AMI
AMI（Advanced Metering Infrastructure）は、電力・ガス・水道の検針を自動化し、計量データを高頻度かつ双方向に収集・配信するための情報通信インフラである。スマートメータ、フィールド通信網、ヘッドエンドシステム（HES）、メータデータ管理システム（MDMS）を中心に構成され、計量値だけでなくイベント、電圧・電流、停電情報、タムパ検出など多様なテレメトリを扱う。双方向性により遠隔開閉、料金メニュー変更、ファームウェア更新（FOTA）、需要応答（DR）などの制御が可能となり、分散型電源やEV普及下でも配電系統の可視化・最適化を支える基盤となる。
構成要素
典型的なAMIは、スマートメータ（計量・イベント記録・時計同期・暗号化）、ゲートウェイやコレクタ（メッシュ集約/中継）、HES（装置到達性・遠隔操作の集中管理）、MDMS（長期蓄積・検証/補完・配信）、および運用系（OMS、請求、分析）で構成される。各要素はAPIで疎結合に連携し、装置管理・鍵管理・ログ監査を横断的に実装する。
- スマートメータ：計量、イベント、時刻同期、暗号処理
- フィールド通信：RFメッシュ、PLC、LTE/5G、衛星の組合せ
- HES：遠隔検針、開閉、FOTA、トポロジ監視
- MDMS：VEE（Validation, Estimation, Editing）、時系列DB、配信
- 運用統合：請求、DR/VPP、停電管理（OMS）、分析BI
通信方式とプロトコル
AMIの物理層は配電線を用いるPLC（G3-PLC/PRIME）や、免許不要帯の無線メッシュ（IEEE 802.15.4g/Wi-SUN FAN）が主流である。中継・自己修復を備えたメッシュは都市部の密集環境に、PLCは導入コストを抑えつつ郊外の配電線を活用する場合に適する。ネットワーク層はIPv6/6LoWPANで統一されることが多く、上位はDLMS/COSEM（IEC 62056）や独自REST/MQTTで計量・イベント・制御を交換する。
- RFメッシュ：自己組織化、マルチホップ、リンク品質に基づく経路選択
- PLC：中周波ノイズ対策、サブバンド分割、トーンマッピング
- バックホール：LTE/5G/光回線、MQTT/HTTPSでHESに集約
データ管理とMDMS
MDMSはAMIの中核であり、VEEにより異常値や欠測を補正し、15分～1分粒度の時系列を高圧・低圧別や需要家属性別に整理する。スキーマは計量値（kWh/kW/kvarh）、品質フラグ、イベント、資産マスタを分離し、レイテンシと一貫性を両立させる。同期はNTP/PTPを併用し、検針締切・請求カットオフ・DR評価の時刻境界を厳格に扱う。
アプリケーション
AMIにより、時間帯別料金（TOU）、動的料金（CPP/RTP）、需要応答（戸別制御・インセンティブ評価）、盗電検知（逆潮流・位相不整合）、停電管理（瞬停/瞬断記録、瞬時復旧の把握）、配電資産監視（変圧器負荷率・低電圧検知）、DER統合（PV・ESS・EV充電制御）などが高度化する。収集データはVPPや系統運用の需給計画、低電圧保護や無効電力制御のモデル化にも活用できる。
セキュリティと信頼性
AMIは大量の端末を外界に曝すため、ゼロトラストの原則に基づく設計が必須である。装置・HES間の相互認証（PKI）、TLS/DTLS、DLMS Security Suite、鍵の階層分離とローテーション、FOTA署名検証、セキュアブート、ハードウェアタムパ検出、イベント監査が基本となる。運用面では最小権限、変更管理、鍵廃止手順、証跡の長期保管を徹底する。
時刻・品質・KPI
計量とイベントの時刻整合は請求と制御の前提である。メータ時計は定期同期し、サマタイムやリーップ秒の扱いを定義する。運用KPIとしては、検針成功率、到達遅延、データ完全性、イベント検出の偽陽性率/偽陰性率、FOTA成功率、端末可用率、通信パス冗長度などを継続監視する。
導入設計と現地展開
展開前にRF/PLCサイトサーベイを行い、リンクマージン、マルチパス、雑音源、トランス越え通信の可否を評価する。フィールドはクラスター単位で立上げ、HESでトポロジ形成・到達性を可視化し、FOTAでFWを均一化する。フェイルセーフとしてローカル検針・キャッシュ・再送制御を備え、停電復旧時のスパイク流量にも耐えるようバッファとスロットリングを設計する。
相互運用性と標準
ベンダロックイン回避のため、メータ-集中装置間はDLMS/COSEM（IEC 62056）やIPv6/6LoWPAN/Wi-SUNの採用が有効である。家庭側Bルート/HANではECHONET LiteやIEEE 2030.5（SEP 2.0）を介し、HEMS・蓄電池・EVSEとの協調が可能となる。DR連携にはOpenADR 2.0規格が用いられ、MDMSは標準化されたCIM/IEC参照モデルと連携してシステム間データ交換を実現する。
将来拡張
AMIは高頻度サンプリングや位相計測（PMU/μPMU的機能の低圧展開）、異常検知の機械学習、フェデレーテッド学習によるプライバシ保護分析、エッジ制御による電圧/無効電力最適化などへ発展する。さらに衛星IoTやローカル5Gの併用で、山間部・島嶼部の到達性も改善できる。