基本情報 2022 サンプル問題 問54:テクノロジ系に関する問題
IoT の応用事例のうち,HEMS の説明はどれか。
- a工場内の機械に取り付けたセンサで振動,温度,音などを常時計測し,収集した データを基に機械の劣化状態を分析して,適切なタイミングで部品を交換する。
- b自動車に取り付けたセンサで車両の状態,路面状況などのデータを計測し,ネッ トワークを介して保存し分析することによって,効率的な運転を支援する。
- c情報通信技術や環境技術を駆使して,街灯などの公共設備や交通システムをはじ めとする都市基盤のエネルギーの可視化と消費の最適制御を行う。
- d太陽光発電装置などのエネルギー機器,家電機器,センサ類などを家庭内通信ネ ットワークに接続して,エネルギーの可視化と消費の最適制御を行う。正答
AI解説(初心者・標準・上級)
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答えは d です。
HEMS(ヘムス)は「Home Energy Management System」の頭文字。家の中の電気の使い方を見える化して、ムダなく使えるよう自動コントロールしてくれる仕組みです。
たとえば家の太陽光パネル・エアコン・冷蔵庫をネットでつないで、「今は電気の安い時間だから洗濯機を回そう」「日中は太陽光で発電してるからエアコン強めでもOK」と教えてくれるイメージ。
👉 覚え方:HEMSの「H」は Home(家)。家の電気を賢く管理。
ほかの選択肢:a 工場の機械監視=予知保全(FEMSや工場IoT)/b 車のIoT=コネクテッドカー/c 街全体の管理=スマートシティ。
なぜこれが正解か
正解は d。HEMS(Home Energy Management System:家庭用エネルギー管理システム)は、家庭内の太陽光発電・蓄電池・家電・センサ等を家庭内ネットワーク(HAN)に接続し、エネルギー使用量の「見える化」と「最適制御」を行うシステム。スマートメーター(電力会社設置)と連携し、ピークシフト・節電を実現する。
各選択肢の解説
- a:工場機械の振動・温度センサで劣化分析→部品交換は FEMS(Factory EMS)/予知保全(Predictive Maintenance)/産業IoT の例。
- b:車両センサで運転支援は コネクテッドカー/テレマティクス の例。
- c:街灯・公共設備・交通システムの最適制御は スマートシティ/CEMS(Community EMS) の例。
覚え方・ひっかけ注意
EMSシリーズはスコープで区別:HEMS(家庭)/BEMS(ビル)/FEMS(工場)/CEMS(地域・街区)/MEMS(マンション)。先頭文字=対象範囲。経産省ZEH(ネット・ゼロ・エネルギー・ハウス)施策ではHEMS設置が補助金条件となるケースが多い点も頻出。
理論的背景
HEMS は家庭内のエネルギー機器を統合制御するシステムで、対象は太陽光発電(PV)、蓄電池、燃料電池(エネファーム)、エアコン・給湯器・照明等のエネルギー消費機器、EV充電器など。中核となるのがスマートメーターとの通信と、家電制御の標準プロトコル。
標準プロトコル
- ECHONET Lite:日本のスマートハウス標準通信プロトコル(経産省推奨、IEC 62394準拠)。物理層は Wi-Fi/Wi-SUN/Bluetooth/PLC など。
- Wi-SUN:920MHz帯でスマートメーターとHEMSコントローラ間(Bルート通信)で使用。
- Matter:Apple/Google/Amazon/Zigbee Alliance(現CSA)が推進する家庭IoT統合規格。HEMSとの統合が進行中。
EMSファミリ
| 名称 | 対象 |
|---|---|
| HEMS | 家庭(Home) |
| BEMS | ビル(Building) |
| FEMS | 工場(Factory) |
| MEMS | マンション(Mansion) |
| CEMS | 地域・コミュニティ(Community) |
上位概念にスマートグリッド(広域電力網のIT化・双方向化)があり、HEMS/BEMS/CEMS はその末端を構成する。
実務・政策での扱い
- ZEH(Net Zero Energy House):年間一次エネルギー収支ゼロを目指す住宅。経産省・国交省・環境省連携で補助金制度あり、HEMSは必須要件。
- デマンドレスポンス(DR):電力需給逼迫時に家庭・事業所が需要を抑制する仕組み。HEMS/BEMSが自動応答端末となる。
- VPP(Virtual Power Plant:仮想発電所):分散電源(PV・蓄電池・EV)を束ねて電力市場に提供。HEMSはVPPアグリゲータと連携する。
試験での位置づけ
IoT応用分野で頻出。基本情報技術者・応用情報技術者試験では EMS シリーズ識別問題、スマートグリッド/スマートシティとの関連、ECHONET Lite プロトコル、サイバーセキュリティ(スマートメーターへの不正アクセス)まで出題される。
選択肢の発展補足
aの工場予知保全はCMMS(Computerized Maintenance Management System)やIIoT(Industrial IoT)、デジタルツインとも関連。bのコネクテッドカーはCASE(Connected/Autonomous/Shared/Electric)の C 領域で、5G/V2X 通信が基盤。cのスマートシティは内閣府SIP(戦略的イノベーション創造プログラム)の重要テーマで、Society 5.0 構想の中核。
出典:IPA(情報処理推進機構)公式 基本情報技術者試験 2022 サンプル問題 問54/ 公的機関配布資料につき出典明記の上引用。解説は合格ナビによる独自AI解説です。