特表2017-536661(P2017-536661A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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特表2017-536661照明システムをモニタリングする方法及び装置並びにモニタリング照明設備
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】特表2017-536661(P2017-536661A)
(43)【公表日】2017年12月7日
(54)【発明の名称】照明システムをモニタリングする方法及び装置並びにモニタリング照明設備
(51)【国際特許分類】
   H05B 37/02 20060101AFI20171110BHJP
【FI】
   H05B37/02 Z
   H05B37/02 G
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
【全頁数】19
(21)【出願番号】特願2017-522627(P2017-522627)
(86)(22)【出願日】2015年10月28日
(85)【翻訳文提出日】2017年6月14日
(86)【国際出願番号】EP2015074938
(87)【国際公開番号】WO2016066667
(87)【国際公開日】20160506
(31)【優先権主張番号】PCT/CN2014/089655
(32)【優先日】2014年10月28日
(33)【優先権主張国】CN
(31)【優先権主張番号】14195801.7
(32)【優先日】2014年12月2日
(33)【優先権主張国】EP
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JP,KE,KG,KN,KP,KR,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA,UG,US
(71)【出願人】
【識別番号】516043960
【氏名又は名称】フィリップス ライティング ホールディング ビー ヴィ
(74)【代理人】
【識別番号】110001690
【氏名又は名称】特許業務法人M&Sパートナーズ
(72)【発明者】
【氏名】ジャン シャオボー
(72)【発明者】
【氏名】マ フーロン
【テーマコード(参考)】
3K273
【Fターム(参考)】
3K273PA06
3K273QA30
3K273QA37
3K273QA38
3K273SA08
3K273SA18
3K273SA35
3K273SA37
3K273SA58
3K273SA60
3K273TA17
3K273TA27
3K273TA28
3K273TA53
3K273TA54
3K273TA62
3K273TA66
3K273TA72
3K273TA75
3K273TA77
3K273TA78
3K273UA17
3K273UA21
(57)【要約】
照明システムをモニタリングするための方法(及びシステム)である。物理的な場所の情報が、システムの各照明ユニットに関連して受信される。供給電圧情報も、各照明ユニットに関連して受信される。各照明ユニットの物理的な場所と供給電圧情報とに基づいて、照明ユニット間のケーブル経路と、ケーブル経路に沿った照明キャビネットの場所とを特定するネットワーク情報が導出される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも供給ケーブルに沿って配置される複数の照明ユニットを含む照明システムをモニタリングする方法であって、
各照明ユニットに関して、物理的な場所の情報を取得するステップと、
各照明ユニットに関して、供給電圧情報を受信するステップと、
各照明ユニットの前記物理的な場所と、前記供給電圧情報とに基づいて、前記照明ユニット間のケーブル経路を特定する電力網情報を導出するステップと、
を含む、方法。
【請求項2】
前記電力網情報は、同時刻における各照明ユニットに関する前記供給電圧情報に基づいて導出される、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記照明システムは、道路照明システムを含む、請求項1又は2に記載の方法。
【請求項4】
電力網情報を導出する前記ステップの前に、
前記照明ユニットの前記物理的な場所に基づいて、前記照明ユニットをまとめるステップを更に含み、
電力網情報を導出する前記ステップは更に、
前記供給電圧情報に基づいて、各まとまりにおける前記照明ユニット間のケーブル経路を特定するステップを含む、請求項1又は2に記載の方法。
【請求項5】
前記電力網情報は、道路の場所を特定するマップを考慮して取得される、請求項3に記載の方法。
【請求項6】
前記照明システムは、照明キャビネットのセットを含み、各照明キャビネットは、各照明キャビネットから延在する供給ケーブルに沿った少なくとも1つの対応するセットの照明ユニットを供給し、電力網情報を導出する前記ステップは、供給電圧のピーク及び谷の解析によって、前記ケーブル経路に沿った前記照明キャビネットの場所を特定するステップを含む、請求項1乃至4の何れか一項に記載の方法。
【請求項7】
障害を示す照明キャビネットからの1つ又は複数のケーブルに沿ったすべての照明ユニットに基づいて、前記照明キャビネット故障の診断を提供するステップを含む、請求項5又は6に記載の方法。
【請求項8】
障害を示すケーブルの終端部における照明ユニットのセットに基づいて、ケーブル故障の診断を提供するステップを更に含む、請求項1乃至7の何れか一項に記載の方法。
【請求項9】
障害を示すケーブルの中間セクションにおける照明ユニットに基づいて、照明ユニット故障の診断を提供するステップを更に含む、請求項1乃至8の何れか一項に記載の方法。
【請求項10】
コンピュータ上で実行される場合に、請求項1乃至9の何れか一項に記載の方法を行うように適応されたコンピュータプログラムコード手段を含む、コンピュータプログラム。
【請求項11】
複数の照明ユニットを含む照明システムをモニタリングする照明システムモニタリング装置であって、
各照明ユニットは、供給電圧モニタリングシステムを含み、
前記照明システムモニタリング装置は、
各照明ユニットの物理的な場所を受信し、また、前記供給電圧モニタリングシステムから、供給電圧情報を受信する受信モジュールと、
前記物理的な場所の情報と前記供給電圧情報とから、電力網情報を導出し、前記照明ユニット間のケーブル経路を特定するコントローラと、
を含む、照明システムモニタリング装置。
【請求項12】
前記照明システムは、道路照明システムを含み、前記コントローラは、道路の場所を特定するマップを考慮に入れる、請求項11に記載の照明システムモニタリング装置。
【請求項13】
前記照明システムは、照明キャビネットのセットを含み、各照明キャビネットは、各照明キャビネットから延在する供給ケーブルに沿った照明ユニットの対応するセットに供給し、前記コントローラは、前記供給電圧情報のピーク及び谷を解析することによって、前記ケーブル経路に沿った前記照明キャビネットの場所を特定する電力網情報を導出する、請求項11又は12に記載の照明システムモニタリング装置。
【請求項14】
前記コントローラは、
障害を示すケーブルの終端部における照明ユニットのセットに基づいて、ケーブル故障の診断を提供し、
障害を示すケーブルの中間セクションにおける照明ユニットに基づいて、照明ユニット故障の診断を提供し、及び/又は、
障害を示す照明キャビネットからの1つ又は複数のケーブルに沿ったすべての照明ユニットに基づいて、照明キャビネット故障の診断を提供する、請求項11乃至13の何れか一項に記載の照明システムモニタリング装置。
【請求項15】
複数の照明ユニットを含み、各照明ユニットは、物理的な場所のシステムと、供給電圧測定システムとを含む、照明システムと、
請求項11乃至14の何れか一項に記載の照明システムモニタリング装置と、
を含む、モニタリング照明設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、照明システムのモニタリングに関し、より具体的には、照明システムのアセットマネジメントのためのモニタリングに関する。
【背景技術】
【0002】
本発明は、例えば道路照明ネットワークである大きい領域を対象とする照明システムに特に興味深い。
【0003】
図1は、典型的な照明制御システムを示し、また、制御ネットワークのトポロジを示す。制御ネットワークは、キャビネット10内に、ケーブルに沿ったすべての制御ノード(即ち、照明ユニット)16を制御するローカルコントローラを有する。ローカルコントローラは、バックエンド12と通信する。ケーブル及びキャビネットの場所は知られており、物理的な構成と制御トポロジとは対応している。したがって、中央コントローラ10がコミッショニングされると、アセット(キャビネット及びケーブル)は、容易にコミッショニングされ、管理される。
【0004】
図2は、単一の照明システムが制御されるやり方を示す。キャビネット内のローカルコントローラはない。代わりに、各ノード(即ち、照明ユニット)が、個別のコントローラを有し、これらのコントローラは、1つの又は幾つかの中央コントローラ12の制御下にある。しかし、電力は、関連付けられるキャビネットと、キャビネットから延在するケーブルとから供給される。図2のシステムでは、キャビネットの場所も、ケーブル経路も知られていない。ネットワークの観点から、中央コントローラ12において観察可能なのは、個別のノードの数だけである。
【0005】
照明制御システムは、図2に示されるように、個別の制御システムの方に進化している。
【0006】
図2の個別の照明制御システムについて、実際には、幾つかの中央コントローラがあってよいが、何千もの照明ユニット16(各照明ユニットは別箇の制御ノードと見なされる)であっても、同じく1つのコントローラしかなくてもよい。ネットワークトポロジは、図1の例におけるように、各キャビネット10に関連付けられる固定の電力ケーブル配置によってもはや左右されなくなる。
【0007】
したがって、バックエンド12が、ケーブル及びキャビネット情報を簡単に入手することができない。バックエンドは、例えば個々の照明ユニットに関連する情報しか有さず、すべての照明ユニットは、離散点として特定される。バックエンドは、照明ユニットがどのように物理的に接続されているのか、例えば照明ユニット間のケーブル経路又は照明ユニットの列を制御するキャビネットの場所の知識を有さない。
【0008】
だが、例えば道路照明局であるエンドユーザは、これらの非照明アセットを管理し、これらが正しく機能していることを請け負う責任がある。エンドユーザに、ケーブル及びキャビネットの場所及び構成の知識を提供するためには、システムコミッショナが道路構成デザインを照合し、ケーブル及びキャビネットアセット情報を手動で追加することが必要となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
照明システムのこれらのアセットの自動化された収集及び管理を提供する必要がある。
【0010】
国際特許公開WO2014/033558は、コミッショニングのために、電圧測定を利用して、トラックに沿った照明器具の場所を決定するシステムを開示する。しかし、この方法は、トラックの場所自体は分かっていることを前提としており、また、目的は、既知のグリッド内の照明器具の位置を見つけることである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明は、請求項によって規定される。
【0012】
本発明の一態様によれば、少なくとも供給ケーブルに沿って配置される複数の照明ユニットを含む照明システムをモニタリングする方法が提供される。当該方法は、
各照明ユニットに関して、物理的な場所の情報を取得するステップと、
各照明ユニットに関して、供給電圧情報を受信するステップと、
各照明ユニットの物理的な場所と、供給電圧情報とに基づいて、照明ユニット間のケーブル経路を特定する電力網情報を導出するステップとを含む。
【0013】
本発明は、照明システム構成情報の収集を可能にする方法(及びシステム)を提供する。供給電圧測定値と、各照明ユニットに関する場所情報(例えばGPS)とを用いて、照明ユニットが物理的に接続されている方法の予想が立てられ、ケーブルの長さが導出される。この情報を用いて、これらのアセットの管理が容易にされる。照明ユニットの故障又はシステム内の他のアセット(例えばケーブル)の故障の場合、障害分離の情報を迅速に与えて、保守管理要員が障害の場所を見つけられるようにする。
【0014】
したがって、本発明は、分散型の個々の照明制御システムで動作するシステムに特に適している照明システムのアセット管理ソリューションを提供する。これは、自動情報収集と、非照明ユニットアセットの管理とを可能にし、また、例えば照明ユニット故障又は電力システム故障を区別して、障害分離を可能にする。
【0015】
物理的な場所の情報は、照明ユニット自体から受信されても、他の情報源から受信されてもよい。例えば照明ユニットは、物理的な場所の情報を取得する衛星測位システムを有する。同様に、供給電圧情報は、照明ユニットから直接受信されなくてもよく、中間データ源を介して、間接的に受信されてもよい。
【0016】
供給電圧情報は、好適には、各照明ユニットに関して、同時にサンプリングされるか又は測定される。タイミングは、例えば衛星システム(例えばGPS)が場所の情報を提供するために使用されている場合には、当該衛星システムに基づいて制御される。供給電圧情報は、供給電圧値、又は、以下に説明されるように、二乗平均平方根電圧値又は複数の電圧値サンプルの平均絶対値等の供給電圧値のバリエーションを含む。
【0017】
タイミング情報は、様々な照明ユニットからのすべてのサンプリング情報が、AC主電源サイクルにおける同じ点にあるようにすることができる。AC電圧の幾つかのサンプルを取ることによって、正確な電圧情報を提供する二乗平均平方根(RMS)電圧値が取得される。
【0018】
すべての照明ユニットは、同時に始動するように制御され、したがって、供給電圧情報は、各照明ユニットの場所における供給ケーブルから引き込まれる電流に基づいている。各場所におけるRMS電圧のサンプリング時間は、すべてのランプが点灯した状態で、同じであることが好適である。この同時サンプリングは、グリッド電圧が常に変動している場合、サンプリング時刻が異なるとデータがあまりロバストでなくなるという事実を考慮している。したがって、同時サンプリングは、精度を高めるためにはより好ましい。
【0019】
照明ユニットは、それらの物理的な場所に基づいて、特に照明ユニットが供給ケーブルの1つのセットに沿って配置されている場合、複数のグループにまとめられる。照明ユニットの物理的な場所は、供給ケーブルの数を反映することができる。各グループにおいて、当該グループ内の照明ユニットの供給電圧情報の解析によって、例えば供給電圧のピーク及び谷の解析に基づいて、又は、供給電圧の電圧降下に基づいて、ケーブル経路が特定される。
【0020】
照明システムは、道路照明システムを含んでよい。この場合、ネットワーク情報は、道路の場所を特定するマップを考慮して取得されてよい。ケーブル経路は、道路の場所に従うので、これにより、ケーブル経路が特定される。
【0021】
システムは、照明キャビネットのセットを含んでよく、各照明キャビネットは、各照明キャビネットから延在する供給ケーブルに沿った少なくとも1つの対応するセットの照明ユニットを供給する。ネットワーク情報を導出するステップは、ケーブル経路に沿った照明キャビネットの場所を特定するステップを含む。したがって、照明キャビネットの推定される場所も導出される。
【0022】
照明キャビネットの場所は、例えば供給電圧のピーク及び谷の解析に基づいて取得されてよい。ピークは、照明キャビネットの場所にあり、谷は、通常、キャビネットの場所間の中間にある。これらの谷は、キャビネットに連結されるケーブルの終端部に対応する。
【0023】
一実施形態では、電力網情報は、キャビネット、キャビネットから延在する分岐ケーブル及びケーブルによって接続される照明ユニットのトポロジといった電力網トポロジを含む。更なる実施形態では、電力網情報は更に、電力ケーブルの場所、方向及び長さと、キャビネットの場所と、照明ユニットの場所と、照明ユニットとキャビネットとの間の場所及び電力ケーブル接続関係とを含む。
【0024】
方法は更に、照明システムにおける障害の診断を提供するステップを含む。したがって、上記方法は、照明システムのコミッショニングと保守管理との両方に適している。
【0025】
障害の第1の例は、ケーブル故障である。これは、障害を示すケーブルの終端部における照明ユニットのセットに基づく。
【0026】
障害の第2の例は、照明ユニット故障である。これは、障害を示すケーブルの中間セクションにおける照明ユニットに基づく。
【0027】
障害の第3の例は、照明キャビネット故障である。これは、障害を示す照明キャビネットからの1つ又は複数のケーブルに沿ったすべての照明ユニットに基づく。
【0028】
障害のタイプが特定されると、保守管理及び修理は単純化される。
【0029】
コンピュータ上で実行される場合に、本発明の方法を行うように適応されたコンピュータプログラムコード手段を含むコンピュータプログラムプロダクトが提供される。コンピュータプログラムは、照明システムのバックエンドサーバにおいて動作する。
【0030】
本発明の別の態様による一例は、複数の照明ユニットを含む照明システムをモニタリングする照明システムモニタリング装置を提供する。各照明ユニットは、供給電圧モニタリングシステムを含む。当該モニタリング装置は、
各照明ユニットの物理的な場所を受信し、また、供給電圧モニタリングシステムから、供給電圧情報を受信する受信モジュールと、
物理的な場所の情報と供給電圧情報とから、電力網情報を導出し、照明ユニット間のケーブル経路を特定するコントローラとを含む。
【0031】
照明システムは、道路照明システムを含んでよく、コントローラは、道路の場所を特定するマップを考慮に入れる。
【0032】
照明システムは、照明キャビネットのセットを含んでよく、各照明キャビネットは、各照明キャビネットから延在する供給ケーブルに沿った照明ユニットの対応するセットに供給し、コントローラは、供給電圧情報のピーク及び谷を解析することによって、ケーブル経路に沿った照明キャビネットの場所を特定する電力網情報を導出する。
【0033】
モニタリング装置は、
障害を示すケーブルの終端部における照明ユニットのセットに基づいて、ケーブル故障の診断を提供し、
障害を示すケーブルの中間セクションにおける照明ユニットに基づいて、照明ユニット故障の診断を提供し、及び/又は、
障害を示す照明キャビネットからの1つ又は複数のケーブルに沿ったすべての照明ユニットに基づいて、照明キャビネット故障の診断を提供してよい。
【0034】
本発明は更に、
複数の照明ユニットを含み、各照明ユニットは、衛星場所システムと、供給電圧測定システムとを含む、照明システムと、
本発明の照明システムモニタリング装置とを含むモニタリング照明設備も提供する。
【0035】
照明システムは更に、照明キャビネットのセットを含んでよく、各照明キャビネットは、各照明キャビネットから延在する供給ケーブルに沿った照明ユニットの対応するセットに供給し、コントローラは、供給電圧情報のピーク及び谷を解析することによって、ケーブル経路に沿った照明キャビネットの場所を特定する電力網情報を導出する。
【図面の簡単な説明】
【0036】
本発明の例について、添付図面を参照して、以下に詳細に説明する。
【0037】
図1図1は、典型的な照明制御システムを示す。
図2図2は、分散された個別制御ユニットに基づく照明制御システムを示す。
図3図3は、分散された照明ユニットを有するケーブルに沿ってケーブル電圧が変化する様子を示す。
図4図4は、本発明の一例を実施するための主要要素を示す。
図5図5は、個々の照明ユニットによって実施される動作方法を示す。
図6図6は、バックエンドコントローラによって実施される動作方法を示す。
図7図7は、デジタルマップ上に重ねられたユーザインターフェースによって表される基本情報を示す。
図8図8は、図7の図に追加されるピーク電圧情報を示す。
図9図9は、図8の図に追加されるキャビネットの場所情報を示す。
図10図10は、システムが、ケーブル又は照明ユニットの故障問題の診断を支援する方法を示す。
図11図11は、システムが、照明キャビネットの故障問題の診断を支援する方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【0038】
本発明は、照明システムをモニタリングする方法を提供する。物理的な場所の情報が、システムの各照明ユニットに関連して受信される。供給電圧情報も、各照明ユニットに関連して受信される。各照明ユニットの物理的な場所と供給電圧情報とに基づいて、照明ユニット間のケーブル経路と、ケーブル経路に沿った照明キャビネットの場所とを特定するネットワーク情報が導出される。
【0039】
したがって、本発明は、照明ユニットの既知の物理的な場所を、電圧モニタリングによって決定されるケーブル経路に沿った場所と組み合わせる。
【0040】
照明ユニットは、例えば個々のキャビネットによって給電される。各キャビネットは、電力ケーブルに沿って、照明ユニットのセットに順次供給する。照明ユニットが点灯されると、電流がケーブルを通って流れるが、銅抵抗によって、ケーブルに沿って電圧は下がる。ケーブル上の電圧損失は無視できる程度ではなく、例えば最大10%の電圧降下が見込まれる。電圧降下は、各照明ユニットの場所における入力電圧に影響を及ぼすので、各照明ユニットにおいて測定される電圧は、物理的なケーブル接続の情報を含む。
【0041】
例えば図3は、30個の250Wの照明ユニットを有する照明システムに関連する。各照明ユニット間のケーブル長さは、30mであり、23mm(0.75Ohm/km)のケーブルの断面積を有する。各照明ユニットにおける電圧降下は、y軸に示され、照明ユニットの番号が、x軸に沿って示される。各照明ユニットは、異なる電圧降下を有し、照明ユニットとキャビネットとの距離が長いほど、電圧降下も大きくなる。
【0042】
図4は、本発明の一例を実施するための主要要素を示す。
【0043】
照明ユニット20が、電圧サンプリング及び通信機能を行う。照明ユニットは、入力電圧のサンプルを取る電圧サンプリングモジュール22を含む。入力電圧から、RMS電圧が計算される。GPSモジュール24といった衛星測位モジュールが、照明ユニットの正確な地理的な位置を提供する。このユニットから時間も取得される。
【0044】
通信モジュール26が、システムのバックエンド部30への通信を提供する。任意の適切な通信技術が使用されてよい。コマンド、電圧データ及び位置データが、このモジュール26を介して送信される。一実施形態では、電圧データ及び位置データは、対(電圧データ、位置データ)で送信される。或いは、電圧データ及び位置データは、別々に送信されてもよく、それぞれ、照明ユニット20の識別子と共に送信され、これにより、バックエンド部30がこれらのデータを受信すると、バックエンド部30は、各照明ユニット20についての電圧データ及び位置データを特定することができる。
【0045】
照明ユニット20とバックエンド30との通信は、例えばGPRS(ジェネラル・パケット・ラジオ・サービス)、3G、4G、ジグビー(登録商標)又はPLC(電力線通信)に基づいていてよい。バックエンドユニット30は、照明ユニットから情報を受信する受信モジュール31と、データ収集及び解析を行うコントローラ32とを含む。
【0046】
照明ユニット20のメインコントローラユニット28は、電圧サンプリング機能、データ処理機能及び送信機能のタイミングを制御する。
【0047】
コントローラ32によって行われるデータ収集及び解析は、すべての個々の照明ユニットに、電圧サンプリング動作を行うように指示し、その後、データ収集を行うことに基づいている。データを解析することによって、コントローラ32は、非照明アセット(ケーブル及びキャビネット)の位置を特定し、また、例えば非照明アセットを、ユーザインターフェース(UI)33を使用して表示する。任意選択的に、この解析は、インタラクティブであってもよく、これは、手動の支援と共に精度を向上させることができる。
【0048】
ユーザインターフェース解析アルゴリズムは、地理情報システム(GIS)に基づいてよく、これは、アセットの場所情報を示し、人間によるインタラクティブコミッショニングを可能にする。
【0049】
図5は、個々の照明ユニットによって実施される動作方法を示す。
【0050】
ステップ50において、バックエンドが、個々の照明ユニットに、コミッショニングコマンドを送信する。個々の照明ユニットは、個々の制御ノードを含むと考えられる。ステップ52において、このコマンドは、照明ユニット内で受信される。
【0051】
ステップ54に示されるように、コマンドは、電圧サンプリング動作が開始する時間(例えば午後8時)を示し、また、必要サンプル数を示す。
【0052】
コマンドが受信された後、照明ユニット内のコントローラは、例えばGPSモジュール又はリアルタイムクロック(RTC)モジュールを使用して、時間を確認し、すべての照明ユニットのサンプリング時間が調整されていることを確実にする。これには、割り当てられた時間になるまで、繰り返し、ステップ56において、時間を読み取ることと、ステップ58において、時間が合っているかどうかを確認することとを伴う。
【0053】
ステップ60において、適切な時間において、指示された数の電圧サンプルが測定され、ステップ62において決定されるように、正しい数になるまで測定が繰り返される。ステップ62は、十分なサンプルが読み取られたかどうかを確認する。
【0054】
電圧サンプリング中にすべての照明ユニットを点灯することによって、電流フローは、最大電圧降下をもたらし、これは、検出を支援する。これは、バックエンドが、点灯するように、また、最大レベルにまで給電されるようにすべてのノードにコマンドを送信するコミッショニング段階において行われてよい。或いは、サンプリングは、コミッショニングされたシステムの正常使用中に、すべてのノードが、点灯し、最大出力レベルにあるときに行われてもよい。しかし、電圧サンプリングは、照明ユニットが点灯していることを確実としなくても行われてよい。これは、電圧降下は、電圧サンプリング機能の結果、ケーブル長さに沿って、いずれにせよ、生じるからである。
【0055】
サンプリングは、すべての様々な照明ユニットについて連続的に行われ、したがって、照明ユニットはすべて、ACサイクルにおける同じ点にある。したがって、タイミング情報は、様々な照明ユニットからのすべてのサンプリング情報が、AC主電源サイクルにおける同じ点にあるようにすることができる。AC電圧の幾つかのサンプルを取ることによって、RMS値が得られる。
【0056】
一例として、サンプリングは、電圧がゼロを交差したばかりの時に開始してよい。次に、データは、幾つかのACサイクル(例えば少なくとも3つのACサイクル)に従ってサンプリングされる。サンプリング周波数は、例えば4800Hz又はそれ以上であってよい。
【0057】
次に、各サイクルのRMS電圧が計算され、アップロードされる。RMS電圧の使用が好適ではあるが、リアルタイムでサンプリングされた電圧値も、ネットワークトポロジを導出するために使用してよい。しかし、リアルタイムでサンプリングされた電圧値は、ノイズによって乱されることもあり、正確でない場合がある。電圧値精度を高めるために、各照明ユニットは、好適には、何百ものサンプリングされた電圧値に基づいて、RMS電圧を計算する。
【0058】
ステップ64において、照明ユニットは、GPSモジュールから、地理情報を読み出す。ステップ66において、電圧情報及び地理情報の両方が、バックエンドに送信される。
【0059】
図6は、バックエンドコントローラによって実施される動作方法を示す。
【0060】
ステップ70において、バックエンドコントローラは、コミッショニングコマンドを送信する。ステップ72において、バックエンドは待機し、すべての照明ユニットからのサンプリングされた電圧情報及び測位情報を受信する。
【0061】
ステップ74において、バックエンドコントローラは、すべての電圧データ及びGPS情報をデジタルマップ上に更新する。測位データは、様々な道及び道路に基づいてまとめられる。これは、ケーブル経路が、道路沿いに従うからである。道路の場所のこの使用は、ステップ76において示される。
【0062】
ステップ78における電圧解析は、電圧分布のピーク及び谷を見つけることが伴う。これらのピーク及び谷は、デジタルマップ上でもグラフィカル表示可能である。電圧ピークは、ケーブルの始まりにおいて生じると考えられ、電圧の谷は、ケーブルの終端において生じると考えられる。通常、ピークが集中しているところが、複数のケーブルに供給するキャビネットの場所である。
【0063】
したがって、ステップ80において、電圧解析によって、ケーブル及びキャビネットの場所が特定される。次に、ステップ82において、ケーブル及びキャビネットの場所がデジタルマップ上に表示される。コミッショナは、必要に応じて、自動結果を手動で変更することができる。
【0064】
すべての照明ユニットの電圧情報及び地理情報を集めることによって、コミッショニングに使用するための物理的なケーブル接続の位置を特定することができる。
【0065】
道路照明ケーブルは、道路に沿って設置され、バックエンドは、様々な道路名に基づいて、照明ユニットをまとめることができる。これは、地理情報及びデジタルマップデータベースを使用して実現される。1つの道路に近いすべての点は1つのクラスにまとめられ、これは、これらの点が、1つの電源ケーブルによって供給されうることを示唆する。
【0066】
図7は、デジタルマップ上に重ねられたユーザインターフェース32によって表される基本情報を示す。
【0067】
各照明ユニットは、星印90によって表され、対応するRMS電圧レベルは、グラフィカル又は数値表示される。この情報は、長方形92によって概略的に示される。
【0068】
キャビネットに近い照明ユニットの電圧損失は少なく、キャビネットから遠い照明ユニットの電圧損失は多く、したがって、電圧損失は、ケーブル長さに非常に依存する。
【0069】
各照明ユニットにおいて測定されたRMS電圧のピーク及び谷を見つけることによって、ケーブル開始点及び終端点が容易に見つかる。
【0070】
図8は、図7に、円94として追加されたピーク電圧情報と、四角96として追加された谷電圧情報とを示す。
【0071】
ピーク点及び谷点を見つけるために、二重微分アルゴリズムが適用されてよい。極電圧は、V1、…、Vnと名付けられる。二重微分アルゴリズムは、2つの微分ステップを含む。
【0072】
第1の微分ステップは、次の通りである。
1 if Vi+1>V
dV{ 0 if Vi+1=V
−1 if Vi+1<V
【0073】
これは、前の極に比べて、次の極への電圧が増加された場合、減少された場合又は同じ場合を示す3レベル値を提供する。
【0074】
第2の微分は、次の通りである。
ddV=dVi+1−dV
【0075】
値ddVi<0である場合、(i+1)番目の極が、ピーク点であり、値ddVi>0である場合、(i+1)番目の極が、谷点である。
【0076】
このようにして、近隣のピーク点と谷点との間のすべての照明ユニットは、同じケーブルによって接続されている。ケーブル長さは、GPS情報を使用して、ピーク点と谷点との間の距離を計算することによって、マップ上で容易に推定可能である。ケーブル方向(即ち、その起点におけるキャビネットから離れる方向)は、ピークから谷への方向である。
【0077】
2つ以上の電圧ピークがマップの1点において集まった場合、この点は、電力キャビネットと特定することができる。キャビネット98の場所は、図9において、図8の情報に追加されて示される。更に、ケーブル方向は、ケーブルの起点であるキャビネットから離れるように指し示す矢印によって表される。システムのユーザは、推定された場所が正しくないと分かった場合は、これらのアセットをドラッグ及びプレースし、また、ユーザインターフェースシステムを使用して、これらの特性を編集することができる。
【0078】
コミッショニング後、これらの非照明アセットは、データベースで管理される。各照明ユニットは、そのケーブル及びキャビネットに関連付けされる。例えば照明ユニット1は、道路A上のキャビネット2内のケーブル1に接続される。
【0079】
上記説明は、システムをコミッショニングするシステムの利点について明らかにした。
【0080】
システム及び方法は、故障診断にも使用することができる。日々の操作及び保守管理において、収集された情報は、照明故障診断に役立つように使用することができる。
【0081】
図10は、システムが、ケーブル故障問題の診断を支援する方法を示す。100と示される幾つかの近隣の照明ユニットが故障する。関連付けられるケーブル情報を照合することによって、照明ユニットの場所がケーブルの終端部にあるので、ケーブルが、場所102において、破損したと診断することができる。故障照明ユニットが、照明ユニット104によって示されるように、関連付けられるケーブルの途中にある場合、問題は、照明ユニットの故障に関連すると診断することができる。
【0082】
道路沿いの1つの照明ユニットは、1つの照明器具と、1つの制御ユニットとを含む。制御ユニットが依然として作動している場合、照明器具の故障が検出され、制御ユニットを介して報告される。(停電又は破損ケーブル又はキャビネット故障によって)両方の部品が故障している場合、制御ユニットはオフライン状態であり、故障を報告することができない。この場合、バックエンドは、自動的にオフライン状態を把握し、上記方法を使用して、生じている可能性のある問題の診断を支援することができる。
【0083】
これらの故障はすべて、システムによって自動的に調査される。
【0084】
図11は、多くの照明ユニット106が故障している大規模照明故障を示す。ここでも、関連付けられるキャビネット及びケーブル情報を照合することによって、1つのケーブル又はキャビネットにおけるすべての照明ユニットが故障している場合、キャビネット内の何かがおかしいと診断することができる。したがって、キャビネット108からの2つのケーブルが機能していない。
【0085】
この情報によって、保守管理チームが、問題を見つけ、現場において照明システムを修理することができる。
【0086】
上記例は、キャビネット及び照明ユニットのネットワークを有する。キャビネットは、基本的に、電力ケーブルの開始点を表す。本発明は、キャビネットのない、又は、キャビネットの場所を特定する必要なく、大きい領域にわたる照明ユニットのセットに適用可能である。ケーブル経路を解釈するための道路マップ情報の関連付けも、必須ではない。
【0087】
上記例は、物理的な場所の情報を提供するために、衛星測位システムを利用する。しかし、位置情報は、他の情報源から故障解析システムに提供されてもよい。例えば情報は、外部の地理情報システム(GIS)から取られてもよい。測位情報は更に、衛星信号ではなく、モバイル電話ネットワーク信号に基づいて取得されてもよい。
【0088】
最低限として、システム及び方法は、共有供給ケーブルに関連付けられる照明ユニットのセットをモニタリングするために使用することができる。しかし、本発明は、上記例から明らかであるように、供給ケーブル及び関連付けられる照明ユニットのネットワーク全体にも適用可能である。
【0089】
バックエンドにおいて行われる測位情報及び電圧情報の解析は、基本的に、バックエンドにおけるコントローラによって実行されるソフトウェアにおいて行われてもよい。バックエンドは、このためのコンピュータを含み、次に限定されないが、PC、ワークステーション、ランプトップ、PDA、パームデバイス、サーバ、記憶装置等を含んでよい。
【0090】
一般に、ハードウェアアーキテクチャに関して、コンピュータは、ローカルインターフェースを介して通信可能に結合される1つ以上のプロセッサ、メモリ及び1つ以上のI/Oデバイスを含んでよい。ローカルインターフェースは、例えば次に限定されないが、当技術分野において知られているように、1つ以上のバス又は他の有線若しくは無線接続部であってよい。ローカルインターフェースは、通信を可能とするためのコントローラ、バッファ(キャッシュ)、ドライバ、中継器及び受信器といった追加の要素を有してもよい。更に、ローカルインターフェースは、上記コンポーネント間の適切な通信を可能とするためのアドレス、制御及び/又はデータ接続部を含んでよい。
【0091】
プロセッサは、メモリに記憶可能であるソフトウェアを実行するハードウェアデバイスである。プロセッサは、事実上、コンピュータに関連付けられる幾つかのプロセッサのうちの任意のカスタムメイドされた又は市販されているプロセッサ、中央処理演算ユニット(CPU)、デジタル信号プロセッサ(DSP)又は補助プロセッサであってよく、また、プロセッサは、(マイクロチップの形の)半導体ベースのマイクロプロセッサ又はマイクロプロセッサであってよい。
【0092】
メモリは、揮発性メモリ要素(例えば動的ランダムアクセスメモリ(DRAM)及び静的ランダムアクセスメモリ(SRAM)といったランダムアクセスメモリ(RAM)等)と、不揮発性メモリ要素(例えばROM、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ(EPROM)、電子的に消去可能なプログラマブル読み出し専用メモリ(EEPROM)、プログラマブル読み出し専用メモリ(PROM)、テープ、コンパクトディスク読み出し専用メモリ(CD−ROM)、ディスク、ディスケット、カートリッジ、カセット等)の任意の1つ又は組み合わせを含んでよい。更に、メモリは、電子的、磁気的、光学的及び/又は他のタイプの記憶媒体を組み込んでもよい。
【0093】
メモリ内のソフトウェアは、1つ以上の別箇のプログラムを含んでよい。各プログラムは、論理機能を実施するための順序付けられた実行可能な命令のリストを含む。メモリ内のソフトウェアは、適切なオペレーティングシステム(O/S)、コンパイラ、ソースコード及び1つ以上のアプリケーションを含む。各アプリケーションは、ソースプログラム、実行可能プログラム(オブジェクトコード)、スクリプト又は行われる命令のセットを含む任意の他のエンティティであってよい。
【0094】
I/Oデバイスは、例えば次に限定されないが、マウス、キーボード、スキャナ、マイクロホン、カメラ等といった入力デバイスを含んでよい。更に、I/Oデバイスは、例えば次に限定されないが、プリンタ、ディスプレイ等といった出力デバイスを含んでもよい。
【0095】
1つ以上のアプリケーションは、コンピュータベースのシステム、プロセッサを含むシステム又は命令実行システム、装置若しくはデバイスから命令をフェッチし実行することが可能である他のシステムといった命令実行システム、装置若しくはデバイスによって又は当該システム、装置若しくはデバイスに関連して使用される任意のコンピュータ可読媒体において具体化可能である。本文書のコンテキストにおいて、「コンピュータ可読媒体」は、命令実行システム、装置若しくはデバイスによって又は当該システム、装置若しくはデバイスに関連して使用されるプログラムを記憶、通信、伝搬又は運搬することができる任意の手段であってよい。コンピュータ可読媒体は、例えば次に限定されないが、電子的、磁気的、光学的、電磁的、赤外線による若しくは半導体のシステム、装置、デバイス又は伝搬媒体であってよい。
【0096】
本発明は、システム、方法及び/又はコンピュータプログラムプロダクトであってよい。コンピュータプログラムプロダクトは、プロセッサに本発明の態様を実行させるコンピュータ可読プログラム命令をその上に有するコンピュータ可読記憶媒体(又は複数の媒体)を含んでよい。
【0097】
コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行デバイスによる使用のための命令を保持し、記憶可能である有形デバイスであってよい。コンピュータ可読記憶媒体は、例えば次に限定されないが、電子記憶デバイス、磁気記憶デバイス、光学記憶デバイス、電磁記憶デバイス、半導体記憶デバイス又は上記の任意の適切な組み合わせであってよい。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例の非包括的なリストには、ポータブルコンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読み出し専用メモリ(ROM)、消去可能なプログラマブル読み出し専用メモリ(EPROM又はフラッシュメモリ)、静的ランダムアクセスメモリ(SRAM)、ポータブルコンパクトディスク読み出し専用メモリ(CD−ROM)、デジタル多用途ディスク(DVD)、メモリスティック、フロッピー(登録商標)メモリ、命令が記録されているパンチカード又は溝状に隆起した構造を有するといった機械的にコード化されたデバイス、また、これらの任意の適切な組み合わせが含まれる。
【0098】
開示された実施形態の他の変形態様は、図面、開示内容及び添付の請求項の検討から、請求項に係る発明を実施する当業者によって理解され、実施される。請求項において、「含む」との用語は、他の要素又はステップを排除するものではなく、また、「a」又は「an」との不定冠詞も、複数形を排除するものではない。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されることだけで、これらの手段の組み合わせを有利に使用することができないことを示すものではない。請求項における任意の参照符号は、範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
図1
図2
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図4
図5
図6
図7
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図10
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【国際調査報告】