スマート水道メーターの最近の動向について

公益財団法人 水道技術研究センター 調査事業部

主任研究員 中野 佑一

目 次

１ メーター機能と通信

２ 効果と役割

３ 検討事例

４ 課題

５ 期待と展望

スマート水道メーターの最近の動向について

（公財）水道技術研究センター 調査事業部 中野 佑一

第653回建設技術講習会 8月29日（木）

JWRC水道技術研究センター公益財団法人

本日の内容

１ メーター機能と通信

２ 効果と役割

３ 検討事例

４ 課題

５ 期待と展望

メーター機能と通信

１

会社名 Elster AMCO（ドイツ）

Elster AMCO（ドイツ）

Badger Meter（アメリカ）

愛知時計（日本）

アズビル金門（日本）

東洋計器（日本）

製品名 V200 / V210 HYBRID SM700 E-Series 電子式水道メーター 電子式水道メーター 電子式水道メーター

概観

計測方式 羽根車式 流体振動式 超音波式 羽根車式 羽根車式 羽根車式

バッテリー 10年 20年 20年 8年 8年 8年

各社のスマート水道メーター

会社名 Itron（アメリカ）

Sensus（アメリカ）

Neptune（アメリカ）

ARAD/Mastar(イスラエル)

DIEHL(ドイツ)

Kamstrup(デンマーク)

製品名 Multimag+ iPERL MACH 10 Sonata HYDRUS MULTICAL 21

概観

計測方式 羽根車式 電磁式 超音波式 超音波式 超音波式 超音波式

バッテリー 15年 15年 20年 15年 16年 16年

2016.6 (公財)水道技術研究センター 調べ

1

スマート水道メーターの機能（例）

●電磁式、超音波式の計測方式を採用、微量流量を計測（1ℓ/ｈ～）

●ドライブしながら検針、通信インフラ経由で検針

●長寿命バッテリーを内蔵し、10年以上稼動

●樹脂製メーターハウジングを採用し、低価格化

●縦付け、斜め付け、横付けに対応

●通信機能を内蔵、あるいは外部接続

●防水/防塵性能（IP68対応）

●水温計測機能

●バルブ開閉機能

などNetwork communicationDrive byWalk by

2

日本のスマートメーターの通信方式

2017.8 (公財)水道技術研究センター 作成

3

無線マルチホップ方式

各メーターをホップする通信

住宅密集地、集合住宅等に最適

ＰＬＣ方式

電力線を用いた通信

地下や高層マンション等に最適

１：Ｎ 無線方式

3G等の携帯無線を用いた通信

郊外や山間部等に最適

通信方式の比較

無線ﾏﾙﾁﾎｯﾌﾟ方式 １：N 無線方式

Wi-SUN FlexNet LoRa Sigfox NB-IoT LTE-M

通信距離 1km 5－15km 5－15km10km-30km

20km 10km

伝送速度 400kbps 8kbps 10kbps 0.1kbps 62kbps 300kbps

周波数帯 920MHz 280MHz 920MHz 920MHz既存の

携帯電話帯域既存の

携帯電話帯域

推進団体情報通信研究機構、シスコシステムズ、東芝、村田製作所

センサス

セムテック、IBM、シスコシステムズ、ソラコム

SigFox、テレフォニカ、ドイツテレコム、NTTドコモ

エリクソン、インテル、ファーウェイ、KDDI、ソフトバンク

KDDI等

現状 提供中試験使用中

提供中 提供中 提供中 提供中

免許 不要 必要 不要 不要 必要 必要

出典：各協会資料等より JWRC作成

4

効果と役割

２

効果１｜自動検針化と見える化

自動検針化は業務の効率化に、見える化はコミュニケーションに有効

出典：EAST BAY MUNICIPAL UTILITY DISTRICTJapan Water Research Center Meeting October 2, 2017

5

効果2｜漏水管理の高度化①

宅内漏水の早期発見が可能に配水管網の漏水早期発見への期待も

●配水圧コントロールにより

漏水量の抑制が可能

さらなる機能追加として

→音調センサー機能の追加

出典：JWRC 第４回スマートメーター勉強会 フジテコム 講演資料より

ここで常時音聴が可能となる

6

発生時期 地域 概要

2016年1月 福岡市

九州大寒波で給水管凍結による漏水、断水が発生。市は空き家の漏水特定を巡回点検で乗り切った・・

2018年1月 能登各地１万世帯超が断水。空き家の漏水で被害が拡大した可能性

2018年1月 佐渡市２万１千軒を訪問調査。漏水は全体の１割以上の２３９８軒

効果2｜漏水管理の高度化②7

西日本新聞30面（2016.1.27）

職員動員 延べ348人

点検期間 11日間

漏水量 20万m3（推定）

スマートメーターだったら？早期発見による被害縮小

寒波による水道管の凍結破損が原因と推定される漏水事例

効果3｜顧客サービスの向上

使用状況の把握により見守りサービス、無駄の削減

出典：Glendale Water & Power Modernization ProjectJapan Water Research Council Visit October 04, 2017

出典：長野県坂城町 福祉健康課資料より

8

スマート水道メーター

スマート水道メーターの目指すところ9

“水道事業運営の基礎データを集積”→ 課題解決やデータの利活用へ！

水道運営管理の高度化

(スマート化)

公平・公正な料金

お客様のメリット 事業者のメリット

節水 見守り

管網管理の高度化

配水運用の高度化

アセットマネジメント

予防保全型管理時間帯別料金

ポンプ運転省エネ化

災害対応の迅速化

オンライン請求

漏水への先手行動使用量の見える化

日本の水道事業が抱える課題と水道のスマート化

●水需要の減少

●労働力(検針員等)の減少

●水道施設・管路等の老朽化

●自然災害等による水道への被害

●検針の自動化による省力化

●漏水箇所の早期特定

スマート水道メーターの普及により基盤強化、顧客サービスの向上に貢献する

日本の水道の課題

水道のスマート化

基盤強化顧客サービスの

向上

情報通信技術の進展

10

スマート水道メーターの普及

●管口径の最適化

●管データの見える化 など

３検討事例

① 海外

先行する欧州と米国

世界40ヶ国、110の都市でスマート水道メーター導入又は計画。導入数は2,100万台以上に達する。

※英語圏外（中国等）の情報は除く

2018.8 (公財)水道技術研究センター 調べ

10万台未満

10万台～100万台

100万台以上

（2016年8月時点の調査結果）世界26ヶ国、70都市でスマート水道メーター導入又は計画中。導入数は1,800万台以上に達する。

米国500万台以上欧州1,100万台以上

11

米国グレンデール市水道電気局

米国で初めて水道/電力を100%スマートメーター化

人口：約20万人（ロサンゼルス郡内で3番目）給水：約3万4千m3/日水道：約3万4千世帯電気：約8万8千世帯

12

グレンデール市

スマートメーター導入に向けて

スマート化を通じて無駄の削減と顧客サービスの向上をはかり持続可能な事業を確立する

●総予算 約78億円（水道関連22億円、電力関係56億円）

スマートグリッドプログラム概要

プログラムスタート

機器設置開始

テスト開始 実装

2010年 2011年 2012年 2015年

準備期間

●導入確定から実装まで6年間

●機械式水道メーターとスマートメーターの価格差は運用まで含めたトータルコストで25%程度？の様子

13

スマートメーター導入の効果

水道・電力の合算で、検針や顧客サービス業務の年間コストが約4億円削減した（約1/2へ）。

① 計量誤差が2.82％から0.04％に減少した② 年間の車両利用台数が約3万台から約5千台に減少した③ 顧客サービススタッフが61人から46人に減少した

●得られた効果

PCシステム・プログラムの改善によってメンテナンスコストまで含めると10年後には10億円を超える削減も見込まれる。

●今後期待される効果

14

・アデレード中央ビジネス街区（CBC）などで

スマート水道メーターを含めた管網管理を実証

例）アデレードでの取り組み

企業にスマートメーター100台、流量計11台、水質計3台、

圧力計34台、漏水センサー（音響センサー）305台を設置

豪州 SA Water

スマートネットワークの取組み

15

検討事例

② 日本

３

国内水道事業体による実証実験マップ

2019.7 (公財)水道技術研究センター 調べ

札幌市2017年4月-2017年9月

東京都

横浜市

横須賀市

神奈川県大阪市

神戸市

長野県

小諸市大町市

金沢市

姫路市

福岡市

熊本市

石垣市

本部町

2014年9月-2016年1月

2014年4月-2017年3月

2017年3月-2019年3月

2017年1月-2018年1月

2016年8月-2017年3月2019年5月-2020年3月

2016年3月-2017年3月

2017年3月-2017年11月2018年3月-2018年5月

2018年4月-2018年7月

2018年3月-2018年6月

2017年4月-2017年7月2018年5月-2018年10月

2018年7月

2017年8月-2019年3月

2017年12月-2018年3月

2014年7月-2018年3月

浜松市2018年12月～2019年2月

京都市2018年12月-2019年5月

松本市2019年1月-2019年3月

16

事業体の実運用例

姫路市水道局

2017年11月から、瀬戸内海の西島の水道メーター28台と一

部LPガスメーターで、コンソーシアムでのスマートメーター

による自動検針を開始。

大阪市水道局

2019年4月から、国際戦略総合特区内（大阪市住之江区）の

63施設（メーター81台）にスマート水道メーターを導入し、

自動検針を開始。水道水の逆流などのトラブルも検知できる

ことで、G20大阪サミット会場周辺におけるセキュリティ対

策にも活用。

17

事業体の実運用予定（今後）

豊橋市上下水道局

201 9年1 0 月から、電力スマートメーターの通信技術を利用した 水 道 ・ 電 気 ・ 都 市 ガ ス 共 同 で の 自 動 検 針 を 、宅地分譲地約40 0 戸（豊橋市曙町）にて実施予定。厚生労働省「生活基盤施設耐震化等交付金」による事業として採択された。

横浜市水道局2018年度から2019年度にかけ、500個程度のスマート水道メーターを順次モデル地区（緑区十日市場町周辺地域）に設置し、2020年度から運用開始予定。

東京都水道局

20 20 年から、オリンピック選手村（東京都中央区晴海地区）で電力・ガスとのスマートメーター共同検針を実施し、約6,000 戸の住宅へリフォームする2 0 22 年度からは、「見守り」と「見える化」のサービス提供を予定。

20 25年度までに、都心や郊外の複数エリアで、スマートメーター10万台を設置するプロジェクトを実施予定。

18

3都市合同の取組み

●水道スマートメータの導入促進に向けて、「水道スマートメータの導入検討における連携・協力に関する協定」を締結。

3都市の連携を更に強化し、課題解決や普及促進に向けた検討を推進していく。

19

●第11回水道技術国際シンポジウム（7月9日～11日）にて「大都市における水道スマートメータ導入に向けた最新動向」をテーマに東京都,横浜市,大阪市（3都市）及び石井教授によるパネルディスカッションを実施。

課題

４

スマート水道メーターの利活用

0 2 4 6 8 10 12

自動検針

遠隔検針

自動開閉栓

漏水等検知

管路形態最適化

見守り等のサービス

使用量・料金の見える化

水量調整（節水）

需要予測

時間帯別料金

計画ドレン量の調整

水質・水圧監視

外部データ連携

件数（件）

順位

（1位の数）

順位

（2位の数）

0

2

4

6

8

10

12

自動検針

遠隔検針

自動開閉栓

漏水等検知

管路形態最適化

見守り等のサービス

使用量・料

金の見える化

水量調整（節

水）

需要予測

時間帯別料金

計画ドレン量の調整

水質・水

圧監視

外部データ連携

件数（件

）

順位

（1位の数）

順位

（2位の数）

0

2

4

6

8

10

12

自動検針

遠隔検針

自動開閉栓

漏水等検知

管路形態最適化

見守り等のサービス

使用量・料

金の見える化

水量調整（節

水）

需要予測

時間帯別料金

計画ドレン量の調整

水質・水

圧監視

外部データ連携

件数（件

）

順位

（1位の数）

順位

（2位の数）

10

9

5

5

2

2

2

2

1

1

2

3

2

利活用の項目と事業体の関心事項（出典：A-Smartプロジェクトメンバー事業体へのアンケート結果 2018.12全体会議資料より）

● 自動/遠隔検針,自動開閉栓,漏水等検知に関心が集まる

20

導入に向けた課題

4

20

25

29

30

41

41

46

49

67

● コスト・標準化・他分野との連携に関心が集まる

Q. 優先課題は何だと思いますか？

出典：スマートメーターフォーラム2017アンケート結果

（回答者9０人・複数回答可）

低コスト化に向けた技術開発

水道メーター新規格の標準化

電力・ガス等他分野との連携

事業性評価や導入効果算定の円滑化

安全で最適な通信方式の検証

導入事例の増加と促進

情報セキュリティ対策の検証

計量法施行令による使用期間の延長

長寿命化の検証

人材の養成

21

35.332.6

26.423.4

21.5 21.517.8 17.4 16.4

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

40.0

H22 H23 H24 H25 H26 H27 H28 H29 H30

千円/台

課題1 コスト

水道事業体の関心は導入コストの低減一方で低価格化には大量導入が必要

出典：資源エネルギー庁 スマートメーター制度検討会資料等より JWRC作成

（例）九州電力は通信インフラ整備費等に約550億円を見込む〈対象：約800万世帯〉

電力スマートメーターの価格推移

●電力業界は、メーター低価格化に向けた全国大量導入を計画

●通信インフラ整備や通信料負担、システム開発費を想定する必要がある

筐体のプラスチック化や量産効果等によりH22から▲18.9千円のコスト低減

22

課題2 標準化

水道事業における標準化が必要

標準化に期待されることは？

●導入コストが低減する

●共同調達の可能性が広がる

●機器選定・導入がし易い

●技術の進展に対し、将来に渡り仕様変更がし易い

23

課題3 他分野との連携

通信インフラ整備は自前？借用？共同利用？●電力業界は、マルチホップ無線方式で統一し、独自整備の方針（九州除く）

●通信事業者や電力業界のサービスを利用する案を想定する必要がある

通信のセキュリティは確保できるのか？●個人情報保護（使用量、生活実態）

●サイバーテロ（データの改ざん）

24

期待と展望

５

導入に向けて考えること

●時間情報収集から考えると、導入は早くとも数年先となる。導入の検討は、早いことに越したことはない。

●地域性導入地区の特徴は？（離島、山岳部、都市部など）

●先行事例先行事例は多数ある。優良事例・失敗事例に学ぶ

25

水道のスマート化を目指す

初期投資と時間は必要だが必ず大きな実りとなる。

そして、それはいつしか当たり前になる。

“新しい” から “当たり前” へ

26

これまでの取り組み

プロジェクト名 実施期間 内容

水道分野におけるスマートメーター勉強会

H25～H27

スマート水道メーターの

特性や課題等の把握

水道スマートメーターに関する協議会

H27～H29.7

実証研究に取り組む事

業体を中心とした事業

体間の情報共有、意見

交換

A-Smartプロジェクト-導入の手引きの作成-

H29.8～H30.3

スマート水道メーターの

検討に向けた手引きの

作成

A-Smartプロジェクト-普及に向けて-

H30.4～R2.3

必要となる仕様などにつ

いて協議・整理する

27

目的スマート水道メーターの導入を検討する際に必要となる具体的な仕様などについて協議・整理し、普及促進を図る。

A-Smart プロジェクト（実施中！）

学識者

(3)

水道事業体

(20)

企業

(23)

A-Smart実施体制

厚生労働省（オブザーバー）

JWRC

プロジェクト期間

2018年－2020年3月（２ヵ年）

成果

◆導入に係る仕様書（雛形）作成

◆実証実験（付帯設備等を含む通信）

・水道単独での検針

・電気・ガス・水道共同での検針

募集期限

水道事業体は途中参加可能

昨年度の成果スマート水道メーター導入の手引きを作成（詳細は当センターHPをご参照下さい。http://www.jwrc-net.or.jp/）

28

出典： (公財)水道技術研究センター 2019年7月時点

令和元年度 A-Smartプロジェクトメンバー

出典： (公財)水道技術研究センター 2019年7月時点

学識者3名

座長 東洋大学大学院 石井 客員教授

委員 東海大学 森 教授

委員 一橋大学大学院 大瀧 教授

水道事業体20事業体

秋田市上下水道局 神戸市水道局 東京都水道局

大阪市水道局 郡山市上下水道局 豊中市上下水道局

大津市企業局 さいたま市水道局 豊橋市上下水道局

大町市建設水道部 堺市上下水道局 名古屋市上下水道局

神奈川県企業庁企業局 札幌市水道局 八戸圏域水道企業団

川崎市上下水道局 静岡市上下水道局 横浜市水道局

京都市上下水道局 千葉県企業局

民間企業23社

愛知時計電機株式会社 株式会社光明製作所 東洋計器株式会社

アズビル金門株式会社 JFEエンジニアリング株式会社 株式会社野村総合研究所

Itron Japan株式会社 Sensus Japan株式会社 日之出水道機器株式会社

ヴェオリア・ジェネッツ株式会社 第一環境株式会社 北陸電力株式会社

株式会社ＮＪＳ 中部電力株式会社 前澤化成工業株式会社

大崎データテック株式会社 東京ガス株式会社 ランディス＆ギアジャパン株式会社

柏原計器工業株式会社 東京電力パワーグリッド株式会社 ルネサスエレクトロニクス株式会社

Kamstrup 東光東芝メーターシステムズ株式会社

オブザーバー 厚生労働省 医薬・生活衛生局 水道課

事務局 公益財団法人水道技術研究センター

29

調査事業部

TEL : 03-5805-0264 FAX : 03-5805-0265

smart@jwrc-net.or.jp

http://www.jwrc-net.or.jp/

JWRC水道技術研究センター公益財団法人