自動メーター読み取り

自動メーター読み取り( AMR ) は、水道メーターまたはエネルギー計測デバイス (ガス、電気)から消費量、診断、およびステータス データを自動的に収集し、そのデータを中央データベースに転送して、課金、トラブルシューティング、および分析を行うテクノロジーです。このテクノロジーにより、主にユーティリティ プロバイダーは、メーターの読み取りのために各物理的な場所に定期的に出向く費用を節約できます。もう 1 つの利点は、課金が、過去または予測される消費量に基づく推定値ではなく、ほぼリアルタイムの消費量に基づくことができることです。このタイムリーな情報と分析を組み合わせることで、ユーティリティ プロバイダーと顧客の両方が、電気エネルギー、ガス使用量、または水の消費量の使用と生成をより適切に制御できるようになります。

AMR テクノロジには、電話プラットフォーム (有線および無線)、無線周波数 (RF)、または電力線伝送に基づくハンドヘルド、モバイル、およびネットワーク テクノロジが含まれます。

タッチベースの AMR では、メーター読み取り担当者は、ワンドまたはプローブを備えたハンドヘルド コンピュータまたはデータ収集デバイスを携帯します。デバイスは、読み取りプローブをタッチパッドに内蔵された読み取りコイルに接触または近接させることで、メーターから自動的に読み取り値を収集します。ボタンが押されると、プローブはタッチ モジュールに問い合わせ信号を送信し、メーターの読み取り値を収集します。デバイス内のソフトウェアは、シリアル番号をルート データベースの番号と照合し、メーターの読み取り値を保存します。この情報は、後で課金またはデータ収集コンピュータにダウンロードされます。メーター読み取り担当者はメーターの設置場所まで行かなければならないため、これは「オンサイト」 AMR と呼ばれることもあります。別の形式の接触式リーダーでは、標準化された赤外線ポートを使用してデータを送信します。プロトコルは、ANSI C12.18やIEC 61107などのドキュメントによってメーカー間で標準化されています。

AMR ホスティングは、ユーザーがインターネット経由で電気、水道、ガスの消費量を追跡できるようにするバックオフィス ソリューションです。すべてのデータはほぼリアルタイムで収集され、データ収集ソフトウェアによってデータベースに保存されます。ユーザーは Web アプリケーション経由でデータを表示し、負荷プロファイルのグラフ化、料金構成の分析、公共料金の請求書の確認など、さまざまなオンライン分析ツールを使用してデータを分析できます。

無線周波数ベースの AMR にはさまざまな形態があります。一般的なのは、ハンドヘルド、モバイル、衛星、固定ネットワーク ソリューションです。ライセンス付きとライセンスなしの両方の RF 帯域を使用する双方向 RF システムと一方向 RF システムの両方が使用されています。

双方向または「ウェイクアップ」システムでは、通常、無線信号が AMR メーターの固有のシリアル番号に送信され、そのトランシーバーに電源を入れてデータを送信するように指示します。メーター トランシーバーと読み取りトランシーバーは両方とも無線信号を送受信します。一方向の「バブルアップ」または連続ブロードキャストタイプのシステムでは、メーターは継続的に送信し、データは数秒ごとに送信されます。つまり、読み取りデバイスは受信機のみ、メーターは送信機のみになります。データはメーター送信機から読み取り受信機にのみ送信されます。また、一方向と双方向の技術を組み合わせたハイブリッド システムもあり、読み取りには一方向通信を使用し、プログラミング機能には双方向通信を使用します。

RFベースのメーター読み取りでは、通常、メーター読み取り担当者が敷地内や家屋に入る必要も、地下のメーターピットを見つけて開ける必要もありません。電力会社は読み取り速度が速くなることでコストを節約でき、私有地に入ることによる責任が軽減され、メーターにアクセスできないために読み取りを見逃すことも少なくなります。

RF に基づく技術は、どこでもすぐに受け入れられるわけではありません。アジアのいくつかの国では、この技術は、放射電力の無線周波数の使用に関連する規制の障壁に直面しています。たとえば、インドでは、一般的にISM バンドにある無線周波数は、10 mWの低出力無線であっても自由に使用できません。電気メーターのメーカーの大半は、ヨーロッパ諸国での大規模な展開のために、433/868 MHz の周波数帯域の無線周波数デバイスを持っています。2.4 GHz の周波数帯域は現在、インドで屋外および屋内のアプリケーションに使用できますが、この周波数帯域で製品を発表しているメーカーはほとんどありません。このような国での無線周波数 AMR の取り組みは、ライセンスのコストが AMR の利点を上回る場合はいつでも、規制当局とともに取り上げられています。

ハンドヘルド AMR では、メーター読み取り担当者は、内蔵または接続された受信機/トランシーバー (無線周波数またはタッチ) を備えたハンドヘルド コンピューターを携帯し、AMR 対応メーターからメーター読み取り値を収集します。メーター読み取り担当者はメーター読み取りルートを通る際にメーターが設置されている場所を歩くため、この方法は「ウォークバイ」メーター読み取りと呼ばれることもあります。ハンドヘルド コンピューターは、AMR 技術を使用せずに手動で読み取り値を入力するためにも使用できますが、この方法では、メーター読み取り値を電子的に使用して正確に読み取ることができる完全なデータはサポートされません。

モバイルまたは「ドライブバイ」メーター読み取りでは、読み取り装置が車両に取り付けられます。メーター読み取り担当者が車両を運転し、読み取り装置が自動的にメーター読み取り値を収集します。モバイル メーター読み取りの場合、読み取り装置にはGPSとマッピング ソフトウェアによって提供されるナビゲーション機能とマッピング機能が含まれることがよくあります。モバイル メーター読み取りでは、読み取り担当者は通常、特定のルート順にメーターを読み取る必要はなく、すべてのメーターが読み取られるまでサービス エリアを走行するだけです。コンポーネントは、多くの場合、ラップトップまたは専用コンピューター、ソフトウェア、RF 受信機/トランシーバー、および外部車両アンテナで構成されます。

データ収集衛星の送信機は、既存のメーターの横の現場に設置できます。衛星 AMR デバイスはメーターと通信して読み取りを行い、その読み取り値を固定または移動衛星ネットワーク経由で送信します。このネットワークでは、衛星送信機/受信機が空をはっきりと見渡せる必要がありますが、固定塔を設置したり、現場技術者を派遣したりする必要がないため、地理的にメーターの密度が低い地域に特に適しています。

• 狭帯域（単一固定無線周波数）
• スペクトラム拡散
  • 直接拡散スペクトル(DSSS)
  • 周波数ホッピング拡散スペクトル(FHSS)

携帯電話データシステム、 Zigbee、Bluetooth、WavenisなどのRF技術とAMRを組み合わせたメーターもあります。一部のシステムは米国連邦通信委員会（FCC）認可周波数で動作し、その他のシステムは認可されていない無線周波数の使用を許可するFCCパート15で動作します。

WiSmart は、802.11 b/g プロトコルを使用して ワイヤレスTCP/IP通信を提供するために、さまざまな家電製品で使用できる多目的プラットフォームです。

スマート サーモスタットなどのデバイスにより、電力会社は家庭の電力消費を抑えて電力需要を管理することができます。

コーパスクリスティ市は、米国で最初に市全体にWi-Fiを導入した都市の1つになりました。Wi-Fiは2007年5月31日まで無料で提供されていましたが、これは主に、メーター読み取り員が犬に襲われた事件を受けてAMRを促進するためでした。^[1]現在、多くの^{[どの? ]}メーターは、Wi-Fiネットワークが利用できない場合でもWi-Fiを使用して送信するように設計されており、ドライブバイローカルWi-Fiハンドヘルド受信機を使用して読み取られます。

コーパスクリスティに設置されたメーターは、直接 Wi-Fi 対応ではなく、460 MHz 帯域で狭帯域バーストテレメトリを送信します。この狭帯域信号は Wi-Fi よりもはるかに広い範囲をカバーしているため、プロジェクトに必要な受信機の数ははるかに少なくなります。その後、特別な受信ステーションが狭帯域信号をデコードし、Wi-Fi 経由でデータを再送信します。

コーパスクリスティ地域に設置されている自動ユーティリティ メーターのほとんどはバッテリー駆動です。Wi-Fi テクノロジーは、長期間のバッテリー駆動には適していません。

PLC は、電子データを電力線経由で変電所に送り返し、その後、電力会社の本社にある中央コンピュータに中継する方法です。これは固定ネットワーク システムの一種と考えられます。ネットワークとは、電力会社が電力を供給するために構築し、維持している配電ネットワークです。このようなシステムは主に電気メーターの読み取りに使用されます。一部のプロバイダーは、ガス メーターと水道メーターを PLC タイプのシステムに入力するようにインターフェイスしています。

1972 年、セオドア・ジョージ「テッド」パラスケバコスは、アラバマ州ハンツビルのボーイング社で働いていたときに、セキュリティ、火災、医療警報システム、およびすべての公共サービスのメーター読み取り機能にデジタル伝送を使用するセンサー監視システムを開発しました。この技術は、現在発信者番号通知として知られている自動電話回線識別システムから派生したものです。

1974年、パラスケバコスはこの技術で米国特許を取得しました。^[2] 1977年、彼はMetretek, Inc. ^[3]を設立し、初の完全自動化された商用リモートメーター読み取りおよび負荷管理システムを開発、製造しました。このシステムはインターネット以前に開発されたため、MetretekはIBMシリーズ1ミニコンピュータを利用していました。このアプローチにより、パラスケバコスとMetretekは複数の特許を取得しました。^[4]

メーター読み取りの自動化の主な目的は、人件費の削減ではなく、入手が困難なデータを入手することです。^[要出典]たとえば、多くの水道メーターは、メーターにアクセスするために住宅所有者との面会をスケジュールする必要がある場所に設置されています。多くの地域で、消費者は、たとえば 12 か月に 1 回行われる実際のメーター読み取りに基づく推定月間使用量ではなく、実際の読み取り値に基づく月々の水道料金を要求しています。初期の AMR システムは、住宅顧客向けのウォークバイ AMR とドライブバイ AMR、商業または産業顧客向けの電話ベースの AMR で構成されることが多かったです。かつては月次データが必要だったものが、メーターの日次、さらには時間ごとの読み取りが必要になるようになりました。その結果、米国ではドライブバイ AMR と電話の AMR の販売が減少し、固定ネットワークの販売が増加しました。 2005年の米国エネルギー政策法は、電力会社規制当局に対し、「高度な計測と通信技術を通じて電力消費者がエネルギー使用量とコストを管理できるようにする時間ベースの料金表」の支援を検討するよう求めている。^[5]

現在では、高度なメーターを高度な計測インフラストラクチャ の一部として使用することを検討する傾向にあります。

当初、AMR デバイスはメーターの読み取り値を電子的に収集し、それをアカウントと照合するだけでした。技術が進歩するにつれて、追加のデータを取得して保存し、メイン コンピューターに送信できるようになり、多くの場合、メーター デバイスをリモートで制御できるようになりました。これには、改ざん、漏水検出、低バッテリー、逆流などのイベント アラームが含まれます。多くの AMR デバイスは、間隔データを取得し、メーター イベントをログに記録することもできます。ログに記録されたデータは、水またはエネルギー使用量のプロファイリング、時間帯別料金請求、需要予測、需要応答、流量記録、漏水検出、流量監視、水およびエネルギー節約の実施、リモート シャットオフなどに使用できる使用時間または使用率のデータを収集または制御するために使用できます。高度メーター インフラストラクチャ(AMI) は、AMR を超えてリモート ユーティリティ管理にまで及ぶ固定ネットワーク メーター システムのネットワーク技術を表す新しい造語です。AMI システムのメーターは、プログラムされたロジックに基づいて収集されたデータを使用できることが多いため、スマート メーターと呼ばれることがよくあります。

自動メーター読み取り協会 (AMRA) は、高度メーター インフラストラクチャ (AMI) の広範な実装に対する規制障壁を排除するための全米規制公益事業委員会 (NARUC) の決議を支持しています。2007 年 2 月に可決されたこの決議^[6]では、ダイナミック プライシングの実装をサポートする AMI の役割と、その結果として消費者にもたらされるメリットが認められました。この決議ではさらに、停電管理、収益保護、資産管理の分野で公益事業の運用コストを大幅に削減する AMI の価値も明らかにしました。この決議ではまた、費用対効果の高い展開戦略を特定するために AMI ビジネス ケース分析を求め、慎重に発生した AMI 支出のタイムリーなコスト回収を支持し、このような投資の料金設定と税務処理に関する追加の推奨事項も示しました。

高度なメーターシステムは、公益企業、小売プロバイダー、および顧客にメリットをもたらします。読み取り、接続、切断の自動化により、効率性の向上、停電検出、改ざん通知、人件費の削減などのメリットが公益企業に認識されます。小売プロバイダーは、顧客向けにパッケージをカスタマイズするだけでなく、革新的な新製品を提供できるようになります。さらに、メーター データがすぐに利用できるため、標準的な公益企業の読み取りサイクルに従うのではなく、より柔軟な請求サイクルを顧客に提供できます。タイムリーな使用状況情報を顧客に提供することで、実際のメーター データを使用してエネルギー消費を管理し、REP を別の REP に変更する機会を通じてメリットが生まれます。これらのメリットにより、多くの公益企業は、何らかのタイプの AMR ソリューションの実装に向けて動いています。

多くの場合、スマートメーターは法律で義務付けられています（例：ペンシルバニア州の法律 129 (2008)）。

スマートメーターが電力会社にもたらすメリット。^[要出典]

• 正確なメーター読み取り、推定は不要
• 請求の改善
• 正確なプロファイルクラスと測定クラス、実際のコストを適用
• 機器のセキュリティと改ざん検出の向上
• プロファイルデータグラフによるエネルギー管理
• 間違いを訂正する際の経済的負担が軽減される
• 未払支出の減少
• 「読み取りコスト」計測の透明性
• より正確なデータによる調達力の向上 - 価格の「リスク軽減」
• 不足が発生した場合、電力会社は供給を管理/割り当てることができます。

顧客にとってのスマートメーターのメリット。

• 課金と使用状況の追跡が改善されました。

• プライバシー損失のリスク - 使用の詳細によりユーザーの活動に関する情報が明らかになる^[7]
• 他の/許可されていない第三者による監視の可能性が高まる^[7]
• 信頼性が低下する可能性がある（メーターが複雑になり、第三者による干渉の可能性が高まる）^[7]
• ネットワークやリモートアクセスによるセキュリティリスクの増大^[7]

建設現場の慣行、天候、情報の必要性などにより、世界各地の公共事業体はそれぞれ異なる速度でAMRへと向かっています。米国では、RFベースとPLCベースの両方の技術による固定ネットワークの導入が進んでいます。^[8]一部の国では、国全体にAMRシステムを 導入済み、または導入を計画しています^{[9] 。}

AMRとエネルギー分析レポートを組み合わせて使用​​することで、SPARはエネルギー消費を20%削減することができました。^[10]

オーストラリアの AMI は、観察された市場の非効率性を是正しようとする政府の政策と、業務効率の向上を目指す配電事業の両方から成長してきました。2008 年 7 月、ビクトリア州では 4 年間で 260 万個のメーターを設置するという義務付けられたプログラムが計画されていました。予想される AMI メーターのピーク時の設置率は、ビクトリア州全体で 1 日あたり 5,000 台でした。プログラムのガバナンスは、業界運営委員会によって行われました。

2009年にビクトリア州監査総監は同プログラムの見直しを行い、政府への助言に「重大な不備」があり、プロジェクトのガバナンスが「適切ではなかった」と結論付けた。^[11] ビクトリア州政府はその後、同プログラムの一時停止を発表した^[12]。

• テキサス州公益事業委員会報告書 2006
• ペンシルバニア州（エクセロン-PECO）220万台のメーターが設置されている
• ミズーリ州（アメレン）170万個のメーターを配備。

AMIメーターとシステムの採用が拡大するにつれ、米国の電力業界ではAMRが減少している。^[13]しかし、メーターの交換がより高価で複雑になる傾向があるガスと水道の分野では、AMRが依然として普及しており、^[14]一部の電力会社は新しいAMRメーターの導入に投資を続けている。^[15]今後、電力会社は、多くの場合多大な費用と時間を費やしてAMRをAMIに置き換えるか、最新の信号収集および処理技術を使用して、既存のAMRメーターからより頻繁にワイヤレスデータを収集し（場合によっては30秒ごと）、他の（潜在的により高度な）メーターとの相互運用性を高めて、それらが増分的な利益をもたらす可能性のある分野でAMx戦略を検討するかの選択に直面している。^[16]最初のアプローチではAMRの緩やかな減少が続く可能性が高いのに対し、後者のアプローチでは、低コストで耐用年数が長く、ほぼリアルタイムのデータを取得できる次世代AMRメーターへの関心が再び高まる可能性があり、^[17]データ収集のためにトラックが走行する必要も事実上なくなる可能性があります。

• エンコーダ受信機送信機
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• ユーティリティサブメータリング
• 水道メーター

• ウィキメディア・コモンズの自動メーター読み取りに関連するメディア
• 「スマートグリッド」とは何ですか?