例えば加速度センサであれば加速度といった、計測対象の物理量やその変化量を計測する装置である。タイマ35は、メモリ37に記憶されている計測頻度設定値38に設定された計測頻度に応じた計測時間間隔を計測する計時部である。バッテリ39は、センサSの動作電力を供給するための二次電池や乾電池等である。バッテリ39の蓄電電力が無くなる前に、センサSの交換、或いは、バッテリ39の交換が行われる。
As shown in FIG. 2, the sensor S includes a
管理装置20は、コンピュータによって実現され、そのコンピュータのシステム構成としては、1台のコンピュータ装置で構成することとしてもよいし、複数台のコンピュータ装置が通信網を介して接続された構成としてもよい。管理装置20が中継装置15を介さずに各センサSと無線通信を行う構成とすることも可能である。その場合には中継装置15が不要となる。
The
管理装置20は、各センサSの計測データに基づいて監視対象物10の変状の発生、或いは、変状の兆候を検知して、警報や注意報を発する。また、各センサSの計測頻度を設定変更する制御を行う。具体的には、各センサSの計測データに基づく所定の相関関係算出処理を実行して、所定の関係性を有するセンサSの組み合わせを算出し、算出した組み合わせの変化が所定の監視レベルに達したことを示す所定の検出条件を満たした場合に、当該組み合わせに基づいて計測頻度を変更するセンサSを選定する。そして、選定したセンサSの計測頻度を、検出条件を満たさなかったと判定されたときよりも高頻度となるように設定変更する。
Based on the measurement data of each sensor S, the
管理装置20が行う処理について、より詳細に説明する。図3は、管理装置20が行う処理であるセンサネットワーク制御処理の流れを説明するためのフローチャートである。
まず、管理装置20は、初期動作として、各センサSからの計測データの取得を開始する(ステップT1)。そして、監視を行う検査頻度(検査周期ともいえる)に従って、検査タイミングの到来ごとにステップT5〜T27の処理を行う(ステップT3:YES)。検査タイミングは、各センサSに設定されている最も高い計測頻度(最も短い計測時間間隔)に応じて設定され(ステップT17,T27)、例えば、当該最も高い計測頻度と同等に設定することができる。
Processing performed by the
First, the
検査タイミングが到来すると(ステップT3:YES)、管理装置20は、各センサS間の相関関係指標値を算出する相関関係算出処理を実行し(ステップT5)、算出した相関関係指標値を用いて所定の関係性を有するセンサSの組み合わせである関係センサ組を判定する(ステップT7)。
When the inspection timing arrives (step T3: YES), the
相関関係算出処理および関係センサ組の判定について具体的な手法を2つ説明する。第1の手法はMT(マハラノビス・タグチ)法を用いた手法であり、第2の手法は依存関係に基づく手法である。 Two specific methods for the correlation calculation processing and the determination of the relationship sensor set will be described. The first method is a method using the MT (Mahalanobis Taguchi) method, and the second method is a method based on dependency relations.
第1の手法について説明する。図4は、第1の手法に基づくセンサS間の関係性の判定を説明するための図である。図4では、2つのセンサS1,S2を判定対象とした例を示している。第1の手法では、2つのセンサSの計測データ間の関係性は、各センサSそれぞれの過去の所定期間における計測データを多変数としたMT(マハラノビス・タグチ)法を用いて判定する。MT法自体は公知であるため、詳細な説明は省略するが、本実施形態の第1の手法への適用に当たっての具体的な応用内容を説明する。まず、図4において、計測時刻t0を検査タイミングにおける判定対象の時刻とする。この判定対象時刻t0から遡った過去の所定期間における各計測時刻t−1,t−2、・・におけるセンサS1,S2それぞれの計測データD1−1,D1−2、・・,D2−1,D2−2、・・を単位空間とし、時刻t0におけるセンサS1,S2それぞれの計測データD1−0,D2−0を判定対象サンプルとして、単位空間と判定対象サンプルとの間のマハラノビス距離を算出する。マハラノビス距離が所定の閾値以下ならば“関係性無し”と判定し、閾値を超えるならば“関係性有り”と判定する。すなわち、ここで言う“関係性有り”とは、センサS1,S2間の状態が、通常状態(平常状態)の関係を超えた状態(例えば、変状状態、或いは変状の兆候を示している状態)にあることを意味する。換言すると、“関係性無し”とは、センサS1,S2間の状態が通常状態(平常状態)に相応する状態にあることを意味する。
The first method will be described. FIG. 4 is a diagram for explaining the determination of the relationship between the sensors S based on the first method. FIG. 4 shows an example in which two sensors S1 and S2 are determined. In the first method, the relationship between the measurement data of the two sensors S is determined using an MT (Mahalanobis Taguchi) method in which the measurement data of each sensor S in the past predetermined period is a multivariable. Since the MT method itself is publicly known, detailed description thereof is omitted, but specific application contents in applying the present embodiment to the first method will be described. First, in FIG. 4, the time of the determination target in the inspection timing measurement time t 0. Each measurement time t -1 in a predetermined period in the past going back from the determination target time t 0, t -2, the sensor S1 at · ·, S2 each measurement data D 1-1, D 1-2, ··, D 2-1 , D 2-2 ,... Are unit spaces, and the measurement data D 1-0 and D 2-0 of the
第1の手法では、マハラノビス距離が相関関係指標値に相当し、マハラノビス距離の算出が相関関係算出処理に相当する。そして、関係性有りと判定したセンサS間の組み合わせに基づいて関係センサ組が判定される。 In the first method, the Mahalanobis distance corresponds to a correlation index value, and the calculation of the Mahalanobis distance corresponds to a correlation calculation process. Then, a related sensor set is determined based on a combination between the sensors S determined to have a relationship.
例えば、図5に一例を示すように、収集された計測データから、計測時刻t別の関係センサ組を算出することができる。図5において、時刻t1においては、センサS1とS2間、S1とS5間、S2とS5間が関係性有りと判定されている。このときの関係性有りと判定されたセンサ間の組み合わせを関係センサ組αとする。時刻t2,t3でも同様の関係センサ組αが判定されているが、時刻t4では、関係性有りと判定されたセンサ間の組み合わせが変化して、センサS1とS2間、S1とS5間、S1とS3間、S3とS5間で関係性有りと判定されている。このときの関係性有りと判定されたセンサ間の組み合わせを関係センサ組γとする。このように、関係センサ組が、検査タイミングの到来毎に判定されることとなる。 For example, as shown in FIG. 5, a related sensor set for each measurement time t can be calculated from the collected measurement data. In FIG. 5, at time t1, it is determined that there is a relationship between the sensors S1 and S2, between S1 and S5, and between S2 and S5. A combination between sensors determined to have a relationship at this time is defined as a relationship sensor set α. The same relational sensor set α is determined at times t2 and t3, but at time t4, the combination between the sensors determined to have a relationship changes to change between sensors S1 and S2, between S1 and S5, and S1. Between S3 and S3, and between S3 and S5. A combination between sensors determined to have a relationship at this time is defined as a relationship sensor set γ. In this way, the related sensor set is determined every time the inspection timing arrives.
また、図5のセンサ間に記した数値は、正規化したマハラノビス距離の一例を示している。ここでは、関係性有りとするマハラノビス距離の閾値を0.6とし、この閾値以上に長大なマハラノビス距離の場合に関係性有りとした。 Moreover, the numerical value described between the sensors of FIG. 5 has shown an example of the normalized Mahalanobis distance. Here, the threshold value of the Mahalanobis distance for which there is a relationship is set to 0.6, and the relationship is determined to be relevant when the Mahalanobis distance is longer than this threshold value.
次に第2の手法について説明する。第2の手法では、2つのセンサS間の計測データについて多変量自己回帰モデル(VAR)を適用し、VARで求めた予測値と実測値とのズレに基づいてその2つのセンサS間の依存関係指標値を決定する。この依存関係指標値が相関関係指標値に相当する。 Next, the second method will be described. In the second method, the multivariate autoregressive model (VAR) is applied to the measurement data between the two sensors S, and the dependence between the two sensors S is based on the deviation between the predicted value obtained by VAR and the actual measurement value. Determine the relationship index value. This dependency index value corresponds to the correlation index value.
センサSaとセンサSb間の依存関係指標値を算出する場合を例に挙げて説明する。まず、センサSaが計測する予測値a^tを算出する時系列モデルを構築する。具体的には、予測値a^tを目的変数とし、センサSaの過去の測定データ{at-1,at-2,…,at-k}及びセンサSbの過去の測定データ{bt-1,bt-2,…,bt-k}を説明変数とする回帰分析により次式(1)の定数β(βa1,βa2,…,βak,βb1,βb2,…,βbk)を決定する。
a^t=β0
+βa1×at-1+βa2×at-2+…
+βb1×bt-1+βb2×bt-2+… ・・・式(1)
A case where the dependency relationship index value between the sensor Sa and the sensor Sb is calculated will be described as an example. First, a time series model for calculating the predicted value a t measured by the sensor Sa is constructed. Specifically, using the predicted value a ^ t as an objective variable, past measurement data {a t-1 , a t-2 ,..., A tk } of the sensor Sa and past measurement data {b of the sensor Sb t-1 , b t-2 ,..., b t−k } are explanatory variables, and constants β (β a1 , β a2 ,..., β ak , β b1 , β b2 , ..., β bk ) is determined.
a ^ t = β 0
+ Β a1 × a t−1 + β a2 × a t−2 +...
+ Β b1 × b t−1 + β b2 × b t−2 +... Formula (1)
次に、検査タイミングである時刻t〜過去所定時間分までのセンサSaによる実測値(計測データ)の平均値amを算出し、次式(2)にて求めた時系列モデルの決定係数を算出する。
決定係数=Σt(a^t-at)2/Σt(at-am)2 ・・・式(2)
Then, an average value a m of the actual measurement value measured by the sensors Sa to the time t~ past predetermined period of time is an inspection timing (measurement data), the coefficient of determination of the time-series model obtained by the following formula (2) calculate.
Determining coefficient = Σ t (a t −a t ) 2 / Σ t (a t −a m ) 2 Equation (2)
そして、算出した決定係数の値を、センサSaとセンサSb間の依存関係指標値とする。依存関係指標値は、センサS間の相関関係の強さを示す値とも言うことができる。
第2の手法では、依存関係指標値(決定係数の値)が相関関係指標値に相当し、依存関係指標値の算出が相関関係算出処理に相当する。そして、依存関係指標値が所定の基準値以上の場合を関係性有りと判定することで、関係センサ組が判定される。
Then, the calculated determination coefficient value is set as a dependency index value between the sensor Sa and the sensor Sb. The dependency index value can also be said to be a value indicating the strength of the correlation between the sensors S.
In the second method, the dependency index value (determination coefficient value) corresponds to the correlation index value, and the calculation of the dependency index value corresponds to the correlation calculation process. Then, the relationship sensor set is determined by determining that there is a relationship when the dependency index value is equal to or greater than a predetermined reference value.
この第2の手法によって判定された関係センサ組も、例えば、図5のように示すことができる。この場合の図5に示したセンサS間の数値は、依存関係指標値(その正規化した値)となる。依存関係指標値が所定の基準値以上となったセンサS間の組み合わせが関係センサ組として、各時刻(各検査タイミング)で判定されることとなる。 The relational sensor set determined by the second method can also be shown, for example, as shown in FIG. The numerical value between the sensors S shown in FIG. 5 in this case is a dependency index value (its normalized value). A combination between the sensors S whose dependency index value is equal to or greater than a predetermined reference value is determined as a related sensor set at each time (each inspection timing).
図3に戻り、当該検査タイミングにおける関係センサ組の判定まで終了した(ステップT7)の後、管理装置20は、関係センサ組の変化が、所定の監視レベルに達したことを示す所定の検出条件を満たしたかを判定する(ステップT9)。この判定に用いる検出条件のデータの例を図6,7に示す。
Returning to FIG. 3, after completing the determination of the related sensor set at the inspection timing (step T <b> 7), the
図6は、第1の検出条件データ361(検出条件データ360)の例を示す図である。第1の検出条件データ361には、監視対象物10で発生が想定される変状事象毎に、当該変状事象に対する基準センサと、各監視レベルに対応する関係センサ組の時系列変化パターンとが定められている。変状事象は、例えば、監視対象物10の位置および当該位置に生じ得る状態変化(例えば、ひび割れや歪み、変位など)毎に定義される。各変状事象には、当該変状の発生或いは当該変状の予兆を検知する主たる役目を果たすセンサSが、基準センサとして対応付けられる。図6の例では、変状事象“a”に対して基準センサとして“S1”が対応付けられている。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the first detection condition data 361 (detection condition data 360). The first detection condition data 361 includes, for each abnormal event that is assumed to occur in the
監視レベルは、本実施形態ではレベル1〜3の3つとするが、4以上であってもよいし1や2としてしもよい。第1の検出条件データ361には、当該変状事象に対する各監視レベルの検出条件として、関係センサ組の時系列変化パターンが複数定められている。例えば、図6において、関係センサ組の時系列変化が、α→α→α→γであった場合には、変状事象“a”の監視レベル1の検出条件が成立することを示している。図5に示した関係センサ組の時系列変化パターンがこの例に合致するため、判定された関係センサ組の時系列変化が図5に示す例のようであれば、変状事象“a”の監視レベル1に該当することとなる。また、図5に示した関係センサ組の時系列変化パターンにおいて、次の時刻で関係センサ組γが判定された場合には、図6における監視レベル2の時系列変化パターンに合致するため、そのときは変状事象“a”の監視レベル2に該当することとなる。
In this embodiment, there are three monitoring levels of
図6に示すように、同じ変状事象であっても、関係センサ組の時系列変化パターンには複数のパターンが定められている。何れかの時系列変化パターンに合致した場合には、対応する変状事象の対応する監視レベルに該当することとされる。 As shown in FIG. 6, a plurality of patterns are defined in the time series change pattern of the related sensor set even for the same abnormal event. If any of the time-series change patterns is matched, it corresponds to the corresponding monitoring level of the corresponding abnormal event.
図7は、第2の検出条件データ362(検出条件データ360)の例を示す図である。図6に示した第1の検出条件データ361と同様、変状事象毎に、当該変状事象に対する基準センサが定められ、各監視レベル毎に検出条件が定められている。但し、第2の検出条件データ362の検出条件は、前回の検査タイミングにおける関係センサ組から、今回の検査タイミングにおける関係センサ組への変化に基づく条件とされ、基準センサに関する条件とされる。 FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the second detection condition data 362 (detection condition data 360). Similar to the first detection condition data 361 shown in FIG. 6, a reference sensor for the abnormal event is determined for each abnormal event, and a detection condition is determined for each monitoring level. However, the detection condition of the second detection condition data 362 is a condition based on a change from the related sensor set at the previous test timing to the related sensor set at the current test timing, and is a condition related to the reference sensor.
具体的には、関係センサ組において、基準センサを基点として関係性有りと判定されたセンサS間の数を次数とし、この次数の変化量に着目する第1の判定と、基準センサを基点とする関係性有りと判定されたセンサS間の相関関係指標値を成分とする仮想ベクトルを求め、この仮想ベクトルの変化に着目する第2の判定とのOR条件或いはAND条件を検出条件とする。 Specifically, in the relational sensor group, the number between the sensors S determined to be related with the reference sensor as a base point is set as the order, the first determination focusing on the change amount of the order, and the reference sensor as the base point A virtual vector whose component is a correlation index value between the sensors S determined to have a relationship is obtained, and an OR condition or an AND condition with the second determination focusing on the change of the virtual vector is used as a detection condition.
例えば、図5の時刻t4が今回の検査タイミングであり、時刻t3が前回の検査タイミングであり、基準センサをセンサS1として検出条件を満たすかを判定することとする。時刻t3の関係センサ組αでは、センサS1を基点として関係性有りと判定されたセンサS間はS1とS2間、S1とS5間の2つであるため、このときの次数は「2」である。時刻t4の関係センサ組γでは、センサS1を基点として関係性有りと判定されたセンサS間はS1とS2間、S1とS3間、S1とS5間の3つであるため、このときの次数は「3」である。従って、第1の判定では、次数の変化量は「1」となる。 For example, time t4 in FIG. 5 is the current inspection timing, time t3 is the previous inspection timing, and it is determined whether the detection condition is satisfied by using the reference sensor as the sensor S1. In the relational sensor set α at time t3, there are two sensors S1 and S2 and S1 and S5, and the order at this time is “2”. is there. In the relational sensor set γ at time t4, the number of the sensors S determined to be related with the sensor S1 as the base point is between S1 and S2, between S1 and S3, and between S1 and S5. Is “3”. Therefore, in the first determination, the change amount of the order is “1”.
また、時刻t3の関係センサ組αにおいてセンサS1を基点として関係性有りと判定されたセンサS間の相関関係指標値は、S1とS2間が「0.7」、S1とS5間が「0.7」である。同様に、時刻t4の関係センサ組γにおいてセンサS1を基点として関係性有りと判定されたセンサS間の相関関係指標値は、S1とS2間が「0.9」、S1とS3間が「0.6」、S1とS5間「0.8」である。したがって、S1とS2間、S1とS3間、S1とS5間という3つの相関関係指標値を成分とする仮想ベクトルを、時刻t3の関係センサ組αと、時刻t4の関係センサ組γとで求めて、相互の仮想ベクトルの類似度を算出する。この類似度を仮想ベクトルの変化とするのが第2の判定である。 Further, the correlation index value between the sensors S determined to have a relationship with the sensor S1 as the base point in the relationship sensor set α at time t3 is “0.7” between S1 and S2, and “0” between S1 and S5. .7 ". Similarly, the correlation index value between the sensors S determined to have a relationship with the sensor S1 as the base point in the relationship sensor set γ at time t4 is “0.9” between S1 and S2, and “ 0.6 ”and“ 0.8 ”between S1 and S5. Therefore, a virtual vector whose components are three correlation index values between S1 and S2, between S1 and S3, and between S1 and S5 is obtained from the relation sensor set α at time t3 and the relation sensor set γ at time t4. Thus, the similarity between the virtual vectors is calculated. The second determination is to use this similarity as a change in the virtual vector.
図7の例では、例えば、変状事象“a”について基準センサを“S1”とした監視レベル1の検出条件として、次数変化量が「1」、或いは、仮想ベクトルの類似度がM1以上M2未満の場合が定められている。図5の時刻t4を今回の検査タイミングとするならば、次数変化量が「1」であるため、この検出条件を満たすこととなる。
In the example of FIG. 7, for example, as the detection condition of the
検出条件として、第1の検出条件データ361に基づく検出条件と、第2の検出条件データ362に基づく検出条件との2つを説明したが、どちらを用いることとしてもよい。また、両者を用いて、どちらか一方の検出条件に合致した場合には、当該検出条件に合致したと判定することとしてもよい。 Two detection conditions, the detection condition based on the first detection condition data 361 and the detection condition based on the second detection condition data 362, have been described as detection conditions. Either of them may be used. Further, when both are used and one of the detection conditions is met, it may be determined that the detection condition is met.
図3に戻る。管理装置20は、各検出条件を満たすかを判定した後、何れかの検出条件を満たすと判定した場合には(ステップT9:YES)、当該検出条件に係る変状事象が、当該検出条件に係る監視レベルに達したことを示しているため、その旨を報知する処理を行う(ステップT11)。警報や注意報となる所定の音声を出力したり、所定の表示をしたり、所定の通知を外部に発信する等の報知処理を行う。
Returning to FIG. After determining whether or not each detection condition is satisfied, if the
次いで、計測頻度を設定変更するセンサSの選定を行う(ステップT13)。具体的には、ステップT11で満たしたと判定された検出条件に係る基準センサとの間で関係性を有するセンサを、計測頻度の変更対象として選定する。 Next, the sensor S for setting and changing the measurement frequency is selected (step T13). Specifically, a sensor having a relationship with the reference sensor according to the detection condition determined to be satisfied in step T11 is selected as a measurement frequency change target.
例えば、図5において、今回の検査タイミングが時刻t4であり、図6に示した第1の検出条件データ361の変状事象“a”の監視レベル1の検出条件を満たすと判定されたとする。その場合、当該検出条件に係る基準センサはセンサS1であるため、まず、センサS1が計測頻度の変更対象として選定される。また、検出条件を満たすと判定された直前の時刻t3における関係センサ組αにおいて、基準センサであるセンサS1と関係性を有するセンサ(センサS2,S5)が、計測頻度の変更対象として選定される。
For example, in FIG. 5, it is assumed that the current examination timing is time t4 and it is determined that the
なお、検出条件を満たすと判定された直前の時刻における関係センサ組から、計測頻度の変更対象とするセンサを選定することとしたが、検出条件を満たすと判定された時刻における関係センサ組から、計測頻度の変更対象とするセンサを選定することとしてもよい。上述の例であれば、時刻t4の関係センサ組γにおいて、基準センサであるセンサS1と関係性を有するセンサ(センサS2,S3,S5)が、計測頻度の変更対象として選定される。勿論、この場合でも基準センサは計測頻度の変更対象として選定される。 In addition, from the relational sensor set at the time immediately before it was determined that the detection condition was satisfied, it was decided to select the sensor to be changed in measurement frequency, but from the relational sensor set at the time determined to satisfy the detection condition, It is good also as selecting the sensor made into the change object of measurement frequency. In the above example, in the related sensor set γ at time t4, sensors (sensors S2, S3, S5) having a relationship with the sensor S1 that is the reference sensor are selected as the measurement frequency change targets. Of course, even in this case, the reference sensor is selected as a measurement frequency change target.
また、検出条件を満たすと判定された直前の時刻における関係センサ組と、満たすと判定された時刻における関係センサ組との両方から、計測頻度の変更対象とするセンサを選定してもよい。 In addition, a sensor that is a measurement frequency change target may be selected from both the related sensor set at the time immediately before it is determined that the detection condition is satisfied and the related sensor set at the time determined to be satisfied.
センサの選定を行った後(ステップT13)、管理装置20は、選定したセンサSの計測頻度の設定を変更する制御を行う(ステップT15)。例えば、図8に示すような計測頻度設定データ370に基づき、ステップT9で満たしたと判定した検出条件に係る監視レベルに応じた計測頻度を、ステップT13で選定したセンサSに設定する制御を行う。中継装置15を介して、選定したセンサSそれぞれに、計測頻度設定値38(図2参照)を設定変更するよう、指示信号を送信することで実現される。
After selecting the sensor (step T13), the
なお、設定変更する計測頻度は、検出条件を満たさないと判定されていたときと比べて増加する(計測時間間隔が短くなる)頻度であればよい。
例えば、基準センサと選定したセンサSとの間の相関関係指標値を利用して、設定変更する計測頻度を決定することとしてもよい。具体例を挙げると、当該センサSが計測頻度の設定変更対象として選定されたときの関係センサ組において、当該センサSと基準センサとの間の相関関係指標値が「0.6」であったとする。そして、基準センサに対しては、図8を参照して決定された計測頻度、例えば、監視レベル2に係る検出条件が満たされたために、計測頻度が「1回/時」として通常時より「24倍」の頻度が設定されたとする。その場合には、相関関係指標値「0.6」と、基準センサに設定された計測頻度「24倍」とを乗算した「14.4倍」の頻度を、当該センサSの計測頻度として設定することとする。
Note that the measurement frequency for changing the setting may be any frequency that increases (the measurement time interval becomes shorter) than when it is determined that the detection condition is not satisfied.
For example, the measurement frequency for changing the setting may be determined using a correlation index value between the reference sensor and the selected sensor S. As a specific example, in the relationship sensor set when the sensor S is selected as the measurement frequency setting change target, the correlation index value between the sensor S and the reference sensor is “0.6”. To do. For the reference sensor, since the measurement frequency determined with reference to FIG. 8, for example, the detection condition related to the
図3に戻り、計測頻度の設定変更制御を行った後(ステップT15)、管理装置20は、検査の頻度を、設定変更した計測頻度に合わせて設定変更する(ステップT17)。例えば、各センサSのうち、最も高い計測頻度が更新された場合には、その計測頻度に応じた検査頻度に設定変更する。これにより、監視を行う検査間隔が、センサSの計測頻度に応じた間隔となり、計測頻度が増加すると、それにつられて検査間隔が短くなって、変状の発生或いは変状の兆候をいち早く検知することが可能となる。また、監視レベルに応じた計測頻度に変更されるため、検知の正確性(確度)向上にも繋がる。
Returning to FIG. 3, after the measurement frequency setting change control is performed (step T15), the
また、図3のステップT9において、検出条件を満たさないと判定された場合には(ステップT9:NO)、管理装置20は、計測頻度を復元(例えばリセット)させるか否かを判定する(ステップT21)。例えば、検出条件を満たさない状態が所定時間継続した場合には、計測頻度を復元すると判定することができる。
If it is determined in step T9 in FIG. 3 that the detection condition is not satisfied (step T9: NO), the
計測頻度を復元すると判定した場合には(ステップT21:YES)、復元するセンサを選定して(ステップT23)、当該センサの計測頻度を復元させる設定変更の制御を行い(ステップT25)、検査頻度を更に設定変更して(ステップT27)、ステップT3に処理を移行する。復元するセンサSの選定(ステップT23)は、従前に設定変更を行って、計測頻度を増加させていたセンサSを選定することとすればよい。 If it is determined that the measurement frequency is to be restored (step T21: YES), the sensor to be restored is selected (step T23), and the setting change control for restoring the measurement frequency of the sensor is performed (step T25). Is further changed (step T27), and the process proceeds to step T3. The selection of the sensor S to be restored (step T23) may be performed by selecting the sensor S that has been previously changed in setting to increase the measurement frequency.
また、計測頻度を復元しないと判定した場合には(ステップT21:NO)、ステップT3へ処理を移行する。
ステップT3へ処理が以降された後は、管理装置20は、ステップT3〜T27の処理を繰り返し実行する。
When it is determined that the measurement frequency is not restored (step T21: NO), the process proceeds to step T3.
After the processing is subsequently performed to step T3, the
次に、管理装置20の構成について説明する。
図9は、管理装置20の構成を説明するための図である。管理装置20は、操作部410と、表示部420と、音出力部430と、通信部440と、処理部200と、記憶部300とを備えて構成させるコンピュータである。上述した通り、1台の装置として構成することとしてもよいし、複数台の装置を通信接続して構成することとしてもよい。
Next, the configuration of the
FIG. 9 is a diagram for explaining the configuration of the
操作部410は、例えばキーボードやマウス、タッチパネル、各種スイッチ等の入力装置で実現され、なされた操作入力に応じた操作信号を処理部200に出力する。表示部420は、例えば液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ等の表示装置で実現され、処理部200からの表示信号に基づく各種表示を行う。音出力部430は、例えばスピーカ等の音出力装置で実現され、処理部200からの音声信号に基づく各種音声出力を行う。通信部440は、例えば無線通信モジュールやルータ、モデム、有線用の通信ケーブルのジャックや制御回路等で実現される通信装置であり、外部装置(主には中継装置15やセンサS)とのデータ通信を行う。
The
処理部200は、CPU(Central Processing Unit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等の演算装置や演算回路で実現され、記憶部300に記憶されたプログラムやデータ、通信部440を介した外部装置からの受信データ等に基づいて、管理装置20の全体制御を行うとともに、センサネットワークシステム1の統括制御を行う。
The
処理部200は、機能的な処理ブロックとして、関係センサ組算出部212と、検出部216と、設定変更センサ選定部218と、設定変更制御部220と、検査頻度設定部222と、報知処理部224とを有する。これらの機能部は、処理部200がプログラムを実行することでソフトウェア的に実現することとしてもよいし、専用の演算回路で実現することとしてもよい。本実施形態では前者のソフトウェア的に実現することとする。
The
関係センサ組算出部212は、各センサSの計測データに基づく所定の相関関係算出処理を実行して、所定の関係性を有するセンサSの組み合わせを関係センサ組として算出する。また、相関関係の算出に当たって、相関関係指標値を算出する相関関係指標値算出部214を有する。相関関係算出処理および関係センサ組の判定は、上述した第1の手法および第2の手法の何れを採用することとしてもよい。
The relationship sensor set
検出部216は、関係センサ組の変化が所定の監視レベルに達したことを示す所定の検出条件を満たしたかを判定する。検出条件は、図6に示した第1の検出条件データ361を用いてもよいし、図7に示した第2の検出条件データ362を用いることとしてもよい。
The
設定変更センサ選定部218は、検出部216により満たしたと判定された検出条件に係る関係センサ組に基づいて、計測頻度を変更するセンサSを選定する。
The setting change
設定変更制御部220は、設定変更センサ選定部218により選定されたセンサSの計測頻度を、検出条件を満たさないと判定されていたときよりも高頻度となるように設定変更する制御を行う。例えば、設定変更制御部220は、選定されたセンサSの相関関係指標値に基づいて、設定変更する計測頻度を決定することとしてもよい。また、設定変更制御部220は、検出部216により満たしたと判定された検出条件に係る監視レベルが高いほど、計測頻度を増加させるように設定変更する制御を行う。計測頻度の設定変更は、センサSの計測頻度設定値38(図2参照)を更新させることで実現されるため、設定変更制御部220は、設定変更センサ選定部218によって選定されたセンサSに、決定した計測頻度に応じた計測頻度設定値38を更新記憶するように指示信号を送信する。
The setting
検査頻度設定部222は、各センサSの計測データに基づく監視対象物10の監視に当たり、監視のための検査を実行する頻度(時間間隔)を設定する。設定されているセンサSの計測頻度のうち、最も高い計測頻度に応じた頻度に設定すると好適である。
The inspection frequency setting unit 222 sets the frequency (time interval) for performing inspection for monitoring when monitoring the
報知処理部224は、検出部216が検出条件を満たすと判定した場合に、当該検出条件に係る変状事象と監視レベルとを装置外部に報せるための処理を行う。変状事象と監視レベルとを報せる音声を音出力部430から出力させたり、変状事象と監視レベルとを表示部420に表示させたり、変状事象と監視レベルとを報せる信号を外部装置へ出力させたりする。
When the
記憶部300は、ROMやRAM等のICメモリや、ハードディスク等の記憶装置で実現され、処理部200が管理装置20を統合的に制御するためのプログラムやデータ等を記憶しているとともに、処理部200の作業領域として用いられ、処理部200が実行した演算結果や、通信部440からの受信データ等が一時的に格納される。
The
そして、記憶部300には、センサネットワーク制御プログラム310と、センサDB(データベース)320と、計測データ群330と、センサ間相関関係指標値データ340と、関係センサ組情報350と、検出条件データ360と、計測頻度設定データ370とが記憶される。
In the
センサネットワーク制御プログラム310は、図3に示したセンサネットワーク制御処理を実現するためのプログラムであり、処理部200が、センサネットワーク制御プログラム310を読み出して実行することで、関係センサ組算出部212、検出部216、設定変更センサ選定部218、設定変更制御部220、設定変更制御部220、検査頻度設定部222、報知処理部224として機能する。
The sensor
センサDB320は、各センサSに関するデータを格納する。例えば、各センサSについての、設置位置、計測する物理量等の種類、今現在設定されている計測頻度の設定値、無線通信の通信アドレス等の情報を格納する。
The
計測データ群330は、各センサSが計測した計測データをセンサS別に時刻と対応付けて蓄積的に格納したデータである。
The
センサ間相関関係指標値データ340は、相関関係指標値算出部214によって算出される各センサ間の相関関係指標値を、センサの組み合わせ別に、算出した時刻と対応付けて蓄積的に格納したデータである。
The inter-sensor correlation
関係センサ組情報350は、関係センサ組算出部212が判定した関係センサ組の情報を、判定した時刻と対応付けて蓄積的に格納したデータである。
The relationship sensor set
検出条件データ360は、図6に示した第1の検出条件データ361や、図7に示した第2の検出条件データ362を格納する。
The
計測頻度設定データ370は、図8に一例を示した各監視レベル別の計測頻度の設定値のデータである。
The measurement
以上のような構成を有することで、管理装置20は、上述したセンサネットワーク制御処理を実現する。
With the above configuration, the
本実施形態によれば、各センサSの計測データに基づく所定の関係性を有するセンサSの組み合わせ(関係センサ組)が算出され、その組み合わせの変化が所定の検出条件を満たすことで所定の監視レベルに達したことが検出された場合には、その組み合わせに基づいて計測頻度を変更するセンサSが選定されて、当該センサSの計測頻度が高頻度となるように設定変更される。すなわち、計測データに基づく所定の関係性を有するセンサSの組み合わせの変化が、所定の検出条件を満たすような変化である場合には、監視対象物に何らかの変状、或いは変状とまでは言えない兆候が発生していると言えるため、この時機を適切に検出することができる。そして、検出条件を満たすように変化した組み合わせに基づいて、計測頻度を変更するセンサSが選定されるため、計測頻度を変更するセンサSを適切に選定することができる。 According to this embodiment, a combination of sensors S having a predetermined relationship based on measurement data of each sensor S (relation sensor set) is calculated, and a predetermined monitoring is performed by a change in the combination satisfying a predetermined detection condition. When it is detected that the level has been reached, a sensor S that changes the measurement frequency is selected based on the combination, and the setting is changed so that the measurement frequency of the sensor S becomes high. That is, if the change in the combination of the sensors S having a predetermined relationship based on the measurement data is a change that satisfies a predetermined detection condition, it can be said that the monitoring object is somehow deformed or even deformed. Since it can be said that there is no sign, this timing can be detected appropriately. And since sensor S which changes measurement frequency is selected based on the combination changed so that detection conditions may be met, sensor S which changes measurement frequency can be selected appropriately.
以上、本発明を適用した実施形態について説明したが、本発明を適用可能な形態は上記形態に限定されるものではなく、適宜構成要素の追加・省略・変更を施すことができる。 As mentioned above, although embodiment which applied this invention was described, the form which can apply this invention is not limited to the said form, A component can be added, abbreviate | omitted, and changed suitably.
1 センサネットワークシステム
10 監視対象物
S センサ
33 無線通信部
38 計測頻度設定部
39 バッテリ
20 管理装置
200 処理部
212 関係センサ組算出部
214 相関関係指標値算出部
216 検出部
218 設定変更センサ選定部
220 設定変更制御部
222 検査頻度設定部
224 報知処理部
1
33 Wireless communication unit
38 Measurement frequency setting section
39
200 processor
212 Relational sensor set calculation unit
214 Correlation index value calculation unit
216 detector
218 Setting change sensor selector
220 Setting change control unit
222 Inspection frequency setting section
224 Notification processing unit
Claims (9)
前記計測データに基づく所定の相関関係算出処理を実行して、所定の関係性を有する前記センサの組み合わせを算出する算出手段と、
前記組み合わせの変化が所定の監視レベルに達したことを示す所定の検出条件を満たしたかを判定する変化判定手段と、
前記変化判定手段により満たしたと判定された場合に、前記組み合わせに基づいて前記計測頻度を変更するセンサを選定する選定手段と、
前記選定手段により選定されたセンサの前記計測頻度を、前記変化判定手段により満たさないと判定されていたときよりも高頻度となるように設定変更する制御を行う計測頻度設定制御手段と、
を備えた管理装置。 A sensor network in which a plurality of sensors having a battery and a wireless communication unit capable of setting and changing a measurement frequency are distributed in a monitoring object, and a management device monitors a state of the monitoring object based on measurement data of each of the sensors The management device,
A calculation means for executing a predetermined correlation calculation process based on the measurement data to calculate a combination of the sensors having a predetermined relationship;
Change determining means for determining whether a predetermined detection condition indicating that the change in the combination has reached a predetermined monitoring level is satisfied;
A selection unit that selects a sensor that changes the measurement frequency based on the combination when it is determined that the change determination unit satisfies the condition;
A measurement frequency setting control means for performing control to change the setting so that the measurement frequency of the sensor selected by the selection means is higher than when it is determined not to be satisfied by the change determination means;
Management device with.
前記計測頻度設定手段は、前記選定手段により選定されたセンサの前記相関関係指標値に基づいて、設定変更する計測頻度を決定する、
請求項1に記載の管理装置。 The calculation means calculates the correlation index value between the sensors by executing the correlation calculation process, determines the presence or absence of the relationship between the sensors based on the correlation index value,
The measurement frequency setting means determines the measurement frequency to change the setting based on the correlation index value of the sensor selected by the selection means.
The management apparatus according to claim 1.
請求項2に記載の管理装置。 The calculation means calculates a Mahalanobis distance as the correlation index value in the correlation calculation process, and determines that the relationship between the sensors satisfying a predetermined long threshold value condition indicating that the Mahalanobis distance is long is present. ,
The management device according to claim 2.
請求項2に記載の管理装置。 The calculation means determines that the correlation exists between the sensors in which the correlation index value calculated by the correlation calculation process satisfies a predetermined dependency relationship;
The management device according to claim 2.
前記計測頻度設定手段は、前記変化判定手段により満たしたと判定された前記検出条件に係る監視レベルが高いほど、前記計測頻度を増加させるように設定変更する、
請求項1〜4の何れか一項に記載の管理装置。 The change determination unit determines whether the detection condition for each of the plurality of monitoring levels is satisfied,
The measurement frequency setting means changes the setting so as to increase the measurement frequency as the monitoring level related to the detection condition determined to be satisfied by the change determination means is higher.
The management apparatus as described in any one of Claims 1-4.
前記変化判定手段は、前記検出条件それぞれを満たしたかを判定し、
前記選定手段は、前記変化判定手段により満たしたと判定された前記検出条件に係る前記組み合わせに基づき、前記計測頻度を変更するセンサを選定する、
請求項1〜5の何れか一項に記載の管理装置。 A plurality of the detection conditions are determined for each abnormal event to be monitored and / or for each reference sensor determined in advance among the plurality of sensors,
The change determination means determines whether each of the detection conditions is satisfied,
The selection means selects a sensor that changes the measurement frequency based on the combination related to the detection condition determined to be satisfied by the change determination means.
The management apparatus as described in any one of Claims 1-5.
前記選定手段は、前記変化判定手段により満たしたと判定された前記検出条件に係る前記組み合わせのうち、当該検出条件に係る前記基準センサと、当該基準センサとの間で前記関係性を有すると判定されたセンサとを、前記計測頻度を変更するセンサとして選定する、
請求項6に記載の管理装置。 A plurality of the detection conditions are determined at least for each of the reference sensors,
The selection unit is determined to have the relationship between the reference sensor according to the detection condition and the reference sensor among the combinations related to the detection condition determined to be satisfied by the change determination unit. Selected as a sensor for changing the measurement frequency,
The management device according to claim 6.
前記変化判定手段は、前記算出手段により算出された前記センサの組み合わせの時系列経過を前記時系列変化パターンと比較して前記検出条件を満たすかを判定する、
請求項1〜7の何れか一項に記載の管理装置。 The detection condition is determined based on a time-series change pattern indicating a time-series change process of the combination that can be taken when the monitoring level is reached,
The change determination means determines whether or not the detection condition is satisfied by comparing the time series progress of the combination of sensors calculated by the calculation means with the time series change pattern;
The management apparatus as described in any one of Claims 1-7.
前記計測データに基づく所定の相関関係算出処理を実行して、所定の関係性を有する前記センサの組み合わせを算出することと、
前記組み合わせの変化が所定の監視レベルに達したことを示す所定の検出条件を満たしたかを判定することと、
前記検出条件を満たしたと判定された場合に、前記組み合わせに基づいて前記計測頻度を変更するセンサを選定することと、
前記選定されたセンサの前記計測頻度を、前記検出条件を満たさないと判定されていたときよりも高頻度となるように設定変更する制御を行うことと、
を含む制御方法。 A sensor network in which a plurality of sensors having a battery and a wireless communication unit capable of setting and changing a measurement frequency are distributed in a monitoring object, and a management device monitors a state of the monitoring object based on measurement data of each of the sensors A control method,
Performing a predetermined correlation calculation process based on the measurement data to calculate a combination of the sensors having a predetermined relationship;
Determining whether a predetermined detection condition indicating that the change in the combination has reached a predetermined monitoring level is satisfied;
When it is determined that the detection condition is satisfied, selecting a sensor that changes the measurement frequency based on the combination;
Performing control to change the setting of the measurement frequency of the selected sensor so as to be higher than when it was determined that the detection condition is not satisfied;
Control method.
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