JP2008204398A

JP2008204398A - 放流制御システム

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Publication number: JP2008204398A
Application number: JP2007042934A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Yokota; 充洋横田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2007-02-22
Filing date: 2007-02-22
Publication date: 2008-09-04

Abstract

【課題】放流制御システムについて、使い勝手を損なうことなくセキュリティを向上させる。
【解決手段】放流制御システムは、制御操作の内容に応じた複数の操作パターンを設定できるようにされるとともに、それら各操作パターンのそれぞれに対して段階別の操作権限を設定できるようにされ、さらに操作パターンと段階別操作権限を対応付けて管理できるようにされ、また認証待ち状態にあって操作者による生体認証入力がなされるのを受けて当該操作者の認証を行う認証処理、認証成立であった場合に当該操作者の段階別操作権限を判定する操作権限判定処理、および段階別操作権限判定処理の結果に応じた操作画面を表示する操作画面表示処理の各処理を行えるようにされ、そして段階別操作権限に応じて表示される操作画面により制御操作を行うようにされている。
【選択図】図５

Description

本発明は、ダムや堰などのような貯水施設における放流の制御に用いられる放流制御システムに関する。

ダムや堰などのような貯水施設では、放流設備が設けられ、その放流設備におけるゲートの開閉で放流を制御できるようにされている。放流設備における通常時の放流制御はゲート自動制御装置によるゲートの自動制御でなされているが、必要に応じて貯水施設の従業員（操作者）による手動のゲート開閉操作でも放流制御をなせるようにされている。そしてそのゲートの手動操作のための放流制御システムが設けられている。

放流制御システムは、ゲート開閉操作の他に、諸量データ閲覧やデータ訂正・変更なども主要な機能として有しているのが一般的である。ここで、諸量データ閲覧機能とは、貯水施設に設けてある各種の計測機器による計測で収集蓄積してある諸量データを貯水状態などの把握のために必要時に操作者が閲覧できるようにする機能である。一方、データ訂正・変更機能とは、計測機器が故障するなどして欠測を生じた場合などに必要となる収集蓄積諸量データの訂正や放流設備における設定値の変更などを行えるようにする機能である。本明細書では、放流制御システムに関するこれらの作業を総称して制御操作と呼び、またその制御操作におけるゲート操作、諸量データ閲覧、データ訂正・変更などを個々の操作パターンと呼ぶ。

以上のような放流制御システムについては、適切なセキュリティを確保することが求められる。つまり一定の権限を有する操作者以外は放流制御システムによる制御操作を行えないようにする必要があるということである。こうした要求について、従来ではパスワードによる認証を行うことで放流制御システムのセキュリティを確保するようにしていた。なお、放流制御システムでのセキュリティ確保に類似する技術としては、例えば特許文献１や特許文献２に開示の技術が知られている。

特開２００３−１５０５５１号公報特開２００６−１９５６２１号公報

一般に、放流制御システムによる制御操作がなされるのは、貯水施設に過剰な水量の流入があるなど特別な状態を生じた場合になされるのが一般的である。つまり放流制御システムによる制御操作は、基本として、たまになされる非日常的な作業である。そのためパスワード認証方式であると、制御操作を必要とする際に、パスワードを忘れてしまっていて制御操作を行えないといった事態を招くおそれがある。このことは、セキュリティの確保に伴ってシステムの使い勝手を低下させることにつながる。

また放流制御システムでは、操作パターンごとに段階別の操作権限を設定できるようにすることで、そのセキュリティをより高めることが可能であるが、パスワード認証方式であると、パスワードの数が多くなって認証手続が複雑になり過ぎるなどのことから、そのような段階別操作権限による管理が困難である。

さらにパスワード認証方式には、一旦認証がなされてシステムのログオンがなされると、誰でも制御操作を行うことが可能となってしまい、そのために操作者の事後特定が困難になったり、不正操作の可能性を招いたりする問題がある。

本発明は以上のような事情を背景になされたものであり、その課題は、放流制御システムについて、使い勝手を損なうことなくセキュリティを向上させることにある。

上述のように放流制御システムによる制御操作は非日常としてなされる作業である。こうした放流制御システムの特性を考えると、セキュリティのための認証は、認証対象者と不可分なかたちで行えるようにすることが最善である。具体的には、指紋や静脈パターンあるいは虹彩パターンなど認証対象の生体と不可分な情報を用いる生体認証でセキュリティのための認証を行う。これにより制御操作の条件となる認証が操作者と不可分なものとなり、たまにしか行われない放流制御システムによる制御操作でも確実な認証を行うことができ、使い勝手を損なうことなく、十分なセキュリティを確保することが可能となる。また生体認証は、認証対象者との不可分性により、操作者の識別も可能とする。このため、操作パターンごとに段階別操作権限を設定してセキュリティをより向上させる場合に、その操作パターンと段階別操作権限の対応関係の管理を容易とする。

本発明はこうした知見に基づいており、ダムや堰のような貯水施設における放流の制御に用いられる放流制御システムにおいて、生体認証により操作者を識別認証できるようにされた生体認証手段を備えており、前記生体認証手段による認証がなされることを条件に前記操作者による制御操作を受け入れるようにされていることを特徴としている。

このような放流制御システムについては、上記生体認証における操作者の識別能を利用できるようにするのが好ましい。そのため本発明では、上記のような放流制御システムについて、制御操作の内容に応じた複数の操作パターンを設定できるようにするとともに、前記複数の操作パターンのそれぞれに対して段階別の操作権限を設定できるようにし、さらに前記生体認証手段による操作者の識別認証に基づいて前記段階別操作権限に応じた操作画面を表示できるようにし、そして前記段階別操作権限に応じて表示される操作画面により制御操作を行うようにするものとしている。

また本発明では、上記知見に基づき、ダムや堰のような貯水施設における放流の制御に用いられる放流制御システムにおいて、制御操作の内容に応じた複数の操作パターンを設定できるようにされるとともに、前記複数の操作パターンのそれぞれに対して段階別の操作権限を設定できるようにされ、さらに前記操作パターンと前記段階別操作権限を対応付けて管理できるようにされ、また操作者による生体認証の入力がなされるのを待つ認証待ち状態にあって操作者による前記生体認証入力がなされるのを受けて当該操作者の認証を行う認証処理、前記認証処理で認証成立であった場合に当該操作者の前記段階別操作権限を判定する操作権限判定処理、および前記段階別操作権限判定処理の結果に応じた操作画面を表示する操作画面表示処理の各処理を行えるようにされ、そして前記段階別操作権限に応じて表示される操作画面により制御操作を行うようにされていることを特徴としている。

また本発明では上記のような放流制御システムについて、１つの操作パターンによる制御操作が実行されるごとに前記認証待ち状態に戻るようにしている。このようにすることにより、システムのログオン後に認証操作者以外の者による制御操作がなされる可能性を効果的に防止することができ、セキュリティをより向上させることができる。

以上のような本発明によれば、放流制御システムについて、その使い勝手を損なうことなくセキュリティを向上させることができる。

以下、本発明を実施するための形態について説明する。図１に、一実施形態による放流制御システムの構成を示す。本実施形態の放流制御システム１は、操作端末２を備えており、後述のような認証がなされることを条件に操作者が操作端末２を通じて制御操作を行えるようにされている。その制御操作としては、上述のようなゲート開閉操作、諸量データ閲覧、データ訂正・変更の各制御操作が少なくとも含まれる。そしてゲート開閉操作については、操作端末２を通じた操作者の制御操作で生成される操作データが動作制御装置３、入出力装置４およびゲート機側伝送装置５を介して制御対象ゲート６に出力されるようになっている。またその動作制御装置３は、制御用データベース７から提供されるゲート動作の制御用データに基づいて動作制御を行うようになっている。

操作端末２は、図２にその構成を示すように、操作入力部１１と操作処理部１２を備えている。操作入力部１１は、表示装置１３を備え、またキーボードやマウスなどで構成される入力機器１４を備えており、表示装置１３に表示させる後述のような操作画面を操作者が入力機器１４で操作することを通じて制御操作の入力をなせるようにされている。また操作入力部１１は、生体認証入力手段として指紋入力装置１５を備えており、操作者が所定の手指をかざすのを受けてその指紋を指紋入力装置１５で読み取れるようにされている。

操作処理部１２は、データ処理装置２１と格納装置２２を備え、格納装置２２に格納されている各種のプログラムを用いてデータ処理装置２１が操作者による制御操作に必要なデータ処理を行い、また操作者によりなされた制御操作を操作履歴として操作履歴格納部２３に保存できるようにされている。

図２の例では、格納装置２２に格納の各種プログラムとして、操作画面制御手段２４、生体認証手段２５、操作者情報管理テーブル２６、および操作パターン管理テーブル２７を示してある。

操作画面制御手段２４は、表示装置１３への操作画面の表示を制御する。生体認証手段２５は、指紋入力装置１５が読み取る指紋に基づいて操作者を識別認証する。その識別認証は、操作者情報管理手段である操作者情報管理テーブル２６を参照して行われる。

操作者情報管理テーブル２６は、操作者情報管理手段であり、例えば図３に示す例のように構成される。図３の操作者情報管理テーブル２６には、放流制御システム１による制御操作について権限を有する複数の操作者の個々について操作者情報１、操作者情報２、操作者情報３、…として操作者情報記録欄３１が設けられている。そして各操作者情報記録欄３１には、生体データ記録欄３２、氏名記録欄３３、操作権限記録欄３４の各欄が設けられ、それぞれに必要な情報が記録される。具体的にいうと、生体データ記録欄３２には、当該操作者情報に対応する操作者の生体データ、具体的には指紋データが記録される。すなわち上述のように操作者情報管理テーブル２６を参照して生体認証を行う生体認証手段２５は、指紋入力装置１５が操作者から読み取った指紋を操作者情報記録欄３１における指紋データと照合し、一致していれば認証成立とする。また操作権限記録欄３４には、当該操作者に与えられている操作権限が記録される。操作権限は、放流制御システム１で行うことのできる各種操作パターンの制御操作について操作者ごとにその可否を決めることで、例えばクラス１〜３というように段階分されている。そしてその段階分による段階別操作権限が操作権限記録欄３４に記録される。

操作パターン管理テーブル２７は、操作対象シンボル管理手段であり、例えば図４に示す例のように構成される。図４の操作パターン管理テーブル２７には、放流制御システム１で行うことのできる各種操作パターンについて記録する操作パターン情報記録欄３５が設けられている。そして各操作パターン情報記録欄３５には、操作パターンＡ、操作パターンＢ、操作パターンＣ、…などとして操作パターンの種類が記録されるとともに、それぞれの内容が上述の「諸量データ閲覧」、「ゲート操作」、「データ訂正・変更」などとして記録され、また操作パターンに対応する操作権限クラス（段階別操作権限）が「クラス１」、「クラス１、２、」、「クラス１、２、３」などとして記録されている。

図５に、以上のような放流制御システム１でなされる制御操作についての処理の流れの例を示す。図５の例の処理はステップ１０１〜ステップ１２０の各処理を含む。なお以下の説明では、操作パターンが「諸量データ閲覧」（操作パターンＡと略記）、「ゲート操作」（操作パターンＢと略記）、「データ訂正・変更」（操作パターンＣと略記）の３種類である場合とし、また段階別操作権限については、操作パターンＡのみが許容されるクラス３、操作パターンＡ、Ｂが許容されるクラス２、および操作パターンＡ、Ｂ、Ｃのいずれもが許容されるクラス１がある場合としている。

ステップ１０１は、操作者による生体認証の入力がなされるのを待つ認証待ち状態である。放流制御システム１は、基本としてこの認証待ち状態にある。この状態にあって操作者がいずれかの操作パターンの制御操作を行うには、まずステップ１０２として認証入力を行う。ステップ１０２の認証入力処理では、操作者が所定の手指を指紋入力装置１５にかざし、それを受けて指紋入力装置１５が指紋を読み取って得られる読取り指紋データを操作処理部１２に送る。読取り指紋データを送られた操作処理部１２は、生体認証手段２５により操作者情報管理テーブル２６を参照しつつ操作者の識別認証を行う（ステップ１０３）。この認証処理では、読取り指紋データを操作者情報管理テーブル２６に記録の認証用指紋データと照合し、一致していれば認証成立とする。このような生体認証は、制御操作の条件とする認証を操作者と不可分なものとする。このため、非日常的でたまにしか行われない制御操作に際しての認証を確実に行え、使い勝手を損なうことなく、十分なセキュリティを確保することができるようになる。

ステップ１０３に続くステップ１０４では操作権限判定処理を行う。操作権限判定処理では、ステップ１０３で照合一致の指紋データに対応する段階別操作権限を操作者情報管理テーブル２６から取得し、当該操作者の段階別操作権限を判定する。上述のように段階別操作権限は、クラス１〜３のいずれかである。したがってステップ１０４の操作権限判定処理では、クラス１〜３のいずれかとして判定結果が分かれる。以降の処理はこの判定結果に応じた流れとなり、クラス３と判定された場合には、ステップ１０５の操作画面表示処理でクラス３用の操作画面を表示装置１３に表示し、クラス２と判定された場合には、ステップ１０６の操作画面表示処理でクラス２用の操作画面を表示装置１３に表示し、クラス１と判定された場合には、ステップ１０７の操作画面表示処理でクラス１用の操作画面を表示装置１３に表示する。

図６に操作画面の例を示す。図６の（ａ）の操作画面４１ａは、初期画面であり、操作パターンＡ、Ｂ、Ｃのそれぞれに対応する「データ閲覧」、「ゲート操作」、「データ訂正」の各操作ボタン４２ａ、４２ｂ、４２ｃが操作不可状態にして表示され、また認証表示欄４３に「認証入力してくだい」として認証要求が表示されている。この初期操作画面４１ａは、ステップ１０１の認証待ち状態で表示される。

図６の（ｂ）の操作画面４１ｂは、クラス３用操作選択画面である。クラス３用操作選択画面４１ｂでは、「データ閲覧」操作ボタン４２ａが操作可状態で表示され、「ゲート操作」、「データ訂正」の各操作ボタン４２ｂ、４２ｃは操作不可状態にして表示されている。また認証表示欄４３には「認証成立クラス３」として認証の成立と段階別操作権限がクラス３であることが表示されている。このクラス３用操作選択画面４１ｂは、ステップ１０５の操作画面表示処理で表示される。

図６の（ｃ）の操作画面４１ｃは、クラス２用操作選択画面である。クラス２用操作選択画面４１ｃでは、「データ閲覧」、「ゲート操作」の各操作ボタン４２ａ、４２ｂが操作可状態で表示され、「データ訂正」操作ボタン４２ｃは操作不可状態にして表示されている。また認証表示欄４３には「認証成立クラス２」として認証の成立と段階別操作権限がクラス２であることが表示されている。このクラス２用操作選択画面４１ｃは、ステップ１０６の操作画面表示処理で表示される。

図６の（ｄ）の操作画面４１ｄは、クラス１用操作選択画面である。クラス１用操作選択画面４１ｄでは、「データ閲覧」、「ゲート操作」、「データ訂正」の各操作ボタン４２ａ、４２ｂ、４２ｃが操作可状態で表示されている。また認証表示欄４３には「認証成立クラス１」として認証の成立と段階別操作権限がクラス１であることが表示されている。このクラス１用操作選択画面４１ｄは、ステップ１０７の操作画面表示処理で表示される。

ステップ１０４でクラス３と判定された場合、ステップ１０５では「データ閲覧」操作ボタン４２ａのみが操作可状態とされたクラス３用操作選択画面４１ｂが表示されることから、ステップ１０５に続くステップ１０８の操作パターン選択処理では、「データ閲覧」操作ボタン４２ａにより操作パターンＡが選択されることになる。したがってステップ１０８に続くステップ１０９の操作画面表示処理では、操作パターンＡの操作画面が表示される。操作パターンＡの操作画面は、閲覧対象の諸量データを閲覧のために表示する画面である。

操作パターンＡの操作画面が表示されると、ステップ１１０として操作監視処理が開始され、ステップ１１１として制御操作実行処理がなされる。ステップ１１０の操作監視処理では、マウスやキーボードにおける操作の終了に合わせてタイマ起動させて操作画面の表示時間を計測する。ステップ１１１の制御操作実行処理は、操作者による諸量データの閲覧として操作パターンＡの制御操作が実行される。

ステップ１１１に続くステップ１１２では、経過時間判定処理を行う。経過時間判定処理では、ステップ１１０で開始された操作監視処理に基づいて操作画面の表示時間がマウスやキーボードにおける操作の終了から一定時間を経過したかを判定する。この経過時間判定処理で一定時間経過と判定された場合にはステップ１０１の認証待ち状態に戻る。このように操作パターンＡについて操作画面の表示時間の計測を行い、一定時間経過を条件に認証待ち状態に戻るようにしたことにより、セキュリティを高めることができる。すなわち操作パターンＡの制御操作を行った操作者が操作画面の表示終了処理をし忘れることがあっても、一定時間経過後には必ず認証待ち状態に戻って初期操作画面４１ａに切り替わる。このため権限を有しない者による諸量データの閲覧という事態の発生を効果的に防ぐことができ、セキュリティを高めることができる。

ステップ１０４でクラス２と判定された場合、ステップ１０６に続いてステップ１１３で操作パターン選択処理を行い、さらにステップ１１４で操作パターン判定処理を行う。ステップ１１３の操作パターン選択処理では、クラス２用操作選択画面４１ｃに操作可状態で表示されている操作ボタン４２のいずれかにより操作者が操作パターンの１つを選択する。ステップ１１４の操作パターン判定処理では、ステップ１１３で選択された操作パターンが判定され、操作パターンＡ、Ｂのいずれかとして判定結果が分かれことから、以降の処理はこの判定結果に応じた流れとなる。操作パターンＡと判定された場合には、ステップ１０９に移り、それ以降ステップ１１２までの処理がなされる。操作パターンＢと判定された場合には、ステップ１１５に進む。ステップ１１５の操作画面表示処理では、操作パターンＢの操作画面が表示される。操作パターンＢの操作画面は、一例として図７に示すようなゲート操作画面４１ｅとして構成される。図７のゲート操作画面４１ｅは、放流制御システム１で操作可能な複数のゲートから操作対象ゲートを選択するためのゲート選択ボタン４４、ゲート選択ボタン４４に対応するゲートの開度を表示する開度表示欄４５、ゲートを開起動度させるためのゲート開ボタン４６、およびゲートを閉起動度させるためのゲート閉ボタン４７を設けた構成とされている。

ステップ１１５に続くステップ１１６では、操作実行処理として操作パターンＢの制御操作を実行する。ステップ１１６の操作実行処理は、ゲート操作画面４１ｅの場合であれば、ゲート選択ボタン４４で操作対象のゲートを選択した状態でゲート開ボタン４６またはゲート閉ボタン４７を画面上で押下する。ゲート開ボタン４６やゲート閉ボタン４７の押下は操作対象ゲートの開度が目的開度に達するまで続け、操作対象ゲートの開度が目的開度に達したら押下を解除する。このようにして操作パターンＢの制御操作が終了すると、ステップ１０１の認証待ち状態に戻る。

ステップ１０４でクラス１と判定された場合、ステップ１０７に続いてステップ１１７で操作パターン選択処理を行い、さらにステップ１１８で操作パターン判定処理を行う。ステップ１１７の操作パターン選択処理では、クラス１用操作選択画面４１ｄに操作可状態で表示されている操作ボタン４２のいずれかにより操作者が操作パターンの１つを選択する。ステップ１１８の操作パターン判定処理では、ステップ１１７で選択された操作パターンが判定され、操作パターンＡ、Ｂ、Ｃのいずれかとして判定結果が分かれることから、以降の処理はこの判定結果に応じた流れとなる。操作パターンＡと判定された場合には、ステップ１０９に移り、それ以降ステップ１１２までの処理がなされる。操作パターンＢと判定された場合には、ステップ１１５に移り、それ以降ステップ１１６までの処理がなされる。操作パターンＣと判定された場合には、ステップ１１９に進む。ステップ１１９の操作画面表示処理では、操作パターンＣの操作画面が表示される。操作パターンＣの操作画面は、一例として図８に示すようなデータ訂正・変更画面４１ｆとして構成される。図８のデータ訂正・変更画面４１ｆは、訂正や変更の対象とするデータを書き換え可能に表示するデータ表示欄４８と決定ボタン４９を設けた構成とされている。

ステップ１１９に続くステップ１２０では、操作実行処理として操作パターンＣの制御操作を実行する。ステップ１２０の操作実行処理は、ゲート操作画面４１ｆの場合であれば、対象とするデータをデータ表示欄４８に表示させて必要な訂正や変更を行い、それから決定ボタン４９を押下する。このようにして操作パターンＣの制御操作が終了すると、ステップ１０１の認証待ち状態に戻る。

以上のようなステップ１０４以降の処理とすることにより、生体認証における操作者識別能を有効に利用することができる。すなわち操作パターンと段階別操作権限に応じた操作画面を表示し、その操作画面により制御操作を行えるようにすることで、認証を操作パターンと段階別操作権限に容易に対応付けることができ、これによりセキュリティの向上とともに使い勝手の向上も図ることが可能となる。

ここで、図５では図示を省略してあるが、１つの制御操作が実行される度にその制御操作について操作時刻、操作者、操作パターンなどを操作履歴データとして経時的に操作履歴格納部２３に記録する処理が行われる。このようにして得られる操作履歴データは、誤操作や不正操作の調査などに有用な資料として利用することができる。

以上、本発明を実施するための形態の１つについて説明したが、これは代表的な例に過ぎず、本発明は、その趣旨を逸脱することのない範囲で様々な形態で実施することができる。例えば操作パターンＢの制御操作については、１つのゲートを単位として制御操作を許可し、１つのゲートの制御操作を終える度に認証待ち状態に戻る方式（ゲート単位許可方式）とするのも好ましい形態である。またゲート単位許可方式とするについては、ゲートごとに段階別操作権限を設定し、そのゲートごとの段階別操作権限で制御操作の可否を判定するようにするのも好ましい形態である。

一実施形態による放流制御システムの構成を模式化して示す図である。操作端末の構成を模式化して示す図である。操作者情報管理テーブルの構成例を示す図である。操作パターン管理テーブルの構成例を示す図である。放流制御システムで実行される処理の流れを示す図である。操作画面の例を示す図である。ゲート操作画面の例を示す図である。データ訂正・変更画面の例を示す図である。

符号の説明

１放流制御システム
２操作端末
２４操作画面制御手段
２５生体認証手段
２６操作者情報管理テーブル
２７操作パターン管理テーブル
４１操作画面

Claims

ダムや堰のような貯水施設における放流の制御に用いられる放流制御システムにおいて、
生体認証により操作者を識別認証できるようにされた生体認証手段を備えており、前記生体認証手段による認証がなされることを条件に前記操作者による制御操作を受け入れるようにされていることを特徴とする放流制御システム。
制御操作の内容に応じた複数の操作パターンを設定できるようにされるとともに、前記複数の操作パターンのそれぞれに対して段階別の操作権限を設定できるようにされ、さらに前記生体認証手段による操作者の識別認証に基づいて前記段階別操作権限に応じた操作画面を表示できるようにされ、そして前記段階別操作権限に応じて表示される操作画面により制御操作を行うようにされていることを特徴とする請求項１に記載の放流制御システム。
ダムや堰のような貯水施設における放流の制御に用いられる放流制御システムにおいて、
制御操作の内容に応じた複数の操作パターンを設定できるようにされるとともに、前記複数の操作パターンのそれぞれに対して段階別の操作権限を設定できるようにされ、さらに前記操作パターンと前記段階別操作権限を対応付けて管理できるようにされ、また操作者による生体認証の入力がなされるのを待つ認証待ち状態にあって操作者による前記生体認証入力がなされるのを受けて当該操作者の認証を行う認証処理、前記認証処理で認証成立であった場合に当該操作者の前記段階別操作権限を判定する操作権限判定処理、および前記段階別操作権限判定処理の結果に応じた操作画面を表示する操作画面表示処理の各処理を行えるようにされ、そして前記段階別操作権限に応じて表示される操作画面により制御操作を行うようにされていることを特徴とする放流制御システム。
１つの操作パターンによる制御操作が実行されるごとに前記認証待ち状態に戻るようにされていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の放流制御システム。