JP2006134063A - 機器状態監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】 人命にかかわる接地用断路器のように重要な保安機器は、作業員が現場で目視確認し操作しており、複数位置で同時に作業する場合などには、動作確認のための時間，コスト，作業員の確保が問題であった。
【解決手段】 被制御機器５の状態を検出するカメラ７とセンサ８とを備え、遠方監視制御装置１においてカメラ７やセンサ８からの情報と遠方制御装置４から取り込んだ被制御機器５への入／切信号とを比較し、被制御機器５の状態を判断し、警告を表示する。
操作監視端末２から目視で被制御機器５の状態を遠隔的に確認でき、現地への作業員派遣が不要になるので、コストを削減できる。カメラ７やセンサ８からの入／切情報と被制御機器５への入／切信号とを比較し、ヒューマンエラーを排除し、高い信頼性を確保できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、遠方制御装置により制御されている被制御機器が正常に動作しているか否かを判断する機器状態監視システムに関する。

被制御機器としての断路器や接地開閉器においては、駆動部分の動作不良により、遠方制御装置からの信号では開放となっていても、駆動部分が動作の途中で止まってしまい、送電時に短絡しまうことがある。

遠方からは不完全な開放状態と完全な開放状態とを判断できないので、例えば鉄道の給電系統では、保守員が現場に移動して目視で確認し復旧するまでの間は、列車を運行できないなどの影響が大きい。

また、保守作業員の感電を防止する接地用断路器の場合は、不完全な動作状態を見分けられないと、人命の危機に直結する。

これらの問題を回避する手段として、固定接点(リミッタ)と可動接点とからなる位置センサを被制御機器そのものに追加して動作状態を詳細に監視する方法がある。

特開平０６−３０８２０５号公報 (第４〜５頁、図１，図２)

上記従来技術において、異常があった場合は、保守員が現場に移動し状況を確認してから対処する必要があった。

例えば保線作業をする場合、人命にかかわる保安接地用機器が、一般的には、線路区間内の作業位置とは離れた場所にある変電所の付近に設置されており、別の作業員が保安機器設置場所まで行き目視で確認してから保線作業を開始するので、動作確認のための時間，コスト，作業員が必要となる。

また、従来の機器状態監視システムでは、遠方制御装置に異常が発生した場合、被制御機器の状態を監視できなくなってしまうという問題もあった。

逆に、カメラの画像情報のみに頼ってしまうと、見落としなどのヒューマンエラーに起因する誤認や誤操作が生ずるおそれがある。

本発明の課題は、ヒューマンエラーを排除しつつ、遠方監視制御装置から被制御機器の状態を遠隔的に確認し、現地への作業員派遣を不要とし、動作確認のための時間，コスト，作業員を削減することである。

本発明は、上記課題を解決するために、被制御機器の状態を検出するカメラからの画像情報および／またはセンサからの検知信号に基づいて被制御機器の稼働部分の状態を判断し、遠方制御装置から取り込んだ被制御機器の状態信号と被制御機器の稼働部分の状態とを比較し、不一致と判断した場合に警告を出力するとともに、不一致となったカメラからの映像を表示する。

より具体的には、カメラの画像情報からの被制御機器の動作時間，装置の連続した動き，装置の動作音などとそれらの過去情報データベースと比較し、被制御機器の状態を判断し、表示する。

また、センサからの音声情報，温度情報，ガス情報，振動情報を過去情報データベースと比較し、被制御機器の状態を判断し、表示する。

本発明によれば、被制御機器が動作不良となり、例えば、開放と投入との中間状態で止まってしまった場合でも、カメラからの映像に基づいて、完全に開放されていないことを示す警告が表示され、指令員が目視で現地状況を遠隔的に判断し、安定に稼働できる機器状態監視システムが得られる。

また、遠方制御装置からの被制御機器の状態信号と併用すれば、より信頼性の高い監視が可能となる。

さらに、カメラからの情報とセンサからの情報とを比較して総合的に判断すると、被制御機器の予防保全としてメンテナンスの必要性や異常の兆候を捉え、運行コストを削減できる。

遠方制御装置に異常が発生した場合でも、暫定的にカメラからの情報とセンサからの情報とにより、被制御機器の状態を監視できる。

次に、図１〜図６を参照して、本発明による機器状態監視システムの実施例を説明する。

図１は、本発明による機器状態監視システムの系統構成を示すブロック図である。

一般的な機器状態監視システムは、遠方制御および監視を実行する遠方監視制御装置１と、制御操作と監視表示と被制御機器の異常兆候や異常状態の表示とを実行する操作監視端末２と、通信回線３と、遠方制御を受け付けて実行し状態情報を送信する遠方制御装置４と、制御および監視の対象である被制御機器５とからなる。

本発明においては、被制御機器５を撮影し画像および音声を出力するカメラ７と、被制御機器５の動作音，温度，周囲のにおいや異常動作に伴い発生するガス，振動などの情報を収集するセンサ８と、遠方監視制御装置１からの指令によりカメラ７およびセンサ８を制御しカメラ７およびセンサ８で得られた情報を遠方監視制御装置１に送信する遠方監視装置６とを追加設置し、遠方監視制御装置１の監視制御機能を強化してある。

遠方監視制御装置１は、センサ８からの情報を受信し分類し処理し過去情報データベース１Ａに記録するセンサ情報処理手段１Ｃと、カメラ７からの情報を受信し分類し処理し過去情報データベース１Ａに記録する画像音声情報処理手段１Ｄと、遠方制御装置４を介して監視制御する機器監視制御手段１Ｅと、センサ情報処理手段１Ｃの情報と画像音声情報処理手段１Ｄの情報と機器監視制御手段１Ｅ情報と過去情報データベース１Ａの情報を比較して異常を検知する機器状態比較手段１Ｂとを含む。

遠方制御装置４と遠方監視装置６とは、一体化された装置でもよいし、マイクロプロセッサを搭載したそれぞれ専用の装置でもよい。

図２は、被制御機器５の一例としての回転式断路器における開放状態を示す概略図である。

回転式断路器５は、遠方からの操作により動作する動力装置５２と、接点を有する回転接点板５３と、動力装置５２からの動力を回転接点板５３に伝える操作棒５４と、回転接点板５３と接触して回路を形成する導線５５とからなる。

遠方制御装置４は、回線３を介して遠方監視制御装置１と通信しており、遠方監視制御装置１からの制御信号や操作信号を動力装置５２に伝え、動力装置の状態信号を遠方監視制御装置１に送信する。

遠方監視装置６は、回線３を介して遠方監視制御装置１と通信しており、回転接点板５３の状態を撮影するカメラ７からの画像信号と音，ガス，温度，振動などを検知するセンサ８からの検知信号とを取り込み、遠方監視制御装置１に送信する。

図３は、被制御機器５の一例としての回転式断路器における投入状態を示す概略図である。

図２の開放状態から、動力装置５２が回転接点板５３を回転させると、導線５５と接触し、回路が形成され、投入状態となる。

図４は、過去情報データベース１Ａのデータベース構成の一例を示す図である。

過去情報データベース１Ａは、カメラ７の画像情報を記憶する画像データベース１Ａ０１と、センサ８の情報を記憶するセンサデータベース１Ａ０２とからなる。

画像データベース１Ａ０１は、現在画像記憶１Ａ０１１と画像処理結果記憶１Ａ０１２とからなる。

現在画像記憶１Ａ０１１は、カメラ７からの情報を被制御機器５ごとに常に記憶しておくデータベースである。

画像処理結果記憶１Ａ０１２は、現在画像記憶１Ａ０１１の情報を元に、画像音声情報処理手段１Ｄにより被制御機器５が開放か投入か不定かを判断し、その結果と動作に要した時間とを格納するデータベースである。

センサデータベース１Ａ０２は、センサ８から受信した音声情報，ガス情報，温度情報，振動情報を所定時間ごとに格納するデータベースである。

図５は、画像音声情報処理手段１Ｄおよび機器状態比較手段１Ｂの処理手順を示すフローチャートである。

ステップ５０１：カメラ７から画像情報を受信した時に起動される。

ステップ５０２：画像情報を受け付ける。

ステップ５０３：受け付けた画像情報を過去情報データベース１Ａの画像データベース１Ａ０１の現在画像記憶１Ａ０１１に記録する。

ステップ５０４：受け付けた画像情報に基づいて被制御機器の稼働部分の状態を開放か投入か不定かを判断するとともに、被制御機器が動作を開始してから終了するまでの動作時間を算出する。

ステップ５０５：機器監視制御手段１Ｅによる被制御機器信号の状態とステップ５０４で判断した被制御機器の状態が一致するかどうかを比較する。

ステップ５０６：ステップ５０５において、不一致と判断した場合に警告を出力する。

ステップ５０７：ステップ５０５において、不一致と判断した場合に操作監視端末２に不一致となったカメラからの映像を自動的に表示する。

ステップ５０８：ステップ５０４において、算出した被制御機器の動作時間と画像処理結果記憶１Ａ０１２に記録されている被制御機器の過去の動作時間とを比較し、相違の有無を判断する。

ステップ５０９：ステップ５０８において、相違があると判断した場合に警告を出力する。

ステップ５１０：ステップ５０４での処理結果である被制御機器の状態や動作時間を画像処理結果記憶１Ａ０１２に記録する。

ステップ５１１：終了する。

図６は、センサ情報処理手段１Ｃおよび機器状態比較手段１Ｂの処理手順を示すフローチャートである。

ステップ６０１：センサ８から情報を受信した時に起動される。

ステップ６０２：センサ情報を受け付ける。

ステップ６０３：ステップ６０２において、受け付けたセンサ情報内の音声情報を過去情報データベース１Ａのセンサデータベース１Ａ０２に記録されている過去の音声情報と比較し、相違があるか否かを判断する。

ステップ６０４： ステップ６０３において、相違があると判断した場合に警告を出力する。

ステップ６０５： ステップ６０２において、受け付けたセンサ情報内の温度情報を過去情報データベース１Ａのセンサデータベース１Ａ０２に記録されている過去の温度情報と比較し、相違があるか否かを判断する。

ステップ６０６：ステップ６０５において、相違があると判断した場合に警告を出力する。

ステップ６０７：ステップ６０２において、受け付けたセンサ情報内のガス情報を過去情報データベース１Ａのセンサデータベース１Ａ０２に記録されている過去のガス情報と比較し、相違があるか否かを判断する。

ステップ６０８：ステップ６０７において、相違があると判断した場合に警告を出力する。

ステップ６０９：ステップ６０２において、受け付けたセンサ情報内の振動情報を過去情報データベース１Ａのセンサデータベース１Ａ０２に記録されている過去の振動情報と比較し、相違があるか否かを判断する。

ステップ６１０：ステップ６０９において、相違があると判断した場合に警告を出力する。

ステップ６１１：ステップ６０２において、受け付けたセンサ情報をセンサデータベース１Ａ０２に記録する。

ステップ６１２：終了する。

実際の機器状態監視システムにおいては、図５の処理手順，図６の処理手順をそれぞれ単独で実行してもよいし、両者を連続させて実行してもよい。図５の処理手順および図６の処理手順のどちらを先に実行するかは、自由である。

本発明による機器状態監視システムの系統構成を示すブロック図である。 被制御機器５の一例としての回転式断路器における開放状態を示す概略図である。 被制御機器５の一例としての回転式断路器における投入状態を示す概略図である。 過去情報データベース１Ａのデータベース構成の一例を示す図である。 画像音声情報処理手段１Ｄおよび機器状態比較手段１Ｂの処理手順を示すフローチャートである。 センサ情報処理手段１Ｃおよび機器状態比較手段１Ｂの処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 遠方監視制御装置
１Ａ 過去情報データベース
１Ｂ 機器状態比較手段
１Ｃ センサ情報処理手段
１Ｄ 画像音声情報処理手段
１Ｅ 機器監視制御手段
２ 操作監視端末
３ 回線
４ 遠方制御装置
５ 被制御機器(回転式断路器)
５２ 動力装置
５３ 回転接点版
５４ 操作棒
５５ 導線
６ 遠方監視装置
７ カメラ
８ センサ

Claims (5)

1. 遠方制御装置を介して被制御機器を制御するとともに前記被制御機器から得られた信号により前記被制御機器の状態を判断し操作監視端末に表示させる遠方監視制御装置を有する機器状態監視システムにおいて、
   前記被制御機器の状態を検出するカメラとセンサとを備え、
   前記遠方監視制御装置が、前記カメラおよび／または前記センサからの情報と前記被制御機器の状態信号とを比較して前記被制御機器の状態を判断し前記操作監視端末に判定結果を表示させる手段を備えたことを特徴とする機器状態監視システム。
2. 請求項１に記載の機器状態監視システムにおいて、
   前記遠方監視制御装置が、前記カメラおよび前記センサからの情報と前記遠方制御装置からの情報とを記録しておく過去情報データベースと、前記カメラからの映像を画像処理し被制御機器の状態を判断するとともに前記過去情報データベースに格納する画像音声情報処理手段と、前記センサからの情報を受信し前記過去情報データベースに格納するセンサ情報処理手段と、前記遠方制御装置を介して前記被制御機器の状態を監視し制御する機器監視制御手段と、前記カメラおよび前記センサからの情報と前記遠方制御装置からの情報と過去情報データベースに記憶されている情報とを用いて前記被制御機器の状態を判断する機器状態比較手段とを備えたことを特徴とする機器状態監視システム。
3. 請求項１または２に記載の機器状態監視システムにおいて、
   前記センサが、前記被制御機器の温度および／または周囲温度を検知する温度センサと、ガスなどを検知するセンサと、振動を検知するセンサとを含むことを特徴とする機器状態監視システム。
4. 遠方制御装置を介して被制御機器を制御するとともに前記被制御機器から得られた信号により前記被制御機器の状態を判断する機器状態監視方法において、
   前記被制御機器の状態を検出するカメラからの画像情報および／またはセンサからの検知信号に基づいて前記被制御機器の稼働部分の状態を判断し、
   前記遠方制御装置から取り込んだ前記被制御機器の状態信号と前記被制御機器の稼働部分の状態とを比較し、
   不一致と判断した場合に警告を出力するとともに、不一致となったカメラからの映像を表示することを特徴とする機器状態監視方法。
5. 遠方制御装置を介して被制御機器を制御するとともに前記被制御機器から得られた信号により前記被制御機器の状態を判断する機器状態監視方法において、
   前記被制御機器の状態を検出するカメラからの画像情報および／またはセンサからの検知信号に基づいて前記被制御機器の稼働部分の状態を判断し、
   被制御機器が動作を開始してから終了するまでの動作時間を算出し、
   前記遠方制御装置から取り込んだ前記被制御機器の状態信号と前記被制御機器の稼働部分の状態とを比較し、
   不一致と判断した場合に警告を出力するとともに、不一致となったカメラからの映像を表示し、
   算出した被制御機器の前記動作時間と当該被制御機器の過去の動作時間とを比較し、
   相違があると判断した場合に警告を出力することを特徴とする機器状態監視方法。
   

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