ドライブバイメーター読み取りからコネクテッドユーティリティへ：スマートメータリングにはAMRとAMI、どちらを選ぶべきか？

あらゆる公益事業は、正確な消費データに依存している。水道、ガス、電気、地域エネルギー供給事業者は、各顧客がどれだけの量を消費しているかを把握し、請求書の発行、需要の監視、問題の検出、インフラ整備の計画を行う必要がある。 

小規模な公益事業体であれば、こうした情報の収集は比較的容易かもしれない。しかし、大都市の場合、何十万ものメーターが住宅、商業ビル、工業施設、地下ピット、機械室、遠隔地などに分散している可能性がある。 

電力会社は一般的に、以下の2つの計測方式のいずれかを採用しています。 

• 自動検針（AMR） 

• 高度計測インフラ（AMI） 

どちらの方法も、メーターの手動点検の必要性を軽減する。主な違いは、データが電力会社に届く方法にある。 

AMRは依然として、従業員または車両がメーター付近まで移動する必要がある。一方、AMIは常設の通信ネットワークを使用してデータを自動的に収集する。 

小規模または低密度の電力会社にとって、AMRは手動検針からの脱却に向けた経済的な第一歩となり得る。一方、数十万ものメーターを管理する大都市にとっては、AMIの方が長期的に見て運用面および財務面でより大きな価値を提供することが多い。 

TEKTELICのスマートメータリング向けLoRaWAN®ゲートウェイとセンサーは、AMI（高度計測インフラ）の実用的な構成要素を提供し、電力会社がメーターを接続し、漏水を検出し、カバレッジを改善し、建物や地域から中央アプリケーションへデータを転送するのに役立ちます。

スマートメーターとは何ですか？ 

スマートメータリングは、電子機器を使用して、次のような資源の消費量を測定および記録します。 

• 電気 

• ガス 

• 水 

• 地域冷暖房 

• その他のメーター制公共料金 

従来のメーターは月に一度しか検針されない場合がある。スマートメーターはより頻繁にデータを収集し、電子的に送信することができる。 

これにより、より正確な請求、より優れた需要管理、異常消費の早期発見、および使用パターンのより深い把握が可能になります。 

システムによっては、スマートメーターは双方向通信にも対応している場合があります。電力会社はこの機能を利用して、遠隔設定、停電検知、負荷制御、料金プログラム、顧客への通知などに活用できます。 

したがって、スマートメーターはメーターデータの用途を変える。単に料金請求を支援するだけでなく、その情報は運用、省エネルギー、顧客サービス、インフラ計画にも役立つようになる。 

AMR：ルートではなく、読み取りを自動化する 

自動検針システムは、一般的に一方通行の通信システムである。 

各メーターには無線モジュールが取り付けられています。電力会社の従業員が移動式受信機を持ってサービスエリア内を車または徒歩で巡回します。受信機が通信範囲内に入ると、次のような情報を収集します。 

• メーター識別 

• 累積消費 

• メーターの状態 

• 限定的な警報情報 

データは携帯端末または車両搭載型システムに保存され、その後、電力会社の請求システムまたはメーターデータプラットフォームに転送されます。一部のシステムは携帯電話回線を通じてデータを継続的にアップロードしますが、他のシステムはルート完了後にアップロードします。 

一般的なAMRシステムは、メーター、無線モジュール、モバイル受信機、経路管理ソフトウェア、および課金システムインターフェースで構成されています。 

手動読み取りと比較して、AMRは効率性と安全性を向上させます。従業員はもはやすべての物件に立ち入ったり、すべてのメーター台帳を点検したりする必要がありません。 

しかし、車両は依然として目的地まで移動しなければならない。 

それがAMRの決定的な限界点だ。メーターの読み取りを自動化することはできるが、メーター読み取りの手順そのものをなくすことはできない。 

AMRは、電力会社の規模が小さい場合、メーターの設置密度が低い場合、検針が月1回のみ必要な場合、既存のメーターをアップグレードできる場合、または固定ネットワークへの設備投資資金が限られている場合に適している可能性があります。また、AMIへの移行に向けた一時的なステップとしても有効です。 

しかしながら、人件費と車両費は継続的に発生します。トランスミッションの受信に失敗した場合は、再度訪問が必要になる場合があり、天候、交通状況、道路状況、または通行制限によって集荷が妨げられる可能性があります。 

データが少ないと、電力会社が把握できる範囲も限られてしまう。月次検針直後に始まった漏水は、次の請求書に記載されるまで数週間続く可能性がある。断続的な漏水、異常な夜間使用、逆流、急激な消費量の変化なども、特定が難しい場合がある。 

AMI：常時接続型計測ネットワーク 

高度計測インフラストラクチャは、固定通信ネットワークを使用してメーターと電力会社を接続します。 

スマートメーターは、収集車を待つ代わりに、データを自動的にゲートウェイまたはコレクターに送信します。ゲートウェイは、携帯電話回線、イーサネット、光ファイバー、またはその他のバックホール接続を介して、電力会社のネットワークサーバーおよびアプリケーションに情報を転送します。 

AMIシステムには通常、以下のものが含まれます。 

• スマートメーターまたはメーターインターフェースデバイス 

• 無線通信モジュール 

• 固定ゲートウェイ 

• バックホール接続 

• ネットワーク管理ソフトウェア 

• メーターデータ管理システム 

• 請求、分析、および顧客サービスアプリケーション 

電池式の水道・ガスメーターの場合、無線機を常時稼働させる必要はありません。メーターは消費量を頻繁に計測し、その情報を保存し、決められた間隔で簡潔なメッセージを送信することができます。 

例えば、水道メーターは月に一度ではなく、1日に四回計測値を報告するようになるかもしれない。 

これにより、メーターデータは定期的な請求入力データから、タイムリーな運用情報源へと変化する。 

TEKTELICスマートメータリングの仕組み 

スマートメーターの導入では、LoRaWAN®技術を使用して、住宅、商業施設、製造施設、あるいは都市全体にわたってメーターやセンサーを接続することができます。 

このプロセスは主に4つの段階から構成される。 

まず、スマートメーターやセンサーが情報を収集します。これには、水、ガス、電気、熱エネルギーの消費量に加え、湿度、空気の質、温度、二酸化炭素濃度、在室状況、照明、機器の状態などが含まれます。 

第二に、LoRaWAN®デバイスは小型の無線メッセージを送信します。この技術は長距離・低消費電力通信向けに設計されており、比較的少量のデータを送信するデバイスに最適です。 

第三に、TEKTELICゲートウェイはメッセージを受信し、安全にネットワークサーバーに転送します。複数のゲートウェイが同じ送信を受信することで、カバレッジとネットワークの信頼性が向上します。 

最後に、ネットワークサーバーは情報を電力会社または顧客のアプリケーションに送信します。ユーザーは、コンピューターまたはモバイルデバイスで、消費履歴、アラーム、使用傾向、メーターの状態、地域需要、およびレポートを閲覧できます。 

したがって、AMIの価値は、データを収集することだけでなく、それを有用な情報に変換することにも左右される。 

COMFORT v2：メーター読み取りと漏水検知の統合 

消費データからは漏洩が発生している可能性が示唆されるが、専用センサーを使用すればより直接的な証拠が得られる。 

これにより、COMFORT v2は、機械室、アパート、商業施設、製造施設、ボイラー室、住宅の地下室など、水害が懸念される場所で役立ちます。 

パルス入力により、対応する水道メーターから測定値を取得できます。漏水検知ロープまたはプローブは、パイプ、タンク、ポンプ、バルブ、または水に敏感な機器の近くに設置できます。 

異常な水分が検出されると、システムはアラートを発することができます。自動遮断装置が設置されている場合は、通知にとどまらず、給水設備の遮断を支援することで対応範囲を拡大できます。 

これはAMIの重要な利点を示しています。AMIは請求データを収集するだけでなく、水の無駄遣いを減らし、物的損害を抑制し、迅速な対応を支援する機器を接続することもできるのです。 

AMIが請求業務以外に何を可能にするか 

適切に設計されたAMIネットワークは、以下の機能をサポートできます。 

• 1日に数回のメーター更新 

• 連続フロー検出 

• 漏水・湿気警報器 

• 逆流警告 

• 改ざん警告 

• タイムリーな請求 

• 現地訪問なしでの入居時および退去時の読書 

• 顧客利用ポータル 

• 高消費通知 

• 需要予測 

• 地区レベルの消費分析 

• 無収水プログラム 

• リモート設定がサポートされている場合 

• 圧力、流量、水質センサー 

• スマートビルディングの環境モニタリング 

• 作業指示書および資産管理の改善 

同じネットワークは、水道メーターから始まり、後からガスメーター、環境センサー、圧力モニター、漏水検知器、その他のLoRaWAN®デバイスをサポートするように拡張できます。 

したがって、AMIは単一目的のメーター読み取りシステムではなく、共有デジタルプラットフォームとなる。 

AMRとAMIの比較 

大都市のコスト例 

次のような特徴を持つ都市を例に考えてみましょう。 

• 850平方キロメートルの領土 

• 百万人の1.4人 

• 400,000万個の水道メーター 

• 月次AMR収集 

• 12人からなる読書チーム 

• 諸手当込みの時給90ドル 

• KONAマクロゲートウェイ150台 

• 1日4回のメーター更新 

• 10年間の評価期間 

AMRチームのメンバーは、年間一人当たり2,080時間働くものと仮定します。 

年間AMR人件費は以下のとおりです。 

12 × 2,080 × 90ドル = 2,246,400ドル 

10年以上： 

$22,464,000 

これは10年間で1メートルあたり56.16ドルに相当する。 

この見積もりには人件費のみが含まれています。車両、燃料、保険、メンテナンス、ルート管理ソフトウェア、監督、残業、再訪問などの費用は、実際のAMRコストを増加させる要因となります。 

AMIの場合、各ゲートウェイの費用は1,000ドル、設置費用は2,000ドル、年間運用費用は1,000ドルと仮定します。 

150台のゲートウェイの初期設置費用は以下のとおりです。 

150 × 3,000ドル = 450,000ドル 

10年間のゲートウェイ運用は以下のとおりです。 

150 × 1,000ドル × 10 = 1,500,000ドル 

AMIネットワークの10年間の総コストは以下のとおりです。 

$1,950,000 

これは10年間で1メートルあたり約4.88ドルに相当する。 

これらの前提に基づくと： 

• AMR労働力： 22.464万ドル 

• AMIゲートウェイネットワーク： 1.95万ドル 

• 推定差額： 20.514万ドル 

モデル化されたAMIネットワークのコストは、AMR労働モデルと比較して約91%低い。 

年間の運営コストの差額は約2.1万ドルです。ネットワークのみに着目すると、初期投資額450,000万ドルのゲートウェイは、人件費削減によって約2.6ヶ月で回収できる見込みです。 

これはAMIプロジェクトの投資回収期間の完全な計算ではありません。メーター、エンドポイント、ソフトウェア、バックホール、サイバーセキュリティ、統合、データストレージ、顧客ポータル、その他のプロジェクト費用は含まれていません。 

より多くのデータをより低い収集コストで 

頻繁なデータ収集により、継続的な消費、断続的な漏洩、夜間の使用、急激な需要の変化、逆流、および不正操作の可能性が明らかになる。 

メーター情報とCOMFORT v2漏水検知機能を組み合わせることで、電力会社は消費量に基づく証拠と直接的な水分検知の両方を得ることができます。 

コストとエンジニアリング要件 

完全な事業計画には、簡略化された比較から除外された費用を含める必要がある。 

AMR（自律移動ロボット）導入に伴う潜在的なコストには、車両、燃料、メンテナンス、保険、モバイル受信機、ルートソフトウェア、監督、安全対策、および再訪問費用などが含まれる。 

AMI導入に伴う潜在的なコストには、スマートメーター、無線エンドポイント、COMFORT v2センサー、KONAゲートウェイ、ネットワークサーバーソフトウェア、メーターデータ管理プラットフォーム、セルラーバックホール、クラウドサービス、サイバーセキュリティ、システム統合、予備ユニット、バッテリー、顧客ポータル、バルブ遮断装置などが含まれます。 

ネットワーク設計も同様に重要です。 

大都市の例では、ゲートウェイ1つあたり平均約2,667メートルとなっているが、平均値はカバレッジや容量を証明するものではない。 

最終設計では、地下メーター、建築材料、地形、アンテナの高さ、干渉、パケットサイズ、拡散率、再送信、ゲートウェイの重複、バックホールの可用性、および配信要件を考慮する必要があります。 

したがって、都市全体への導入に先立ち、RFモデリング、現地調査、パイロット導入、および代表的なフィールドテストを完了させる必要がある。 

長期的なAMIパフォーマンスは、適切なゲートウェイから始まります。 

AMIを選択することは、決定事項の一部にすぎません。電力会社は、自社のサービスエリア、容量、環境、および保守要件に適したゲートウェイも必要とします。 

大規模な屋外LoRaWAN®ネットワーク向けに、TEKTELICのKONA MacroとKONA Megaは、キャリアグレードの信頼性、リモート監視および管理機能、そして長寿命設計の堅牢なハードウェアを提供します。これらの製品の耐久性により、現場訪問、メンテナンス作業、およびゲートウェイの早期交換を削減できます。

これは重要な点です。なぜなら、電力会社はインフラが10年以上安定して稼働することを期待しているからです。継続的なサービス提供を前提として設計され、遠隔管理が可能なゲートウェイを導入することで、電力会社は総所有コストを削減し、現場での度重なる介入を回避することができます。 

TEKTELICは大規模なLoRaWAN®導入における豊富な経験を活かし、電力会社が単にハードウェアを追加するだけでなく、それぞれのネットワーク要件に合ったゲートウェイインフラストラクチャを選択・運用できるよう支援します。 

まとめ 

AMRとAMIの選択は、実際には2つの検針方法の選択ではありません。それは、検針値を収集し、接続されたネットワークを運用することに関する選択なのです。 

AMRは読み取り作業を自動化します。無線モジュールが目視検査に取って代わり、かつて数日かかっていたルートを数時間で完了できます。ただし、ルート自体は変わりません。車両、燃料、スタッフの時間、再訪問にかかる費用は依然として発生し、データは車両が通過する頻度でのみ取得されます。

AMIは経路を排除します。固定ゲートウェイはデータを継続的に収集するため、経済性と情報の有用性の両方が変化します。

TEKTELICは、お客様のスマートメーターシステムの起動と設定を承ります。詳細については、お気軽にお問い合わせください。お客様の電力管理をよりスマートにするお手伝いをいたします。