スマートコミュニティを支える ICT 技術について
日本アイ・ビー・エム株式会社
第1章 事業概要
日本アイ・ビー・エム株式会社（以下、当社）では、2008 年に、IT の活用により地球をより賢 く、スマートにしていく Smarter Planet（スマートな地球）というビジョンを掲げている。これ は、新しい時代の姿を描き出し、IT の力で地球上の無駄や非効率、リスクをいかにして排除し、 より豊かな社会を実現するかという課題にチャレンジするものである。そしてその中でも、都市 における様々な課題を解決することを目指した Smarter Cities（スマートな都市）への取り組み を積極的に展開している。その理由は、都市への人口の集中、エネルギー消費・CO2 排出の問題、 社会インフラの老朽化、高齢化、交通渋滞など、都市には多様な問題が集約し、都市の問題を解 決しない限り、地球規模での大きな問題を解決できないと考えたためである。 図 1 Smarter Cities の主要な構成要素 Smarter Cities が実現する世界は、都市を構成する交通網、電力供給網などの物理インフラと、 センサーやネットワーク、コンピュータなどのデジタルインフラが一体化した世界である。 都市が抱える問題を解決してスマートにするためには、都市を構成するさまざまな要素を効率 的に連携するようデザインすることが重要になってくる。 次世代エネルギー・社会システム実証事業を通じて実現を目指すスマートコミュニティは、ま さに Smarter Cities を具体化し、実現する取り組みである。 たとえば、スマートコミュニティの代表的な取り組みであるスマートハウスでは、宅内の家電 製品やエネルギー機器（太陽光発電や燃料電池等）や電気自動車をネットワークで接続し、エネ ルギーの見える化を通じた省エネ意識の改善、ICT のサポートのもとで賢く機器を運転・制御す ること等により、エネルギーの効率的な利用が可能となる。更に、スマートハウスは、エネルギ ーに加えて、防犯・防災や健康、地域コミュニティなどのインターネットサービスへの展開によ り、需要家参加型コミュニティの拡大を目指している。 このように、スマートコミュニティでは、スマートハウスだけでなく、スマートメータや、スマートなビルディング、スマートな交通、スマートな工場など、多くのシステムが接続され、こ れらシステムのデータをもとに、地域エネルギーマネジメントシステムや、多様なインターネッ トサービスが接続されることで、ますますその価値を増大していくと考えられている。 しかし、住宅やビルに設置される機器や設備から、エネルギーマネジメントを行うシステム、 多様なサービスまでを、１社単独で展開することは難しいと考えられる。そのため、スマートコ ミュニティを支える ICT には、役割分担型での新しいサービスやビジネス展開を支援することが 求められている。 機能化 INSTRUMENTED 相互接続 INTERCONNECTED インテリジェント INTELLIGENT Intelligent ダッシュボード ビジネス連携 統合管理 分析 & 最適化 Interconnected 統合資産 & エネルギー管理 オンサイト & 遠隔操作 管理外システムとの連携 データセンターのエネルギー管理 Instrumented ・空調、照明 ・消防、安全管理 ・電気⾃動⾞ ・センサー ・セキュリティ、⼊退館 ・エレベータ ・⽔・電⼒・ガスの検針 ・太陽光発電、燃料電池、蓄電池 図 2 Smarter Cities の基本システム構造
当社では、Smarter Cities を実現する ICT インフラの基本構造を、状況を把握し、データを集
めて、最適化するという基本構造のもと、機能化（Instrumented）、相互接続（Interconnected）、 インテリジェント（Intelligent）という 3 つの階層で定義しており、スマートコミュニティを支 える ICT 基盤の実現に向けて、北九州スマートコミュニティ創造事業を通じ、、当社では以下２点 のテーマに取り組んでいる。 ① 機能化・相互接続の観点で、スマートコミュニティを構成する機器を相互接続し、大量 のデータを管理する「スマートコミュニティ情報統合基盤」の実現 ② インテリジェントの観点で、スマートコミュニティを構成する大量の機器を効率的に管 理するための「蓄電池等分散アセット管理システム」の実現 IBM スマートコミュニティ 情報統合基盤 IBM IBM Middleware Middleware CEMS スマートメータ (低圧⽤) ビル・商業施設・⼯場など スマートメータ スマートメータ(⾼圧⽤) コンセントレータ 住宅 BEMS 充電インフラ MQTT による 相互接続 iPhone向け スマートメータ ⾒える化システム HEMS IBM 蓄電池等分散アセット 管理システム 仕様/構成 管理 設置/点検設置/点検作業管理作業管理 トレーサビ リティ管理 トレーサビ リティ管理 状態管理 計測 情報管理 データ収集 ⼤規模 データ集積 データ加⼯・提供 地図情報 地図情報 図 3 スマートコミュニティを支える情報基盤
第2章 スマートコミュニティを構成する機器を相互接続し、大量のデー
タを管理する「スマートコミュニティ情報統合基盤」
スマートコミュニティ情報統合基盤は、多様なシステムや機器を統一的な手法で接続【機能化】 し、多様なシステムや機器のデータを統一的な形式で蓄積し、サービス事業者へ提供する機能を 提供する【相互接続】ことで、スマートコミュニティの実現に向けて、役割分担型の取り組みの 促進を目指すものである。 (1) 多様なシステムや機器を統一的な手法で接続 HEMS や BEMS などの多様なシステムや機器を、多様なネットワーク環境において統一的な通信 手法で接続し、機器からのデータ収集や機器に対する指示や制御を可能とする。 (2) 多様なシステムや機器の大量データを統一的な形式で蓄積し、サービス事業者へ提供 HEMS や BEMS などの多様なシステムや機器から収集したデータを統一のデータ形式に変換し、 見える化に代表される多様なアプリケーションに対して共通の手法で提供することで、多様なア プリケーション間の連携を迅速に実現する。 機能化 Instrumented 相互接続 Interconnected インテリジェント Intelligent CEMS 地域エネルギー マネジメントシステム IBM 蓄電池アセット 管理システム iPhone向け スマートメータ ⾒える化システム MQTT (MQ Telemetry Transport) 履歴データ ⼤量蓄積データ イベントデータリアルタイム IBMIBM IOC (IBM Intelligent Operation Center) 今後展開予定
ESB (Enterptise Serivce Bus)
⽣活者向け 各種システム IBM スマートコミュニティ 情報統合基盤 電⼒設備 電⼒設備 ビル・⼯場ビル・⼯場 住宅住宅 交通交通 BEMS 充電インフラ スマートメータMQTT MQTT HEMS MQTT MQTT 図 4 スマートコミュニティ情報統合基盤 「スマートコミュニティ情報統合基盤」におけるシステム・機器間の接続には、メッセージ型 の通信をおこなう MQTT （MQ Telemetry Transport）プロトコルを採用した。MQTT により、各シ ステムは送受信する電文内容に注力すればよく、接続先やネットワーク環境の差異を考慮する必 要がなくなる。また、実装が軽量かつ狭い帯域幅でも通信が可能なため、スマートメータや BEMS、 HEMS における電力消費と通信量を最小限に抑えることが可能となる。
MQTT は、IBM と伊 Eurotech Group が共同で仕様を策定したプロトコルで、その仕様はオープン かつロイヤリティフリーで公開されている。また、センサーや設備など機器同士をネットワーク で接続し高度な制御をおこなう M2M（マシン・ツー・マシン）の領域での標準メッセージングプ ロトコルとしての普及をめざして、MQTT プロトコルを実装したソフトウェアを Eclipse に寄贈し オープンソースとして公開しており、Facebook Messenger にも採用されているプロトコルである。
