JP2002317217A - 高炉操業における操業監視方法、装置、コンピュータプログラム、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高炉操業時における操業状態を正確に監視
し、吹き抜け等の操業異常を予測する。 【解決手段】 高炉設備上の各種センサで収集した計測
データの分布状態を、各センサの設置位置を反映させた
２次元平面又は２次元平面で構成される３次元立体の表
面上に配置し、その空間的勾配、時間的勾配、空間的勾
配の時間的勾配の等値線で形成される図形を演算し、そ
の図形又は図形の特徴情報、ベクトル特徴情報を算出す
る。そして、得られた図形又は図形の特徴情報、ベクト
ル特徴情報と、予め設定した図形又は図形の特徴情報、
ベクトル特徴情報を比較することにより高炉操業状態を
監視し、計測データの時間的推移と共に図形又は図形の
特徴情報、ベクトル特徴情報を更新し、その推移と予め
設定した図形又は図形の特徴情報、ベクトル特徴情報の
監視条件とを比較して高炉操業異常を予測する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高炉の操業中、そ
の操業状態を監視し、吹き抜け等の操業異常を予測する
方法、その実施に使用する装置、コンピュータプログラ
ム、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、高炉の操業異常等の監視並びに予
測方法に関するものとしては、特開平５−１５６３２８
号公報、特開平１１−１４０５２０号公報等に開示され
ているものがある。これらの監視並び予測方法は、いず
れも、各センサの高炉設備上の設置位置情報を反映する
ことなく各センサからの計測データを収集し、予め設定
しておく基準値又は簡易的な物理モデルによる閾価との
比較により操業状態の監視並びに操業異常を予測するも
のである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
が対象とする高炉というプロセスは、動特性を有する分
布定数系のプロセスとして取り扱うべき対象である。し
たがって、高炉設備上に分布をもって設置されている複
数の各種センサの計測データは互いに独立して収集し、
評価してよいものではなく、各々のセンサが取り付けら
れている高炉設備上の設置位置に関連づけられて収集
し、評価されるべきものである。

【０００４】従来の方式では、このような各センサの設
置位置を計測データに関連づけて収集し、評価しておら
ず、その結果、高炉の操業状態の監視並びに予測の精度
が低いという問題があった。

【０００５】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であり、上記問題を解決し、高炉の操業状態の監視並び
に操業異常の予測を可能とすることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の高炉操業におけ
る操業監視方法は、高炉に複数設置されたセンサからの
測定対象量の計測データを、各センサの設置位置を反映
させた２次元平面又は２次元平面で構成される３次元立
体の表面に配置し、各計測データの分布状態を、これら
が形成する図形又は図形の特徴情報として表わし、これ
らを評価することによって、高炉の操業状態を監視する
方法であって、前記２次元平面又は２次元平面で構成さ
れる３次元立体の表面上に、ポテンシャル量である温度
又は圧力の、前記２次元平面又は２次元平面で構成され
る３次元立体の表面上における空間的勾配（空間的変化
率、空間的変化量）を算出し、前記２次元平面又は２次
元平面で構成される３次元立体の表面上で該空間的勾配
算出結果が同値となる任意の等値線を算出し、前記２次
元平面又は２次元平面で構成される３次元立体の表面上
の任意の点における空間的勾配値を、該点を間にもつ等
値線から補間して算出することにより、任意の該点にお
ける空間的勾配値を各座標軸方向の成分を持つベクトル
として算出し、該ベクトルを前記２次元平面又は２次元
平面で構成される３次元立体の表面上の該点にベクトル
表現する点に特徴を有する。

【０００７】また、本発明の高炉操業における操業監視
方法の他の特徴とするところは、前記２次元平面又は２
次元平面で構成される３次元立体の表面上における計測
データのベクトルについて、前記２次元平面又は２次元
平面で構成される３次元立体の表面に任意に指定した領
域内のベクトル又はベクトル成分の総和、最大値又は最
小値、平均値、分散の少なくとも一つの特徴情報を算出
し、これらの特徴情報を予め設定した監視条件と比較す
る点にある。

【０００８】また、本発明の高炉操業における操業監視
方法の他の特徴とするところは、前記２次元平面又は２
次元平面で構成される３次元立体の表面上における計測
データのベクトルについて、高炉に複数設置されたセン
サからの測定対象量の計測データの前記２次元平面又は
２次元平面で構成される３次元立体の表面上における同
値な任意の等値線を算出し、該等値線によって形成する
任意の図形領域内の前記ベクトル又はベクトル成分の総
和、最大値又は最小値、平均値、分散の少なくとも一つ
の特徴情報を算出し、これらの特徴情報を予め設定した
監視条件と比較する点にある。

【０００９】本発明の別の高炉操業における操業監視方
法は、高炉に複数設置されたセンサからの測定対象量の
計測データを、各センサの設置位置を反映させた２次元
平面又は２次元平面で構成される３次元立体の表面に配
置し、各計測データの分布状態を、これらが形成する図
形又は図形の特徴情報として表わし、これらを評価する
ことによって、高炉の操業状態を監視する方法であっ
て、現時刻における前記２次元平面又は２次元平面で構
成される３次元立体の表面上におけるポテンシャル量で
ある温度又は圧力と、現時刻から任意に指定したある時
間前の前記２次元平面又は２次元平面で構成される３次
元立体の表面上のポテンシャル量である温度又は圧力か
ら、これらの時間勾配（時間的変化率、時間的変化量）
を算出し、前記２次元平面又は２次元平面で構成される
３次元立体の表面上で算出結果が同値となる任意の等値
線を算出し、該等値線を前記２次元平面又は２次元平面
で構成される３次元立体の表面上にコンタ表現する点に
特徴を有する。

【００１０】また、本発明の別の高炉操業における操業
監視方法の他の特徴とするところは、前記２次元平面又
は２次元平面で構成される３次元立体の表面上における
計測データの時間的勾配が同値な任意の等値線によって
形成する図形又は図形の特徴情報を、各計測データの時
間的推移に対応して更新し、これらの時間的推移を予め
設定した監視条件と比較する点にある。

【００１１】また、本発明の別の高炉操業における操業
監視方法の他の特徴とするところは、前記２次元平面又
は２次元平面で構成される３次元立体の表面上における
計測データの時間的勾配が同値な任意の等値線によって
形成する図形の、個数、位置、面積、重心、図形の縦横
比率、図形内の最大値又は最小値、平均値、分散の少な
くとも一つの特徴情報の時間的推移を画像処理によって
算出し、これらの時間的推移を予め設定した監視条件と
比較する点にある。

【００１２】本発明の別の高炉操業における操業監視方
法は、高炉に複数設置されたセンサからの測定対象量の
計測データを、各センサの設置位置を反映させた２次元
平面又は２次元平面で構成される３次元立体の表面に配
置し、各計測データの分布状態を、これらが形成する図
形又は図形の特徴情報として表わし、これらを評価する
ことによって、高炉の操業状態を監視する方法であっ
て、現時刻における前記２次元平面又は２次元平面で構
成される３次元立体の表面上のベクトル量である温度又
は圧力の空間的勾配と、現時刻から任意に指定したある
時間前の前記２次元平面又は２次元平面で構成される３
次元立体の表面のベクトル量である温度又は圧力の空間
的勾配から、これらの時間勾配（空間的変化率の時間的
変化率、空間的変化量の時間的変化量）を逐次演算し、
前記２次元平面又は２次元平面で構成される３次元立体
の表面上で該時間的勾配算出結果が同値となる任意の等
値線を算出し、前記２次元平面又は２次元平面で構成さ
れる３次元立体の表面上の任意の点における時間的勾配
値を、該点を間にもつ等値線から補間して算出すること
により、任意の該点における時間的勾配を各座標軸方向
の成分を持つベクトルとして算出し、該ベクトルを前記
２次元平面又は２次元平面で構成される３次元立体の表
面上にベクトル表現する点に特徴を有する。

【００１３】また、本発明の別の高炉操業における操業
監視方法の他の特徴とするところは、前記２次元平面又
は２次元平面で構成される３次元立体の表面上における
ベクトルについて、前記２次元平面又は２次元平面で構
成される３次元立体の表面に任意に指定した領域内のベ
クトルの総和、最大値又は最小値、平均値、分散の少な
くとも一つの特徴情報を算出し、これらの特徴情報を予
め設定した監視条件と比較する点にある。

【００１４】また、本発明の別の高炉操業における操業
監視方法の他の特徴とするところは、前記２次元平面又
は２次元平面で構成される３次元立体の表面上における
計測データのベクトルについて、高炉に複数設置された
センサからの測定対象量の計測データの前記２次元平面
又は２次元平面で構成される３次元立体の表面における
同値な任意の等値線を算出し、該等値線によって形成す
る任意の図形領域内のベクトル又はベクトル成分の総
和、最大値又は最小値、平均値、分散の少なくとも一つ
の特徴情報を算出し、これらの特徴情報を予め設定した
監視条件と比較する点にある。

【００１５】さらに、本発明の高炉操業における操業監
視方法の他の特徴とするところは、前記等値線の算出手
順が、２次元平面上に不均等な位置関係に配置されるデ
ータに対して、内角の一つが１８０度を越えない四角形
要素を選択し、その対角線の交点に４頂点のデータの平
均値を設定して、この交点を頂点にもつ三角形要素を用
いて等値線を探索し描画する手法である点にある。

【００１６】本発明の高炉操業における操業監視装置
は、高炉設備上に複数設置される各種センサで計測され
る計測データを収集するデータ収集手段と、前記収集し
た計測データの分布状態を各センサの高炉設備上の設置
位置を反映させた２次元平面又は２次元平面で構成され
る３次元立体の表面に配置し、計測データが同値な任意
の等値線を算出する等値線算出手段と、算出した等値線
から２次元平面又は２次元平面で構成される３次元立体
の表面上の任意の点における測定対象量の空間的勾配、
時間的勾配及び空間的勾配の時間的勾配を算出する勾配
算出手段と、前記等値線によって形成する図形又は図形
の特徴情報を画像処理によって、また前記勾配算出手段
において算出した勾配から数学的演算によってベクトル
特徴情報を算出する図形及びベクトル特徴情報算出手段
と、前記図形及びベクトル特徴情報算出手段で得られた
図形又は図形の特徴情報、ベクトル特徴情報と予め設定
した図形又は図形の特徴情報、ベクトル特徴情報とを比
較し操業を監視する操業監視手段とを備えた点に特徴を
有する。

【００１７】また、本発明の高炉操業における操業監視
装置の他の特徴とするところは、各計測データの時間的
推移に対応して等値線算出手段、勾配算出手段及び図形
及びベクトル特徴情報算出手段の演算を繰り返し、これ
らの時間的推移を算出する図形及びベクトル特徴情報推
移算出手段と、前記図形及びベクトル特徴情報の推移情
報を予め設定した図形又は図形の特徴情報、ベクトル特
徴情報の監視条件とを比較することによって吹き抜け等
の操業異常を予測する操業予測手段とを備えた点にあ
る。

【００１８】また、本発明の高炉操業における操業監視
装置の他の特徴とするところは、前記等値線算出手段
が、２次元平面上に不均等な位置関係に配置されるデー
タに対して、内角の一つが１８０度を越えない四角形要
素を選択し、その対角線の交点に４頂点のデータの平均
値を設定して、この交点を頂点にもつ三角形要素を用い
て等値線を探索し描画する機能を有する点にある。

【００１９】また、本発明の高炉操業における操業監視
装置の他の特徴とするところは、前記図形及び図形の特
徴情報の推移、ベクトル特徴情報を可視化する出力手段
を備えた点にある。

【００２０】本発明のコンピュータプログラムは、上記
高炉操業における操業監視方法の処理手順をコンピュー
タに実行させる点に特徴を有する。また、本発明の別の
コンピュータプログラムは、上記高炉操業における操業
監視装置の各手段としてコンピュータを機能させること
を特徴とする。また、本発明のコンピュータ読み取り可
能な記憶媒体は、これらコンピュータプログラムを格納
した点に特徴を有する。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
高炉操業における操業監視方法、装置、コンピュータプ
ログラム、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体の
実施の形態について説明する。

【００２２】図１は、本実施の形態の高炉操業における
操業監視装置の構成を示すブロック図である。同図にお
いて、高炉設備１上には、ステーブ温度やシャフト圧力
等を計測する各種のセンサが複数設置されている。図１
では、ステーブ温度やシャフト圧力を例にとり、高炉設
備の外形面上に複数設置してあるセンサ位置を示してい
るが、高炉設備内部に各種センサが複数設置されている
場合も同様であり、また、各種センサの高炉設備上の配
置は不等間隔で構わないものである。以下、図１に示す
操業監視装置の構成にしたがって、本発明の実施の形態
を説明する。

【００２３】（１．高炉設備と２．高炉設備上の複数の
各種センサ）高炉設備１上の複数の各種センサ２におい
て、温度又は圧力、流量、粒径、密度、組成等の物理量
が計測される。以下では、温度を計測するセンサが、図
１に示すように高炉外形面上に複数配置されている場合
を例に説明する。高炉外形面上に複数配置された各々の
温度センサの設置位置情報が、３次元空間座標（ｘ(i),
ｙ(i), z(i)）、ただし、i=1,2,3,・・・,N（N:温度セン
サの個数）として予めわかっている。

【００２４】（３．データ収集装置）データ収集装置３
においては、高炉設備上に配置された複数の温度センサ
から出力される計測データが、予め設定されたサンプリ
ング周期Δｔでサンプリングされ、収集される。サンプ
リング周期Δｔは、データ収集装置３の処理能力及びデ
ータ処理装置４の処理能力と操業監視及び操業予測に要
求される時間間隔に対応して数ms以上の時間間隔で任意
に設定できる。データ収集装置３で収集された温度デー
タは、データ処理装置４にリアルタイムで送られる。

【００２５】（４．データ処理装置と５．等値線算出
部）等値線算出部５において、データ収集装置３から入
力された温度データを、高炉設備上の各センサ設置位置
情報を反映させた２次元平面又は２次元平面で構成され
る３次元立体の表面に配置し、温度データが同値な任意
の等値線を算出して該等値線によって形成される図形を
算出する。

【００２６】以下、等値線算出部５における等値線算出
方法の一例を示す。図２は、等値線算出部５において、
高炉の炉周方向にｒ軸、炉高方向にｈ軸をとった２次元
平面を定義し、この２次元平面上に等値線によって形成
される図形の例を示したものである。図２において、●
印は、高炉外形上に配置された複数の温度センサ設置位
置を、その３次元空間座標（ｘ(i), ｙ(i), z(i)）を座
標変換することによって配置したものである。

【００２７】図２では、座標変換は、炉体高さ、炉床壁
高さ、羽口径、炉腹径、炉底径、シャフト角度、ボッシ
ュ角度（朝顔角度）等から該２次元平面への射影を演算
する等の幾何学的な関係を用いて実施した。本発明にお
ける手法は、定義する２次元平面を図２のような正方形
状の平面に限定する必要はなく、シャフト角度、ボッシ
ュ角度（朝顔角度）に応じて部分的に扇形の２次元平面
を定義してもよい。

【００２８】また、図２は説明のため、高炉の炉周方向
にｒ軸、炉高方向にｈ軸をとった２次元平面を定義し用
いているが、温度センサ設置位置を、その３次元空間座
標にしたがって３次元空間上に配置し、２次元平面で構
成される３次元立体の表面上で表現する場合の説明も同
様である。

【００２９】図２の２次元平面において、温度センサ設
置位置を示す●印の地点に、対応する計測データを配置
すると、ある時刻ｔにおける温度データの分布状態が表
現できる。このとき、●印の相互間隔は、後述する等値
線探索手法によって、空間的に不均等な間隔であって構
わなく、空間的に等間隔である必要はない。

【００３０】●印の地点に配置した温度データをもと
に、●印の相互空間における温度データを空間的に補間
し等値線を探索する。ここで等値線とは、空間的に分布
している温度データの中から同じ値を示している地点を
線で結ぶことによって得られるものである。

【００３１】空間的に不均等な位置に分布した温度デー
タに対して等値線を探索するには、温度センサ設置地点
で構成される三角形要素を用いる方法が確実であるが、
空間上に三角形要素を構成させるときの組み合わせには
膨大な自由度がある。また、空間に対して測定地点が少
ない場合、三角形要素の選択いかんによって、得られる
等値線の形状が異なってしまう問題が生じる。

【００３２】そこで、要素選択の自由度を下げて選択を
容易にするとともに、要素選択による等値線形状の誤差
を少なくする手法として、「四角形要素四頂点平均を頂
点に用いる三角形要素を用いた等値線探索手法」を例示
する。

【００３３】図３を用いて本手法を説明する。図２の２
次元平面上の温度センサ設置位置●印の地点全てについ
て、内角の一つが１８０度を越えない四角形要素で構成
されるよう予め各地点を関連づけておく。この四角形要
素に対する要素選択条件により、要素選択の自由度は低
減し、要素選択を容易にすることが可能となる。高炉設
備の場合、各センサ位置座標は既知であるので一度関連
付けを行えばよいし、また組み合わせ問題として自動探
索アルゴリズムを用いて自動的に関連付けさせても構わ
ない。

【００３４】図３において、内角の一つが１８０度を越
えない任意の四角形要素、すなわち各頂点P1、P2、P3、
P4地点での温度センサ測定データがそれぞれT1、T2、T
3、T4であるような例を示す。この四角形要素の対角線
の交点、すなわち図３中の○印地点Pmの温度をTmとす
る。Tmは、T1、T2、T3、T4から演算される平均値であ
り、例えば、下式（１）に示すように、相加平均として
定義するものとする。 Tm＝（T1＋T2＋T3＋T4）÷４ …（１）

【００３５】次に、この対角線上の交点Pmを頂点にもつ
４つの三角形要素を、この四角形要素内部に定義し、各
三角形要素の辺上の温度データは、その辺の両端を構成
する頂点の温度データによって補間することによって得
られるものとする。補間にあたっては、１次補間法等、
任意の手法であって構わない。

【００３６】仮に、いま、探索したい等値線の値をTと
し、四角形要素の４頂点の温度データに対して、下式
（２）、（３）に示すように、 T1＜T＜T4 …（２） T1＜T＜T2 …（３） なる関係があるものとする。

【００３７】図３の例では、式（２）の条件により、T
は、必ず、P1とP4を結ぶ直線上に存在し、かつ、必ずP
１とPmを結ぶ直線又はPｍとP4を結ぶ直線上に補間され
た温度データ地点として存在する。ここで、仮に、下式
（４）に示すように、 T1＜T＜Tm …（４） であるとすると、P1とPmを結ぶ直線上に、Tの温度デー
タ地点が存在する。これら温度データTの地点を、△印
で示す。同様にして、式（３）の条件より、Tは、必
ず、P1とP2を結ぶ直線上に補間された温度データ地点と
して存在し、これを△印で示す。以上より得られた温度
Tの地点を直線で結ぶと着目した四角形要素内の温度Tの
等値線が探索できる。

【００３８】また、上記の例で、式（４）の代わりに、
下式（５）に示すように、 Tm＜T＜T4 …（５） であるとき、下式（６）に示すように、 T2＜T＜T3 …（６） の場合を例にとれば、このときの温度データ地点は□印
で示すごとくであり、これらを直線で結ぶ等値線を破線
で示すことができる。

【００３９】さらに、以上の処理を空間内の全ての四角
形要素に繰り返すことにより、空間内における等値線の
探索及び描画が完了する。図２に例示するように、得ら
れた等値線によって温度データは２次元平面内で、ある
図形を形成する。特に閉曲線となる等値線は、ある特徴
的な図形を形成する。図２では、ある温度Tの等値線を
実線で示し、その閉曲線で囲まれる図形をハッチングで
示している。破線は、その他の温度の等値線である。

【００４０】以上のように、空間的に不均等な位置関係
に配置されるデータに対して、内角の一つが１８０度を
越えない四角形要素を選択し、その対角線の交点に４頂
点のデータの平均値を設定して、この交点を頂点にもつ
三角形要素を用いて等値線を探索し描画する手法は、三
角形要素のみを用いて等値線を探索する手法に比べて、
要素選択の自由度を減らし選択を容易にするとともに、
四角形要素の各頂点の平均値を頂点とする三角形要素を
用いるため、要素選択に依存する等値線の探索誤差を低
減できる有効な方法である。探索の最終段階で三角形要
素を用いるので、探索する等値線が途中で他の等値線と
交わったり、また途中で等値線が途切れたりするといっ
た問題を発生することがないのは言うまでもない。

【００４１】また、本探索手法は２次元平面に限定され
るものでなく、２次元平面で構成される３次元立体の表
面上の四角形平面要素で構成される３次元空間に対して
も実施可能かつ有効な手法である。なお、本発明におい
ては、等値線の探索手法を限定する必要はなく、２次元
平面又は２次元平面で構成される３次元立体の表面に対
して他の手法や三角形要素を用いた等値線を描画しても
構わない。

【００４２】以上説明した如く等値線算出部５におい
て、データ収集装置３から入力された温度データを、高
炉設備上の各センサ設置位置情報を反映させた２次元平
面又は四角形平面要素で構成される３次元空間に配置
し、等値線を描画することができる。

【００４３】さらに、２次元平面又は２次元平面で構成
される３次元立体の表面上の任意の点において、該点を
間にもつ等値線から補間して算出することにより、任意
の該点における温度データを該点を間にとる異なる値の
いくつかの等値線から空間的に補間することによって該
点における温度データを算出することができる。

【００４４】例えば、図４は、高炉の炉周方向にｒ軸、
炉高方向にｈ軸をとった２次元平面を定義し、等値線算
出部５において、時間ｔのときの温度データの等値線を
算出し、さらに該等値線から温度データを空間的に補間
して得られる画面上の画素単位毎の温度Ｔ(i,j,k)を示
したものである。ただし、i=1,2,3,・・・,Nr（Nr:炉周方
向の画素数）、j=1,2,3,・・・,Nh（Nh:炉高方向の画素
数）、k=0,1,2,・・・、（k:離散化時間）、Δｈは画素の
炉高方向長さ、Δｒは画素の炉周方向長さである。

【００４５】（６．勾配算出部）次に、勾配算出部６に
おいて、等値線算出部で算出した２次元平面上又は２次
元平面で構成される３次元立体の表面上の任意の点の温
度データを例に、各センサ設置における温度データの
１）空間的勾配（空間的変化率、空間的変化量）、２）
時間的勾配（時間的変化率、時間的変化量）又は３）空
間的勾配の時間的勾配（空間的変化率の時間的変化率、
空間的変化量の時間的変化量）を算出する。

【００４６】まず、勾配算出部６における１）空間的勾
配の算出方法の一例を示す。図４において、時間kのと
きの画素位置(i,j)における温度Ｔ(i,j,k)の炉高方向の
空間的勾配ΔＴ_h(i,j,k)は、炉高方向の温度差を画素の
炉高方向の長さで除したもの、すなわち、下式（７）に
示すように、 ΔＴ_h(i,j,k)＝[Ｔ(i,j+1,k)-Ｔ(i,j,k)]÷Δｈ …（７） により算出する。

【００４７】同様にして温度Ｔ(i,j,k)の炉周方向の空
間的勾配ΔＴ_r(i,j,k)は、炉周方向の温度差を画素の炉
周方向の長さで除したもの、すなわち、下式（８）に示
すように、 ΔＴ_r(i,j,k)＝[Ｔ(i,j+1,k)-Ｔ(i,j,k)]÷Δr …（８） により算出する。

【００４８】このとき、２次元平面の境界線上における
温度の空間的勾配についてであるが、炉周方向について
は空間的勾配の連続性が維持されるようにして算出す
る。また、炉高方向については、物理的な根拠による境
界条件に基づき設定する。例えば、図４で例示する温度
の場合では、断熱条件が仮定できる境界線上では、温度
の空間的勾配＝０を設定する。

【００４９】また、式（７）及び式（８）は、テーラー
展開の基づく１次差分形を例示したが、下式（９）、
（１０）に示すように、 ΔＴ_h(i,j,k)＝[Ｔ(i,j+1,k)-Ｔ(i,j-1,k)]÷(2Δｈ) …（９） ΔＴ_r(i,j,k)＝[Ｔ(i+1,j,k)-Ｔ(i-1,j,k)]÷(2Δr) …（１０） といった中心差分形等、他の差分形を用いても構わな
い。また、図４では、温度を例に説明したが、圧力など
他のポテンシャル量についても有効であることは言うま
でもない。

【００５０】次に、勾配算出部６における２）時間的勾
配の算出方法の例を示す。図５は、画素位置(i,j)にお
ける温度データの時間推移を示したものである。図５で
は、時間ｔを離散化し、離散化時間ｋのときの画素位置
(i,j)における温度Ｔ(i,j,k)の時間的勾配（温度の時間
的変化率、温度の時間的変化量）ΔＴ_t(i,j,k)を、現在
の温度データから時間変化基準量を差し引いたものを基
準時間（m×Δｔ）で除したもの、すなわち、下記の数
１に示す式（１１）で算出する。

【００５１】

【数１】

【００５２】ここで、n、mは、設定パラメータで、それ
ぞれ、nは時間変化基準評価データ数、mは時間的勾配の
基準時間数である。Δｔは、サンプリング周期Δｔであ
る。また、ω(k-m×l)は時間変化基準量を算出にあたっ
て過去の温度データの影響度を考慮する重み係数で、任
意に設定することができる。

【００５３】ここで、前記設定パラメータの使用例につ
いて説明する。例えば、n=1、m=1、ω(k-1)=1と設定す
れば、式（１１）は、下記の数２に示す式（１２）とな
り、現在の温度データとΔｔ時間前の温度データとの時
間的勾配が算出できる。

【００５４】

【数２】

【００５５】また、例えば、ω(k-m×l)=1(=const.)と
設定すれば、式（１１）の右辺の[]内第２項で算出する
時間変化基準量は、時間区間（ｎ×ｍ×Δｔ）における
温度データ相加平均値となり、式（１１）は、現在の温
度データと時間区間（ｎ×ｍ×Δｔ）における温度デー
タ相加平均値との時間的勾配が算出できる。

【００５６】さらに、例えば、ω(k-m×l)=ρ
^(k-m×^l)、ただし、ρ＞1とすると式（１１）は、下記
の数３に示す式（１３）となり、式（１３）の右辺の[]
内第２項で算出する時間変化基準量は、時間区間（ｎ×
ｍ×Δｔ）における温度データの忘却係数型重み平均値
となり、式（１３）は、現在の温度データと時間区間
（ｎ×ｍ×Δｔ）における温度データの忘却係数型重み
平均値との時間的勾配が算出できる。

【００５７】

【数３】

【００５８】ここで、ρは、忘却の強さを定義するパラ
メータ、すなわち忘却係数と呼び、任意に設定できる。

【００５９】ここでは、温度の時間的勾配（時間的変化
率、時間的変化量）の算出方法として、式（１１）、式
（１２）、式（１３）の３つを例示し説明したが、本発
明においては他の重み係数ω(k-m×l)の与え方や時間的
勾配の定義を用いても構わない。また、図５では、温度
の時間推移を例に説明したが、圧力等、他のポテンシャ
ル量についても有効であることは言うまでもない。

【００６０】次に、勾配算出部６における３）空間的勾
配の時間的勾配の算出方法の例を示す。図６は、画素位
置(i,j)における温度の炉高方向の空間的勾配ΔＴ_h(i,
j,k)の時間推移を示したものである。図６では、時間ｔ
を離散化し、離散化時間ｋのときの画素位置(i,j)にお
ける温度の炉高方向の空間的勾配の時間的勾配ΔＴ
_ht(i,j,k)は、現在の温度の炉高方向の空間的勾配から
時間変化基準量を差し引いたものを時間（m×Δｔ）で
除したもの、すなわち、下記の数４に示す式（１４）で
算出する。

【００６１】

【数４】

【００６２】ここで、n、mは、設定パラメータで、それ
ぞれ、nは時間変化基準評価データ数、mは時間的勾配の
基準時間数である。Δｔは、サンプリング周期Δｔであ
る。また、ω(k-m×l)は時間変化基準量を算出にあたっ
て過去の温度データの影響度を考慮する重み係数で、任
意に設定することができる。

【００６３】ここで、前記設定パラメータの使用例につ
いて説明する。例えば、n=1、m=1、ω(k-1)=1と設定す
れば、式（１４）は、下記の数５に示す式（１５）とな
り、現在の温度の炉高方向の空間的勾配とΔｔ時間前の
温度の炉高方向の空間的勾配との時間的勾配が算出でき
る。

【００６４】

【数５】

【００６５】また、例えば、ω(k-m×l)=1(=const.)と
設定すれば、式（１４）の右辺の[]内第２項で算出する
時間変化基準量は、時間区間（ｎ×ｍ×Δｔ）における
温度の炉高方向の空間的勾配の相加平均値となり、式
（１４）は、現在の温度の炉高方向の空間的勾配と時間
区間（ｎ×ｍ×Δｔ）における温度の炉高方向の空間的
勾配の相加平均値との時間的勾配が算出できる。

【００６６】さらに、例えば、ω(k-m×l)=ρ
^(k-m×^l)、ただし、ρ＞1とすると、式（１４）は、下
記の数６に示す式（１６）となり、式（１４）の右辺の
[]内第２項で算出する時間変化基準量は、時間区間（ｎ
×ｍ×Δｔ）における温度の炉高方向の空間的勾配の忘
却係数型重み平均値となり、式（１６）は、現在の温度
の炉高方向の空間的勾配と時間区間（ｎ×ｍ×Δｔ）に
おける温度の炉高方向の空間的勾配の忘却係数型重み平
均値との時間的勾配が算出できる。

【００６７】

【数６】

【００６８】ここで、ρは、忘却の強さを定義するパラ
メータ、すなわち忘却係数と呼び、任意に設定できる。

【００６９】ここでは、温度の炉高方向の空間的勾配の
時間的勾配の算出方法として、式（１４）、式（１
５）、式（１６）の３つを例示し説明したが、本発明に
おいては他の重み係数ω(k-m×l)の与え方や時間的勾配
の定義を用いても構わない。また、図６では、温度の炉
高方向の空間的勾配の時間推移を例に説明したが、炉周
方向における空間的勾配等他の座標軸や圧力など他のポ
テンシャル量の空間的勾配についても有効であることは
言うまでもない。

【００７０】（７．図形及びベクトル特徴情報算出部と
８．操業監視部）図形及びベクトル特徴情報算出部７に
おいて、等値線算出部５で算出した図形に対して画像処
理を行い、図形及び図形の特徴情報、すなわち、個数、
位置、面積、重心、図形の縦横比率、図形内の最大値又
は最小値、平均値、分散を算出する。また、等値線算出
部５で算出した図形領域内において、勾配算出部６で算
出したベクトルに対して数学的演算を行い、ベクトル特
徴情報、すなわちベクトル又はベクトル成分の総和、最
大値又は最小値、平均値、分散を算出する。

【００７１】図７は、高炉の炉周方向にｒ軸、炉高方向
にｈ軸をとった２次元平面上において、等値線算出部５
において算出された等値線を基に、温度がある閾値以上
の領域（図形Ａ）を例に、勾配算出部６において、図形
Ａ領域内の各画素(i,j,k)における温度の空間的勾配の
時間的勾配を図形Ａ領域内にベクトル表現した図を例示
したものである。

【００７２】図７では、図形及びベクトル特徴情報算出
部７において、画像処理によって図形Ａの重心GA(t)を
演算し、さらに数学的演算により図形Ａ領域内のベクト
ルの総和を、下記の数７に示す式（１７）で演算し、前
記２次元平面上にベクトル表現した。

【００７３】

【数７】

【００７４】図７により、例えば、ある温度領域が時刻
ｔにおいてどのような形状で分布しているか、また、当
該領域が当該時刻以後、どのような形状に変化し、その
ような方向に移動しつつある状態であるかといった情報
を容易に獲得することができる。

【００７５】図７では、温度を例にとり、図形の特徴情
報として重心を、ベクトル特徴情報として総和を例にし
て説明したが、他の計測データ、他の図形の特徴情報、
他のベクトル特徴情報を用い、さらにはこれらを組み合
わせて図形及びベクトル特徴情報の演算を行うことが可
能であることは言うまでもない。

【００７６】図８は、温度の炉高方向の空間的勾配の時
間的勾配がある閾値となる等値線を求め、その閾値以上
である図形領域（以後、図形Ａと称す）が、時間の推
移、すなわち、時間ｔ-２Δｔ、時間t-Δt、時間ｔに対
応して、炉高方向及び炉周方向で定義した２次元平面上
を移動している状態を説明する図である。図８は、図形
Ａが時間の推移につれて拡大し、かつ、高炉設備上部へ
移動しつつある状況、すなわち操業異常を示すものであ
って、この場合、所謂、吹き抜け現象を示すものであ
る。

【００７７】このとき、操業監視部８において、図形及
びベクトル特徴情報算出部７で算出する図形及び図形の
特徴情報、ベクトル特徴情報を予め設定した図形及び図
形の特徴情報、ベクトル特徴情報とを比較することによ
り操業を監視することが可能である。

【００７８】（９．図形及びベクトル情報推移算出部）
さらに、図形及びベクトル特徴情報推移算出部９におい
て、図形及びベクトル特徴情報算出部７で算出した図形
及び図形の特徴情報、ベクトル情報の時間的推移を算出
する。操業予測部１０において、図形及びベクトル特徴
情報推移算出部９で算出した図形及び図形の特徴情報、
ベクトル特徴情報の時間推移と予め設定した図形及び図
形の特徴情報の監視条件とを比較することにより、操業
状態の予測が可能である。

【００７９】図９において、図形Ａの特徴情報の一つで
ある重心位置を例に本発明の操業監視方法及び操業予測
手法を説明する。図９は、図８で例示した図形Ａの重心
位置が、時間的に推移する過程を、縦軸に重心位置、横
軸に時間をとることによって例示したものである。

【００８０】（１０．操業予測部）操業予測部１０にお
いて、操業状態を予測するために予め重心位置の上限管
理値GAu及び下限管理値GAlを設定しておく。操業安定状
態においては、図形Ａが存在しないか、又は、存在して
もその重心位置は下限管理値GAl以下である。

【００８１】何らかの操業要因の変動により、図形Ａが
発生し、かつ、その重心位置が下限管理値GAlを上回っ
た場合、操業変動が発生したと判断することができる。

【００８２】さらに、その重心位置が高炉上部へ移動
し、上限管理値GAuを上回った場合は、すなわち、高炉
上部において、温度の炉高方向の空間的勾配の時間的勾
配がある閾値以上の図形領域が存在することを明示する
ものであり、その存在から、その後の操業状態において
吹き抜け等の操業異常が発生すると予測することが可能
である。

【００８３】また、例えば、時刻ｔにおける図形Ａの重
心位置GA(t)とその時間変化率dGA(t)から、ある時間Δ
ｔ後の操業状態、すなわち、Δｔ後の重心位置GA(t+Δ
t)を、下式（１８）に示すように、 GA(t+Δt) ＝ GA (t)＋dGA(t)・Δt …（１８） により予測し、このとき、当該図形領域Ａが存在しない
か、存在しても下限設定値GAl以下、すなわち、下式
（１９）に示すように、 GA(t+Δt) ＜ GAl …（１９） であるならば、操業安定状態がΔｔ後においても継続す
ると予測することが可能である。

【００８４】図９では、等値線で形成される温度の炉高
方向の空間的勾配の時間的勾配がある閾値以上である図
形の特徴情報として、画像処理によって得られる図形の
重心位置GA(t)の値とその時間変化率dGA(t)を例に、本
発明による手法によって操業異常の予測が可能であるこ
とを示したが、重心位置以外にも画像処理で得られる上
述の図形の特徴情報や、その時間的変化率を評価する手
法、また図形のいくつかの特徴情報を組み合わせて評価
する手法、さらに対象図形領域内のベクトル又はベクト
ル成分の総和、最大値又は最小値、平均値、分散等のベ
クトル特徴情報を組み合わせて評価する手法も有効であ
る。

【００８５】例えば、別の操業予測方法として、時刻ｔ
においてある温度以上の図形領域の面積S(t)と勾配算出
部６や図形及びベクトル特徴情報算出部７で算出する対
象図形領域内の温度の時間的勾配から、ある時間Δｔ後
の操業状態、すなわち該温度以上の図形の面積S(t+Δ
ｔ)は、下式（２０）に示すように、 S(t+Δｔ)＝S(t)＋（対象図形領域内の時間的勾配）×Δｔ …（２０） により予測することができる。

【００８６】さらに別の操業予測方法として、ある時間
ｔにおけるある閾値以上の図形形状と勾配算出部６や図
形及びベクトル特徴情報算出部７で算出する対象図形領
域内の空間的勾配の時間的勾配を用いて、ある時間Δｔ
後の対象図形の形状を予測することができる。

【００８７】（１１．記録部）記録部１１において、図
形及びベクトル特徴情報推移算出部９における算出結果
をテキスト形式等のファイルとして記録し、データベー
ス化する。図形及び図形特徴情報、ベクトル特徴情報の
推移の記録にあたって、算出結果をAVI形式等の動画フ
ァイルとして記録することも可能である。このとき、本
発明における高炉操業の監視方法の実施にあたり冗長な
動画情報を、必要に応じて各種のデータ圧縮手法を用い
て取り除くことにより、効率のよい記録及びデータベー
ス化を実施することも可能である。本発明の手法におい
ては、そのデータ圧縮手法を限定する必要はない。そし
て、記録部１１で記録した情報をファイル入力して、オ
フラインで高炉の操業状態を評価することも可能であ
る。

【００８８】（１２．出力部）また、出力部１２におい
て、図形及び図形の特徴情報、ベクトル特徴情報の推移
や操業監視結果及び操業予測結果をモニタ等によって画
面出力する。

【００８９】なお、本実施の形態では、ステーブ温度デ
ータを例に本発明の手法を説明したが、本発明の手法
は、ステーブ温度データに限定する必要はなく、シャフ
ト圧力データ等、他の計測データについても有効である
ことは言うまでもない。

【００９０】以上述べた実施の形態のデータ処理装置４
は、コンピュータのＣＰＵ或いはＭＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯ
Ｍ等で構成されるものであり、ＲＡＭやＲＯＭに記録さ
れたプログラムが動作することによって実現できる。従
って、上記機能を果たすようにコンピュータを動作させ
るプログラム自身は本発明を構成する。

【００９１】また、かかるプログラムをコンピュータ読
み取り可能に記憶させた記憶媒体は、本発明を構成す
る。記録媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、フロッ
ピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、磁気テー
プ、光磁気テープ、不揮発性のメモリカード等を用いる
ことができる。

【００９２】また、コンピュータが供給されたプログラ
ムを実行することにより上述の実施形態の機能が実現さ
れるだけでなく、そのプログラムコードがコンピュータ
において稼働しているＯＳ（オペレーティングシステ
ム）或いは他のアプリケーションソフト等と共同して上
述の実施形態の機能が実現される場合にもかかるプログ
ラムコードは本発明の実施形態に含まれることは言うま
でもない。

【００９３】

【発明の効果】以上の如く詳述した本発明によれば、高
炉設備上に空間的分布をもって配置している複数の各種
センサの計測データを、各々のセンサの設置位置情報を
反映させて評価することを可能とし、さらに計測データ
のもつ空間的分布情報、時間的推移情報を各々のセンサ
の設置位置情報を反映させた２次元平面又は２次元平面
で構成される３次元立体の表面上の図形情報、ベクトル
情報として評価し、画像処理によってこの図形及び図形
の特徴情報を算出し、さらに数学的演算によって図形領
域内のベクトル特徴情報を算出、評価することによっ
て、高炉の操業状態の監視及び操業異常の予測を正確に
実施することを可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態の操業監視装置の構成を示すブロ
ック図である。

【図２】空間的に不均等な位置に分布した複数のセンサ
の計測データの勾配から等値線を探索し、ある等値線に
よって形成される図形を示す図である。

【図３】等値線算出部において、空間的に不均等な位置
に分布した複数のセンサの計測データから等値線を探索
する方法の一例として、「四角形要素四頂点平均を頂点
に用いる三角形要素を用いた等値線探索手法」を説明す
る図である。

【図４】計測データから空間的勾配を算出する方法を説
明する図である。

【図５】計測データから時間的勾配を算出する方法を説
明する図である。

【図６】計測データから空間的勾配の時間的勾配を算出
する方法を説明する図である。

【図７】図形及びベクトル特徴情報算出部において、計
測データから図形及びベクトル特徴情報を算出する手法
を説明する図である。

【図８】操業監視部において、温度の炉高方向の空間的
勾配の時間的勾配の時間推移を例にその操業監視手法を
説明する図である。

【図９】操業予測部において、温度の炉高方向の空間的
勾配の時間的勾配を例に図形の特徴情報の時間的推移を
用いた操業予測手法を説明する図である。

【符号の説明】

１ 高炉設備 ２ 高炉設備上の複数の各種センサ ３ データ収集装置 ４ データ処理装置 ５ 等値線算出部 ６ 勾配算出部 ７ 図形及びベクトル特徴情報算出部 ８ 操業監視部 ９ 図形及びベクトル特徴情報推移算出部 １０ 操業予測部 １１ 記録部 １２ 出力部

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高炉に複数設置されたセンサからの測定
   対象量の計測データを、各センサの設置位置を反映させ
   た２次元平面又は２次元平面で構成される３次元立体の
   表面に配置し、各計測データの分布状態を、これらが形
   成する図形又は図形の特徴情報として表わし、これらを
   評価することによって、高炉の操業状態を監視する方法
   であって、 前記２次元平面又は２次元平面で構成される３次元立体
   の表面上に、ポテンシャル量である温度又は圧力の、前
   記２次元平面又は２次元平面で構成される３次元立体の
   表面上における空間的勾配を算出し、前記２次元平面又
   は２次元平面で構成される３次元立体の表面上で該空間
   的勾配算出結果が同値となる任意の等値線を算出し、前
   記２次元平面又は２次元平面で構成される３次元立体の
   表面上の任意の点における空間的勾配値を、該点を間に
   もつ等値線から補間して算出することにより、任意の該
   点における空間的勾配値を各座標軸方向の成分を持つベ
   クトルとして算出し、該ベクトルを前記２次元平面又は
   ２次元平面で構成される３次元立体の表面上の該点にベ
   クトル表現することを特徴とする高炉操業における操業
   監視方法。
2. 【請求項２】 前記２次元平面又は２次元平面で構成さ
   れる３次元立体の表面上における計測データのベクトル
   について、前記２次元平面又は２次元平面で構成される
   ３次元立体の表面に任意に指定した領域内のベクトル又
   はベクトル成分の総和、最大値又は最小値、平均値、分
   散の少なくとも一つの特徴情報を算出し、これらの特徴
   情報を予め設定した監視条件と比較することを特徴とす
   る請求項１に記載の高炉操業における操業監視方法。
3. 【請求項３】 前記２次元平面又は２次元平面で構成さ
   れる３次元立体の表面上における計測データのベクトル
   について、高炉に複数設置されたセンサからの測定対象
   量の計測データの前記２次元平面又は２次元平面で構成
   される３次元立体の表面上における同値な任意の等値線
   を算出し、該等値線によって形成する任意の図形領域内
   の前記ベクトル又はベクトル成分の総和、最大値又は最
   小値、平均値、分散の少なくとも一つの特徴情報を算出
   し、これらの特徴情報を予め設定した監視条件と比較す
   ることを特徴とする請求項１に記載の高炉操業における
   操業監視方法。
4. 【請求項４】 高炉に複数設置されたセンサからの測定
   対象量の計測データを、各センサの設置位置を反映させ
   た２次元平面又は２次元平面で構成される３次元立体の
   表面に配置し、各計測データの分布状態を、これらが形
   成する図形又は図形の特徴情報として表わし、これらを
   評価することによって、高炉の操業状態を監視する方法
   であって、 現時刻における前記２次元平面又は２次元平面で構成さ
   れる３次元立体の表面上におけるポテンシャル量である
   温度又は圧力と、現時刻から任意に指定したある時間前
   の前記２次元平面又は２次元平面で構成される３次元立
   体の表面上のポテンシャル量である温度又は圧力から、
   これらの時間勾配を算出し、前記２次元平面又は２次元
   平面で構成される３次元立体の表面上で算出結果が同値
   となる任意の等値線を算出し、該等値線を前記２次元平
   面又は２次元平面で構成される３次元立体の表面上にコ
   ンタ表現することを特徴とする高炉操業における操業監
   視方法。
5. 【請求項５】 前記２次元平面又は２次元平面で構成さ
   れる３次元立体の表面上における計測データの時間的勾
   配が同値な任意の等値線によって形成する図形又は図形
   の特徴情報を、各計測データの時間的推移に対応して更
   新し、これらの時間的推移を予め設定した監視条件と比
   較することを特徴とする請求項４に記載の高炉操業にお
   ける操業監視方法。
6. 【請求項６】 前記２次元平面又は２次元平面で構成さ
   れる３次元立体の表面上における計測データの時間的勾
   配が同値な任意の等値線によって形成する図形の、個
   数、位置、面積、重心、図形の縦横比率、図形内の最大
   値又は最小値、平均値、分散の少なくとも一つの特徴情
   報の時間的推移を画像処理によって算出し、これらの時
   間的推移を予め設定した監視条件と比較することを特徴
   とする請求項４に記載の高炉操業における操業監視方
   法。
7. 【請求項７】 高炉に複数設置されたセンサからの測定
   対象量の計測データを、各センサの設置位置を反映させ
   た２次元平面又は２次元平面で構成される３次元立体の
   表面に配置し、各計測データの分布状態を、これらが形
   成する図形又は図形の特徴情報として表わし、これらを
   評価することによって、高炉の操業状態を監視する方法
   であって、 現時刻における前記２次元平面又は２次元平面で構成さ
   れる３次元立体の表面上のベクトル量である温度又は圧
   力の空間的勾配と、現時刻から任意に指定したある時間
   前の前記２次元平面又は２次元平面で構成される３次元
   立体の表面のベクトル量である温度又は圧力の空間的勾
   配から、これらの時間勾配を逐次演算し、前記２次元平
   面又は２次元平面で構成される３次元立体の表面上で該
   時間的勾配算出結果が同値となる任意の等値線を算出
   し、前記２次元平面又は２次元平面で構成される３次元
   立体の表面上の任意の点における時間的勾配値を、該点
   を間にもつ等値線から補間して算出することにより、任
   意の該点における時間的勾配を各座標軸方向の成分を持
   つベクトルとして算出し、該ベクトルを前記２次元平面
   又は２次元平面で構成される３次元立体の表面上にベク
   トル表現することを特徴とする高炉操業における操業監
   視方法。
8. 【請求項８】 前記２次元平面又は２次元平面で構成さ
   れる３次元立体の表面上におけるベクトルについて、前
   記２次元平面又は２次元平面で構成される３次元立体の
   表面に任意に指定した領域内のベクトルの総和、最大値
   又は最小値、平均値、分散の少なくとも一つの特徴情報
   を算出し、これらの特徴情報を予め設定した監視条件と
   比較することを特徴とする請求項７に記載の高炉操業に
   おける操業監視方法。
9. 【請求項９】 前記２次元平面又は２次元平面で構成さ
   れる３次元立体の表面上における計測データのベクトル
   について、高炉に複数設置されたセンサからの測定対象
   量の計測データの前記２次元平面又は２次元平面で構成
   される３次元立体の表面における同値な任意の等値線を
   算出し、該等値線によって形成する任意の図形領域内の
   ベクトル又はベクトル成分の総和、最大値又は最小値、
   平均値、分散の少なくとも一つの特徴情報を算出し、こ
   れらの特徴情報を予め設定した監視条件と比較すること
   を特徴とする請求項７に記載の高炉操業における操業監
   視方法。
10. 【請求項１０】 前記等値線の算出手順が、２次元平面
    に不均等な位置関係に配置されるデータに対して、内角
    の一つが１８０度を越えない四角形要素を選択し、その
    対角線の交点に４頂点のデータの平均値を設定して、こ
    の交点を頂点にもつ三角形要素を用いて等値線を探索し
    描画する手法であることを特徴とする請求項１〜９の何
    れか１項に記載の高炉操業における操業監視方法。
11. 【請求項１１】 高炉設備上に複数設置される各種セン
    サで計測される計測データを収集するデータ収集手段
    と、 前記収集した計測データの分布状態を各センサの高炉設
    備上の設置位置を反映させた２次元平面又は２次元平面
    で構成される３次元立体の表面に配置し、計測データが
    同値な任意の等値線を算出する等値線算出手段と、 算出した等値線から２次元平面又は２次元平面で構成さ
    れる３次元立体の表面上の任意の点における測定対象量
    の空間的勾配、時間的勾配及び空間的勾配の時間的勾配
    を算出する勾配算出手段と、 前記等値線によって形成する図形又は図形の特徴情報を
    画像処理によって、また前記勾配算出手段において算出
    した勾配から数学的演算によってベクトル特徴情報を算
    出する図形及びベクトル特徴情報算出手段と、 前記図形及びベクトル特徴情報算出手段で得られた図形
    又は図形の特徴情報、ベクトル特徴情報と予め設定した
    図形又は図形の特徴情報、ベクトル特徴情報とを比較し
    操業を監視する操業監視手段とを備えたことを特徴とす
    る高炉操業における操業監視装置。
12. 【請求項１２】 各計測データの時間的推移に対応し
    て、等値線算出手段、勾配算出手段及び図形及びベクト
    ル特徴情報算出手段の演算を繰り返し、これらの時間的
    推移を算出する図形及びベクトル特徴情報推移算出手段
    と、前記図形及びベクトル特徴情報推移情報を予め設定
    した図形又は図形の特徴情報、ベクトル特徴情報の監視
    条件とを比較することによって吹き抜け等の操業異常を
    予測する操業予測手段とを備えたことを特徴とする請求
    項１１に記載の高炉操業における操業監視装置。
13. 【請求項１３】 前記等値線算出手段が、２次元平面に
    不均等な位置関係に配置されるデータに対して、内角の
    一つが１８０度を越えない四角形要素を選択し、その対
    角線の交点に４頂点のデータの平均値を設定して、この
    交点を頂点にもつ三角形要素を用いて等値線を探索し描
    画する機能を有することを特徴とする請求項１１又は請
    求項１２に記載の高炉操業における操業監視装置。
14. 【請求項１４】 前記図形及び図形の特徴情報の推移及
    びベクトル情報を可視化する出力手段を備えたことを特
    徴とする請求項１１〜１３の何れか１項に記載の高炉操
    業における操業監視装置。
15. 【請求項１５】 請求項１〜１０に記載の操業監視方法
    の処理手順をコンピュータに実行させことを特徴とする
    コンピュータプログラム。
16. 【請求項１６】 請求項１１〜１４に記載の操業監視装
    置の各手段としてコンピュータを機能させることを特徴
    とするコンピュータプログラム。
17. 【請求項１７】 請求項１５又は１６に記載のコンピュ
    ータプログラムを格納したことを特徴とするコンピュー
    タ読み取り可能な記憶媒体。