JP2007006283A - 回線監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】 音声帯域周波数の信号を利用する回線に接続された複数の通信装置が周波数偏移変調方式の通信を行う回線の状態を簡易にして、しかも常時監視が可能な回線監視システムを提供する。
【解決手段】 音声帯域周波数のアナログ伝送信号を利用する複数の通信装置が周波数偏移変調方式で伝送を行う回線の状態を監視する回線監視システムであって、前記複数の通信装置がそれぞれ入出力する前記アナログ伝送信号を監視する伝送信号監視装置が上記各通信装置にそれぞれ接続され、上記伝送信号監視装置が監視した伝送信号を所定のネットワークを介して集約し、前記回線の状態を判定する解析装置を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、回線監視システムに係り、特に音声帯域周波数の信号を利用する回線に接続された複数の通信装置が周波数偏移変調方式の伝送を行う回線の状態を監視するに好適な回線監視システム関する。

従来から無人で運転される水力発電所や変電所等を電力所や制御所等から遠方監視制御する遠隔監視制御装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。この遠隔監視制御装置は、水力発電所や変電所等と制御所等との間を音声帯域周波数の信号を利用する回線を用いた相互通信を行って発変電所に設置された機器を監視制御するものである。この種の遠方監視制御装置で通信障害が発生した場合、装置の保守・管理行う電力所等の担当者が水力発電所や変電所に出向き、これら現場に設置された通信装置に異常があるのか、回線に異常があるのかを判定して障害に対する適切な処置が行われる。ちなみに上記の通信障害は、おおむね１０分以内に復帰することが多い。

このような通信障害への対応は、例えば図３に示すような手順で行われている。まず、障害が発生したとき、電力所や制御所等の担当者は、現場へ出向する［ステップＳ１］。そして、遠隔監視制御装置（ＴＣ）や、回線の仕様に合わせた伝送信号に変換する通信線搬送装置（通搬）の作動状態を確認する［ステップＳ２］。次いで担当者は、障害箇所が特定できた場合［ステップＳ３］、障害に応じた対策を実施する［ステップＳ４］。

一方、ステップＳ３で障害箇所が特定できないとき担当者は、遠隔監視制御装置や通信線搬送装置および回線に異常がないかどうかを点検する［ステップＳ５］。そして担当者は、障害箇所が特定できたときは、ステップＳ４にて障害に応じた対策を実施する。またステップＳ６で障害の特定ができないとき担当者は、障害箇所を想定して障害箇所特定のための機器等の部材を手配する［ステップＳ７］。次いで担当者は、想定される故障部位の基板等の交換を実施し［ステップＳ８］、障害箇所が特定できるまでステップＳ８の基板交換等を繰り返す［ステップＳ９］。
特開平１１−９５８２８号公報

しかしながら、上述した遠方監視制御装置は、専ら監視制御される水力発電所や変電所が電力所や制御所等から遠方にあることが多く、場合によっては１００kmを超えることもある。このため、遠方監視制御装置で通信障害が発生した場合、障害対策を行う前に伝送が正常復帰し、障害の原因を特定することが困難であるという問題があった。

また、上述した遠方監視制御装置は、障害箇所を想定して基板等の部材を手配し、基板交換等を行って障害が復帰することを確認していたため、不必要な部材が手配されることもあり、また、障害を特定する精度も高くなく、更には、現場への出向回数も多くなると言う問題があった。

本発明は、このような事情に対処すべくなされたものであり、その目的は、音声帯域周波数の信号を利用する回線に接続された複数の通信装置が周波数偏移変調方式の通信を行う回線の状態を簡易にして、しかも常時監視が可能な回線監視システムを提供することにある。

上述した目的を達成すべく本発明に係る回線監視システムは、音声帯域周波数のアナログ伝送信号を利用する複数の通信装置が周波数偏移変調方式で伝送を行う回線の状態を監視する回線監視システムであって、

前記複数の通信装置がそれぞれ入出力する前記アナログ伝送信号を監視する伝送信号監視装置が上記各通信装置にそれぞれ接続され、上記伝送信号監視装置が監視した伝送信号を所定のネットワークを介して集約し、前記回線の状態を判定する解析装置を備えることを特徴としている。

特に前記伝送信号監視装置は、時刻を計時する計時部と、前記通信装置が入出力するアナログ伝送信号を受け取りディジタル信号に変換する信号変換部と、この信号変換部が変換したディジタル信号に前記計時部が計時した時刻を付与した監視データを保持する記録部と、前記所定のネットワークに前記記録部が保持した監視データを送出するネットワークインタフェースとを具備し、

前記解析装置からの要求を受けて前記記録部が保持した監視データを、前記所定のネットワークを介して送出することを特徴としている。

好ましくは前記解析装置は、前記伝送信号監視装置から受け取った前記監視データに含まれる周波数成分を解析する周波数成分解析部と、この周波数成分解析部が解析した周波数成分に前記回線の状態が正常であるときの周波数成分以外の周波数成分の信号が含まれるとき該回線に異常があると判定する判定部とを備えることが望ましい。

上述の回線監視システムは、音声帯域周波数の信号を利用する回線に接続された複数の通信装置が周波数偏移変調方式の通信を行う前記回線の状態を時刻情報とともに記録部に保持される一方、この記録部に保持された監視データをネットワークを介して解析装置が受け取る。解析装置は、この監視データに含まれる回線の状態（アナログ信号）を解析して、この信号に含まれる特定の周波数成分が含まれるか否かを検出して回線の状態を判定する。

また前記判定部は、前記周波数偏移変調方式の通信における搬送波が１２００Hzで偏移周波数が±２００Hzの場合、１０００Hzから１４００Hz以外の周波数成分の信号レベルが多く含まれるとき前記回線に異常があると判定するものとして構成される。

上述の回線監視システムは、具体的には搬送波周波数が１２００Hzで偏移周波数が±２００Hzの周波数偏移変調方式の場合、回線正常時の伝送信号の波形は、図４（ａ）に示すように１２００Hz近傍の周波数を多く含む正弦波信号である。この信号に含まれる周波数成分を横軸に周波数、縦軸に信号強度（レベル）を取って解析すると図４（ｂ）に示すようになる。

一方、回線異常時の伝送信号の波形は、図５（ａ）およびその信号に含まれる信号成分を分析した図５（ｂ）に示されるように、ノイズが重畳された広い周波数成分の信号を含み、特に周波数２４００Hz近傍の周波数成分の信号が多く含むことがわかる。本発明は、このような知見に基づいてなされたものである。

より好ましくは前記ネットワークは、専用回線またはインターネット回線であることが望ましい。

上述の回線監視システムは、既存の専用回線またはインターネット回線を用いて監視データの授受ができる。

このように本発明の回線監視システムによれば、監視制御装置が入出力するアナログ伝送信号を信号変換部によってディジタル信号に変換し、計時部が計時した時刻とともに監視データとして記録部に保持する一方、ネットワークを介してこの監視データを解析装置に送出している。そして解析装置の周波数成分解析部は、伝送信号監視装置から受け取った監視データに含まれる周波数成分を解析して、判定部が回線の状態が正常であるとき以外の周波数成分の信号が含まれているか否かにより回線に異常がないかどうかを判定している。このため、通信障害が発生した前後の回線の状態を連続的に解析することができ、回線の異常原因を突き止めることができる。また、通信障害が発生する前後のデータを用いて、再現試験を行うことができ障害解析の精度を高めることが可能である。

特に伝送信号監視装置と解析装置とは、既存の専用回線またはインターネット回線で接続されているので障害解析のために新たに回線を設ける必要がなく、簡易にしてしかも常時監視が可能な回線監視システムを構築することができるという優れた効果を奏し得る。

以下、本発明の一実施形態に係る回線監視システムについて図面を参照しながら説明する。図１は、電力所や制御所或いは制御中継所等（以下制御所１０と称する）が発変電所２０に対して実施する監視・制御を行う遠隔監視制御システムの一例を示す概略構成図である。尚、図１は、本発明に係る回線監視システムを例示するものであって、この図によって本発明が限定されるものではない。

さて発変電所の監視・制御を行う制御所１０には、監視情報の収集、制御指令の出力を司る監視制御装置１１を備える。この制御所１０は、図示しない複数の発変電所２０を制御する。複数の発変電所２０とは、回線１を介して相互に情報がやりとりされる。制御所１０は、これら複数の発変電所２０（図示しない複数の発変電所を含む）との情報伝送を行うため回線１を切り換える回線切替盤１２を備えている。そして回線切替盤１２によって切り替えられた発変電所２０とは、回線１を介して監視・制御指令が送受される。この回線１と回線切替盤１２との間には、監視制御装置１１が出力する制御指令を回線１の仕様に応じた変調信号およびレベルに調整して回線１に出力する一方、回線１を介して発変電所２０から受け取る監視情報を監視制御装置１１の仕様に応じた変調信号およびレベルに調整して出力する通信線搬送装置１３が介挿されている。

ちなみに監視制御装置１１と通信線搬送装置１３との間は、音声帯域の周波数（おおむね３００Hz〜３４００Hzの周波数帯域）によるアナログ伝送信号が用いられている。このアナログ伝送信号は、例えば搬送波周波数１２００Hz、偏移周波数±２００Hzとした周波数偏移変調方式（ＦＳＫ）が適用される。

一方、発変電所２０には、図示しない監視制御の対象となる機器類からの監視情報を入力および機器類に対して制御指令を出力する遠隔監視制御装置２１が設けられている。また発変電所２０には、制御所１０と回線１を介して監視・制御データをやり取りするべく遠隔監視制御装置２１が出力する監視情報を回線１の仕様に応じた変調信号およびレベルに調整する一方、制御所１０から出力された制御指令を遠隔監視制御装置２１の仕様に応じた変調信号およびレベルに調整する通信線搬送装置２２が設けられて、伝送路１との間に介挿されている。ちなみに遠隔監視装置２１と通信線搬送装置２３との間は、音声帯域の周波数（おおむね３００Hz〜３４００Hzの周波数帯域）を伝送する通信回線が用いられ、例えば搬送波周波数１２００Hz、偏移周波数±２００Hzとした周波数偏移変調方式（ＦＳＫ）が適用される。

このように構成された遠隔監視システムにおいて通信異常が発生した場合、詳細は後述するが制御所１０の監視制御装置１１と回線切替盤１２との間、および発変電所２０の遠隔監視制御装置２１と通信線搬送装置２２との間に伝送信号監視装置３０を取り付ける。

この伝送信号監視装置３０は、現在の時刻を計時する計時部３１、回線切替盤１２と監視制御装置１１との間で送受される伝送信号または遠隔監視制御装置２１と通信線搬送装置２２との間で送受されるアナログ伝送信号、すなわち音声帯域周波数の信号を抽出してディジタル信号に変換する信号変換部３２、この信号変換部３２が変換したディジタル信号に計時部３１が計時した時刻を付与した監視データを保持する記録部３３およびこれら各部の制御を司る制御部３４を備えている。また、伝送信号監視装置３０には、例えば上述した回線１とは別の専用通信回線またはインターネット等のネットワーク２に記録部３３が保持した監視データを送出するネットワークインタフェース３５が設けられている。

この伝送信号監視装置３０が取り込んだアナログ伝送信号は、ネットワーク２を介して解析装置４０にて解析される。この解析装置４０は、ネットワーク２を介して伝送信号監視装置３０に指令を送出して、該伝送監視制御装置３０の記録部３３が保持した監視データを受信するネットワークインタフェース４１、ネットワークインタフェース４１を介して取り込んだ監視データに含まれる周波数成分を解析する周波数成分解析部４２と、この周波数成分解析部４２が解析した周波数成分に回線の状態が正常であるとき以外の周波数成分の信号が含まれるとき回線に異常があると判定する判定部４３を備えている。また解析装置４０は、判定部４３が判定した結果を表示する表示部４４および解析装置４０の各部を含む解析装置４０全体の制御を司る制御部４５を備える。

ちなみに、上述した伝送信号監視装置３０および解析装置４０は、それぞれパソコンにより実現することができる。つまり伝送信号監視装置３０の制御部３４は、パソコンのＣＰＵ（中央処理装置）が、計時部３１は、パソコンのリアルタイムクロック、信号変換部３２は、パソコンのオーディオインタフェース、記録部３３は、パソコンのメモリやハードディスク等の記憶装置、ネットワークインタフェース３５は、パソコンのＬＡＮまたはＷＡＮインタフェース等により構成できる。

また解析装置４０の制御部４５は、パソコンのＣＰＵにより、周波数成分解析部４２および判定部４３は、制御部４５の制御により作動する解析プログラムにより、表示部４４は、パソコンが備えるディスプレイにより、ネットワークインタフェース３５は、パソコンのＬＡＮまたはＷＡＮインタフェース等により構成できる。具体的に周波数解析部４２が実行する解析プログラムは、例えば汎用のＦＦＴ（高速フーリエ変換）などのソフトウェアを適用する。

このように構成された回線監視システムを用いて回線に障害が発生したときの対処手順について、図２を用いて説明する。

まず、電力所や制御所等の担当者は、障害の発生を受けて制御所１０および現場（発変電所２０）へ出向する［ステップＳ１０］。そして担当者は、制御所１０に設置された監視制御装置１１と通信線搬送装置（通搬）１３、および現場に設置された遠隔監視制御装置（ＴＣ）２１と通信線搬送装置（通搬）２２の状態をそれぞれ確認する［ステップＳ１１］。担当者は、ステップ１１で障害箇所が特定できた場合［ステップＳ１２］、その障害に応じた対策を施して正常に復帰させる［ステップＳ１３］。

一方、ステップＳ１２で障害箇所の特定ができないとき、伝送信号監視装置３０を制御所１０の監視制御装置１１と回線切替盤１２との間、および発変電所２０の遠隔監視制御装置２１と通信線搬送装置２２との間にそれぞれ設置する［ステップＳ１４］。そして伝送信号監視装置３０は、計時部３１が計時した時刻データと共に、伝送されるアナログデータを信号変換部３２変換したディジタルデータを監視データとして記録部３３に保持する。次いで伝送信号監視装置３０が収集した監視データは、ネットワークインタフェース３５およびネットワーク２を介して解析装置４０へ送られる［ステップＳ１５］。

解析装置４０は、ネットワーク２を介して伝送信号監視装置３０が送出した監視データをネットワークインタフェース４１を介して取り込み、周波数成分解析部４２がこの監視データに含まれる周波数成分を解析して、回線に障害が発生していないかどうかを判定部４３が判定する［ステップＳ１６］。このとき判定部４３は、監視データに含まれる回線の状態（アナログ伝送信号）、具体的には前述したように搬送波が１２００Hzで偏移周波数が±２００Hzの場合、１０００Hzから１４００Hz以外の周波数成分の信号レベルが多く含まれるとき前記回線に異常があると判定する。

次いで担当者は、伝送信号監視装置３０が捉えた回線の障害状態を再現すべく、再現試験を実施する［ステップＳ１７］。この再現試験は、解析装置４０が収集した監視データを監視制御装置１１等に与えて、その際の挙動が、該障害と同じになるかどうかを評価するものである。そして、障害箇所が回線側にあるのか、それとも監視制御装置１１側または遠隔監視制御装置２１側にあるのかが特定できるまで再現試験を繰り返す［ステップＳ１８］。ステップＳ１８で障害箇所が特定できたとき、担当者は、その障害に応じた対策を施して復帰させる［ステップＳ１３］。

かくして上述した本発明に係る回線監視システムは、伝送信号監視装置３０がアナログ伝送信号をリアルタイムで計測して保持している。そして、解析装置４０は、この伝送信号監視装置３０が保持した監視データをネットワーク２を介して収集して、この収集した監視データを解析すると共に、この監視データを用いて障害の再現を行い、障害部位の切り分けをしている。したがって、伝送信号監視装置３０を設置した後は、電力所等から遠方監視することができ、短時間で復旧する障害が発生する都度、現場に出動する必要がない。記録した監視データを用いて障害の再現ができるので、故障部位特定の精度を上げることができる。更に上述した本発明に係る回線監視システムは、パソコンを利用して容易に実現することができる等の実用上多大なる効果を奏する。

尚、上述した回線監視システムは、音声帯域周波数を用いる装置であれば、回線の状態に限られることなく、種々の装置へ適用することが可能である。

その他、本発明の回線監視システムは、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論可能である。

本発明の回線監視システムが適用される遠隔監視制御システムの要部概略構成を示す図である。 図１に示す回線監視システムを用いて回線に障害が発生したときの対処手順を示すフローチャートである。 従来、回線に障害が発生したときの対処手順を示すフローチャートである。 伝送障害が発生していないときの伝送信号を示すグラフである。 伝送障害が発生したときの伝送信号を示すグラフである。

符号の説明

１ 回線
２ ネットワーク
１０ 制御所
１１ 監視制御装置
１２ 回線切替盤
１３ 通信線搬送装置
２０ 発変電所
２１ 遠隔監視装置
２２ 通信線搬送装置
３０ 伝送信号監視装置
４０ 解析装置

Claims (5)

1. 音声帯域周波数のアナログ伝送信号を利用する複数の通信装置が周波数偏移変調方式で伝送を行う回線の状態を監視する回線監視システムであって、
   前記複数の通信装置がそれぞれ入出力する前記アナログ伝送信号を監視する伝送信号監視装置が上記各通信装置にそれぞれ接続され、
   上記伝送信号監視装置が監視した伝送信号を所定のネットワークを介して集約し、前記回線の状態を判定する解析装置を備えたことを特徴とする回線監視システム。
2. 前記伝送信号監視装置は、時刻を計時する計時部と、
   前記通信装置が入出力するアナログ伝送信号を受け取りディジタル信号に変換する信号変換部と、
   この信号変換部が変換したディジタル信号に前記計時部が計時した時刻を付与した監視データを保持する記録部と、
   前記所定のネットワークに前記記録部が保持した監視データを送出するネットワークインタフェースと
   を具備し、
   前記解析装置からの要求を受けて前記記録部が保持した監視データを、前記所定のネットワークを介して送出することを特徴とする請求項１に記載の回線監視システム。
3. 前記解析装置は、前記伝送信号監視装置から受け取った前記監視データに含まれる周波数成分を解析する周波数成分解析部と、
   この周波数成分解析部が解析した周波数成分に前記回線の状態が正常であるときの周波数成分以外の信号が含まれるとき該回線に異常があると判定する判定部と
   を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の回線監視システム。
4. 前記判定部は、前記周波数偏移変調方式の通信における搬送波が１２００Hzで偏移周波数が±２００Hzの場合、１０００Hzから１４００Hz以外の周波数成分の信号レベルが所定量以上含まれるとき前記回線に異常があると判定するものである請求項３に記載の回線監視システム。
5. 前記ネットワークは、専用回線またはインターネット回線であることを特徴とする請求項１または２に記載の回線監視システム。

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