JP4917736B2 - 監視システム - Google Patents

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Description

本発明は、送電線、電波中継局等の各種設備の可動状態や異常を監視するための監視システムに関する。
送電線の監視システムとして、送電線の対象箇所における温度等の諸データを遠隔的に監視するものが知られている(特許文献1)。このような監視システムでは、送配電線の複数箇所に電流センサからなるデータ収集端末装置を設けて、各データ収集端末装置間を有線伝送路等で結んでデータを順次収集し、これら収集したデータを中央装置で集約する。なお、以上の特許文献1では、データ収集端末装置間を結ぶ手段として、有線伝送路に代えて携帯電話等の無線伝送路を利用する可能性も示唆されている。
特開2002−162431号公報
上記のようなデータ収集端末装置については、さらなる小型化や低コスト化が望まれているにも拘わらず、現状では十分な小型化や低コスト化が達成されていない。例えば、データ収集端末装置からのデータを携帯電話で中央装置等に送信する場合においても、携帯電話を通信用の所謂モデムとして使用しているに過ぎず、データ収集端末装置の小型化や低コスト化には必ずしもつながらない。
そこで、本発明は、送電線等のための監視システムであって、データ収集端末装置の機能を損なうことなく斯かるデータ収集端末装置を飛躍的に小型化し低コスト化することができる監視システムを提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明に係る監視システムは、(a)監視対象である所定設備の状態を検出する少なくとも1つのセンサと、(b)少なくとも1つのセンサの検出結果に対応して所定設備の状態に関する状態信号を発生する監視回路と、(c)電話回線を介しての通信を可能にする通信制御回路とユーザ・インターフェス部を含む付属装置とを有する携帯型の電話機とを備える。ここで、携帯型の電話機に設けた通信制御回路は、監視回路に対して接続されることによって、当該監視回路からの指示に応じて状態信号に対応するデータ信号を電話回線を介して所定の連絡先に送信するとともに、監視回路の制御下で当該監視回路と連携して監視機能に関連する所定の動作を付属装置に行わせる。
上記監視システムでは、通信制御回路は、監視回路からの指示に応じて状態信号に対応するデータ信号を所定の連絡先に送信するだけでなく、監視回路の制御下で当該監視回路と連携して監視機能に関連する所定の動作を付属装置に行わせるので、ユーザ・インターフェス部等の携帯型電話機の付随的機能を有効に活用することができる。つまり、監視システムのうち監視対象である所定設備に比較的近接して配置される監視回路等で構成されるデータ収集端末装置を飛躍的に小型化することができ、結果として、低コスト化や低消費電力化を達成することができる。
また、本発明の具体的な態様では、携帯型の電話機が、付属装置として、監視回路からの指示に応じてデータを表示するディスプレイを有する。この場合、メンテナンス、修理等の目的でデータ収集端末装置をチェックする際に、センサ、監視回路等の動作状態を視覚的に確認することができ、データ収集端末装置の操作性を確保することができる。例えば、ディスプレイにセンサの出力に対応する状態信号を表示させれば、監視対象の状態やセンサの動作状態を確認することができる。
また、本発明の別の態様では、携帯型の電話機が、付属装置として、ユーザの指示を入力するための入力キーをさらに備え、通信制御回路が、入力キーの操作に応じた指令信号を監視回路に出力する。この場合、メンテナンス、修理等の目的でデータ収集端末装置をチェックする際に、ユーザからの指示を携帯型電話機の入力キーを介して監視回路に送ることができ、必要なデータを監視回路から簡易に取り出したり、監視回路の動作モードを簡易に変更したりすることができる。
また、本発明の別の態様では、携帯型の電話機が、付属装置として、所定設備の状態を撮影する小型カメラと、当該小型カメラを動作させて画像データを取り込む画像取得回路とをさらに備える。この場合、付属の小型カメラを利用して監視対象である所定設備の画像を取り込むことができる。このような監視画像は、例えば監視回路等からなるデータ収集端末装置を遠隔的に管理する中央装置からの要求に応じて中央装置に送信される。
また、本発明の別の態様では、通信制御回路が、監視回路からの指示信号に基づいて、小型カメラを動作させて画像取得回路に画像データを取り込ませるとともに、当該画像データを所定の連絡先に送信する。この場合、画像取得回路に取り込んだ監視対象の画像データを、例えば監視回路等からなるデータ収集端末装置を遠隔的に管理する中央装置からの要求に応じて中央装置に送信することができる。
また、本発明の別の態様では、監視回路が、センサの検出結果に基づいて状態信号として所定設備の異常に相当する警報信号を発生し、通信制御回路が、警報信号を所定の連絡先に送信する。この場合、監視対象である所定設備の異常を自動的に送信する警報機能を発揮させることができる。
また、本発明の別の態様では、通信制御回路が、携帯型の電話機宛に外部から送信された信号から監視回路に対する指令信号を抽出して当該指令信号を監視回路に転送する。この場合、中央装置からの指令信号に応じて監視回路等で構成されるデータ収集端末装置を遠隔的に管理することができる。
また、本発明の別の態様では、監視回路が、通信制御回路から転送されてきた暗号化された指令信号を復号化するとともに、状態信号を暗号化して通信制御回路に出力する。この場合、監視回路等からなるデータ収集端末装置の動作を部外者が妨害したり、その動作状態を盗聴・傍受することを防止でき、監視システムのセキュリティを高めることができる。
また、本発明の別の態様では、所定の連絡先として携帯型の電話機と通信するともに当該携帯型の電話機及び監視回路の動作を管理する中央装置をさらに備える。この場合、監視回路、携帯型電話機等を備えるデータ収集端末装置を中央装置にて遠隔管理することができる。特に、監視回路、携帯型電話機等を個別に備える多数のデータ収集端末装置を適所に配置すれば、これらを中央装置にて集中管理することができる。
〔第1実施形態〕
図1は、本発明の第1実施形態に係る監視システムの全体的な構成を具体的に説明する図である。
この監視システム10は、鉄塔20に架設された送配電線21の稼働状態を監視するためのものであり、送配電線21に付帯して各種情報を検出する複数のセンサ31a〜31eと、各センサ31a〜31eの動作を制御するとともにこれらセンサ31a〜31eの検出結果を無線で送信するデータ収集端末装置33と、データ収集端末装置33との間で情報の授受を行う中央装置としての中央管理装置35とを備える。なお、図示の場合、単一のデータ収集端末装置33のみを示しているが、同図の中央管理装置35によって、多数の異なる鉄塔にそれぞれ設けた多数のデータ収集端末装置(不図示)を一括して管理できることはいうまでもない。
センサ31a〜31eは、送配電線21の状態を管理するために必要となる各種情報を検出するものである。この場合、例えば一対のセンサ31a,31bは、それぞれ変流器(CT)からなり、鉄塔20に架設された送電線架空地線21aに流れる故障時誘導電流をそれぞれ検出する。ここで、一方のセンサ31aは、鉄塔20を挟んで送電線架空地線21aの一方側部分に取り付けられており、他方のセンサ31bは、鉄塔20を挟んで送電線架空地線21aの他方側部分に取り付けられている。また、センサ31c〜31eは、温度に応じて特性が変化する感温素子であり、鉄塔20に架設された3つの送電線本線21bに接するように取り付けられてその温度変化を個々に検出する。なお、図面では省略したが、送配電線21に付帯して各種情報を検出するセンサとして、保守等の目的に応じて、各送電線本線21bの電圧を非接触で検出する電圧センサ等を含む各種センサをデータ収集端末装置33に適宜接続することができる。
中央管理装置35は、例えば携帯型のコンピュータ53aからなり、電話回線を利用した無線通信によってデータ収集端末装置33の動作を遠隔的に制御する。コンピュータ35aは、CPU、メモリ、ディスプレイ等を備え、専用のアプリケーションプログラムによって動作する一般的なパーソナルコンピュータであり、例えば市販の携帯電話35bを接続することにより、目的とする携帯電話(例えばデータ収集端末装置33内に取り付けた携帯型電話機)に接続してデータの送信や受信を行うことができる。
図2は、主にデータ収集端末装置33の回路構造を説明するブロック図である。データ収集端末装置33は、防水等が施された容器41中に収納されており、各センサ31a〜31eに接続されたインターフェース部42と、インターフェース部42の出力に応じて送配電線21の状態に関する状態信号を発生する制御回路43と、制御回路43に接続されて制御回路43と連携して動作する携帯型電話機44と、インターフェース部42の出力信号や携帯型電話機44の出力信号に応じて動作する起動部45と、起動部45に電力を供給するバッテリ46及び電源装置47とを備える。
インターフェース部42は、変流器(CT)であるセンサ31aやその他のセンサ31b〜31e(図1参照)からの検出信号を制御回路43における信号処理に適合する信号(検出波形)に変換し、或いはいずれかのセンサ31a〜31eが適宜動作するように適当な駆動電力を供給するものである。
制御回路43は、CPU、メモリ等からなるマイコンチップを内蔵しており、データ収集端末装置33を監視装置として適切に動作させるためのプログラムが書き込まれている。具体的に説明すると、制御回路43は、一対のセンサ31a,31bからのインターフェース部42を介しての検出波形に基づいて送電線本線21bの故障の有無を判定するとともに、故障が発生したと判定した場合には、両センサ31a,31bの出力差に基づいて故障方向を評定する。また、制御回路43は、3つのセンサ31c〜31eからのインターフェース部42を介しての検出信号値に基づいて送電線本線21bの異常な温度上昇を検出する。また、制御回路43は、適当なタイミングで携帯型電話機44と通信を行って、携帯型電話機44を介して外部の中央管理装置35に必要な情報を送信するとともに、携帯型電話機44を介して中央管理装置35からの情報を受け取る。さらに、制御回路43は、携帯型電話機44と連携して監視装置機能を実現するべく、携帯型電話機44のディスプレイ等のユーザ・インターフェース部を監視システムの恰も一部のごとく動作させる。
起動部45は、変流器のセンサ31b〜31eや感温素子のセンサ31c〜31eの出力が所定の閾値を超えた場合に動作し、それまで休止中(平常時)であった制御回路43を起動して電源装置47からの電力をこれに供給する。また、起動部45は、携帯型電話機44への着信等に応じても動作し、それまで休止中(平常時)であった制御回路43を起動して電源装置47からの電力を供給する。制御回路43が起動後必要な処理を完了した場合には、制御回路43から起動部45に制御信号が出力され、起動部45からの電力供給を停止させる。つまり、制御回路43への電力供給が停止され、データ収集端末装置33が平常状態となる。
携帯型電話機44は、市販されているものを流用しており、データ端子を利用して制御回路43との間で通信が可能になっており、制御回路43の制御下で制御回路43と一体的に動作する。なお、携帯型電話機44には、外部の適当なコンピュータ等を介して予め簡単なプログラムがインストールされており、制御回路43との間で通信を行う機能、制御回路43からの命令に基づいて監視結果を表示する等のユーザ・インターフェース機能等を有する。なお、後述するが、携帯型電話機44は小型カメラを内蔵しており、容器41の適所に設けた窓41aを介してデータ収集端末装置33周辺の画像を取り込むことができるようになっている。この画像は、制御回路43からの指令に基づいて中央管理装置35に送信される。
図3は、データ収集端末装置33の要部の回路構成をより詳細に説明するブロック図である。データ収集端末装置33に設けたインターフェース部42は、各センサ31a,31b,31c,…に接続された検出回路42a,42b,42c,…を備え、各センサ31a,31b,31c,…からの信号を個別に処理しやすい状態で制御回路43に供給する。このうち、インターフェース部42及び制御回路43は、センサ31a〜31eの検出結果に対応して送配電線21の状態に関する状態信号を発生する監視回路49として機能する。各検出回路42a,42b,42c,…の出力については、それらのいずれかが所定の閾値を超えている場合には、起動部45によって制御回路43が起動され、制御回路43では、異常が発生したものと判断して各センサ31a,31b,31c,…の出力を解析し、必要であれば警報を携帯型電話機44を介して外部に送信する。例えば、両センサ31a,31bの何れかが既定の閾値を超えて制御回路43が起動された場合、制御回路43は、両センサ31a,31bに対応する検出回路42a,42bからの電流波形をメモリに保管し、その電流波形から電流値を算出する。この電流値が上限電流値を超えている場合、送電線故障と判断する。制御回路43にて送電線故障と判断された場合、制御回路43は、両検出回路42a,42bの波形を比較して故障方向を判定する。以上のように送電線故障と判断された場合、制御回路43は、携帯型電話機44を介して中央管理装置35(図1参照)に異常を知らせる警報信号を送信する。この警報信号には、データ収集端末装置33を特定するID、検出した異常に関する情報(例えば故障方向等の異常の種類に関する情報)等が含まれる。なお、この電流値が上限電流値を超えていない場合、起動部45によって制御回路43が起動されている期間中、制御回路43では、電流波形を更新しつつメモリに保管し、監視を継続する。
携帯型電話機44は、電話回線網との間で通信を可能にするため、制御回路44aと伝送回路44bとアンテナ44cとを備える。このうち、伝送回路44bは、入出力用のデジタル端子を備え、監視回路49に設けた制御回路43との間でデータ通信を行い得るようになっている。これにより、携帯型電話機44側の制御回路44aを監視回路49側の制御回路43から監視・制御することができる。なお、制御回路44a及び伝送回路44bは、通信制御回路を構成する。
また、携帯型電話機44は、ユーザ・インターフェス部として、入力キー44eとディスプレイ44fと小型カメラ44gとを備える。なお、ディスプレイ44fは、表示回路44iに駆動されて動作し、表示回路44iは、制御回路44aからの制御信号やデータ信号に応じて動作する。また、小型カメラ44gは、画像取得回路44jに駆動されて動作し、画像取得回路44jは、制御回路44aからの制御信号に応じて動作して画像信号を適当なタイミングで制御回路44aに出力する。
ここで、入力キー44eは、データ収集端末装置33を保守のために操作するユーザの指示を入力するための入力装置として機能し、制御回路44aと協動して指令信号を発生する。この指令信号は、制御回路44aの動作に反映され、さらに、指令信号として伝送回路44bを介して監視回路49の制御回路43に転送される。これにより、メンテナンス、修理等の目的でデータ収集端末装置33を操作するユーザは、入力キー44eを介して監視回路49の動作モードを設定したり、必要なデータを監視回路49から取り出すことができるので、監視回路49自体の入力装置が不要となり、データ収集端末装置33の小型化、低コスト化等を簡易に達成できる。
また、ディスプレイ44fは、データ収集端末装置33を保守のために操作するユーザに対して内部情報を提示するための表示装置として機能する。これにより、メンテナンス、修理等の目的でデータ収集端末装置33を操作するユーザは、制御回路44aさらには伝送回路44bを介して監視回路49の制御回路43からのメッセージ等を受け取ることができる。つまり、ユーザは、監視回路49の制御回路43との間で、間接的であるが対話型の情報入力を行うことができ、必要なデータを監視回路49から読み出すことができ、さらには、必要なデータを監視回路49に送り込むことができる。具体的には、例えば各センサ31a,31b,31c,…の出力に対応する状態信号をディスプレイ44fに適当な指標で表示させることができる。
また、小型カメラ44gは、データ収集端末装置33を監視カメラとして機能させる。これにより、監視回路49の制御回路43から、或いは中央管理装置35からの遠隔的指示信号に応じて小型カメラ44gに撮影を行わせることができ、小型カメラ44gによって撮影した画像データを画像取得回路44jに更新しつつ保管することができる。画像取得回路44jに保管された画像データは、監視回路49の制御回路43から、或いは中央管理装置35からの指示信号に応じて適宜読み出され、伝送回路44bを介して中央管理装置35に送信される。
以下、上記第1実施形態の監視システム10の動作の一例について説明する。監視回路49の制御回路43は、伝送回路44cを介して携帯型電話機44の制御回路43に指令信号を送る。携帯型電話機44の制御回路43では、小型カメラ44gを動作させて画像を取り込むとともにその画像データを監視回路49の制御回路43に送り出す。監視回路49の制御回路43では、画像ファイルを他のデータとともに暗号化して送信データとする。その後、監視回路49の制御回路43は、伝送回路44cを介して携帯型電話機44の制御回路44aに中央管理装置35に対する接続指令を送る。そして、監視回路49の制御回路43は、接続の完了を確認した場合、携帯型電話機44の伝送回路44cを介して、暗号化された送信データを中央管理装置35に送り出す。
また、各種センサ31a,31b,31c,…からの出力や警報は、監視回路49の制御回路43でまず暗号化されて送信データとされる。制御回路43は、伝送回路44bを介して携帯型電話機44の制御回路44aに対し中央管理装置35に対する接続指令を送る。監視回路49の制御回路43は、接続の完了を確認した場合、伝送回路44bを介して暗号化された送信データを中央管理装置35に送り出す。なお、中央管理装置35から携帯電話35bを介して送信された指令信号も暗号化されており、斯かる指令信号は、伝送回路44bを介して監視回路49の制御回路43に転送される。制御回路43では、暗号化された指令信号を複合化して、その指令内容に応じた指示信号を携帯型電話機44の制御回路44aに対して出力する。
なお、画像データの取り込みは以下のような処理によって行うこともできる。監視回路49の制御回路43は、伝送回路44bを介して携帯型電話機44の制御回路44aに指示信号を送る。この制御回路44aでは、小型カメラ44gを動作させて画像を取り込むとともにその画像データを画像取得回路44jに一時的に保管する。その後、携帯型電話機44の制御回路44aは、監視回路49の制御回路43からの指令を待って、中央管理装置35に接続し、一時保管した画像データを電子ファイル等として中央管理装置35に対して転送する。
〔第2実施形態〕
図4は、第2実施形態に係る監視システムの全体的な構成を具体的に説明する図である。この監視システム110は、放送設備100を保守・管理する事業者が所有するシステムである。
放送設備100は、基幹の放送局101と大型中継局102と多数の小型中継局103(1)〜103(n)とからなる。放送局101は、送信装置101aからの放送信号をパラボラアンテナ101bから出力する。ここで、大型中継局102は、中継設備102aを備え、放送局101からの電波をパラボラアンテナ102bで受けるとともに、中継した電波をパラボラアンテナ102bを介して小型中継局103(1)〜103(n)に転送する。小型中継局103(1)〜103(n)は、受信アンテナ103a及び受信設備103bからなる受信部と、送信アンテナ103c及び送信設備103dからなる送信部とをそれぞれ備える。これらの小型中継局103(1)〜103(n)は、大型中継局102から送信された放送信号や、他の小型中継局103(k)を介して中継された放送信号を受信アンテナ103aで受信し、受信設備103bから送信設備103dに送り、最終的に送信アンテナ103cから放送信号を出力する。
一方、監視システム110は、WEBサーバシステム111とWEBブラウザシステム112(1)〜112(n)と、中継局102,103(1)〜103(n)の送受信設備に組み込まれた監視装置130(0),130a(1)〜130a(n),130b(1)〜130b(n)とを備える。ここで、大型中継局102に設けた監視装置130(0)は、監視回路やセンサを備えるデータ収集端末装置81を備え、ルータ82を介してインターネットINに接続可能となっている。また、各小型中継局103(1)〜103(n)に設けた監視装置130a(1)〜130a(n),130b(1)〜130b(n)は、図3に示すデータ収集端末装置33と同様の構造を有し、監視回路やセンサを備える端末本体149と、外部との送受信を可能にする携帯型電話機44とを備える。なお、各監視装置130a(1)〜130a(n),130b(1)〜130b(n)は、中継局103(1)〜103(n)の送受信設備の発熱、電気抵抗の変化、放電、電波出力の変動等をチェックする。
WEBサーバシステム111は、本体コンピュータ111aと各種データベース111bとルータ111cとを備える。そして、WEBサーバシステム111は、インターネットIN及び電話回線TNを介して監視装置130(0),130a(1)〜130a(n),130b(1)〜130b(n)の状態を常時チェックしている。これにより、WEBサーバシステム111は、いずれかの監視装置130(0),130a(1)〜130a(n),130b(1)〜130b(n)が検出した異常や監視画像等の情報を、マルチメディアコンテンツの形式でインターネットIN上に提供する。
WEBブラウザシステム112(1)〜112(n)は、放送設備100を保守・管理する事業者における出向者が携帯するものであり、インターネットINにアクセス可能なコンピュータからなる。各WEBブラウザシステム112(1)〜112(n)は、WEBサーバシステム111に対して特別のパスワード等を用いてアクセスすることができる。つまり、各WEBブラウザシステム112(1)〜112(n)は、WEBサーバシステム111に対してコンテンツ閲覧要求することによって、監視装置130(0),130a(1)〜130a(n),130b(1)〜130b(n)が検出した動作状態や監視画像を取り込むことができる。
なお、放送局101もWEBブラウザシステム101dを有しており、ルータ101eを介して各監視装置130(0),130a(1)〜130a(n),130b(1)〜130b(n)の状態、すなわち中継局102,103(1)〜103(n)の送受信設備の状態をチェックできるようになっている。
以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、図2及び図3等に示すデータ収集端末装置33は、上記送電線設備や放送ネットワークの監視システムに限らず、その他の製造プラント、運輸システム、公共設備等を含む様々なシステムにおいて、斯かるシステムの動作状態を管理する各種監視システムに適宜組み込むことができる。この場合、監視システムに組み込んだ携帯型電話機44によって監視システムのうちのユーザ・インターフェース機能を実現させる。つまり、小型で安価な監視システムによって、各種設備の温度、動作状態等を検出することができ、或いは各種内設備の監視画像を遠隔の中央管理装置35等に提供することができる。
第1実施形態に係る監視システムの全体的な構成を具体的に説明する図である。 主にデータ収集端末装置の回路構造を説明するブロック図である。 データ収集端末装置の要部の回路構成をより詳細に説明するブロック図である。 第2実施形態に係る監視システムの全体的な構成を具体的に説明する図である。
符号の説明
10 監視システム
20 鉄塔
21 送配電線
31a〜31e センサ
33 データ収集端末装置
35a コンピュータ
35b 携帯電話
35 中央管理装置
42 インターフェース部
42a,42b,42c 検出回路
43 制御回路
44 携帯型電話機
44a 制御回路
44b 伝送回路
44c アンテナ
44c 伝送回路
44e 入力キー
44f ディスプレイ
44g 小型カメラ
44j 画像取得回路
45 起動部
49 監視回路

Claims (5)

  1. 監視対象として送電線又は電波中継局である所定設備の状態を検出する少なくとも1つのセンサと、
    前記少なくとも1つのセンサの検出結果に対応して前記所定設備の状態に関する状態信号を発生する監視回路と、
    電話回線を介しての通信を可能にする通信制御回路とユーザ・インターフェス部を含む付属装置とを有する携帯型の電話機であって、前記通信制御回路は、前記監視回路に対して接続されることによって、当該監視回路からの指示に応じて前記状態信号に対応するデータ信号を電話回線を介して所定の連絡先に送信する携帯型の電話機とを備え、
    前記携帯型の電話機は、前記付属装置として、前記監視回路からの指示に応じてデータを表示するディスプレイと、ユーザの指示を入力するための入力キーとをさらに備え、前記通信制御回路は、前記入力キーの操作に応じた指令信号を前記監視回路に出力し、
    前記監視回路は、前記センサの検出結果に基づいて前記状態信号として前記所定設備の異常に相当する警報信号を発生し、前記通信制御回路は、前記警報信号を前記所定の連絡先に送信し、
    前記通信制御回路は前記携帯型の電話機宛に外部から送信された信号から前記監視回路に対する指令信号を抽出して当該指令信号を前記監視回路に転送し、
    前記携帯型の電話機への着信に応じて動作し、前記監視回路の制御回路を起動して電力を供給する起動部をさらに備えることを特徴とする監視システム。
  2. 前記携帯型の電話機は、前記付属装置として、前記所定設備の状態を撮影する小型カメラと、当該小型カメラを動作させて画像データを取り込む画像取得回路とをさらに備えることを特徴とする請求項1記載の監視システム。
  3. 前記通信制御回路は、前記監視回路からの指示信号に基づいて、前記小型カメラを動作させて前記画像取得回路に画像データを取り込ませるとともに、当該画像データを前記所定の連絡先に送信することを特徴とする請求項2記載の監視システム。
  4. 前記監視回路は、前記通信制御回路から転送されてきた暗号化された前記指令信号を復号化するとともに、前記状態信号を暗号化して前記通信制御回路に出力することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項記載の監視システム。
  5. 前記所定の連絡先として前記携帯型の電話機と通信するともに当該携帯型の電話機及び前記監視回路の動作を管理する中央装置をさらに備えることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項記載の監視システム。
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