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1、(10)申请公布号 CN 103443819 A(43)申请公布日 2013.12.11CN103443819A*CN103443819A*(21)申请号 201380000041.4(22)申请日 2013.02.202012-081090 2012.03.30 JPG06Q 50/00(2012.01)G06F 9/445(2006.01)H02J 13/00(2006.01)(71)申请人株式会社东芝地址日本东京都(72)发明人松田善之 小林义孝 落合信杉山元勇(74)专利代理机构永新专利商标代理有限公司 72002代理人徐冰冰 黄剑锋(54) 发明名称社会基础设施控制系统、服务器、控制。
2、装置、控制方法以及程序(57) 摘要根据实施方式,社会基础设施控制系统具备控制装置、数据库、传感器、收集部、计算部、选择部和制作部。控制装置根据软件对社区的社会基础设施进行控制。数据库存储多个模块。传感器检测与社会基础设施有关的事件并输出事件信息。收集部收集来自传感器的事件信息。计算部对所收集的事件信息进行解析并计算社会基础设施或社区的特性。选择部从数据库选择与计算出的特性相应的模块。制作部根据所选择的模块制作软件。(30)优先权数据(85)PCT申请进入国家阶段日2013.03.11(86)PCT申请的申请数据PCT/JP2013/054160 2013.02.20(87)PCT申请的公布数。
3、据WO2013/145951 JA 2013.10.03(51)Int.Cl.权利要求书3页 说明书17页 附图26页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书3页 说明书17页 附图26页(10)申请公布号 CN 103443819 ACN 103443819 A1/3页21.一种社会基础设施控制系统,具备:控制装置,根据软件来控制社区的社会基础设施;数据库,存储多个模块;传感器,检测与上述社会基础设施有关的事件并输出事件信息;收集部,收集来自上述传感器的事件信息;计算部,对所收集的上述事件信息进行解析,计算上述社会基础设施或上述社区的特性;选择部,从上述数据库选择与。
4、上述计算出的特性相应的模块;以及制作部,根据上述所选择的模块,制作上述软件。2.如权利要求1记载的社会基础设施控制系统,该社会基础设施控制系统还具备管理部,该管理部对基于事先对上述所选择的模块设定的单价的收费数据进行管理。3.如权利要求1记载的社会基础设施控制系统,上述模块的至少任一个具备能够调整该模块的功能的参数;社会基础设施控制系统还具备设定部,该设定部在上述所选择的模块具备上述参数的情况下,根据上述计算出的特性设定该参数。4.如权利要求1记载的社会基础设施控制系统,该社会基础设施控制系统还具备更新部,该更新部根据上述特性的变化将上述软件更新。5.一种服务器,能够与根据从多个模块制作的软件。
5、而对社区的社会基础设施进行控制的控制装置进行通信,该服务器具备:收集部,收集由传感器检测到的与上述社会基础设施有关的事件所涉及的事件信息;计算部,对上述所收集的事件信息进行解析,计算上述社会基础设施或上述社区的特性;以及选择部,从存储多个模块的数据库,选择与上述计算出的特性相应的模块。6.如权利要求5记载的服务器,该服务器还具备:制作部,根据上述所选择的模块来制作上述软件;以及发送部,将上述所制作的软件向上述控制装置发送。7.如权利要求5记载的服务器,该服务器还具备管理部,该管理部对基于事先对上述所选择的模块设定的单价的收费数据进行管理。8.如权利要求5记载的服务器,上述模块的至少任一个具备能。
6、够调整该模块的功能的参数;该服务器还具备设定部,该设定部在上述所选择的模块具备上述参数的情况下,根据上述计算出的特性设定该参数。9.如权利要求5记载的服务器,该服务器还具备更新部,该更新部根据上述特性的变化将上述软件更新。权 利 要 求 书CN 103443819 A2/3页310.一种控制装置,根据软件而对社区的社会基础设施进行控制,该控制装置具备:收集部,收集与上述社会基础设施有关的事件涉及的事件信息;计算部,对上述所收集的事件信息进行解析,计算上述社会基础设施或上述社区的特性;通知部,向服务器通知上述特性;以及接收部,将响应上述特性的通知而从上述服务器发送的上述软件或模块接收。11.如权。
7、利要求10记载的控制装置,该控制装置还具备制作部,该制作部根据接收到的上述模块来制作上述软件。12.如权利要求10记载的控制装置,该控制装置还具备请求部,该请求部根据上述特性的变化向上述服务器请求上述软件的更新。13.一种控制方法,收集从传感器输出的事件信息,该传感器检测与社区的社会基础设施有关的事件,对上述所收集的事件信息进行解析,计算上述社会基础设施或上述社区的特性;从存储多个模块的数据库选择与上述计算出的特性相应的模块;根据上述所选择的模块来制作上述软件;根据上述所制作的软件来控制社会基础设施。14.一种控制方法,收集从传感器输出的事件信息,该传感器检测与社会基础设施有关的事件,对上述所。
8、收集的事件信息进行解析,计算上述社会基础设施或具有上述社会基础设施的社区的特性;从存储多个模块的数据库选择与上述计算出的特性相应的模块;基于根据上述所选择的模块制作的上述软件,来控制社会基础设施。15.如权利要求13或14任一项记载的控制方法,该控制方法还对基于事先对上述所选择的模块设定的单价的收费数据进行管理。16.如权利要求13或14任一项记载的控制方法,上述模块的至少任一个具备能够调整该模块的功能的参数;该控制方法还在上述所选择的模块具备上述参数的情况下,根据上述计算出的特性设定该参数。17.如权利要求13或14任一项记载的控制方法,该控制方法还根据上述特性的变化将上述软件更新。18.一。
9、种程序,由计算机执行,上述程序,收集从传感器输出的事件信息,该传感器检测与社区的社会基础设施有关的事件;对上述所收集的事件信息进行解析,计算上述社会基础设施或上述社区的特性;从存储多个模块的数据库选择与上述计算出的特性相应的模块。19.如权利要求18记载的程序,该程序还根据所选择的模块来制作上述软件。20.如权利要求18记载的程序,该程序还对基于事先对上述所选择的模块设定的单价权 利 要 求 书CN 103443819 A3/3页4的收费数据进行管理。21.如权利要求18记载的程序,上述模块的至少任一个具备能够调整该模块的功能的参数;该程序还在上述所选择的模块具备上述参数的情况下,根据上述计算。
10、出的特性设定该参数。22.如权利要求18记载的程序,该程序还根据上述特性的变化将上述软件更新。权 利 要 求 书CN 103443819 A1/17页5社会基础设施控制系统、 服务器、 控制装置、 控制方法以及程序技术领域0001 本发明涉及对社会基础设施进行控制的社会基础设施控制系统。背景技术0002 人们生活的社会(社区)例如由电力、自来水、交通、铁路、通信、以及楼群等多种多样的社会基础设施来支撑。另一方面,由于近年来的环境意识的提高及迫切的能源情况,要求社会所有领域的节能化。如何形成能够实现节能化而不迫使人们进行不便的生活的社会系统正在被热议。0003 发明的概要0004 发明要解决的课。
11、题0005 在以往的社会系统中,社会基础设施基本分别独立地被管理、运营。例如,以电力基础设施为例,不用说国家单位的节能化,就连每个自治体(市、镇、村)、每个地区、或每户家庭的能源优化控制都未实现。发明内容0006 因此,本发明的目的在于提供社会基础设施控制系统、服务器、控制装置、控制方法以及程序。0007 用于解决课题的手段0008 根据实施方式,社会基础设施控制系统具备控制装置、数据库、传感器、收集部、计算部、选择部和制作部。控制装置根据软件控制社区的社会基础设施。数据库存储多个模块。传感器检测与社会基础设施有关的事件并输出事件信息。收集部收集来自传感器的事件信息。计算部对所收集的事件信息进。
12、行解析并计算社会基础设施或社区的特性。选择部从数据库选择与计算出的特性相应的模块。制作部根据所选择的模块制作软件。附图说明0009 图1是表示实施方式的系统的一例的图。0010 图2是表示实施方式的社会基础设施控制系统的一例的概念图。0011 图3是表示第一实施方式的社会基础设施控制系统的一例的功能框图。0012 图4是表示由传感器50a检测的事件信息的一例的图。0013 图5是表示国家云100的数据库20中积累的、事件信息20a的一例的图。0014 图6是表示图3所示的软件模块组20b的一例的图。0015 图7是表示市镇村级别MS30的主要部分的一例的功能框图。0016 图8是表示第一实施方。
13、式的市镇村级别MS30的处理顺序的一例的流程图。0017 图9是示意性地表示实施方式所公开的概念的要点的图。0018 图10是表示第二实施方式的社会基础设施控制系统的一例的功能框图。说 明 书CN 103443819 A2/17页60019 图11是表示第二实施方式的国家级别MS10的处理顺序的一例的流程图。0020 图12是表示第三实施方式的社会基础设施控制系统的一例的功能框图。0021 图13是表示图12所示的软件模块组20b的一例的图。0022 图14是表示市镇村级别MS30的主要部分的一例的功能框图。0023 图15是表示第三实施方式的供应商MS80的处理顺序的一例的流程图。0024 。
14、图16是表示第四实施方式的社会基础设施控制系统的一例的概念图。0025 图17是示意性地表示图16所示的系统的主要部分的图。0026 图18是表示第四实施方式的社会基础设施控制系统的图。0027 图19是表示经由通信网NW的线路从经营者MS1向供应商MS80发送的事件信息的一例的图。0028 图20是表示图18所示的软件模块组20b的一例的图。0029 图21是表示经营者MS1的主要部分的一例的功能框图。0030 图22是表示图18所示的供应商MS80的一例的功能框图。0031 图23是表示第四实施方式的供应商MS80的处理顺序的一例的流程图。0032 图24是表示社会基础设施及社区的发展的一。
15、例的示意图。0033 图25是表示第六实施方式的社会基础设施控制系统的一例的功能框图。0034 图26是表示第六实施方式的经营者MS1的处理顺序的一例的流程图。0035 图27是表示软件模块组的分类的一例的图。具体实施方式0036 图1是表示实施方式的系统的一例的图。图1表示作为所谓的智能电网(smart grid)而被知晓的系统的一例。现有的电网(grid)中,原子能、火力、水力等的现有发电站和一般家庭、楼群、工厂这样的多种多样的需求方通过电网连接。下一代的电力系统(Power grid)中,除了这些以外,太阳能发电(Photovoltai c Power Generation:PV)系统及。
16、风力发电装置等分散型电源及蓄电装置、新交通系统及充电站等连接于电力系统。这些多种多样的要素能够经由通信电网进行通信。0037 对能源进行管理的系统总称为能源管理系统(Energy Management System:EMS)。EMS根据其规模等而被分为几类。例如有面向一般家庭的HEMS(Home Energy Management System)、面向楼群的BEMS(Building Energy Management System)等。除此之外,有面向集合住宅的MEMS(Mansion Energy Management System)、面向社区的CEMS(Community Energy 。
17、Management System)、面向工厂的FEMS(Factory Energy Management System)等。这些系统协作从而实现极细致的能源优化控制。0038 根据这些系统,能够在现有的发电站、分散型电源、太阳能及风力等可再生能源、以及需求方的相互间进行高度的协调运用。由此,衍生出以自然能源为主体的能源供给系统、基于需求方与经营者之间的双向协作的需求方参加型的能源供需这样的新型且智能形态的电力供给服务。0039 社会系统通过以上述智能电网为代表的社会基础设施来为社会生活提供舒适及便利。这些社会系统追求的是,利用信息处理技术、通信技术等,使多种多样的社会基础设施有机地结合,从。
18、而能够达到节能化等社会目标。以下关于能解决这样的课题的实施方式说 明 书CN 103443819 A3/17页7涉及的社会基础设施控制系统进行说明。0040 图2是表示实施方式的社会基础设施控制系统的一例的概念图。实施方式中,将社会基础设施控制系统形成为逻辑性的层级结构。在图2中,示出了除了上位层及下位层之外还具备在上位层的下位、下位层的上位的中间层的形态。层级化的阶层不限于3,还能实现将中间层进一步多层化了的体系结构。相反,还能形成只具备上位层及下位层的社会基础设施控制系统。在图2中,与上位层对应于国家、中间层对应于都道府县、下位层对应于市镇村的、层级性的行政划分相对应地进行图示。0041 。
19、实施方式中,考虑将各层云(cloud)化了的形态。众所周知,云计算(cloud computing)系统具备计算机(2)和数据库(DB)。计算机2可以是单体也可以是多个。数据库可以配备于一个计算机2,也可以分散配置于多个计算机2。0042 在图2中,下位层具有具备社会基础设施的地区所形成的地区系统。例如,按每个A市、B市、H镇、I郡的地区而形成云,按每个云而具备计算机2和数据库DB。各地区云间经由通信网NW的线路进行连接,各地区云保持层内的相互协作。0043 中间层根据逻辑性的上位层控制下位层。例如,A市和B市由X县控制,H镇和I郡由Y县控制。X县及Y县也被云化,分别具备计算机2及数据库DB。。
20、X县及Y县也经由通信网NW的线路进行连接并保持相互的协作。0044 上位层根据逻辑性的上位层控制中间层。例如,X县和Y县由国家控制。国家也被云化。并且,在上位层也可以存在其他国家,这些多个国家经由通信网NW的线路能够更加相互保持相互的协作。对上位层的云附加符号100而标记为国家云100。对中间层的云附加符号200而标记为县云200。对下位层的云附加符号300而标记为市云300。0045 国家云100、县云200、市云300中的每一个都能具有社会基础设施。例如,考虑从国家云100或县云200对市云300的社会基础设施进行控制的形式,则能够将市云300理解为地区系统,将国家云100或县云200理解。
21、为上位系统。此外,考虑根据国家云100对县云200的社会基础设施进行控制的形式,则能够将县云200理解为地区系统,将国家云100理解为上位系统。0046 第一实施方式0047 图3是表示第一实施方式的社会基础设施控制系统的一例的功能框图。国家云100具备国家级别管理系统10和数据库20。县云200具备都道府县级别管理系统60和数据库70。与社区相关联地设置的市云300具备市镇村级别管理系统30、数据库40和多个社会基础设施515n。0048 为避免繁琐,以下将管理系统标记为MS(Management System)。将国家级别管理系统10标记为国家MS10。将都道府县级别管理系统60标记为县M。
22、S60。将市镇村级别管理系统30标记为市MS30。管理系统MS具备作为硬件的计算机。计算机可以是单体也可以是多个。0049 在第一实施方式中,国家MS10或县MS60处于作为服务器的位置,市MS30处于作为控制装置的位置。0050 社会基础设施515n是例如自来水网、冷热源设备系统、电网、交通网、医疗系统、店铺网络、建筑(楼群)系统、家庭(home)能源管理系统、工厂系统、内容分发系统、或者铁路网等。另外,社会基础设施不限于此。说 明 书CN 103443819 A4/17页80051 国家云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是能够保证所要求的通信范围(通。
23、信容量)的保证(guarantee)型网络。作为这种网络,例如可以举出应用了光通信技术的专用线路。或者IP(Internet Protocol)网络中形成的VPN(Virtual Private Network)也能包含于这种网络的范畴。当然,通信网NW也能包含于社会基础设施。通信网NW的线路能够保证例如从下位层向上位层的事件信息的发送(上传)的实时性。0052 事件是指各社会基础设施515n的短期或长期的状态变化、及状态本身。此外,事件信息表示由各社会基础设施515n具备的传感器50a检测、从该传感器50a输出的信号或基于该信号制作的全部信息。0053 与社区相关联地设置的市云300的社会基。
24、础设施515n分别具备传感器50a及驱动器(actu ator)50b。传感器50a例如对各社会基础设施检测固有的事件信息。或者,传感器50a检测与多个社会基础设施有关的事件信息。总之,传感器50a只要是检测社会基础设施的状态并能够实现数值化或数据化的机构,则可以是任何机构,监视摄像机等也能包含于该范畴。0054 驱动器50b根据所提供的控制信号对控制对象进行控制。驱动器50b是例如将自来水基础设施的净水场系统中具备的阀开闭的马达。驱动器50b根据指示阀的开度的控制信号来驱动马达,控制阀的开度及水的流量。0055 市MS30中,作为实施方式的处理功能而具备控制部30a、收集部30b、上传部30。
25、c、计算部30d、选择部30e、下载部30f、制作部30g以及设定部30h。0056 控制部30a根据例如从国家MS10或县MS60提供的控制数据、或者自身生成的控制数据对驱动器50b提供控制指示,控制社会基础设施515n。作为控制指示,例如可以举出用来对水基础设施中的阀的开度、或者公共基础设施中的空气调节控制用变换器的转速等进行控制的控制信号。0057 控制部30a根据软件控制社会基础设施515n。即,市MS30是具备该软件的计算机。另外,作为市云300所具备的处理功能,还能将市MS30进行安装。0058 收集部30b收集由传感器50a检测的事件信息。作为数据收集相关的通信协议,能够使用EC。
26、HONET(注册商标)、ECHONET Lite(注册商标)、ZigBee(注册商标)、ZWave(注册商标)、KNX(注册商标)等。作为下位层的通信层,能够使用以太网(注册商标)等的有线LAN、电力线通信、无线LAN、Bluetooth(注册商标)等。0059 上传部30c将由传感器50a检测的事件信息经由通信网NW的线路向国家云100的国家MS10或县云200的县MS60发送。即,上传部30c将事件信息经由通信网NW的线路发送。这里,线路可以是公共线路也可以是专用线,只要是能够输送与事件信息相关的信号的线路(信号线)即可。0060 事件信息例如被写入IP包的有效载荷(pay load)并向。
27、通信网NW送出。该IP包中作为目的地地址而记载例如多播地址。国家MS10以及县MS60能够通过接收该IP包而收集事件信息。0061 计算部30d解析由收集部30b收集的事件信息,计算社会基础设施515n的特性。社会基础设施的特性是指例如选址条件、环境条件、运用条件、其他各种的、能够数值化的信息。总之,只要是能表示社会基础设施的特性的信息则可以是任何信息。说 明 书CN 103443819 A5/17页90062 例如,形成在海的附近的社会基础设施、和形成在山村部的社会基础设施当然在环境方面的条件不同。例如,气温的变动、日照量、每月的平均降雨量等分别不同,所以在事件信息中该情况也得到反映。例如,。
28、在日照量多的地区,可以预想太阳能发电系统的发电量比其他地区多,所以用来优化能源消耗的软件需要特别具有反映该情况的性能。0063 或者,在降雨量多的地区或附近有水库等的地区,期待用来控制水基础设施的软件的与其他地区不同的性能。计算部30d通过对收集的事件信息进行解析,计算每个社会基础设施的、或每个社区的特性。0064 或者,计算部30d对由收集部30b收集的事件信息进行解析,计算社会基础设施515n本身的特性、或作为社会基础设施515n的对象的区域(domain)的特性。0065 社会基础设施的对象区域是表示例如各个基础设施作为控制的对象或管理的对象的社会性区域的概念。例如,若是电力基础设施,则。
29、各家庭的耗电量及基于此的配电控制、电力生产量、或者配电网络的状态等与之相当。特别是,能够将具备社会基础设施的地区社会理解为该社会基础设施控制系统的对象区域。0066 关于对象区域的特性,例如在电力基础设施中,表示耗电量的特性、倾向等,例如伴随着PV系统的设置台数的增加的各户生产电力的增加的倾向、逆潮流电力的量等概念与之相当。社会基础设施的对象区域的特性还能理解为地区社会的特性,还能理解为与社会基础设施本身的特性密切相关。0067 选择部30e,从在国家云100的数据库20中积累的软件模块组20b选择与计算部30d所计算出的特性相应的软件模块。即,选择与社会基础设施的特性、或社会基础设施的对象区。
30、域的特性相应的软件模块。即,选择与社会基础设施相适应的软件模块。特别是,选择部30e根据随着时间的经过等的特性变化,定期或不定期地重复执行软件模块的选择。0068 下载部30f将选择部30e所选择的软件模块从数据库20经由通信网NW的线路下载到市MS30。即,从数据库20经由通信网NW的线路取得软件模块。制作部30g将所下载的软件模块组合,制作控制部30a的软件。这里所说的制作是与应用程序开发中的编译(compile)、或建立(build)共通的概念。0069 特别是,例如当通过选择部30e实施软件模块的选择时,制作部30g通过每当这时下载的软件模块将软件更新(update)。0070 设定部。
31、30h根据上述计算出的特性来设定所选择的软件模块的参数。即,大量的软件模块具有能调整该软件模块的功能的参数。设定部30h操作该参数,使软件匹配于地区社会的特性。0071 数据库40积累事件信息40a。其中事件信息40a是由传感器50a检测到的信息。即,市MS30将自身收集到的事件信息40a向国家MS10发送,并且在本地也进行积累。0072 国家MS10经由通信网NW的线路而与市MS30连接,处于针对作为控制装置的市MS30的服务器的位置。国家MS10也是通过程序而发挥功能的计算机、或由国家云100提供的处理功能。国家MS10作为实施方式的处理功能而具备取得部10a及发送部10b。0073 取得。
32、部10a取得从市MS30发送的事件信息。所取得的事件信息在数据库20中作为事件信息20a而积累。该事件信息20a是将从多个市云300(图2)发送的全部事件信息集中积累而成的。0074 发送部10b将从市MS30请求的软件模块向市MS30发送。说 明 书CN 103443819 A6/17页100075 数据库20除了事件信息20a之外还积累软件模块组20b。众所周知,软件模块可以说是用来制作一个软件的部件,是与插入(plug-in)模块等共通的对象物(object)或实体。0076 在上述结构中,市MS30、县MS60以及国家MS10是包含经由接口部6可装拆地与通信网NW的线路连接的计算机的管。
33、理装置。该计算机能够以单体实现其功能。或者,还能够通过云计算系统具备的多个计算机的协作处理,实现市MS30、县MS60以及国家MS10的功能。关于如何将控制部30a,收集部30b、上传部30c、计算部30d、选择部30e、下载部30f、制作部30g、设定部30h、取得部10a以及发送部10b组装到系统中,本领域技术人员是能够容易理解的。0077 图4是表示由传感器50a检测的事件信息的一例的图。作为传感器50a,若以智能电表为例,例如能够举出该智能电表的识别信息(传感器ID:IDentification)、设置的地点的位置信息(纬度、经度)、耗电量的计测值以及计测时刻的时间戳(time sta。
34、mp)作为事件信息的项目的例子。0078 图5是表示在国家云100的数据库20中积累的、事件信息20a的一例的图。如图5所示,事件信息20a是将由各传感器50a检测到的事件信息直接、可以说将原始的数据直接一元性累积的数据库。因而数据库20特别需要大容量的存储器件。优选的形态是,不是采用单独的存储器件而是采用在云上分散配置的多个存储器件来构筑数据库20。这种大容量的数据库也称为BigData。0079 图6是表示图3所示的软件模块组20b的一例的图。软件模块组20b包含分别提供固有的功能的多个软件模块(以下简称模块)。各模块的形态可以是用特定的语言记述的代码(code)列,也可以是被解码到机器语。
35、言级别的二进制数据、或将其加密了的数据。0080 对各模块例如提供连续号码以便区分。此外,各模块例如按与各个社会基础设施相对应的每个解决方案(solution)被单元(unit)化而被管理。进而,还能够按每个单元,例如根据服务的内容来设定S、A、B、的等级(rank),按每个等级将模块统一管理。这样的层级化结构对于管理涉及多分支的模块而言是方便的。0081 各模块由其供应商(提供者)进行更新或版本修订(version up)。由此,软件模块组20b逐次扩充。各模块的供应商能够构筑每当模块被下载则向服务受益者收取相应的费用从而得到利益这样的商务模型。0082 通过各模块能够提供什么样的功能这样的。
36、信息、用来分别确定各模块的连续号码、更新履历等以一览表、XML数据等形式通知市MS30。市MS30能够根据该通知的内容确定应下载的模块。0083 图7是表示市MS30的主要部分的一例的功能框图。市MS30具备:能够与通信网NW的线路连接的接口部、负担与用户(操作人员)之间的人机界面的显示部34及输入输出部36、硬盘驱动器等存储单元35。另外市MS30即使在未与通信网NW的线路连接的独立(stand alone)的状态下也能具备实施方式的功能。0084 并且,市MS30还具备控制部30a(图3)及程序存储器32。控制部30a通过软件31实现其功能。软件31将多个模块组合而被制作。模块被载入程序存储器32,在未图示的CPU(中央处理单元)的运算处理下实现软件31的功能。0085 图8是表示第一实施方式的市MS30的处理顺序的一例的流程图。图8中,市MS30说 明 书CN 103443819 A10。