JP2007263753A - テレメーターシステムの子局装置 - Google Patents
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Abstract
【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
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。
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。
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。
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。
⇒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。
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。
[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。
{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。
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。
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。
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。
{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。
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。
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。
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。
{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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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)。
{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。
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。
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。
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。
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。
補正値=501+501×{100×(600−100)}
≒601
となる(図9B参照)。
補正値=1021+1021×{180×(1200−180)}
≒1021
となる。
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。
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。
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)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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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