JP2007094538A - 遠隔保守診断システム、遠隔保守診断方法及び遠隔保守診断サービス提供方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の空港の灯火断芯位置検出装置を効果的に診断及び保守できる遠隔保守診断システムを提供する。
【解決手段】 全国の空港の灯火断芯位置検出装置３０の監視装置２を広域ネットワーク１０に接続するための通信装置１を設け、ネットワーク１０に接続されるサポートセンタ１００に、全国の気象データベース１９から得られる各空港の気象情報を蓄積する気象データベース１４と、各空港の監視装置２から得られた灯火断芯位置検出装置の運用情報を蓄積する機器状態履歴データベース１５と、各空港の機器構成情報を蓄積する機器構成データベース１６と、各空港から得られた灯火断芯位置検出装置の運用情報及び機器構成情報と気象情報の類似点を検索し診断ルールに基づいて診断する処理装置１２と、診断ルール等を登録する診断要素及び診断データベース１７と、データベースや診断ルールに情報を設定する入出力端末１３とを備えたものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、空港の灯火の断芯を監視する灯火断芯位置検出装置を遠隔監視し、異常発生時に診断を行う遠隔保守診断システム及び遠隔保守診断方法、並びにこの遠隔保守診断方法を適用して提供される遠隔保守診断サービス提供方法に関する。

従来の、空港における灯火（ランプ）の球切れを検知する灯火断芯位置検出装置の異常発生時の対応は、各空港に常備している予備のユニットに交換して動作確認することにより実施していた。また、各灯器に取付けられた断芯検出用の子局と親局間の電力線搬送方式による通信に異常が見られた場合は、ユーザが監視の記録をメーカへファクスやメールにて送付し、必要に応じてメーカの点検要員を各空港に派遣することで対応が行われている。なお、国土交通省航空局が所掌する日本国内の空港に設置されている灯火断芯位置検出装置のデータ通信については、各灯火に電力を供給するための電力線を使用し、電力の商用周波数（５０Ｈｚ又は６０Ｈz）の交流波形上に情報通信の為の高周波の信号を重畳する電力線搬送方式が用いられている。また、灯火断芯位置検出装置については、国土交通省航空局発行の灯仕第２７６号「航空灯火断芯位置検出装置仕様書」にシステム構成を含む機能仕様が規定されている。

特許文献１には、複数個配置されている灯火のどれに断芯が発生したかを検出可能な灯火断芯検出装置についての開示がある。

一方、ユーザの施設に納入した設備に対する遠隔方式を用いたメーカによる設備点検及び診断方法については、様々な提案がなされている。

例えば、特許文献２には、発電プラントの運転状況を示すプラントデータを長距離通信回線等を用いて継続的に収集し、過去に実施した発電所の異常発生に対する異常診断の履歴等が蓄積されたデータベースと現在のデータとを比較することにより異常診断を行うことで、迅速な異常対応処置ができる遠隔監視診断システムについての開示がある。

また、特許文献３には、ビル等に設置される空気調和機の運転状態を示す温度、圧力等の情報や異常情報をＨＴＭＬ（Hyper Text Markup Language）ファイル形式で記憶することにより、インターネットを用いて監視装置が設置された場所以外の場所からも運転制御や異常対応が可能となり、リアルタイム監視を維持しつつ保守作業の省力化を行う空気調和機の監視システム及び遠隔監視装置についての開示がある。

特開平３−２７２５９５号公報 特開２００２−６９４２号公報 特開平１１−２３０６０２号公報

このように、公衆回線等を用いて現地の設備の運転出力値を自動的に取得し、メーカが遠隔監視診断を行う提案が多数なされている。しかし、空港の灯火断芯位置検出装置に対する遠隔診断を実用化することに関しては以下に示す課題がある。

灯火を構成する電気回路（灯火回路）には、灯火断芯位置検出装置の親局及び子局以外に、灯器、ゴムトランス、電力線などの多数の構成要素が含まれる。電力線搬送方式による通信の状態は、これらの回路を構成する要素の影響を強く受け、電力線の劣化や損傷による通信不良が起きる可能性も存在するため、灯火断芯位置検出装置の親局及び子局自身が保有する通信電圧等の運転状態の情報を収集するだけでは灯火断芯位置検出装置自身の異常診断を行う情報としては不足である。

また、灯火回路を構成する灯器、ゴムトランス、電力線、灯火断芯位置検出装置の子局は屋外設置であり、雨天時等には水に濡れる、又は冠水する環境にあるため、各機器の経年劣化については現地の天候及び気候が大きく影響を与える。また、電力線搬送通信の性能についても、電力線の設置及び使用環境に依存する所が大きい。

電力線搬送通信の技術自体は比較的古くから存在するが、空港の灯火断芯位置検出装置の導入は１９９０年代に開始されたため歴史が浅い。また、日本の空港の灯火設備に関する規格は海外と異なっており、空港の灯火断芯位置検出装置自身の劣化に関する情報の蓄積は不足している。そのため、灯火断芯位置検出装置の診断、保守に関する手法が確立していない。

以上説明したような状況から、灯火断芯位置検出装置の異常診断、保守を行うためには電力線搬送通信の理解が欠かせないが、電力線搬送通信の理解には電気分野と情報通信分野の知識が必要となるため、機器の特性を理解した上で保守が可能な人材を多数確保することは容易ではない。更に、限られた保守担当者で、距離的に離れた複数の空港の装置の診断、保守作業を行うことは困難である。

本発明は、複数の空港の灯火断芯位置検出装置を効果的に診断及び保守できるようにすることを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、全国の空港の灯火断芯位置検出装置における監視装置を通信回線に接続するための通信装置と、全国の気象データベースから得られる各空港の気象情報を蓄積する気象データベースと、各空港の監視装置から得られた灯火断芯位置検出装置の運用情報を蓄積する機器状態履歴データベースと、各空港の機器構成情報を蓄積する機器構成データベースと、各空港から得られた灯火断芯位置検出装置の運用情報及び機器構成情報と気象情報の類似点を検索し診断ルールに基づいて診断する処理装置と、診断ルールを登録する診断データベースと、上記データベースや診断ルールに情報を設定する入出力端末とを備えたものである。

灯火断芯位置検出装置に異常が発生した場合、機器の動作情報と当該機器の機器構成情報及び当該空港の気象情報を取得し、機器状態履歴データベースと診断データベースから発生した異常に適合する過去の事象を抽出し、異常の診断を行う。その診断結果を参考に機器交換や点検等の処置を行う。これにより、専門の知識を有する保守員を現地に派遣することなく、適切な異常診断が可能となり、処置も迅速に行うことができる。また、発生した異常の原因や処置の内容等を蓄積することにより、異常診断の精度が向上するとともに、適切な処置が可能となる。

本発明によれば、空港毎に例えば約一千個設置されている灯火断芯位置検出装置の子局に対する統計的な診断が可能となり、保守に要するコストを削減し、保全を行う上で利用価値の高い情報を効率的に蓄積する事が出来る。特に空港の灯火については、各空港で設置条件などが近似していることが多く、過去の情報を参考にした統計的な診断で、精度の高い診断が可能であり、効率的な診断及び保守ができる。

以下、本発明の一実施の形態を、図１〜図８を参照して説明する。

図１は、本例のシステム構成例を示している。サポートセンタ１００には、遠隔保守診断を行うサーバ等の処理装置１２を設置し、空港毎の気象情報を格納する空港毎の気象データベース１４と、空港毎の機器状態を蓄積した空港毎の機器状態履歴データベース１５と、灯火回路を構成する機器の設置年月、交換年月、機器仕様等の設備情報を格納する空港毎の機器構成データベース１６と、診断要素情報及び診断結果情報を格納する診断要素及び診断データベース１７を設ける。処理装置１２は、ルータ、モデム等の通信装置１１を介して公衆回線や専用通信回線網等の広域ネットワーク１０に接続する。また、処理装置１２は、診断要素及び診断データベース１７等にデータを入力するためのパーソナルコンピュータ、ワークステーション等の入出力端末１３と接続する。

気象庁や、気象データ提供サービス等を行う気象データバンク２００には、全国の気象データベース１９があり、ルータ、モデム等の通信装置１８を介して広域ネットワーク１０に接続する。サポートセンタ１００の処理装置１２は、通信装置１１を介して広域ネットワーク１０に接続し、気象データバンク２００の通信装置１８を通して、全国の気象データベース１９から任意の地点の気象情報を取得できる。

次に空港の滑走路や誘導路の灯火を点灯するための設備について説明する。Ａ空港３００には、灯火断芯位置検出装置３０の情報を集約するパーソナルコンピュータ、ワークステーション、サーバ等で構成される監視装置２を設置し、監視装置２はルータ、モデム等の通信装置１を介して広域ネットワーク１０に接続する。灯火回路には交流電源として定電流装置７を設置し、定電流装置７は絶縁ゴムトランス６０、６１、６２、・・・６ｎの一次側電力線８に接続し、交流電流を供給する。絶縁ゴムトランス６１、６２、・・・６ｎの二次側には、灯器４１、４２、・・・４ｎと灯器内のランプの球切れを検出する子局５１、５２、・・・５ｎが接続している。絶縁ゴムトランス６０の二次側電力線９には灯火回路毎に一台ずつ設置される親局３１が接続し、一次側電力線８及び二次側電力線９を介した電力線搬送通信によりランプ及び子局自身の状態情報及び個体認識情報を親局３１に集約する。Ａ空港３００には、以上説明した構成と同様の灯火回路が複数あり、それぞれの灯火回路に親局３２、・・・、親局３ｉを設置している。監視装置２は灯火回路毎に一台ずつ設置された親局３１、３２、・・・３ｉと接続し、各親局が持つランプ及び子局の状態情報及び個体認識情報を集約して監視することにより、当該空港における滑走路のランプの状態情報をリアルタイムで一元的に監視及び管理する。

なお、以上説明した灯火設備及び灯火断芯位置検出装置については、従来と同様に構成すればよい。また、Ａ空港３００と同様に、Ｂ空港４００、Ｃ空港５００、Ｄ空港６００にも監視装置、灯火断芯位置検出装置、通信装置が設置されている。

空港の灯器に用いるランプには比較的寿命の長いハロゲンランプの使用が規定されているが、ハロゲンランプの寿命は一般に２０００〜４０００時間とされており、ランプ設置数の総計が１０００個を越える空港全体では頻繁に球切れが生じる。滑走路のランプは航空機が離着陸する際の指標となる重要な設備であるため、灯器内のランプの球切れを速やかに検知し、処置しなくてはならない。

次に、本例による遠隔保守診断方法について説明する。空港に設置した灯火断芯位置検出装置３０の親局３１、３２、・・・３ｉは、一次側電力線８及び二次側電力線９を介した電力線搬送通信により、親局が接続する灯火回路のランプ及び子局自身の状態情報及び個体認識情報を集約する。監視装置２は、親局３１、３２、・・・３ｉが持つランプ及び子局の状態情報及び個体認識情報を集約して監視し、通信装置１を介して広域ネットワーク１０に接続し、集約した情報をサポートセンタ１００に定期的に送信する。また、監視装置２には灯火回路を構成する機器の設置年月、交換年月、機器仕様等の設備情報が点検作業員の手動により入力又は変更され、蓄積される。監視装置２は、蓄積されたランプ及び子局の個体認識情報、及び灯火回路を構成する機器の設置年月、交換年月、機器仕様等の設備情報をサポートセンタ１００に送信する。更に、監視装置２は、ランプ又は子局に異常が発生した場合は、異常に関する情報をサポートセンタ１００に送信する。

サポートセンタ１００の処理装置１２は、各空港の監視装置２から送信された情報を通信装置１１を介して受信して取り込み、ランプ及び子局の状態情報及び個体認識情報を空港毎の機器状態履歴データベース１５に格納する。また、灯火回路を構成する機器の設置年月、交換年月、機器仕様等の設備情報は、空港毎の機器構成データベース１６に格納する。一方、処理装置１２は、気象データバンク２００に接続し、全国の気象データベース１９から監視装置２が設置されている空港の気象情報を取得し、空港毎の気象データベース１４に格納する。

処理装置１２は、空港の監視装置２から送信された状態情報を確認し、異常を示す情報が含まれていた場合は、診断要素及び診断データベース１７に格納されている診断要素情報に基づいて、空港毎の気象データベース１４、空港毎の機器状態履歴データベース１５、空港毎の機器構成データベース１６に格納されている過去の類似現象の検索を行い、検索結果に基づいて異常診断を行う。処理装置１２は診断結果を通信装置１１、広域ネットワーク１０、通信装置１を介して監視装置２に送信し、同時に、診断結果を空港毎の機器状態履歴データベース１５に格納する。空港の監視装置２は、サポートセンタ１００から送信された診断結果を表示出力し、空港の点検作業員が、監視装置２に表示された診断結果を基に、異常の処置を行う。

図２は、空港毎の気象データベース１４の格納情報の項目と内容の一例を示した図である。気象データベース１４には、例えば空港名、気象情報を測定した時刻、気温、湿度、降水量、積雪深等の情報を格納する。なお、これらの情報は、処理装置１２が各空港の監視装置２から情報を受信した時に気象データバンク２００から広域ネットワーク１０を介して取得し、格納する。

図３は、空港毎の機器状態履歴データベース１５の格納情報の項目と内容の一例を示した図である。機器状態履歴データベース１５には、例えば空港名、計測時刻、灯火回路名、子局の機器番号、測定時における機器の動作状況や正常または異常の状態を表す機器の現象、電力線搬送通信における商用の交流電圧に重畳している通信信号の電圧、異常時の原因等の情報を格納する。なお、空港名、計測時刻、灯火回路名、子局の機器番号、機器の現象、通信信号の電圧の情報は、各空港に設置している監視装置２から広域ネットワーク１０を介して処理装置１２が取得し、格納する。また、異常時の原因の情報は、処理装置１２が診断要素及び診断データベース１７内に格納されている情報を基に行った異常診断の結果、又はサポートセンタ１００内の入出力端末１３からの手動入力によって取得し、格納する。

図４は、空港毎の機器構成データベース１６の格納情報の項目と内容の一例を示した図である。機器構成データベース１６には、空港名、子局の機器番号、灯火回路名、子局の交換回数、子局の設置年月、電力線の総延長、電力線の設置年月、回路の子局設置数、回路上の子局の配置、などの電力線搬送通信の構成要素となる情報が格納される。なお、これらの情報は各空港に設置している監視装置２から広域ネットワーク１０を介して処理装置１２が取得して格納する。又は、サポートセンタ１００内の入出力端末１３からの手動入力によって直接格納する。

図５は、診断要素及び診断データベース１７に格納される情報のうち、診断要素に関する情報の項目と内容の一例を示した図である。灯火断芯位置検出装置が行う電力線搬送通信の通信経路となる灯火回路については、進入灯、接地帯灯、側列灯、の様に用途別に分類され、路面上の配置に関しても航空機のパイロットが混乱しないように規格化が行われている。そのため、灯火を結ぶ電力線の長さや経路に多少の差異があるものの、灯火回路の機器の配置は、異なる空港であっても類似する傾向にあり、灯火回路の電気的な構成に起因する共振現象などの電力線搬送通信への影響は、異なる空港であっても共通する部分が存在する。また、設置環境も通信状態に多大な影響を及ぼす。そのため、診断要素及び診断データベース１７の診断要素として、電力線搬送通信に影響を与える環境及び機器構成の類似点を抽出する為の情報を、入出力端末１３から入力する。抽出する条件の一例として、空港名、灯火回路、子局数、電力線の長さ、異常が発生した子局の灯火回路上での配置順、子局の設置経過年数、気温、湿度、降水量、積雪深、子局の交換回数等を与える。

図６は、診断要素及び診断データベース１７に格納される情報のうち、診断に関する情報の項目と内容の一例を示した図である。診断情報としては、図５に示した診断要素の組合せによって灯火回路の状況を限定する「診断要素組み合わせパターン」と、組み合わせパターンにより限定された状況に対する「診断結果」と、「診断結果の重要度」の項目について情報を格納する。なお、診断データベースの情報は入出力端末１３から入力する。一例として、過去に同様の事象が存在した場合には診断結果の内容と過去と同様とし、その重要度を第一位とする。また、部分的に重複する事象が存在した場合には診断結果を過去と同様とし、その重要度を第二位とする。また、過去に類似する事象が無く、子局の設置経過年数が閾値以上である場合は、該当する空港の灯火システムの設置経過年数を判断して、所定年以上経過した場合に、劣化による故障と判定する、などが挙げられる。

図７は、空港内の機器に異常が発生した場合の、処理装置１２による診断処理の一例をフローチャートで示した図である。空港内の監視装置２による監視の結果、空港内の機器に異常が発生したと判断された場合は、当該空港の名称、子局の機器番号、通信信号電圧などの機器の動作情報を監視装置２から通信装置１、広域ネットワーク１０を経由してサポートセンタ１００に送信する。サポートセンタ１００の処理装置１２は、まず通信装置１１を介して監視装置２からの異常に関する情報を受信する（ステップＳ７０１）。次に、空港毎の気象データベース１４から当該空港の異常発生時の気象情報を取得し、空港毎の機器構成データベース１６から当該機器の機器構成情報を取得する（ステップＳ７０２）。次に、空港毎の気象データベース１４、空港毎の機器状態履歴データベース１５、空港毎の機器構成データベース１６から、診断要素及び診断データベース１７の診断要素に適合する過去の事象を抽出し、診断要素及び診断データベース１７の診断情報により、診断要素の組み合わせに適合した診断結果を事前に設定した重要度順に配列する（ステップＳ７０３）。最後に、処理装置１２の診断結果を通信装置１１、広域ネットワーク１０、通信装置１を経由して異常が発生した空港の監視装置２に送信する（ステップＳ７０４）。同時に、処理装置１２は、診断結果を空港毎の機器状態履歴データベース１５に格納する。当該空港の監視装置２は、受信した診断結果を表示出力し、空港内の点検作業員は、監視装置２に表示された診断結果を参考に機器交換・点検等の処置を行う。

図８は、遠隔保守診断システムを利用した遠隔保守診断サービス提供方法の例を示した図で、空港と、遠隔保守診断サービスを行うサポートセンタ及び空港の管理会社との間の情報のやりとりについて、時間経過に従って示した図である。サポートセンタは、例えば本例のサービスを提供する会社などに設置される。平常時、各空港は灯火断芯位置検出装置の機器動作状態の情報と、機器の構成変更時における機器構成の情報をサポートセンタに送信する（ステップＳ８０１，Ｓ８０２）。

サポートセンタでは、送信された情報を各データベースに格納する。灯火断芯位置検出装置またはランプ等の機器に異常が発生した場合、空港はサポートセンタに異常に関する情報を送信する（ステップＳ８０３）。サポートセンタは空港からの異常情報の受信後に、空港の管理会社に対して異常診断の発注契約の連絡を行い（ステップＳ８０４）、異常の診断結果を空港に連絡するとともに（ステップＳ８０５）、異常診断の履行を空港の管理会社に連絡する（ステップＳ８０６）。空港の管理会社は、サポートセンタから異常診断の履行の連絡を受信後、対価をサポートセンタに支払う（ステップＳ８０７）。空港からの機器状態情報の連絡と機器構成変更情報のサポートセンタへの連絡は、ステップＳ８０８，Ｓ８０９に示すように随時行われる。

以上説明したように、本例では、広域ネットワークを介して空港と接続するサポートセンタにおいて複数の空港の機器の状態を常に監視し、異常発生時には、過去に発生した事象と設置されている空港の気象状況等の環境条件を基に異常内容や原因を診断して、当該空港へ通知することができる。また、複数の空港の情報を集約して蓄積することにより、異常診断の内容を実際の現象に合わせて見直すことができるため、診断可能な異常項目が拡大できる、保守作業に有用な情報を提供できる等の効果がある。その結果、専門の知識を持つ保守員が空港で異常診断や異常処置を行わなくても、異常時の対応が可能となる。

本発明の一実施の形態によるシステム構成例を示す説明図である。 本発明の一実施の形態による空港毎の気象データベースの格納情報の項目と内容の例を示す説明図である。 本発明の一実施の形態による空港毎の機器状態履歴データベースの格納情報の項目と内容の例を示す説明図である。 本発明の一実施の形態による空港毎の機器構成データベースの格納情報の項目と内容の例を示す説明図である。 本発明の一実施の形態による診断要素及び診断データベースの格納情報のうち、診断要素に関する情報の項目と内容の例を示す説明図である。 本発明の一実施の形態による診断要素及び診断データベースの格納情報のうち、診断に関する情報の項目と内容の例を示す説明図である。 本発明の一実施の形態による灯火断芯位置検出装置の異常診断の処理例を示すフローチャートである。 遠隔保守診断システムを利用した遠隔保守診断サービス提供方法の例を示した図である。

符号の説明

１…通信装置、２…監視装置、３０…灯火断芯位置検出装置、３１，３２，・・・，３ｉ…親局、４１，４２，・・・，４ｎ…灯器、５１，５２，・・・，５ｎ…子局、６１，６２，・・・，６ｎ…ゴムトランス、７…定電流装置、８…一次側電力線、９…二次側電力線、１０…広域ネットワーク、１１…通信装置、１２…処理装置、１３…入出力装置、１４…空港毎の気象データベース、１５…空港毎の機器状態履歴データベース、１６…空港毎の機器構成データベース、１７…診断要素及び診断データベース、１８…通信装置、１９…全国の気象データベース、１００…サポートセンタ、２００…気象データバンク、３００…Ａ空港、４００…Ｂ空港、５００…Ｃ空港、６００…Ｄ空港

Claims (5)

1. 空港の灯火の断芯を検知する空港灯火断芯位置検出装置の保守を行う遠隔保守診断システムにおいて、
   空港灯火断芯位置検出装置の監視装置を広域ネットワークに接続する通信装置を介して、情報を送受信する通信装置と、
   空港毎の気象情報を格納する第１のデータベースと、
   空港毎の空港灯火断芯位置検出装置の稼働状態の履歴を示す情報を格納する第２のデータベースと、
   空港毎の空港灯火断芯位置検出装置が設置される灯火回路の機器構成を示す情報を格納する第３のデータベースと、
   過去に発生した事象との共通点を検索する為の診断要素及び診断内容を示す情報を格納する第４のデータベースと、
   空港灯火断芯位置検出装置の異常発生時に、過去の事象との共通性の度合いにより現在の状態を診断する処理装置と、
   前記第１〜第４のデータベースの情報を編集する入出力端末とを備え、
   前記処理装置の診断結果を前記空港灯火断芯位置検出装置の監視装置へ表示することを特徴とする遠隔保守診断システム。
2. 請求項１記載の遠隔保守診断システムにおいて、
   前記処理装置での診断結果の重要度を判断し、その判断した重要度に応じて対処の指示する表示を前記監視装置で行うことを特徴とする遠隔保守診断システム。
3. 請求項２記載の遠隔保守診断システムにおいて、
   前記処理装置での診断結果で、過去に類似する事例がない場合には、該当する空港の灯火の設置経過年数から診断することを特徴とする遠隔保守診断システム。
4. 空港の灯火の断芯を検知する空港灯火断芯位置検出装置の保守を行う遠隔保守診断方法において、
   電力線搬送方式の通信を行う電気回路の機器構成と、
   電力線搬送方式の通信を行う電気回路の機器の稼動状態と、
   電力線搬送方式の通信を行う電気回路が設置されている場所の環境情報を基に、過去に起きた事象との共通点を抽出し、
   共通性の度合いにより過去に起きた事象の原因を現在の異常の原因であると判定する遠隔保守診断方法。
5. 空港の灯火の保守を遠隔で行う遠隔保守診断サービス提供方法において、
   空港毎の気象情報と、空港に設置された空港灯火断芯位置検出装置の監視装置から機器の状態の情報と機器の構成の情報を所定の保守診断システムで継続的に取得し、
   前記保守診断システムで取得した各情報を蓄積し、
   機器異常の情報を取得した場合に、過去の蓄積情報と前記取得した情報から灯火断芯位置検出装置の異常原因の診断を行うサービスを提供することを特徴とする遠隔保守診断サービス提供方法。

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