JP2007263753A - テレメーターシステムの子局装置 - Google Patents

Abstract

【課題】テレメーターシステムの子局装置において、予測値の誤差を小さくすると共に、観測データの欠測を防止できるようにする。
【解決手段】子局装置の内部時計を較正する時刻較正処理をサンプリング周期よりも短い周期で実施する。時刻較正処理においては、時刻較正実施時刻が起点時刻に近いほど、較正可能な時間を短くする。また、時刻較正時間と時刻較正が実施されている間のサンプリング時間に基づいてサンプリングデータを補正し、その補正により得られたデータを用いて予測値を算出する。
【選択図】図５

Description

本発明は、テレメーターシステムに係り、特にテレメーターシステムの子局装置に関する。

テレメーターシステムは、定期的に各種データを収集し、それらの収集データをリアルタイムで一括監視して、警報や一般公開を行うシステムである。テレメーターシステムの一つとして、環境情報の常時監視システムがある。この環境情報常時監視システムの代表として、例えば、大気汚染監視システム（もしくは、放射線監視システム）がある。

環境情報常時監視システムは、定期的に収集する観測データの内容を、センタ設備でリアルタイムに一括監視し、環境基準を超過する観測データを検出した場合には、警報鳴動や周辺企業への操業自粛の依頼などの業務を行う。また、上記観測データは、環境省・地方自治体や各種関係機関（原子力発電所、原子力安全センタなど）に提供されるだけでなく、各種公報資料やインターネットを通じて、広く一般市民に情報公開される。

このため、環境情報の常時監視システムには、より確実で正確なデータ収集や情報公開が求められ、データの誤観測やデータ欠測等を発生させることは、一般企業への経済的損や、一般市民等のシステム利用者に様々なリスクを発生させることにつながる。

図１０は、上記テレメーターシステムの構成図である。
同図に示すように、テレメーターシステムは、複数の子局装置１０と親局装置２０、及びそれらを通信接続するネットワーク３０（例えば、ＬＡＮやＶＰＮ）から構成される。親局装置２０は、情報公開用の情報を送信するための通信網であるネットワーク５０（例えば、インターネットなど）に接続されている。

子局装置１０は、センサ４０などの計測機器により定期的にデータをサンプリングする。このサンプリングデータには、例えば、雨量・気温などの気象データや、大気中のＮＯ2（窒素酸化物）濃度やＳＯ２（二酸化硫黄）濃度などの物資データの情報、空間線量率などの放射線データなどがあり、子局装置はこれらのデータを観測・記録している。

親局装置２０は、ネットワーク３０を介して、定期的に子局装置と通信しながら、子局装置が観測・記録したデータを収集して、その収集したデータを管理している。
子局装置１０の観測処理について説明する。ここでは、観測の例として、瞬時値観測と予測値観測を取り上げる。

瞬時値観測は、観測データに特別な処理は行わず、各種センサが観測したデータを定期的にサンプリングし、そのサンプリングデータ（瞬時値）を、そのまま観測データとして利用する観測方法である。

＜瞬時値観測＞
図１１と図１２は、瞬時値観測のサンプリング方法の例を説明する図である。図１０はセンサが定期的にサンプリングした観測データを子局装置１０が受信する様子を示す図であり、図１１は子局装置１０における観測データの時刻変化の様子を示すグラフである。図１１において、縦軸が観測データの値、横軸が子局装置１０の観測時刻となっている。

子局装置１０は、自身が備える内部時計により、サンプリング時刻になるとセンサ４０かが計測したデータをサンプリングし、そのサンプリングデータを観測データとして記録する。図１０及び図１１に示す例では、１４：１０（１４時１０分）、１４：２０（１４時２０分）、・・・、１５：００（１５時００分）と１０分おきに観測・記録している。このような観測データは、主に、気温、風速などの気象情報の観測に用いられることが多い。

＜予測値観測＞
予測値観測は、子局装置１０が、その内部時計により、例えば、毎正時（＊＊時００分）を起点として観測を開始し、例えば、１０分周期で各種センサ４０からサンプリングし計測データを元に、次の正時時刻に観測されるであろう１時間観測値を予測演算して、観測データの提供を行う方法である。

図１３は、予測値観測の例を示す図である。同図において、縦軸が観測データ、横軸が子局１０の観測時刻（子局観測時刻）になっている。
各サンプリング時刻における１時間観測値の予測演算は以下のようにして行なわれる。尚、計測値（センサ４０の計測値）＝子局装置１０の観測データである。

１４時１０分：計測値＝５０（⇒予測値＝５０×（６０／１０）＝３００
→１４時００分を起点とし、１４時１０分に観測したデータから、１５時００分に観測されるであろうデータを予測演算する。

１４時２０分：計測値＝９７⇒予測値＝９７×（６０／２０）＝２９１
→１４時００分を起点とし、１４時２０分に観測したデータから、１５時００分に観測されるであろうデータを予測演算する。

１４時３０分：計測値＝１４７⇒予測値＝１４７×（６０／３０）＝２９４
→１４時００分を起点とし、１４時３０分に観測したデータから、１５時００分に観測されるであろうデータを予測演算する。
・
・
・
１５時００分：計測値＝２９７
→正時時刻なので予測演算は実施しない
この予測値観測は、現測定環境に大きな変化が無ければ、一時間の正時周期を待たなくても、事前に正時時点での観測値を予測できるという利点があるが、短時間の観測結果から一時間予測値を算出するため、センサ４０の計測開始直後のデータは誤差が大きくなるという欠点がある。

この予測値観測は、徐々に観測物質が蓄積されるような濃度測定などの観測に用いられることが多い。

前述したように、子局装置１０は定期的にセンサ４０が計測したデータをサンプリングするため、正確な時刻情報を保持していなければならない。このため、子局装置１０は、内部に時計を持っており、その内部時計の時刻情報を基に動作している。

しかしながら、装置単体で管理される内部時計は、ＣＰＵの負荷状況や、装置の設置環境、電源状態などの外部要因により、必ず、誤差が発生する。このため、子局装置１０の運用が長時間継続すると、内部時計は徐々に正確な時刻からのズレ（遅延もしくは進み）が発生するのが常であり、これに伴い、観測データのサンプリング時刻も徐々に正しい時刻からズレていき、計測データにも誤差が生じる。

この例を、分かりやすいように、１０分周期でデータをサンプリングした場合に、１分間に５ポイントづつ変化する瞬時値を観測するとものとし、子局装置１０の内部時計が１０分間に１分遅れると想定して説明する。この場合、子局装置１０の観測データは以下のようになる。

１４時１０分（実際の時刻は１４時１１分）：計測値（観測データ）＝５５
⇒予測値＝５５×（６０／１０）＝３１０
１４時２０分（実際の時刻は１４時２２分）：計測値（観測データ）＝１１０
⇒予測値＝１１０×（６０／２０）＝３３０
・
・
・
１５時００分（実際の時刻は１５時０６分）：計測値（観測データ）＝３３０
⇒予測値＝３３０（予測演算は実施せず）
このように、内部時計の時刻ズレにより観測時間が１．１倍となるため、計測データも１．１倍となり、観測データに１０％の誤差が生じる。

このような事態を防止するため、子局装置１０に内部時計を自動的に補正する機能を搭載しているのが一般的であり、図１４のフローチャートに示すように、定期的に正確な時刻と内部時計の時刻のずれチェックを行い（Ｓ１０１）、ずれが所定値を超えているか判定し（Ｓ１０２）、超えていれば正確な時刻に較正する時刻較正処理を行う（Ｓ１０３）という手法が用いられる。

上記のような観測データの誤差を修正する手段としては、ＮＴＴの時報、ＦＭラジオの時報などのサービスを利用するものや、システム内の時計（ＮＴＰ（Network Time Protocol）サーバ）に同期する方法などが一般的である。

しかしながら、テレメーターシステムの場合、独自の内部時計で観測データのサンプリングを実施しているため、外部の正確な時刻に時刻較正することで、データ欠測や測定誤差が発生するというシステム的な問題が生じる。

[観測データの欠測発生例]
図１５を参照しながら、観測データの欠測が発生する実例を説明する。同図の縦軸は子局装置１０の観測データ、横軸は子局装置１０の観測時刻である。

図１４は、子局装置１０は１０分周期でセンサ４０の計測データをサンプリングし、そのサンプリング時刻の該計測データを観測するも場合の例である。
図１４は、子局装置１０が１４：１０（１４時１０分、以下同様）から観測を開始した例が示されている。子局装置１０の内部時計が１４：３０から１４：４０の間に何らかの理由により１０分遅延した場合に、子局装置１０が前記時刻較正で内部時計を１０分ステッ進めてしまうと、子局装置１０の内部時計は１４：４０を計時せずに進められてしまうので、子局装置１０の１４：３０の次の観測は１４：５０となってしまう。このため、子局装置１０は１４：４０の観測データを欠測してしまうことになる。

このように、子局装置１０が内部時計を単純に正確な時刻に較正してしまうと、観測データの欠測が生じてしまう。
［観測データの測定誤差］
図１６Ａ、１６Ｂを参照しながら、子局装置１０の観測データに測定誤差が発生する実例を説明する。図１６Ａ、１６Ｂの縦軸と横軸は、図従来６と同様である。

図１６Ａ、１６Ｂでは、１秒間に１ポイントづつ増加するデータの予測値観測を行う場合における予測値の測定誤差を示している。
｛観測起点時刻直後に時刻較正が生じる場合｝
図１６Ａを参照しながら、従来の子局装置１０において、観測起点時刻（以後、起点時刻と記載）の直後に時刻較正が発生した場合の問題点を説明する。

起点時刻（図１６Ａの例では、１４：００）に、子局装置１０の内部時計が１７９秒遅延しており、内部時計がさらに遅延する方向にずれて、全体で１８０秒遅延する方向のズレが発生したとする。この場合、子局装置１０は、データ観測に影響が小さくなるように、データ観測直後に内部時計の時刻をチェックするものとし、内部時計が正常時刻よりも１８０秒ずれていると時刻較正処理を行うものとする。

内部時計の時刻が正確な時刻から１８０秒ずれる事象が、１４：００の起点時刻直後に発生し、時刻較正処理により内部時計の時刻を１８０秒進めると、当初の１７９秒のズレが短縮されることになる。このため、子局装置１０は、１４：１０において、起点時刻１４：００から７分１秒間後の計測データを観測することになり、本来の１０分間の測定を行った場合の数値（測定値）よりも１７９ポイントだけ少ない数値（＝４２１）を観測することになる。このため、子局装置１０が１４：１０に算出する１５：００の予測値１０３は、本来の予測値１０４（＝３６００）よりも１０７４ポイント(＝１７９×（６０／１０）)少ない数値（＝２５２６）となる。同様にして、上記事象が１４：１０〜１４：２０の間に発生すると、子局装置１０の１４：２０における観測データの値は１０２１（＝１２００−７８９）となり、子局装置１０が１４：２０において算出する１５：００の予測値は３０６３（＝１０２１×（６０／２０））となる。また、上記事象が１４：２０〜１４：３０に間に発生すると、子局装置１０の１４：３０における観測データの値は１０６１（＝１８００−７８９）となり、子局装置１０が１４：３０に算出する１５：００の予測値は３０６３（＝１０６１×（６０／３０）となる。以下、同様にして、上記事象が１４：３０〜１４：４０、１４：４０〜１４：５０、１４：５０〜１５：００に発生した場合、子局装置１０の１４：４０、１４：５０、１５：００における観測データは、それぞれ、２２２１、２８２１、３４２１となる。

図１６Ｂは、上記事象が１４：００〜１４：５０の間に発生した場合における子局装置１０の予測値の誤差を示す図である。
この場合、同図に示すように、子局装置１０は１４：５０の観測時刻において内部時計の時刻較正を行い、１４：５０の観測データの値として２８２１（＝３０００−１７９）を算出する。そして、１５：００の予測値として３３８５（＝２８２１×（６０／５０）の値を整数値に変換）を算出する。この場合、１５：００の本来の予測値（＝３６００）との誤差は２１５となる。

このように、同一時間のズレによる時刻較正でも、その時刻較正時刻が起点時刻に近いほど予測値の誤差が大きくなってしまう。
上記の例は、子局装置１０の内部時計の時刻が遅延し、時刻を進める方向に内部時計の時刻較正を行う処理を行ったために本来の観測データよりも低い数値を予測してしまう例であるが、時刻を戻す方向へ時刻較正を行った場合には、上記例とは逆に、本来の観測データよりも高い数値を予測してしまうことになる。

予測値の誤差が大きくなり、予め設定されている環境基準値を超えた場合には、不正な警報出力や操業規制発令を行ってしまうことになる。
このように、正確なデータ観測が重要視されるテレメーターシステムにおいて、単に正確な時刻に時刻較正処理を行うと、データ欠測や誤差の発生というシステム的な問題を発生させてしまう場合がある。

本発明の目的は、データ欠測が発生せず、かつ、予測値観測の測定誤差を極力小さくできる時刻較正を実施可能な子局装置を提供することである。

本発明は、テレメーターシステムにおいて、センサのデータを所定のサンプリング周期で観測する子局装置を前提とする。
本発明の子局装置の第一態様は、所定のタイミングで、内部時計の時刻と外部から取得した正確な時刻との時間差が所定の閾値以上となっているか判定する判定手段と、
該判定手段の判定結果に応じて、前記内部時計の時刻較正を１回のみ実施するかまたは複数回に分けて実施するか判断する判断手段と、該判断手段の判断結果に応じて、前記１回のみ実施する時刻較正実施時間または前記複数回に分けて実施する時刻較正実施時間として、内部時計の時刻を較正した場合、その較正後の内部時計の時刻が次回または前回のサンプリング時、刻を超過しない時刻となるような時間を求める時刻較正実施時間取得手段と、該初回時刻較正実施時間取得手段により求められた１回または複数回の時刻較正実施時間を基に、内部時計の時刻較正を１回または複数回に分けて実施する時刻較正実施手段とを備えることを特徴とする。

本発明の第一態様の子局装置によれば、子局装置の内部時計の時刻が正常な時刻とずれていた場合、時刻較正実施後の時刻が次回または前回のサンプリング時刻を超過しないように、内部時計の時刻を１回または複数回に分けて較正するので、観測データの欠測を発生させずに、内部時計を正しい時刻に較正できる。

本発明の子局装置の第二態様は、上記第一態様の子局装置において、前記判断手段は、センサのデータ観測の起点時刻からの経過時間に応じた時刻較正可能時間を求める時刻較正可能時間取得手段と、該時刻較正可能時間取得手段によって取得された時刻較正可能時間と前記時間差を比較し、前記時間差が前記時刻較正可能時間未満であれば前記内部時計の時刻較正を１回のみ実施し、前記時間差が前記時刻較正可能時間以上であれば前記内部時計の時刻較正を複数回に分けて実施するように判断する手段と、を備えることを特徴とする。

本発明の第二態様に子局装置によれば、１回または複数回に分けて実施する内部時計の較正時間を適切に設定できる。
本発明の子局装置の第三態様は、上記第一態様の子局装置において、さらに、各サンプリング時刻において、センサから取得したデータの値を基に、所定の時刻における該データの予測値を求める予測値取得手段を備えることを特徴とする。

本発明の第三態様の子局装置によれば、起点時刻直後に内部時計の時刻ずれが発生し、それにより内部時計の時刻較正を実施した場合でも、その時刻ずれ発生後の直近のサンプリング時刻おけるデータの予測値のを誤差を小さくできる。

本発明の第四態様の子局装置は、上記第一態様の子局装置において、さらに、前記時刻較正実施手段により前記内部時計の時刻較正が実施された場合、その時刻較正実施直後のサンプリング時刻にセンサから取得した観測データを、該実施された時刻較正時間と該時刻較正が実施されたサンプリング期間の時間と該実施された時刻較正時間の差分を基に補正する観測データ補正手段を備えることを特徴とする。

本発明の第四態様の子局装置によれば、サンプリング期間内に内部時計の時刻がずれても、各サンプリング時刻における観測データをより正確な値に補正することができる。

本発明によれば、子局装置の内部時刻を較正する際、次回または前回のサンプリング時刻を超過するような時刻較正が必要となる場合には、その時刻較正を複数回に分けて実施する。このため、サンプリング時刻でのデータ欠測を防止できる。また、本発明によれば、子局装置の内部時刻の１度に較正可能な時間を、起点時刻に近いほど短くする手法を導入すると共に、実施される時刻較正時間と該時刻較正が実施されるサンプリング時間を基に観測データを補正するので、各サンプリング時刻においてより正確な予測値を求めることが可能となる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
本発明の実施例の子局装置が使用されるテレメーターシステムは、図１０と同様な構成であり、そのテレメーターシステムの構成については既述したので、その説明は省略する。

［構成］
｛システム構成｝
図１は、本実施例の子局装置のシステム構成を示すブロック図である。
本実施例の子局装置１０は、処理演算部１１、内部時計１２、記憶部１３、センサインターフェース部１４及び外部通信部１５を備え、これらがバス１６を介して互いに接続されている。

内部時計１２は、子局装置１０の各種処理を行うためのタイミングを生成するための時計機能を有し、現在時刻を計時する機能を有する。内部時計１２は、ソフトウェアまたはハードウェアである。

記憶部１３は、主記憶装置、二次記憶装置などで構成され、子局装置１０の各種ソフトウェア処理を行うプログラムや、センサ４０から収集した計測データや後述する時刻較正処理などの演算で必要とされるパラメータなどを記憶する。

センサインターフェース部１４は、センサ４０との通信インターフェースであり、センサ４０から送信されてくる計測データを受信する。
外部通信部１５は、親局装置２０とネットワーク３０を介して通信したり、ＮＴＰサーバ（不図示）から時刻情報を取得したりする機能を備える。

処理演算部１１は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）などで構成され、記憶部１３に格納されたプログラムを実行して、ソフトウェア処理により、子局装置のシステム全体の制御を行うと共に、本実施例における時刻較正処理などを実行する。

［時刻較正テーブル］
図２は、記憶部１３に格納される時刻較正テーブルの構成を示す図である。
同図に示す時刻較正テーブル６１の各エントリには、子局装置１０の観測起点時刻（以下、単に起点時刻と記載）からの経過時間（Ｔｎ）と時刻較正可能時間（Ｔkanou）の対応情報が登録されている。ＴnとＴkanouの単位は、どちらも秒である。

本実施例では、事前に、発生する誤差から一度に較正可能な時間を予めベース時間として規定しておき、その較正可能時間に起点時刻からの経過時間を加味した係数を乗算した値を「時刻較正可能時間」とする。例えば、６０分間を６段階に分け、０〜５９９秒は係数＝１／６＊α、６００〜１１９９秒は係数＝２／６＊α、１２００〜１７９９秒は係数＝１／２＊α、１２００〜２３９９秒は２／３＊α、２４００〜２９９９秒は５／６＊α、３０００〜３５９９秒は係数＝１とする。尚、＊は乗算を示す記号である。αは時刻較正の周期（６００秒）である。このような起点時刻と較正可能時間との対応関係が、図２に示す時刻較正テーブル６０のエントリ１〜６に格納されている。

［パラメータテーブル］
図３は、記憶部１３の所定領域に設けられる、本実施例の時刻較正処理などで使用される変数や定数及びフラグなどの値を記憶するパラメータテーブルの構成図である。

同図に示すパラメータテーブル６３の“１”〜“１６”のエントリ番号の各エントリには、降順に、「現在時刻（時刻較正判定時の子局装置時刻）、「外部時刻（正常時刻）」、「外部時刻とのズレ時間（ズレ量）」、「時刻較正処理の実施判定用の閾値」、「時刻較正実施時間（第１次）」、「時刻較正実施中フラグ」、「起点時刻からの経過時間」、「経過時間時間における較正可能時間」、「現在時刻における時刻較正可能時間」、「時刻較正実施時間（第２次）」、「現在時刻から直近のサンプリング時刻までの時間」、「時刻較正実施時間（第３次）」、「計測データ」、「トータル補正時間」、「本来のサンプリング時間」、「計測データ（但し、補正値を含む）」の値が格納される。

尚、上記時刻較正実施中フラグは、子局装置１０が内部時計１２の時刻を現在較正中であることを示すフラグであり、較正中のときにＯＮに設定され、較正が終了するとＯＦＦにリセットされる。

[動作]
｛全体動作｝
以後のフローチャートの説明においては、その理解を容易なものとするために、具体例として、起点時刻を毎時００分とし、毎時＊０分（１０分、２０分、・・・、００分）にセンサ４０の計測データをサンプリングするものとし、毎時＊５分（５分、１５分、・・・、５５分）に時刻較正確認を実施し、そのとき１８０秒（＝閾値）以上ずれていたら時刻較正を行う例を取り上げる。

図４は、本実施例の子局装置１０の処理演算部１１が記憶部１３に格納されたプログラムを実行して行う観測処理の全体動作を示すフローチャートである。
まず、内部時計１２から現在時刻を取得し（Ｓ１）、時刻較正時刻であるかどうか判定する（Ｓ２）。上記具体例では、該現在時刻の分が＊３分（＊＝０、１、・・・、５）であるか判定する。

そして。時刻較正時刻であればステップＳ４に移行し、時刻較正時刻でなければステップＳ５に移行する。
ステップＳ４では「時刻較正処理」を行い、内部時計１２の時刻のズレを調整する。この時刻較正処理の詳細は後述する。

続いて、ステップＳ１で取得した現在時刻を基にサンプリング時刻であるか判定する（Ｓ５）。上記具体例では、該現在時刻が起点時刻を過ぎており、かつその分が＊０分（＊＝０、１、２、・・・５）であるか判定する。
サンプリング時刻であれば「予測値生成処理」を行い、センサ４０から取得した観測データを基に予測値を算出する（Ｓ６）。この予測値生成処理の詳細は後述する。

そして、システム終了であるか判定し（Ｓ７）、システム終了でなければステップＳ１に戻る。一方、システム終了であれば本フローチャートの処理を終了する。
このように、子局装置１０はシステムが稼動中の間、図４のフローチャートの処理を実行し続ける。

｛時刻較正処理｝
図５は、本実施例の子局装置１０の処理演算部１１が記憶部２２３に格納されたプログラムを実行して行う時刻較正処理の手順を示すフローチャートである。上述したように、この時刻較正処理は、処理演算部１１によって所定の時間周期で行われる。

このフローチャートに示す時刻較正可処理の処理手順を、図９Ａを参照しながら説明する。図９Ａにおいて、縦軸は観測データの値、横軸は子局観測時刻となっている。
図９Ａは、１秒間に１ポイントづつ増加する観測データの予測値観測に本実施例の時較正処理を適用した場合に得られる予測値を示す図であり、データ観測の起点時刻は１４：００となっている。

ここで、起点時刻（１４時００分）において子局装置１０の内部時計１２が既に１７９秒遅延している状態のときに、図５のフローチャートの処理が開始されたものとする。また、この処理の開始時点で時刻較正実施中フラグはＯＦＦに初期設定されているものとする。

＜時刻較正判定処理（ステップＳ２１〜Ｓ２７）＞
子局内時刻取得処理を実行して、内部時計１２からその計時時刻（子局内時刻）を取得する（Ｓ２１）。次に、外部時刻取得処理を実行して、ＮＴＰサーバなどから外部時刻を取得する（Ｓ２２）。時刻ズレ算出処理を実行して、ステップＳ２１で取得した子局内時刻とステップＳ２２で取得した外部時刻から、子局内時刻の外部時刻とのズレ（時刻ズレ）を求める（Ｓ２３）。

次に、時刻較正実施中フラグがＯＮとなっているか判定する（Ｓ２５）。時刻較正実施中フラグがＯＮでなければステップＳ２４に進み、ＯＮであればステップＳ４０に移行する。ステップＳ２４では、該時刻ズレの絶対値（ズレ量）が作業域テーブル６３に設定されている閾値以上（ズレ量≧閾値）であるか判定し、閾値以上であればステップＳ２６に進み、そうでなければ時刻較正対象外として処理終了となる。

ステップＳ２６では、時刻較正実施時間（第１次）を求める。この時刻較正実施時間（第１次）は内部時計１２の時刻のズレを正確な時刻に補正するために必要な時間である。ステップＳ２６の処理が終了すると、時刻較正実施中フラグをＯＮに設定する（Ｓ２７）。

本例では、上述したように、子局装置１０の内部時計１２は１４時００分の起点時刻で既に１７９秒遅れており、さらにその直後に１秒遅れるので、ステップＳ２３の判定時における時刻ズレは“−１８０秒”となる。このため、ステップＳ２３において「時刻ズレの絶対値≧閾値」と判定され、内部時計１２の時刻は時刻較正対象であると判定される。このとき時刻較正実施中フラグはまだＯＦＦなので、ステップＳ２５でＮＯと判定され、ステップＳ２６で時刻較正実施時間（第１次）は“＋１８０秒”に設定される。そして、ステップＳ２７で時刻較正実施中フラグがＯＮに設定される。

＜時刻較正可否判定処理（ステップＳ２８〜Ｓ３０）＞
ステップＳ２７の処理が終了すると、起点時刻から経過時間を算出し（Ｓ２８）、その経過時間を基に時刻較正テーブル６１を検索して、その経過時間に対応する「時刻較正可能時間」を求める（Ｓ２９）。そして、「ズレ量≧時刻較正可能時間」であるか判定し（Ｓ３０）、時刻ズレの絶対値が時刻較正可能時間以上であればステップＳ３１に移行し、そうでなければステップＳ３２に移行する。

本例では、ステップＳ２８で経過時間が１８０秒と算出され、ステップＳ２９で時刻較正可能時間として１００秒（＝１／６×６００秒）が求められる。そして、ステップＳ３０で時刻ズレの絶対値（＝１８０秒）が時刻較正可能時間（＝１００秒）以上であると判定され、ステップＳ３１に移行する。

＜初回較正時刻計算処理（ステップＳ３１〜Ｓ３２）＞
ステップＳ３１では、内部時計１２の今回の時刻較正実施時間を求める。本実施例では、「今回の時刻較正実施時間＝時刻較正可能時間」である。ステップＳ３１の処理が終了すると、時刻較正実施時間（第２次）を求める（Ｓ３２）。

本例では、ステップＳ３１で今回の時刻較正時間として時刻較正可能時間（＝１００秒）が設定され、ステップＳ３２で時刻較正実施時間（第２次）として１００秒が設定される。

＜初回較正時刻補正処理（ステップＳ３３〜Ｓ３４）＞
ステップＳ３２の処理が終了すると、直近の次回サンプリング時刻を取得し（Ｓ３３）、「補正時刻≧直近の次回サンプリング時刻」であるか判定する（Ｓ３４）。ここで、「補正時刻＝子局内時刻＋時刻較正実施時間（第２次）」である。そして、補正時刻≧直近の次回サンプリング時刻であればステップＳ３５に移行し、そうでなければステップＳ３６に移行する。

本例の場合、ステップＳ３２で直近のサンプリング時刻として「１４時１０分」が取得される。ここで、現在の子局内時刻（１４時０３分）から直近のサンプリング時刻（１４時１０分）までの時間までの時間は７分（４２０秒）であり、補正時刻は１４時０４分４０秒（＝１４時０３分＋１００秒）である。したがって、補正時刻は直近の次回サンプリング時刻を超えないため、ステップＳ３４で補正時刻は直近の次回サンプリング時刻よりも前であると判定される。そして、ステップＳ３６に移行する。

＜初回較正時刻計算処理（ステップＳ３５〜Ｓ３６）＞
ステップＳ３５では、補正時刻が次回のサンプリング時刻を超えないように、時刻較正実施時間（第２次）を２つの時刻較正時間（「最初に実施すべき時刻較正時間」と「その次に実施すべき時刻較正時間」）に分割する。このとき、最初に実施すべき時刻較正実施時間として、内部時計１２の補正時刻が次回のサンプリング時刻を超えないように時刻較正されるような時間を設定する。ステップＳ３５の処理が終了すると、ステップＳ３６に移行する。

このように、本実施例では、内部時計１２の補正時刻が次回のサンプリング時刻を超過しないかどうかをステップＳ３４で判定し、超過するような場合には、ステップＳ３５で内部時計１２の補正時刻が次回のサンプリング時刻を超過しないように時刻較正実施時間（第２次）を分割調整する。したがって、本実施例ではサンプリング時刻での観測データの欠落が防止される。

ステップＳ３６では、時刻較正実施時間（第３次）を設定する。このステップＳ３６では、ステップＳ３４でＮＯと判定された場合には、時刻較正実施時間（第２次）を時刻較正実施時間（第３次）に設定する。また、ステップＳ３５からステップＳ３６に移行した場合には、ステップＳ３５で得られた「最初に実施すべき時刻較正実施時間」を時刻較正実施時間（第３次）に設定する。

本例の場合は、ステップＳ３４でＮＯと判定されるので、時刻較正実施時間（第２次）が時刻較正実施時間（第３次）に設定される。この結果、時刻較正実施時間（第３次）は１００秒に設定される。

ステップＳ３６の処理が終了すると、子局内時刻、すなわち、内部時計１２の時刻較正を実施する（Ｓ３７）。続いて、時刻較正実施時間（第１次）と時刻較正実施時間（第３次）が一致するか比較し（Ｓ３８）、一致すればステップＳ３９に移行し、不一致であれば本フローチャートの処理を終了する。

ステップＳ３９では時刻較正実施中フラグをＯＦＦに設定する。ステップＳ３９の処理が終了すると、本フローチャートの処理を終了する。
本例の場合には、ステップＳ３７で子局内時刻が１００秒進められ、子局内時刻は１４時０４分４０秒に較正される。また、時刻較正実施時間（第１次）は１８０秒、時刻較正実施時間（第３次）は１００秒であり、両者は一致しないので、時刻較正実施中フラグはＯＮに設定されたままで、本フローチャートの今回の処理を終了する。

続いて、図４のステップＳ４の処理により、子局内時刻が１４時１３分になった時に、本フローチャートの処理（第２回目の時刻較正処理）が再び実行される。
この第２回目の時刻較正処理において、本例の場合には、ステップＳ２３で時刻ズレが“−８０秒”と算出され、続いて、ステップＳ２５で時刻較正実施中フラグがＯＮであると判定され、ステップＳ４０に移行する。

ステップＳ４０では、時刻較正実施時間（第３次）に前記ズレ量（８０秒）を加算し、時刻較正実施時間（第３次）を更新する。これにより、時刻較正実施時間（第３次）は“１８０秒”に設定される。続いて、ステップＳ３７で子局内時刻（内部時計１２の計時時刻）が８０秒進むように較正される。そして、ステップＳ３８で時刻較正実施時間（第１次）と時刻較正実施時間（第３次）が共に１８０秒で等しいと判定され、ステップＳ３９で時刻較正実施中フラグがＯＦＦにリセットされて、本フローチャートの処理を終了する。
このようにして、本例の場合には、１４時１５分の時刻較正で、子局内時刻が実際の時刻と等しくなるようになる。

｛予測値生成処理の第１実施例｝
図６は、図４のフローチャートのステップＳ６における予測値生成処理の第１実施例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す予測値生成処理（第１実施例）は、処理演算部１１が記憶部２２３に格納された所定のプログラムを定周期で起動することにより実行される。

本フローチャートにおいて、まず、センサ４０のデータを計測する（Ｓ５１）。
本例の場合、まず、最初のサンプリング時刻である１４時１０分にデータが計測される。このデータは、上述したように、１秒間に１ポイントづつ増加するので、本例の場合、その値は５０１ポイントとなる。すなわち、本来は１０分間の観測なのでセンサ４０のデータは６００ポイントとなるはずであるが、起点時刻（１４時００分）と初回のサンプリング時刻（１４時１０分）の間の時刻１４時０３分に内部時計１２を１００秒進める時刻較正が実施されため、センサ４０の実際の計測時間は８分２１秒となり、その計測データの値は本来の値よりも９９ポイント少ない５０１ポイントとなる（図９Ａ参照）。

ステップＳ５１の処理に続いて、ステップＳ５１で得られた観測データの値を基に公知の手法により予測値を算出する（Ｓ５２）。
本例の場合、サンプリング時刻１４時１０分で得られた観測データの値は５０１ポイントなので、１４時１０分における１５時００分の予測値は３００６ポイント（＝５０１×（６０／１０））となる（図９Ａ参照）。

本フローチャートの処理は、２回目のサンプリング時刻である１４時２０分に再び実行される。本例の場合、１４時１３分に内部時計１２が８０秒進むように時刻較正されるので、１４時２０分にセンサ４０から取得するデータ（観測データ）は１０２１ポイントとなる。以後、内部時計１２の時刻較正が行われない場合には、１４時３０分、１４時４０分、１４時５０分、１５時００分のそれぞれのサンプリング時刻での観測データは、前回のサンプリング時刻の値より６００ポイント増加するので、それぞれ、１６２１ポイント、２２２１ポイント、２８２１ポイント、３４２１ポイントとなる（図９Ａ参照）。

また、１４時２０分における予測値は３０６３ポイント（＝１０２１×（６０／２０））、１４時３０分における予測値は３２４２ポイント（＝１６２１×（６０／３０））となる。

このように、計測開始直後のサンプリング時刻（１４時１０分）における予測値は従来技術よりも正確になる（図９Ａと図１６Ａ参照）。
｛予測値生成処理の第２実施例｝
図８は、図４のフローチャートのステップＳ６における予測値生成処理の第２実施例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す予測値生成処理（第２実施例）は、処理演算部１１が記憶部２２３に格納された所定のプログラムを定周期で起動することにより実行される。

＜全体フロー＞
本フローチャートにおいて、まず、前回のサンプリング時刻から今回のサンプリング時刻までの間に内部時計１２の時刻較正が有ったか判定し（Ｓ６１）、有ればステップＳ６２に移行し、無ければステップＳ６３に移行する。

ステップＳ６２では、センサ４０から取得たデータの補正値を算出する「観測データ補正処理」を行う（Ｓ６２）。ステップＳ６３では、センサ４０のデータを計測する（Ｓ６３）。

ステップＳ６２またはステップＳ６３の処理が終了すると、ステップＳ６２の処理で得られた補正値またはステップＳ６３の処理で得られたデータを用いて、サンプリング時刻における予測値を算出する（Ｓ６４）。

＜観測データ補正処理＞
図８は、図７のステップＳ６２の「観測データ補正処理」の詳細なフローチャートである。このフローチャートの処理を、図９Ｂを参照しながら説明する。図９Ｂの縦軸と横軸は図９Ａと同様である。

まず、センサ４０のデータを計測する（Ｓ７１）。次に、トータル補正時間を算出する（Ｓ７２）。このトータル補正時間は、起点時刻から今回のサンプリング時刻までの間に実施された内部時計１２の時刻較正時間の総計である。また、このトータル補正時間は、前回のサンプリング時刻から今回のサンプリング時刻までの間に内部時計１２の時刻較正が実施されなかった場合には“０”に設定される。

続いて、サンプリング時間（秒）を算出する（Ｓ７３）。
このサンプリング時間は、内部時計の初回の時刻較正が実施されたサンプリング区間の本例の場合、サンプリング時間は６００秒となる。

そして、下記の式（１）を演算して、ステップＳ７１で計測したデータ（今回の計測データ）の補正値を算出する。
補正値＝今回の計測データ＋今回の計測データ×｛時刻較正時間×（サンプリング時間−時刻較正時間）｝ ・・・（１）
式（１）において、時刻較正時間はステップＳ７２で算出したトータル補正時間に等しい。この時刻較正時間は、また、サンプリング時間は、内部時計１２の時刻較正（補正）が実施されている間のサンプリング時間である。

本例の場合、上述したように、１４時１０分（最初のサンプリング時刻）において、計測データは５０１ポイント、時刻較正時間は１００秒となる。したがって、式（１）の演算により、
補正値＝５０１＋５０１×｛１００×（６００−１００）｝
≒６０１
となる（図９Ｂ参照）。

同様にして、１４時２０分（２回目のサンプリング時刻）の計測データの補正値は、
補正値＝１０２１＋１０２１×｛１８０×（１２００−１８０）｝
≒１０２１
となる。

また、本例の場合、１４時１３分以降は内部時計１２の時刻較正が実施されないため、図９Ｂに示すように、１４時３０分、１４時４０分、１４時５０分及び１５時００分の観測データはセンサ４０のデータと等しくなる。

＜予測値＞
図８のフローチャートのステップＳ６４での「予測値算出処理」は、公知の技術を用いて行われる。

したがって、１４時１０分における１５時００分の予測値は３６０６（＝６０１×（６０／１０））、１４時２０分における１５時００分の予測値は３６０３（＝１２０１×（６０／２０））となる。また、１４時３０分における１５時００分の予測値は３６０２（＝１８０１×（６０／３０））となる。

このように、計測開始直後のサンプリング時刻（１４時１０分）における予測値の誤差は上記第１実施例よりも改善され、本来の予測値に極めて近い値となる。また、計測開始直後のサンプリング時刻（１４時１０分）における予測値（＝３６０６）は、従来技術における１４時４０分以降に子局内時刻に時刻ズレが発生した場合の１４時５０分における予測値（＝３３８５）よりも正確になる（図９Ｂと図１６Ｂ参照）。

また、本実施例は、サンプリング周期よりも短い周期で、サンプリング周期内に複数回、内部時計１２の時刻較正を定期的に行うので、サンプリング時刻における観測データの欠測を防止できる。

上記実施例は、子局装置１０の内部時計１２の時刻が遅れる場合に本発明を適用したものであるが、本発明は、子局装置１０の内部時計１２の時刻が進む場合にも適用できる。この場合には、上記実施例とは逆に、内部時計１２の時刻を遅れる方向に補正すればよい。

このとき、内部時計１２の補正時刻が前回のサンプリング時刻よりも以前の時刻とならならないように、時刻較正実施時間を調整するようにする。これにより、同一サンプリング時刻で２回もデータを観測してしまうという不自然な事象を防止できる。

また、本実施例では、サンプリング周期を１０分とし、時刻較正可否チェックを３分周期で行うようにしているが、サンプリング周期や時刻較正可否チェック周期はこれらの時間に限定されるものではない。但し、時刻較正可否チェック周期は、サンプリング周期よりも短い必要がある。

本実施例の子局装置をテレメーターシステムに採用することにより、より正確なデータ観測が可能となる。また、予測値観測の測定誤差をより小さくできるので、一般市民等に対する警報発報や一般企業等への操業停止依頼などにおいて誤報が少ない、より信頼性の高いテレメーターシステムを構築することが可能となる。

（付記１)
テレメーターシステムにおいて、センサのデータを所定のサンプリング周期で観測する子局装置であって、
所定のタイミングで、内部時計の時刻と外部から取得した正確な時刻との時間差が所定の閾値以上となっているか判定する判定手段と、
該判定手段の判定結果に応じて、前記内部時計の時刻較正を１回のみ実施するかまたは複数回に分けて実施するか判断する判断手段と、
該判断手段の判断結果に応じて、前記１回のみ実施する時刻較正実施時間または前記複数回に分けて実施する時刻較正実施時間として、内部時計の時刻を較正した場合、その較正後の内部時計の時刻が次回または前回のサンプリング時刻を超過しない時刻となるような時間を求める時刻較正実施時間取得手段と、
該初回時刻較正実施時間取得手段により求められた１回または複数回の時刻較正実施時間を基に、内部時計の時刻較正を１回または複数回に分けて実施する時刻較正実施手段と、
を備えことを特徴とする子局装置。
（付記２）
前記判断手段は、
センサのデータ観測の起点時刻からの経過時間に応じた時刻較正可能時間を求める時刻較正可能時間取得手段と、
該時刻較正可能時間取得手段によって取得された時刻較正可能時間と前記時間差を比較し、前記時間差が前記時刻較正可能時間未満であれば前記内部時計の時刻較正を１回のみ実施し、前記時間差が前記時刻較正可能時間以上であれば前記内部時計の時刻較正を複数回に分けて実施するように判断する手段と、
を備えることを特徴とする付記１記載の子局装置。
（付記３）
前記子局装置は、
起点時刻からの経過時間に対応した時刻較正可能時間を記憶したテーブルを更に備え、
前記時刻較正可能時間取得手段は、
起点時刻からの経過時間を基に該起点時刻からの経過時間に対応した時刻較正可能時間を記憶したテーブルを検索して、該テーブルから前記時刻較正可能時間を取得する
ことを特徴とする付記２記載の子局装置。
（付記４）
前記時刻較正可能時間取得手段は、前記起点時刻からの経過時間が短いほど時刻較正可能時間を小さく設定する
ことを特徴とする付記１記載の子局装置。
（付記５）
前記判定手段は、前記センサのデータのサンプリング周期よりも短い周期である所定のタイミングで、内部時計の時刻と外部から取得した正確な時刻との時間差が所定の閾値以上となっているか判定する
ことを特徴とする付記１記載の子局装置。
（付記６）
前記子局装置は、
さらに、
各サンプリング時刻において、センサから取得したデータの値を基に、所定の時刻における該データの予測値を求める予測値取得手段を、
備えることを特徴とする付記１記載の子局装置。
（付記７）
前記子局装置は、
さらに、
前記時刻較正実施手段により前記内部時計の時刻較正が実施された場合、その時刻較正実施直後のサンプリング時刻にセンサから取得した観測データを、該実施された時刻較正時間と該時刻較正が実施されたサンプリング期間の時間と該実施された時刻較正時間の差分を基に補正する観測データ補正手段を、
備えることを特徴とする付記１記載の子局装置。
（付記８）
前記観測データ補正手段は、
前記センサから取得した観測データと前記時刻較正実施時間を前記差分で除算して得られる値とを乗算し、その乗算結果を前記観測データの値に加えた結果を、補正後の観測データの値とすることを特徴とする付記７記載の子局装置。
（付記９）
前記子局装置は、
さらに、
各サンプリング時刻において、センサから取得したデータの値を基に、所定の時刻における該データの予測値を求める予測値取得手段を、
備えることを特徴とする付記７記載の子局装置。
（付記１０)
テレメーターシステムにおいて、センサのデータを所定のサンプリング周期で観測する子局装置プログラムを実行するコンピュータに、
所定のタイミングで、内部時計の時刻と外部から取得した正確な時刻との時間差が所定の閾値以上となっているか判定する判定ステップと、
該判定ステップでの判定結果に応じて、前記内部時計の時刻較正を１回のみ実施するかまたは複数回に分けて実施するか判断する判断ステップと、
該判断ステップでの判断結果に応じて、前記１回のみ実施する時刻較正実施時間または前記複数回に分けて実施する時刻較正実施時間として内部時計の時刻を較正した場合、その較正後の内部時計の時刻が次回または前回のサンプリング時刻を超過しない時刻となるような時間を求める時刻較正実施時間取得ステップと、
該初回時刻較正実施時間取得ステップにより求められた１回または複数回の時刻較正実施時間を基に、内部時計の時刻較正を１回または複数回に分けて実施する時刻較正実施ステップとを
実行させることを特徴とする子局装置プログラム。
（付記１１）
テレメーターシステムにおいて、センサのデータを所定のサンプリング周期で観測する子局装置プログラムを実行するコンピュータが、
所定のタイミングで、内部時計の時刻と外部から取得した正確な時刻との時間差が所定の閾値以上となっているか判定する判定ステップと、
該判定ステップでの判定結果に応じて、前記内部時計の時刻較正を１回のみ実施するかまたは複数回に分けて実施するか判断する判断ステップと、
該判断ステップでの判断結果に応じて、前記１回のみ実施する時刻較正実施時間または前記複数回に分けて実施する時刻較正実施時間として内部時計の時刻を較正した場合、その較正後の内部時計の時刻が次回または前回のサンプリング時刻を超過しない時刻となるような時間を求める時刻較正実施時間取得ステップと、
該初回時刻較正実施時間取得ステップにより求められた１回または複数回の時刻較正実施時間を基に、内部時計の時刻較正を１回または複数回に分けて実施する時刻較正実施ステップとを
実行することを特徴とする子局装置の処理方法。

本発明の実施例である子局装置のシステム構成を示すブロック図である。 時刻較正テーブルの構成図である。 パラメータテーブルの構成図である。 本実施例の子局装置の全体フローを示すフローチャートである。 時刻較正処理の詳細を示すフローチャートである。 予測値生成処理（第１実施例）の処理手順を示すフローチャートである。 予測値生成処理（第２実施例）の処理手順を示すフローチャートである。 観測データ補正処理の詳細を示すフローチャートである。 予測値生成処理（第１実施例）を実施した場合に得られる観測データと予測値の例を示す図である。 予測値生成処理（第２実施例）を実施した場合に得られる観測データと予測値を示す図である。 テレメーターシステムの構成を示す図である。 瞬時値観測方法を示す図である。 従来の瞬時値観測結果を示すグラフである。 従来の予測値観測結果を示す図である。 従来の時刻較正処理を示すフローチャートである。 観測データの欠測発生例を示す図である。 従来技術による予測値の誤差発生例を示す図である。 １４時４０分以降に時刻較正が発生した場合の従来技術による予測値の誤差を示す図である。

符号の説明

１０ 子局装置
１１ 処理演算部
１２ 内部時計
１３ 記憶部
１４ センサインターフェース部
１５ 外部通信部
６１ 時刻較正テーブル
６３ パラメータテーブル

Claims (5)

1. テレメーターシステムにおいて、センサのデータを所定のサンプリング周期で観測する子局装置であって、
   所定のタイミングで、内部時計の時刻と外部から取得した正確な時刻との時間差が所定の閾値以上となっているか判定する判定手段と、
   該判定手段の判定結果に応じて、前記内部時計の時刻較正を１回のみ実施するかまたは複数回に分けて実施するか判断する判断手段と、
   該判断手段の判断結果に応じて、前記１回のみ実施する時刻較正実施時間または前記複数回に分けて実施する時刻較正実施時間として、内部時計の時刻を較正した場合、その較正後の内部時計の時刻が次回または前回のサンプリング時刻を超過しない時刻となるような時間を求める時刻較正実施時間取得手段と、
   該初回時刻較正実施時間取得手段により求められた１回または複数回の時刻較正実施時間を基に、内部時計の時刻較正を１回または複数回に分けて実施する時刻較正実施手段と、
   を備えることを特徴とする子局装置。
2. 前記判断手段は、
   センサのデータ観測の起点時刻からの経過時間に応じた時刻較正可能時間を求める時刻較正可能時間取得手段と、
   該時刻較正可能時間取得手段によって取得された時刻較正可能時間と前記時間差を比較し、前記時間差が前記時刻較正可能時間未満であれば前記内部時計の時刻較正を１回のみ実施し、前記時間差が前記時刻較正可能時間以上であれば前記内部時計の時刻較正を複数回に分けて実施するように判断する手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１記載の子局装置。
3. 請求項１記載の前記子局装置は、
   さらに、
   各サンプリング時刻において、センサから取得したデータの値を基に、所定の時刻における該データの予測値を求める予測値取得手段を、
   備えることを特徴とする請求項１記載の子局装置。
4. 前記子局装置は、
   さらに、
   前記時刻較正実施手段により前記内部時計の時刻較正が実施された場合、その時刻較正実施直後のサンプリング時刻にセンサから取得した観測データを、該実施された時刻較正時間と該時刻較正が実施されたサンプリング期間の時間と該実施された時刻較正時間の差分を基に補正する観測データ補正手段を、
   備えることを特徴とする請求項１記載の子局装置。
5. テレメーターシステムにおいて、センサのデータを所定のサンプリング周期で観測する子局装置に、
   所定のタイミングで、内部時計の時刻と外部から取得した正確な時刻との時間差が所定の閾値以上となっているか判定する判定ステップと、
   該判定ステップでの判定結果に応じて、前記内部時計の時刻較正を１回のみ実施するかまたは複数回に分けて実施するか判断する判断ステップと、
   該判断ステップでの判断結果に応じて、前記１回のみ実施する時刻較正実施時間または前記複数回に分けて実施する時刻較正実施時間として、内部時計の時刻を較正した場合、その較正後の内部時計の時刻が次回または前回のサンプリング時刻を超過しない時刻となるような時間を求める時刻較正実施時間取得手段と、
   該初回時刻較正実施時間取得手段により求められた１回または複数回の時刻較正実施時間を基に、内部時計の時刻較正を１回または複数回に分けて実施する時刻較正実施ステップと、
   を実行させることを特徴とする子局装置プログラム。

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