特許 7115237 照明器具故障検知システム及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-08-01

(45)【発行日】2022-08-09

(54)【発明の名称】照明器具故障検知システム及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H05B 47/16 20200101AFI20220802BHJP

   H05B 47/18 20200101ALI20220802BHJP

   H05B 47/20 20200101ALI20220802BHJP

【ＦＩ】

H05B47/16

H05B47/18

H05B47/20

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2018211583

(22)【出願日】2018-11-09

(65)【公開番号】P2020077584

(43)【公開日】2020-05-21

【審査請求日】2021-09-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000211307

【氏名又は名称】中国電力株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100128277

【弁理士】

【氏名又は名称】專徳院 博

(72)【発明者】

【氏名】福本 直紀

【審査官】坂口 達紀

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－２４１２８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１５０６４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－４５６８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｂ ３９／００－３９／１０

４５／００－４５／５８

４７／００－４７／２９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

照明器具の使用電力量Ｐを計測し当該データを所定時間間隔で送信するスマートメーターと、
ネットワークを介して前記スマートメーターと接続し、前記使用電力量Ｐを用いて算出される所定データを閾値と比較し前記照明器具の故障を検知する故障検知装置と、
を含み、
前記所定データの算出に用いる使用電力量Ｐを決める基準時間θが設定され、
前記所定データが、前記スマートメーターから送信される使用電力量Ｐを使用し算出される基準時間θ内の使用電力量Ｐθ及び所定の電力量を使用するに要する時間Δｔであることを特徴とする照明器具故障検知システム。

【請求項2】

前記基準時間θが、夏至の日の入時刻から日の出時刻までの時間であることを特徴とする請求項１に記載の照明器具故障検知システム。

【請求項3】

前記閾値が、前記照明器具の正常時の基準時間θ内の使用電力量Ｐθ_Ｎ、又は前記照明器具の正常時の所定の電力量を使用するに要する時間Δｔ_Ｎであり、
前記故障検知装置は、前記使用電力量Ｐθが前記閾値である前記照明器具の正常時の基準時間θ内の使用電力量Ｐθ_Ｎに比較して小さいとき、又は所定の電力量を使用するに要する時間Δｔが前記閾値である前記照明器具の正常時の所定の電力量を使用するに要する時間Δｔ_Ｎに比較して長いとき、前記照明器具が故障であると判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の照明器具故障検知システム。

【請求項4】

前記故障検知装置は、前記基準時間θ内の使用電力量Ｐθがゼロであるときは、前記照明器具が故障であると判定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の照明器具故障検知システム。

【請求項5】

前記所定の電力量を使用するに要する時間Δｔにおける所定の電力量が、前記スマートメーターから送信される使用電力量の最小単位Ｐ_ｍｉｎであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の照明器具故障検知システム。

【請求項6】

前記故障検知装置は、前記照明器具の正常時の基準時間θ内における単位時間の使用電力量Ｐ’の大きさにより異なる故障判定基準を有し、
前記使用電力量Ｐ’が、前記スマートメーターから送信される使用電力量の最小単位Ｐ_ｍｉｎ以上のときは、前記所定データのうち前記基準時間θ内の使用電力量Ｐθを使用し故障判定を行い、
前記使用電力量Ｐ’が、前記スマートメーターから送信される使用電力量の最小単位Ｐ_ｍｉｎ未満のときは、前記所定データのうち所定の電力量を使用するに要する時間Δｔを使用し故障判定を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の照明器具故障検知システム。

【請求項7】

前記照明器具が、高層建築物に設置された航空障害灯、又は街灯、防犯灯、道路照明灯であり、
前記高層建築物には少なくとも鉄塔、煙突、橋、クレーン、ビルが含まれることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の照明器具故障検知システム。

【請求項8】

前記故障検知装置がコンピュータであり、前記故障検知装置に請求項１から６のいずれか1項に記載の前記照明器具の故障の有無を判定させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、航空障害灯、街灯などの照明器具の故障を検知する照明器具故障検知システム及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

夜間に飛行する航空機に対して鉄塔、煙突、橋、ビル等の高層建築物の存在を示すために航空法に基づき航空障害灯が設置されている。航空障害灯は、周囲の照度を検知し、暗くなると自動的に点灯し、明るくなると自動的に消灯するものや、明るい時は明るく点滅し、暗くなると点滅の明るさが暗くなる仕組みのものが一般的である。航空障害灯の灯器は、従来は白熱電球が主流であったが、近年は長寿命で消費電力の少ないＬＥＤタイプが増えてきている。

【0003】

球切れが発生すると、すみやかに灯器の交換を行う必要があり、球切れの検知は重要な課題である。従来、球切れ等による消灯を検知するため、特に郊外や山間部にある鉄塔では夜間のパトロール、近隣に居住されている方に消灯していたら連絡をもらうといった方法で対応しており、人手やコストがかかっていた。

【0004】

一方で、自動的に航空障害灯の故障を検出し報知する方法、システムも開発されている。例えば、送電鉄塔等に設置された航空障害灯をＩＴＶカメラで撮影し故障判定用の画像を得て、その画像から航空障害灯の発光強度を算出し、それを閾値と比較することで航空障害灯の故障を判定するシステムがある（例えば特許文献１参照）。航空障害灯の故障の検知に、航空障害灯の発光レベルを用いる方法は、他にも幾つかの方法が提案されている（例えば特許文献２参照）。

【0005】

街灯においても、街灯切れを管理機関で自動的かつ迅速に把握できるようにした街灯監視システムが提案されている（例えば特許文献３参照）。このシステムは、街灯切れを検出手段を介して検出し、街灯切れ情報及びＩＤ情報をネットワークシステムを介して管理機関装置に送信し、管理機関装置は、受信情報が街灯切れ情報を含んでいるときはその街灯切れ情報及びＩＤ情報を操作表示手段に表示するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１４－２３５８０６号公報

【文献】特開２０１３－１５７１５０号公報

【文献】特開２００４－１４２１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

電力会社が管理する鉄塔、煙突、さらにはそれに設置されている航空障害灯の数は非常に多いため、これに上記特許文献に記載されているような航空障害灯・街灯の故障検知システムを導入するには多額のコストが掛かる。既存の設備、システム、装置を有効活用する等により、安価に航空障害灯、街灯などの照明器具の故障を検知するシステムの開発が求められている。

【0008】

本発明の目的は、既設の装置、設備等を利用し安価にまた容易に実施することが可能な航空障害灯、街灯などの照明器具の故障を検知する照明器具故障検知システム及びプログラムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、照明器具の使用電力量Ｐを計測し当該データを所定時間間隔で送信するスマートメーターと、ネットワークを介して前記スマートメーターと接続し、前記使用電力量Ｐを用いて算出される所定データを閾値と比較し前記照明器具の故障を検知する故障検知装置と、を含み、前記所定データの算出に用いる使用電力量Ｐを決める基準時間θが設定され、前記所定データが、前記スマートメーターから送信される使用電力量Ｐを使用し算出される基準時間θ内の使用電力量Ｐθ及び所定の電力量を使用するに要する時間Δｔであることを特徴とする照明器具故障検知システムである。

【0010】

本発明の照明器具故障検知システムにおいて、前記基準時間θが、夏至の日の入時刻から日の出時刻までの時間であることを特徴とする。

【0011】

本発明の照明器具故障検知システムにおいて、前記閾値が、前記照明器具の正常時の基準時間θ内の使用電力量Ｐθ_Ｎ、又は前記照明器具の正常時の所定の電力量を使用するに要する時間Δｔ_Ｎであり、前記故障検知装置は、前記使用電力量Ｐθが前記閾値である前記照明器具の正常時の基準時間θ内の使用電力量Ｐθ_Ｎに比較して小さいとき、又は所定の電力量を使用するに要する時間Δｔが前記閾値である前記照明器具の正常時の所定の電力量を使用するに要する時間Δｔ_Ｎに比較して長いとき、前記照明器具が故障であると判定することを特徴とする。

【0012】

本発明の照明器具故障検知システムにおいて、前記故障検知装置は、前記基準時間θ内の使用電力量Ｐθがゼロであるときは、前記照明器具が故障であると判定することを特徴とする。

【0013】

本発明の照明器具故障検知システムにおいて、前記所定の電力量を使用するに要する時間Δｔにおける所定の電力量が、前記スマートメーターから送信される使用電力量の最小単位Ｐ_ｍｉｎであることを特徴とする。

【0014】

本発明の照明器具故障検知システムにおいて、前記故障検知装置は、前記照明器具の正常時の基準時間θ内における単位時間の使用電力量Ｐ’の大きさにより異なる故障判定基準を有し、前記使用電力量Ｐ’が、前記スマートメーターから送信される使用電力量の最小単位Ｐ_ｍｉｎ以上のときは、前記所定データのうち前記基準時間θ内の使用電力量Ｐθを使用し故障判定を行い、前記使用電力量Ｐ’が、前記スマートメーターから送信される使用電力量の最小単位Ｐ_ｍｉｎ未満のときは、前記所定データのうち所定の電力量を使用するに要する時間Δｔを使用し故障判定を行うことを特徴とする。

【0015】

本発明の照明器具故障検知システムにおいて、前記照明器具が、高層建築物に設置された航空障害灯、又は街灯、防犯灯、道路照明灯であり、前記高層建築物には少なくとも鉄塔、煙突、橋、クレーン、ビルが含まれることを特徴とする。

【0016】

本発明は、前記故障検知装置がコンピュータであり、前記故障検知装置に前記照明器具の故障の有無を判定させるためのプログラムである。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、既設の装置、設備等を利用し安価にまた容易に実施することが可能な航空障害灯、街灯などの照明器具の故障を検知する照明器具故障検知システム及びプログラムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の第１実施形態の照明器具故障検知システム１の構成図である。

【図2】図１の照明器具故障検知システム１の故障検知装置３０の機能構成図、故障検知装置３０のデータベース部３４の一例である。

【図3】図１の照明器具故障検知システム１の故障検知手順を示すフローチャートである。

【図4】図１の照明器具故障検知システム１の故障検知要領を説明するための図であり、３０分間毎の使用電力量差分ΔＰを示す図である。

【図5】図１の照明器具故障検知システム１の故障検知要領を説明するための図であり、３０分間毎の使用電力量差分ΔＰを示す図である。

【図6】図１の照明器具故障検知システム１の故障検知要領を説明するための図であり、３０分間毎の使用電力量差分ΔＰを示す図である。

【図7】図３の故障検知手順の第１変形例であり、要部を記載したフローチャートである。

【図8】本発明の第１実施形態の照明器具故障検知システム１の他の故障検知手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

図１は、本発明の第１実施形態の照明器具故障検知システム１の構成図である。図２（Ａ）は、照明器具故障検知システム１の故障検知装置３０の機能構成図、図２（Ｂ）は、故障検知装置３０のデータベース部３４の一例である。図３は、照明器具故障検知システム１の故障検知手順を示すフローチャートである。

【0020】

本発明の第１実施形態の照明器具故障検知システム１（以下故障検知システム１と記す）は、鉄塔に設置された航空障害灯など屋外に設置され、周囲の照度により点灯し又は消灯する照明器具１００の故障を検知するシステムであり、照明器具１００の消費電力量を計測するスマートメーター１０と、ネットワーク２０を介してスマートメーター１０と接続し、照明器具１００の故障を検知する故障検知装置３０と、故障を報知する故障報知手段４５とを含む。

【0021】

故障検知システム１は、１つの高層建築物２００を単位とし、高層建築物２００ごとに照明器具１００が正常か又は故障かを判定し、故障を検知するとこれを報知する。ここで照明器具１００の正常とは、１つの高層建築物２００において複数個の照明器具１００のいずれもが故障していない状態をいい、故障とは、複数個の照明器具１００の１灯以上が、断芯、劣化、電源トラブル等により非点灯の状態にあることをいう。

【0022】

照明器具１００は、鉄塔、煙突、橋、クレーン、ビル等の高層建築物２００に設置された航空障害灯、その他に街灯、防犯灯、道路照明灯が該当する。本実施形態では照明器具１００が、２基の鉄塔２００ａ、２００ｂ、１搭の煙突２００ｃ、１棟のビル２００ｄに設置された航空障害灯１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄであるが、これに限定されるものではない。また鉄塔２００ａを始め各高層建築物２００には４個の航空障害灯１００が設置されているが、灯器の設置数もこれに限定されるものではない。

【0023】

スマートメーター１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）は、電力をデジタルで計測する計測機能、データを送信する通信機能を備える電力量計であり、各高層建築物２００にそれぞれに１台設置され、それぞれの照明器具１００の使用電力量を計測し、それぞれの照明器具１００の識別番号ＩＤと使用電力量とを紐付け故障検知装置３０に送信する。

【0024】

このスマートメーター１０は、ビル２００ｄに設置されるものも含め、それぞれの照明器具１００の使用電力量のみを計測しそのデータを送信する。またスマートメーター１０は、送信する使用電力量Ｐ（以下、メーター値Ｐと記す）の最小単位Ｐ_ｍｉｎが０．１ｋＷｈであり、データ送信間隔が３０分である。

【0025】

従来から電力会社が管理する鉄塔には航空障害灯の消費電力を計測するための電力量計が設置されている。本実施形態で使用するスマートメーター１０の仕様は、従来から一般的に使用されているスマートメーターと同じであるから、鉄塔に航空障害灯の消費電力を計測するためのスマートメーターが設置されている場合には既設のスメートメーターを使用することができる。

【0026】

故障検知装置３０は、電力会社等に設置され、スマートメーター１０からのメーター値Ｐを基に照明器具１００の故障を検知する装置であり、データ送受信部３１、入出力部３２、記憶部３３、データベース部３４、判定部３５、制御部３６を含む。

【0027】

データ送受信部３１は、ネットワーク２０を介して接続するスマートメーター１０から３０分間隔で送信される照明器具１００の識別番号ＩＤ及びメーター値Ｐを受信する。入出力部３２は、キーボード、マスス、ＣＤ読み取り装置等の入力装置４０、ディスプレイ４６、プリンタ４７等の出力装置４５と接続する。

【0028】

記憶部３３は、スマートメーター１０から定期的に送信される照明器具１００の識別番号ＩＤ及びメーター値Ｐを送信時刻と紐付けして記憶する。さらに故障判定のためのプログラムを格納する。また入出力部３２を介して入力される故障判定に使用する設定値、例えば閾値Ｓ、基準時間θである夏至の日の入時刻から翌日の日の出時刻を格納する。

【0029】

データベース部３４は、各照明器具１００の識別番号ＩＤ、各高層建築物の名称及び場所、各照明器具１００の設置個数Ｎ、１灯当たりの定格消費電力ｐ_ｉ、定格消費電力Ｐ０を格納する。定格消費電力Ｐ０＝Ｎ×ｐ_ｉである。図２（Ｂ）にデータベース部３４の一例を示す。データベース部３４は、ここに示す項目、数値に限定されるものではない。

【0030】

判定部３５は、記憶部３３に格納された故障判定のためのプログラムに従い、スマートメーター１０から定期的に送信される各照明器具１００のメーター値Ｐから故障の有無を判定する。照明器具１００の故障の有無の判定手順は、後述する。制御部３６は、故障検知装置３０全体の制御を行う。

【0031】

故障検知装置３０は、照明器具１００の故障を検知すると、該当する高層建築物２００の照明器具１００の識別番号ＩＤ、各高層建築物２００の場所等を故障報知手段に出力する。本実施形態において故障報知手段は、故障検知装置３０に併設された出力装置４５であるディスプレイ４６及びプリンタ４７である。故障報知手段は、照明器具１００の故障を確実に報知することができれば他の装置であってもよく、故障検知装置３０に併設されていなくてもよい。

【0032】

上記故障検知装置３０は、故障判定のためのプログラムをインストールしたコンピュータを用いて実現することができる。電力会社では、従来から自社の鉄塔、煙突など高層建築物２００に設置された航空障害灯１００を管理するシステムを有している。この管理システムは、一般的に高層建築物２００ごとに電力量計を設置し、航空障害灯１００の使用電力量を電力量計で計測し、これを管理用サーバで一括的に管理している。

【0033】

本実施形態の故障検知システム１と上記管理システムとは、構成が多くの部分で共通するので比較的簡単な変更で上記管理システムを本故障検知システム１として使用することができる。特に上記管理システムで使用する電力量計がスマートメーターであれば、上記管理システムに本発明の故障判定用プログラムをインストールする等により容易に実現できる。

【0034】

次に照明器具１００の故障の検知手順を図３を用いて説明する。以下の照明器具１００の故障の検知手順は、プログラム化され、故障検知装置３０にインストールされている。故障判定で使用する基準時間θは、夏至の日の入時刻から翌日の日の出時刻でありこれは予め入力されている。ここでは夏至の日の入時刻は１９時３０分、日の出時刻は翌日の４時であり、基準時間θは８時間３０分とする。以下、鉄塔２００ａに設置された４個の航空障害灯１００ａの故障の有無を検知する場合を例とする。

【0035】

故障検知装置３０は、スマートメーター１０から３０分間隔で送信されるメーター値Ｐのうち基準時間θである夏至の日の入時刻から日の出時刻までの間のデータを用いて故障の有無を判断する。航空障害灯１００ａは、季節、天候、周囲の状況によって点灯、消灯するタイミングが日々違うため、ここでは消費電力を一定な条件で判定すべく、周囲が暗く航空障害灯１００ａが確実に夜間モードで点灯している時間帯（夏至の日の入り～日の出）のデータのみで判断する。

【0036】

本故障検知方法では、データとして基準時間θ内の使用電力量Ｐθ及び所定の電力量を使用するに要する時間Δｔを用い、使用電力量Ｐθ及び時間Δｔそれぞれを、閾値である航空障害灯１００ａの正常時の基準時間θ内の使用電力量Ｐθ_Ｎ及び航空障害灯１００ａの正常時の所定の電力量を使用するに要する時間Δｔ_Ｎと比較することで行う。ここでは、所定の電力量を使用するに要する時間Δｔにおける所定の電力量として、スマートメーター１０から送信される使用電力量の最小単位Ｐ_ｍｉｎである０．１ｋＷｈを使用する。

【0037】

航空障害灯１００ａの故障判定は、基準時間θ内の使用電力量Ｐθが閾値である正常時の基準時間θ内の使用電力量Ｐθ_Ｎよりも小さいとき、又は所定の電力量を使用するに要する時間Δｔが閾値である正常時の所定の電力量を使用するに要する時間Δｔ_Ｎよりも大きいとき航空障害灯１００ａが故障であると判定する。さらに基準時間θ内の使用電力量Ｐθがゼロであるときは、照明器具が故障であると判定する。以下、具体的な手順を説明する。

【0038】

故障検知装置３０は、スマートメーター１０から３０分間隔で送信される各高層建築物２００の航空障害灯１００の識別番号ＩＤ及びメーター値Ｐを送信時刻と紐付けして記憶部３３に記憶する（ステップＳ１）。ここで使用するスマートメーター１０は、送信するデータの最小単位Ｐ_ｍｉｎが０．１ｋＷｈゆえ、メーター値Ｐは、○○○.○（ｋＷｈ）の型式で送信される。

【0039】

故障検知装置３０は、常時、各照明器具１００の故障の有無を監視しており、判定部３５は、航空障害灯１００ａの故障を検知すべく、記憶部３３から航空障害灯１００ａの基準時間θ内のメーター値Ｐを読み出し、前後のメーター値Ｐの差分ΔＰ（以下、使用電力量差分ΔＰと記す）を算出する。例えば１９時３０分のメーター値Ｐから１９時のメーター値Ｐを減算し、この値を１９時３０分の使用電力量差分ΔＰとする。以下、同様にして使用電力量差分ΔＰを算出する（ステップＳ２）。

【0040】

ステップＳ２で算出される使用電力量差分ΔＰの結果の一例を、表１及び表２、図４～図６に示した。表１及び表２は、５Ｗ×４灯の航空障害灯１００ａの正常状態及び航空障害灯１００ａの１灯が故障したときの使用電力量差分ΔＰの結果である。図４～図６は、定格消費電力Ｐ０が２０Ｗ、８０Ｗ及び１２Ｗの航空障害灯１００ａについて、それぞれ正常状態及び航空障害灯１００ａの１灯が故障したときの使用電力量差分ΔＰを時刻に対応させて示した図である。

【0041】

【表1】

【0042】

【表2】

【0043】

次に判定部３５は、以下の要領で０．１ｋＷｈを消費するに必要な時間Δｔを算出する（ステップＳ３）。時間Δｔは、ステップＳ２で算出した基準時間θ内の使用電力量差分ΔＰが０．１となった時刻を起点として、次の使用電力量差分ΔＰが０．１となるまでの時刻から求める（図４参照）。この０．１ｋＷｈを消費するに必要な時間Δｔは、より正確には０．１ｋＷｈを消費する時間間隔Δｔ（以下、０．１ｋＷｈ消費間隔Δｔと記す）というべきものである。

【0044】

ところで定格消費電力Ｐ０が小さい航空障害灯１００ａにおいて、４灯の灯器のうち１灯が故障すると０．１ｋＷｈ消費間隔Δｔが基準時間θを超える場合がある。この場合一晩の基準時間θ内のメーター値Ｐから０．１ｋＷｈ消費間隔Δｔを算出することができない。この場合には、ステップＳ３において０．１ｋＷｈ消費間隔Δｔ＝０とする。

【0045】

ステップＳ４では、ステップＳ３で算出した０．１ｋＷｈ消費間隔Δｔと閾値Ｓ_１とを比較し、０．１ｋＷｈ消費間隔Δｔが閾値Ｓ_１よりも大きいときには故障と判定し、ステップＳ５に進み、一方、０．１ｋＷｈ消費間隔Δｔが閾値Ｓ_１以下であればステップＳ６に進む。閾値Ｓ_１は、航空障害灯１００ａの正常状態時の０．１ｋＷｈ消費間隔Δｔ_Ｎであり、航空障害灯１００ａの正常状態時の基準時間θの使用電力量Ｐを用いてステップＳ３により算出される。ここでの故障判定は、航空障害灯１００ａが故障すると正常時に比較して使用電力量が低下し、０．１ｋＷｈ消費間隔が長くなることによる。

【0046】

ステップＳ５では、データベース部３４から、航空障害灯１００ａが設置されている鉄塔２００ａの名称、場所、識別番号ＩＤ、航空障害灯１００ａの仕様、故障検知日時などの故障情報を出力装置４５であるディスプレイ４６及びプリンタ４７に出力する。

【0047】

ステップＳ６は、０．１ｋＷｈ消費間隔Δｔ＝０か否かを判定するステップである。０．１ｋＷｈ消費間隔Δｔ＝０ではないと判断すると、ステップＳ７において基準時間θ内の使用電力量Ｐθを算出する。基準時間θ内の使用電力量Ｐθは、一晩の基準時間θ内の使用電力量の差分として与えられる。具体的には判定部３５は、記憶部３３から航空障害灯１００ａの基準時間θ内の終点である４時のメーター値Ｐ、及び基準時間θ内の始点である１９時３０分のメーター値Ｐを読み出し、前者から後者を減算し使用電力量Ｐθを算出する。

【0048】

ステップＳ８では、ステップＳ７で算出した基準時間θ内の消費電力量Ｐθと閾値Ｓ_２とを比較し、使用電力量Ｐθが閾値Ｓ_２よりも小さいときには故障と判定し、ステップＳ５に進み、一方、使用電力量Ｐθが閾値Ｓ_２以上であれば正常であると判断し、ステップＳ１に戻る。閾値Ｓ_２は、航空障害灯１００ａの正常状態時の基準時間θ内の使用電力量Ｐθ_Ｎであり、航空障害灯１００ａの正常状態時の基準時間θの使用電力量Ｐを用いてステップＳ７により算出される。ここでの故障判定は、航空障害灯１００ａが故障すると正常時に比較して使用電力量が低下することによる。

【0049】

ステップＳ６において０．１ｋＷｈ消費間隔Δｔ＝０であると判断すると、ステップＳ９に進む。０．１ｋＷｈ消費間隔Δｔ＝０は、ステップＳ３において、基準時間θ内のメーター値Ｐから０．１ｋＷｈ消費間隔Δｔを算出することができない場合に設定される。この場合には、一晩の基準時間θ内のメーター値Ｐから基準時間θ内の使用電力量Ｐθを算出することができない。このためステップＳ９において２日以上、例えば１～数週間、又は１月の基準時間θ内の使用電力量の平均値Ｐθ_ａｖｅを算出する。

【0050】

ステップＳ１０では、ステップＳ９で算出した使用電力量の平均値Ｐθ_ａｖｅと閾値Ｓ_３とを比較し、使用電力量の平均値Ｐθ_ａｖｅが閾値Ｓ_３よりも小さいときには故障と判定し、ステップＳ５に進み、一方、使用電力量の平均値Ｐθ_ａｖｅが閾値Ｓ_３以上であれば正常であると判断し、ステップＳ１に戻る。閾値Ｓ_３は、航空障害灯１００ａの正常状態時の使用電力量の平均値Ｐθ_ａｖｅＮであり、航空障害灯１００ａの正常状態時の基準時間θの使用電力量Ｐを用いてステップＳ９により算出される。ここでの故障判定も航空障害灯１００ａが故障すると正常時に比較して使用電力量が低下することによる。

【0051】

以下、消費電力の異なる航空障害灯１００ａに対して、図３で示される故障検知方法を用いた判定例を示す。ここでは理解を容易にするために具体的な数値を示すが、本発明はこの数値に限定されるものではない。

【0052】

ケース１：５Ｗ×４灯の航空障害灯１００ａ
１灯の定格消費電力ｐｉが５ｗである場合、航空障害灯１００ａの定格消費電力Ｐ０は２０ｗであり、正常時の０．１ｋＷｈ消費間隔Δｔ_Ｎは５時間となり、閾値Ｓ_１として５が設定される。航空障害灯１００ａのうち１灯が故障した場合、航空障害灯１００ａの消費電力は１５Ｗとなるため、ステップＳ３で算出される０．１ｋＷｈ消費間隔Δｔは６．５～７時間となる。よって０．１ｋＷｈ消費間隔Δｔが閾値Ｓ_１を上回るため航空障害灯１００ａはステップＳ４において故障として判定される（図４参照）。

【0053】

ここで５Ｗ×４灯の航空障害灯１００ａのステップＳ７で算出される基準時間θ内の使用電力量Ｐθ_Ｎは、０．１～０．２ｋＷｈとなる。一方、一灯が故障し５Ｗ×３灯の航空障害灯１００ａのステップＳ７で算出される基準時間θ内の使用電力量Ｐθも、０．１～０．２ｋＷｈとなる。これから５Ｗ×４灯の航空障害灯１００ａの場合、０．１ｋＷｈ消費間隔Δｔを用いて故障を検知することができるが、基準時間θ内の使用電力量Ｐθからでは、故障を検知することができないことが分かる。

【0054】

ケース２：２０Ｗ×４灯の航空障害灯１００ａ
１灯の定格消費電力ｐｉが２０ｗである場合、航空障害灯１００ａの定格消費電力Ｐ０は８０ｗであり、正常時の０．１ｋＷｈ消費間隔Δｔ_Ｎは１～１．５時間となり、閾値Ｓ_１として１～１．５が設定される。航空障害灯１００ａのうち１灯が故障した場合、航空障害灯１００ａの消費電力は６０Ｗとなるため、ステップＳ３で算出される０．１ｋＷｈ消費間隔Δｔは１．５～２時間となる。よって０．１ｋＷｈ消費間隔Δｔが閾値Ｓ_１を上回るため航空障害灯１００ａはステップＳ４において故障として判定される（図５参照）。閾値Ｓ_１は、０．１ｋＷｈ消費間隔Δｔ_Ｎ１～１．５時間の平均値の１．２５としてもよい。

【0055】

ここで２０Ｗ×４灯の航空障害灯１００ａのステップＳ７で算出される基準時間θ内の使用電力量Ｐθ_Ｎは、０．６～０．７ｋＷｈとなる。一方、一灯が故障し２０Ｗ×３灯の航空障害灯１００ａのステップＳ７で算出される基準時間θ内の使用電力量Ｐθは、０．５～０．６ｋＷｈとなる。

【0056】

以上より２０Ｗ×４灯の航空障害灯１００ａの場合、０．１ｋＷｈ消費間隔Δｔを用いて故障を検知することが可能であり、また基準時間θ内の使用電力量Ｐθからも故障を検知することができる。

【0057】

ケース３：４０Ｗ×４灯の航空障害灯１００ａ
１灯の定格消費電力ｐｉが４０ｗである場合、航空障害灯１００ａの定格消費電力Ｐ０は１６０ｗであり、正常時の０．１ｋＷｈ消費間隔Δｔ_Ｎは０．５～１時間となり、閾値Ｓ_１として０．５～１が設定される。航空障害灯１００ａのうち１灯が故障した場合、航空障害灯１００ａの消費電力は１２０Ｗとなるため、ステップＳ３で算出される０．１ｋＷｈ消費間隔Δｔは０．５～１時間となる。０．１ｋＷｈ消費間隔Δｔが閾値Ｓ_１を上回らないためステップＳ４において故障と判定されない。

【0058】

４０Ｗ×４灯の航空障害灯１００ａのステップＳ７で算出される基準時間θ内の使用電力量Ｐθ_Ｎは、１．３～１．４ｋＷｈとなり、閾値Ｓ_２として１．３～１．４が設定される。一方、一灯が故障し４０Ｗ×３灯の航空障害灯１００ａのステップＳ７で算出される基準時間θ内の使用電力量Ｐθは、１．０～１．１ｋＷｈとなる。よって使用電力量Ｐθが閾値Ｓ_２を下回るため航空障害灯１００ａはステップＳ８において故障として判定される。

【0059】

以上より４０Ｗ×４灯の航空障害灯１００ａの場合、０．１ｋＷｈ消費間隔Δｔが正常時の０．１ｋＷｈ消費間隔Δｔ_Ｎと重なりあうため、０．１ｋＷｈ消費間隔Δｔを用いて故障を検知することはできない。一方、基準時間θ内の使用電力量Ｐθから故障を検知できることが分かる。

【0060】

ケース１：３Ｗ×４灯の航空障害灯１００ａ
１灯の定格消費電力ｐｉが３ｗである場合、航空障害灯１００ａの定格消費電力Ｐ０は１２ｗであり、正常時の０．１ｋＷｈ消費間隔Δｔ_Ｎは８～８．５時間となり、閾値Ｓ_１として８～８．５が設定される。なお消費電力が３Ｗの航空障害灯１００ａは、現在市販されている航空障害灯１００ａのうち最も消費電力の少ないものである。

【0061】

航空障害灯１００ａのうち１灯が故障した場合、航空障害灯１００ａの消費電力は９Ｗとなるため０．１ｋＷｈ消費間隔Δｔは１１～１１．５時間となる。この時間は基準時間θを超えるため一晩の使用電力量Ｐからでは０．１ｋＷｈ消費間隔Δｔは算出できない。（図６参照）よってステップＳ３において０．１ｋＷｈ消費間隔Δｔ＝０となる。

【0062】

ステップＳ９において算出される正常時の２週間の基準時間θ内の使用電力量差分ΔＰは、１．４～１．５ｋＷｈとなり、週平均の平均値Ｐθ_ａｖｅＮは、０．７～０．８ｋＷｈとなる。よって閾値Ｓ_３は、０．７～０．８となる。一灯が故障し３Ｗ×３灯の航空障害灯１００ａのステップＳ９で算出される週平均の平均値Ｐθ_ａｖｅは、０．５～０．６ｋＷｈとなる。よって週平均の平均値Ｐθ_ａｖｅが閾値Ｓ_３を下回り、航空障害灯１００ａはステップＳ１０において故障として判定される。

【0063】

以上より３Ｗ×４灯の航空障害灯１００ａの場合、週平均の使用電力量の平均値Ｐθ_ａｖｅから故障を検知することができる。一方、３Ｗ×４灯の航空障害灯１００ａの場合、１灯が故障すると一晩の０．１ｋＷｈ消費間隔Δｔを算出することができず、０．１ｋＷｈ消費間隔Δｔから故障を判定できない。

【0064】

図７は、図３の故障検知手順の第１の変形例であり、要部を記載したフローチャートである。図３の故障検知手順で用いるステップと同じステップには同一の符号を付して説明を省略する。

【0065】

３Ｗ×４灯の航空障害灯１００ａは、正常時には０．１ｋＷｈ消費間隔Δｔ_Ｎは８～８．５時間であるから一晩の基準時間θ内よりも小さい。このため一晩の基準時間θ内の使用電力量が０となることはない。具体的にはステップＳ２で算出される使用電力量差分ΔＰ＝０．１が、一晩の基準時間θ内において最低１つはある。ところが１灯が故障した場合、０．１ｋＷｈ消費間隔Δｔが一晩の基準時間θ内よりも大きいため一晩の基準時間θ内の使用電力量が０となる場合がある。具体的にはステップＳ２で算出される使用電力量差分ΔＰ＝０．１が、一晩の基準時間θ内に１つもない場合である。この場合には、航空障害灯１００ａを故障と判定できる。

【0066】

これは５Ｗ×４灯の航空障害灯１００ａであっても、２灯以上が同時に故障した場合も同じである。よって図８に示す故障検知手順は、ステップＳ２－１を設け、正常時の０．１ｋＷｈ消費間隔Δｔ_Ｎが基準時間θ以下であり、かつ１晩の基準時間θ内の使用電力量が０であるときは、故障であると判定しステップＳ５に進む。

【0067】

図８は、本発明の第１実施形態の照明器具の故障検知システム１の他の故障検知手順を示すフローチャートである。図３の故障検知手順で用いるステップと同じステップには同一の符号を付して説明を省略する。図８の故障検知手順は、図３の故障検知手順の変形例である。

【0068】

図３で示される故障検知手順において、航空障害灯１００ａの故障判定は、基準時間θ内の使用電力量Ｐθが閾値である正常時の基準時間θ内の使用電力量Ｐθ_Ｎよりも小さいとき、又は所定の電力量を使用するに要する時間Δｔが閾値である正常時の所定の電力量を使用するに要する時間Δｔ_Ｎよりも大きいときに航空障害灯１００ａが故障であると判定する。

【0069】

このため図３で示される故障検知手順では、航空障害灯１００ａの正常時の消費電力によらず、基準時間θ内の使用電力量Ｐθ及び所定の電力量を使用するに要する時間Δｔを算出する必要がある。しかしながら図３で示される故障検知手順において、航空障害灯１００ａの正常時の消費電力が小さいときは、０．１ｋＷｈ消費間隔Δｔを用い、一方、航空障害灯１００ａの正常時の消費電力が大きいときは、基準時間θ内の使用電力量Ｐθを用いて故障を検知できることは上述の通りである。正常時の消費電力は、定格消費電力と置換してもよい。

【0070】

以上のことから図８に示す故障検知手順では、計算量を低減すべく航空障害灯１００ａの正常時の単位時間の使用電力量Ｐ’の大きさにより異なる故障判定基準を採用する。具体的には、航空障害灯１００ａの正常時の基準時間θ内における１時間の使用電力量Ｐ’が、スマートメーター１０の使用電力量の最小単位Ｐ_ｍｉｎである０．１ｋＷｈ以上か否かで分ける。

【0071】

航空障害灯１００ａの正常時の基準時間θ内における１時間の使用電力量Ｐ’が、スマートメーター１０の使用電力量の最小単位Ｐ_ｍｉｎである０．１ｋＷｈを下回るときは、スマートメーターの最小単位の電力量Ｐ_ｍｉｎである０．１ｋＷｈ消費間隔Δｔを用い、使用電力量Ｐ’が０．１ｋＷｈ以上のときは、基準時間θ内の使用電力量Ｐθを用いて故障の有無を判定する（ステップＳ２－２）。

【0072】

ステップ２－２で航空障害灯１００ａの正常時の基準時間θ内における１時間の使用電力量Ｐ’が、スマートメーター１０の使用電力量の最小単位Ｐ_ｍｉｎである０．１ｋＷｈを下回るときは、ステップＳ３、ステップ４を介して故障の有無を判定する。一方、航空障害灯１００ａの正常時の基準時間θ内における１時間の使用電力量Ｐ’が、スマートメーター１０の使用電力量の最小単位Ｐ_ｍｉｎである０．１ｋＷｈ以上であるときは、ステップＳ７、ステップ８を介して故障の有無を判定する。

【0073】

航空障害灯１００ａの消費電力が小さく、０．１ｋＷｈ消費間隔Δｔが基準時間θを超えるときの取り扱いは図３と同一である。

【0074】

以上、実施形態を用いて説明したように本発明に係る照明器具故障検知システムは、高層建築物に設置された照明器具の消費電力量を計測しデータを送信するスマートメーターのメーター値Ｐから照明器具の故障を検知するため、既設の装置、設備等を利用することが可能であり、安価にまた容易に航空障害灯等の故障検知を実現できる。

【0075】

スマートメーターが送信するデータ間隔が短く、さらにメーター値Ｐの桁数が多ければ、つまりスマートメーターから詳細なデータが送信されれば、照明器具の正常時の消費電力量とメーター値Ｐから算出される消費電力量とを比較する等、単純な方法で照明器具の故障を検知できる。しかしながら現在使用されているスマートメーターの多くは、データの送信間隔が３０分、さらには送信されるデータ（メーター値）の最小単位が０．１ｋＷｈであるため、単純に正常時の消費電力と比較する方法では、故障の有無を正確に判定することができない。

【0076】

さらに屋外に設置され周囲の照度により点灯し又は消灯する照明器具の場合、点灯し又は消灯するタイミングが一定しないため故障の有無の正確な判定が難しくなる。

【0077】

これらに対して本発明に係る照明器具故障検知システムは、所定の電力量を使用するに要する時間Δｔ及び基準時間θ内の使用電力量Ｐθという異なる２つのデータを用いることで、スマートメーターの仕様に起因する課題を解決し、さらに点灯し又は消灯するタイミングが一定しないという問題に対しては点灯時間が一定となる基準時間θを導入することで、消費電力の小さい照明器具に対しても故障の正確な検知を実現する。

【0078】

また本発明に係る照明器具故障検知システムにおける照明器具の故障検知方法は、照明器具の正常時の基準時間内における単位時間の使用電力量Ｐ’の大きさにより異なる故障判定基準を採用することでも可能である。これにより故障検知に必要な計算量を低減することができるので、１台の故障検知装置で多数の照明器具の故障を検知する際には有用である。

【0079】

本発明に係る照明器具故障検知システム及び検知手順を格納したプログラムは、上記実施形態に限定されるものではなく要旨を変更しない範囲で変更することができる。例えば図３においてステップＳ３、ステップＳ４に代えて、ステップＳ７及びステップＳ８を先に実行し、その後にステップＳ３、ステップＳ４を実行するようにしてもよい。また上記実施形態では、閾値として照明器具の正常時の基準時間内のメーター値Ｐを用いて算出される使用電力量Ｐθ_Ｎなどを使用するが、先の閾値の代わりに照明器具の定格消費電力Ｐ０を用いて算出される閾値、例えばＰ０×θを代用してもよい。

【0080】

また本発明に係る照明器具故障検知システムにおいて、クライアントサーバシステムを採用し、故障検知装置を管理サーバとし、管理サーバが照明器具の故障を検知するとクライアント側の端末に自動で故障情報を記載した照明器具故障通知メールを送信するようにしてもよい。

【0081】

また上記実施形態では、理解を容易にするために具体的な数値を示したが、本発明はこれら数値に限定されるものではない。本発明に係る照明器具故障検知システム及び検知方法は、消費電力が一定の照明機器の故障の検知に幅広く使用することができる。

【0082】

図面を参照しながら好適な実施形態を説明したが、当業者であれば、本明細書を見て、自明な範囲内で種々の変更及び修正を容易に想定するであろう。従って、そのような変更及び修正は、請求の範囲から定まる発明の範囲内のものと解釈される。

【符号の説明】

【0083】

１ 照明器具故障検知システム
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ スマートメーター
２０ ネットワーク
３０ 故障検知装置
１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ 照明器具，航空障害灯
２００ 高層建築物
２００ａ、２００ｂ 鉄塔
２００ｃ 煙突
２００ｄ、２００ｅ ビル
Ｐ 使用電力量（メーター値）
Ｐ’ 正常時の基準時間θ内における単位時間の使用電力量
Ｐθ 基準時間θ内の消費電力量
Ｐθ_Ｎ 正常時の基準時間θ内の消費電力量
Ｐ_ｍｉｎ 使用電力量の最小単位，０．１ｋＷｈ
Δｔ 所定の電力量を使用するに要する時間，０．１ｋＷｈ消費間隔
Δｔ_Ｎ 正常時の所定の電力量を使用するに要する時間，正常時の０．１ｋＷｈ消費間隔
Ｓ，Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３ 閾値
θ 基準時間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】