JP2012118017A - 妨害波分類判定装置およびこの妨害波分類判定装置を用いたシステム - Google Patents

Abstract

【課題】妨害波測定や妨害波源探索のための技術者派遣の稼働を軽減する。
【解決手段】妨害波分類判定装置２は、ノイズの分類の結果に対応するノイズ情報や対策例情報が記憶されるノイズデータベース２１と、妨害波推定装置１から送信されるノイズの波形データから時間領域の特徴量を抽出する時間領域特徴量抽出部２２と、波形データから変換された周波数領域のデータから周波数領域の特徴量を抽出する周波数領域特徴量抽出部２３と、時間領域の特徴量や周波数領域の特徴量に基づいてノイズを分類する分類部２４と、分類部２４による分類の結果に対応するノイズ情報や対策例情報をノイズデータベース２１から取得する判定部２５と、妨害波推定装置１から波形データを受信するとともに判定部２５により取得されたノイズ情報や対策例情報を妨害波推定装置１または予め定められた送信先に送信する通信部２６とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、妨害波測定や妨害波源探索のための技術者派遣の稼働を軽減するための妨害波分類判定装置およびこの妨害波分類判定装置を用いたシステムに関するものである。

従来において、妨害波対策の知識を有する技術者が妨害波源探索の際に利用する測定装置としては、例えば、特許文献１に記載のものがある。

また、従来においては、可聴ノイズ、通信断等の通信装置、端末への障害発生後、技術者が現場にて妨害波測定と妨害波源探索を実施しすることにより、障害の対応を行っている。

特開２００２−２５７８７９号公報

しかし、これには技術者を派遣する必要があるため、多くの稼働がかかる。よって、技術者派遣の稼働を軽減することが望まれている。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、妨害波測定や妨害波源探索のための技術者派遣の稼働を軽減するための妨害波分類判定装置およびこの妨害波分類判定装置を用いたシステムを提供することにある。

上記の課題を解決するために、第１の本発明は、通信線または電源線に生じるノイズを測定する妨害波推定装置に対して通信可能な妨害波分類判定装置であって、前記ノイズの分類の結果に対応するノイズ情報および／または対策例情報が予め記憶されるノイズデータベースと、前記妨害波推定装置から送信される前記ノイズの波形データである時間領域のデータから時間領域の特徴量を抽出する時間領域特徴量抽出部と、前記波形データから変換された周波数領域のデータから周波数領域の特徴量を抽出する周波数領域特徴量抽出部と、前記時間領域の特徴量および／または前記周波数領域の特徴量に基づいて前記ノイズを分類する分類部と、前記分類部による分類の結果に対応するノイズ情報および／または対策例情報を前記ノイズデータベースから取得する判定部と、前記妨害波推定装置から前記波形データを受信するとともに前記判定部により取得されたノイズ情報および／または対策例情報を該妨害波推定装置または予め定められた送信先に送信する通信部とを備えることを特徴とする妨害波分類判定装置をもって解決手段とする。

本発明によれば、妨害波測定や妨害波源探索のための技術者派遣の稼働の軽減を可能にすることができる。

本実施の形態に係る妨害波分類判定装置およびこの妨害波分類判定装置を用いたシステムの構成図である 妨害波推定装置１の一態様を示す図である。 受信された波形データの一例を示す図である。 規格化後の時間領域のデータで表現される振幅波形の一例を示す図である。 変換された周波数領域のデータの一例を示す図である。 規格化後の周波数領域のデータで表現される周波数スペクトルの一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本実施の形態に係る妨害波分類判定装置およびこの妨害波分類判定装置を用いたシステムの構成図である。

妨害波推定装置１は、例えば、家庭や通信ビルに設置され、通信線または電源線に生じるノイズを測定し、ノイズの波形データを妨害波分類判定装置２に送信し、妨害波分類判定装置２からノイズの分類の結果に対応する情報（ノイズに関する情報などであり、以下、ノイズ情報という）および／または当該ノイズへの対策例を示す情報（以下、対策例情報という。また、ノイズ情報および／または対策例情報をノイズ情報や対策例情報という。）を受信し、例えば、表示するようになっている。

図２に示すように、妨害波推定装置１はクランプ型であり、通信線や電源線を挟み、例えば、コモンモードノイズの電圧や電流を測定する。妨害波推定装置１は、例えば、家庭などにおいて電力などを測定して遠隔地に通知するスマートメータに設けられる。

図１に戻り、説明を続ける。

妨害波推定装置１は、電圧プローブや電流プローブなどのプローブ１１と、プローブ１１によりコモンモードノイズの電圧や電流を測定する検波器１２と、予め閾値を記憶した閾値記憶部１３と、測定されたコモンモードノイズの電圧や電流が閾値を超えた場合、当該電圧や電流を波形データに変換するアナログ−ディジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）１４と、波形データを妨害波分類判定装置２に送信し、妨害波分類判定装置２からノイズ情報や対策例情報を受信する通信部１５と、ノイズ情報や対策例情報を表示する表示部１６とを備える。

妨害波分類判定装置２は、例えば、データセンタに設置される。妨害波分類判定装置２は、妨害波推定装置１に対して有線または無線の通信ネットワーク３、例えば、スマートメータ用の通信ネットワーク、を介して接続され相互通信可能となっている。

妨害波分類判定装置２は、ノイズ情報や対策例情報が予め記憶されるノイズデータベース２１と、妨害波推定装置１から送信されるノイズの波形データである時間領域のデータから時間領域の特徴量を抽出する時間領域特徴量抽出部２２と、波形データから変換された周波数領域のデータから周波数領域の特徴量を抽出する周波数領域特徴量抽出部２３と、時間領域の特徴量および／または周波数領域の特徴量に基づいてノイズを分類する分類部２４と、分類部２４による分類の結果に対応するノイズ情報や対策例情報をノイズデータベース２１から取得する判定部２５と、妨害波推定装置１から波形データを受信するとともに判定部２５により取得されたノイズ情報や対策例情報を妨害波推定装置１または予め定められた送信先に送信する通信部２６とを備える。

ノイズデータベース２１に記憶されるノイズ情報は、例えば、代表的なものを少なくとも含んでいる。また、ノイズデータベース２１に記憶される対策例情報は、例えば、オペレータにより随時更新される。

（本システムの動作）
妨害波推定装置１では、検波器１２がプローブ１１によりコモンモードノイズの電圧や電流を測定する。Ａ／Ｄ変換器１４は、測定された電圧や電流が閾値を超えた場合、電圧や電流をアナログ−ディジタル変換し、波形データに変換する。

通信部１５は、波形データを通信ネットワーク３を介して妨害波分類判定装置２に送信する。

妨害波分類判定装置２では、通信部２６が、妨害波推定装置１から波形データを受信する。

図３は、受信された波形データの一例を示す図である。図３に示すように、波形データは時間領域のデータである。つまり、波形データの横軸は時間であり、縦軸は振幅である。

時間領域特徴量抽出部２２は、まず、この時間領域のデータを保持しつつ、振幅の最大値で規格化する。

図４は、規格化後の時間領域のデータで表現される振幅波形の一例を示す図である。

この振幅波形は、規格化後の時間領域のデータの振幅波形を正、負方向で対照に有している。規格化により、正方向の最大値は１、負方向の最大値は−１となっている。

次に、時間領域特徴量抽出部２２は、この振幅波形を予め定められた振幅ｒ、−ｒで分割し、振幅波形の面積全体に対する振幅ｒ、−ｒの間の部分の面積の割合（図の斜線部の割合）を、時間領域の特徴量として抽出する。振幅が電力なら電力密度が抽出される。

一方、受信された波形データつまり時間領域のデータは、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）等を利用して、周波数領域のデータに変換される。

図５は、変換された周波数領域のデータの一例を示す図である。周波数領域のデータの横軸は周波数であり、縦軸は振幅である。

周波数領域特徴量抽出部２３は、まず、この周波数領域のデータを保持しつつ、振幅の最大値で規格化する。

図６は、規格化後の周波数領域のデータで表現される周波数スペクトルの一例を示す図である。規格化により、振幅の最大値は０［ｄＢ（デシベル）］となっている。

次に、周波数領域特徴量抽出部２３は、この周波数スペクトルを予め定められた周波数ｆ１、ｆ２で分割し、周波数スペクトルの面積全体に対する周波数ｆ１、ｆ２の間の部分の面積の割合（図の斜線部の割合）を、周波数領域の特徴量として抽出する。

次に、分類部２４が、時間領域の特徴量および／または周波数領域の特徴量に基づいてノイズを分類する。分類部２４は、ノイズデータベース２１の情報を用い、例えば、階層型クラスタ解析等を行って、ノイズを分類する。階層型クラスタ解析等を行うことで、機械的処理が可能となる。

次に、判定部２５が、分類部２４による分類の結果に対応するノイズ情報や対策例情報をノイズデータベース２１から取得する。

次に、通信部２６が、判定部２５により取得されたノイズ情報や対策例情報を通信ネットワーク３を介して妨害波推定装置１に送信する。

妨害波推定装置１では、通信部１５が、ノイズ情報や対策例情報を通信ネットワーク３を介して受信し、これを表示部１６が表示する。

なお、ノイズ情報や対策例情報は、予め定められた送信先へ、例えば、事前登録された電子メールのアドレス、携帯電話のアドレスを宛先として送信してもよい。

以上のように、本実施の形態によれば、妨害波分類判定装置２は、妨害波推定装置１から送信されるノイズの波形データである時間領域のデータから時間領域の特徴量を抽出する時間領域特徴量抽出部２２と、波形データから変換された周波数領域のデータから周波数領域の特徴量を抽出する周波数領域特徴量抽出部２３と、時間領域の特徴量および／または周波数領域の特徴量に基づいてノイズを分類する分類部２４と、分類部２４による分類の結果に対応するノイズ情報や対策例情報をノイズデータベース２１から取得する判定部２５と、妨害波推定装置１から波形データを受信するとともに判定部２５により取得されたノイズ情報や対策例情報を妨害波推定装置１または予め定められた送信先に送信する通信部２６とを備えることで、ノイズ情報や対策例情報が妨害波推定装置１または予め定められた送信先に送信されるので、ノイズの発生場所などにおいてノイズ情報や対策例情報が得られ、よって、技術者派遣の稼働の軽減を可能にすることができる。

また、時間領域特徴量抽出部２２は、時間領域のデータで表現される振幅波形を予め定められた振幅ｒ、−ｒで分割し、振幅波形の面積全体に対する振幅ｒ、−ｒの間の部分の面積の割合を、時間領域の特徴量として抽出することで、瞬間的な大きな振幅のノイズ（パルスノイズなど）の影響を除外でき、定常的なノイズについてのノイズ情報や対策例情報を送信することができる。

また、周波数領域特徴量抽出部２３は、周波数領域のデータで表現される周波数スペクトルを予め定められた周波数ｆ１、ｆ２で分割し、周波数スペクトルの面積全体に対する周波数ｆ１、ｆ２の間の部分の面積の割合を、周波数領域の特徴量として抽出することで、目的の周波数でない高調波の影響を除外でき、目的の周波数のノイズについてのノイズ情報や対策例情報を送信することができる。

１…妨害波推定装置
２…妨害波分類判定装置
３…通信ネットワーク
１１…プローブ
１２…検波器
１３…閾値記憶部
１４…アナログ−ディジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）
１５…通信部
１６…表示部
２１…ノイズデータベース
２２…時間領域特徴量抽出部
２３…周波数領域特徴量抽出部
２４…分類部
２５…判定部
２６…通信部

Claims (4)

1. 通信線または電源線に生じるノイズを測定する妨害波推定装置に対して通信可能な妨害波分類判定装置であって、
   前記ノイズの分類の結果に対応するノイズ情報および／または対策例情報が予め記憶されるノイズデータベースと、
   前記妨害波推定装置から送信される前記ノイズの波形データである時間領域のデータから時間領域の特徴量を抽出する時間領域特徴量抽出部と、
   前記波形データから変換された周波数領域のデータから周波数領域の特徴量を抽出する周波数領域特徴量抽出部と、
   前記時間領域の特徴量および／または前記周波数領域の特徴量に基づいて前記ノイズを分類する分類部と、
   前記分類部による分類の結果に対応するノイズ情報および／または対策例情報を前記ノイズデータベースから取得する判定部と、
   前記妨害波推定装置から前記波形データを受信するとともに前記判定部により取得されたノイズ情報および／または対策例情報を該妨害波推定装置または予め定められた送信先に送信する通信部と
   を備えることを特徴とする妨害波分類判定装置。
2. 前記時間領域特徴量抽出部は、前記時間領域のデータで表現される振幅波形を予め定められた振幅ｒ、−ｒで分割し、前記振幅波形の面積全体に対する前記振幅ｒ、−ｒの間の部分の面積の割合を、前記時間領域の特徴量として抽出する
   ことを特徴とする請求項１記載の妨害波分類判定装置。
3. 前記周波数領域特徴量抽出部は、前記周波数領域のデータで表現される周波数スペクトルを予め定められた周波数ｆ１、ｆ２で分割し、前記周波数スペクトルの面積全体に対する前記周波数ｆ１、ｆ２の間の部分の面積の割合を、前記周波数領域の特徴量として抽出する
   ことを特徴とする請求項１または２記載の妨害波分類判定装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の妨害波分類判定装置と、
   通信線または電源線に生じるノイズを測定し、前記ノイズの波形データを前記妨害波分類判定装置に送信し、前記妨害波分類判定装置からノイズ情報および／または対策例情報を受信する妨害波推定装置と
   を備えることを特徴とする妨害波分類判定装置を用いたシステム。