JP2009193480A - 音声管理装置、システム管理方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】音声入力でシステム操作を行う場合に、操作者（音源）を一意に識別し、システムの保全性やセキュリティを高める。
【解決手段】音声データと、音声入力にかかる操作者の操作者識別コードと、前記操作者が使用している音声入出力端末の音声入出端末コードとを音声入出力端末から取得するデータ受信処理部１０２と、前記音声データから抽出した音声特徴データが、記憶部１０９に格納されている前記操作者の音声特徴データと一致し、かつ前記取得した前記操作者識別コードと、音声入出力端末２コードとが、認証済みであるか否かを判定する操作者判定部１０３と、操作者判定部１０３の結果に従って音声入力によるプラントの操作を行う音声データ解析部１０４、要求テキスト生成部１０５、要求テキスト送信部１０６、応答テキスト受信部１０７および応答データ返信部１０８を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、音声管理装置、システム管理方法およびプログラムの技術に関する。

従来、プラント操作者は、計器室と称する、プロセス監視制御専用の室内にて、固定的に設置されたプロセス監視制御装置のＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）画面や、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）画面にてプロセスの運転状態を把握し、キーボードを使用して所要の運転操作を行う技術が提供されている（例えば、非特許文献１参照）。また、音声を入力することによって機器操作を行う技術も提供されている（例えば、非特許文献２参照）。
「日立総合計機システム ＥＸ−６０００シリーズ カタログ」、株式会社日立ハイテクコントロールシステムズ、２００５年１０月、［平成１９年１１月２６日検索］、インターネット<URL:http://www.hitachi-hitec-hcs.com/catalog/catalog/ex-6000(htj-003s).pdf> 「ＡｍｉＶｏｉｃｅ」、株式会社アドバンスト・メディア、［平成２０年１月８日検索］、インターネット<URL:http://www.advanced-media.co.jp/products/amivoicescenedirector.html>

非特許文献２に記載の技術を、非特許文献１に記載の技術に適用した場合、音声が、発声者の近傍にある複数のマイクなどに入り込む性質を有するため好ましくない。このため、プラント監視装置などにおいて、非特許文献２に記載の音声入出力機器を簡単には使用できないという問題がある。

このような背景に鑑みて本発明は、音声データ入力の重複を防止することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明は、音声データと、音声入力にかかる操作者の操作者識別情報と、前記操作者が使用している音声入出力端末の端末識別情報とを音声入出力端末から取得し、前記音声データから抽出した音声特徴データが、記憶部に格納されている前記操作者の音声特徴データと一致し、かつ前記取得した前記操作者識別情報と、端末識別情報とが、認証済みである場合に、音声入力によるシステムの操作を行うことを特徴とする。

本発明によれば、音声データ入力の重複を防止することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態（「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。

（システム構成）
図１は、本実施形態に係るプラント管理システムの構成例を示す図である。
プラント管理システム１０は、音声管理装置１、運転操作装置３、携帯端末４およびプラント制御装置５を有してなる。
音声管理装置１、運転操作装置３およびプラント制御装置５は、ＬＡＮ（Local Area Network）やＷＡＮ（Wide Area Network）などの通信回線６を介して互いに接続されている。また、携帯端末４は、無線回線７を介して音声管理装置１に接続され、音声入出力端末２としての機能を有している。

運転操作装置３および携帯端末４は、後記するマイクを介して、操作者の音声データを取得し、取得した音声データを通信回線６または無線回線７によって音声管理装置１へ送る機能を有する。ここで、運転操作装置３は、マイクなどの音声入力装置を有するパソコンなどであり、携帯端末４は、携帯電話や、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などである。また、運転操作装置３および携帯端末４は、本実施形態において、音声入出力端末２と適宜記載する。

音声管理装置１は、操作者の認証を行い、運転操作装置３や、携帯端末４などの音声入出力端末２から入力された各種コード付音声データを解析し、この音声データからプロセスデータ収集テキストや、プラント設定要求テキストなどを含む要求テキストを生成する機能を有する。ここで、各種コード付音声データは、操作者を一意に識別する情報である操作者識別コード（操作者識別情報）や、音声入出力端末２を一意に識別する情報である端末識別コード（端末識別情報）などが付与された音声データである。端末識別コードは、複数の音声入出力端末２がある場合でも、音声管理装置１へ確実に音声入出力端末２を識別させる機能を有する。さらに、音声管理装置１は、プラント制御装置５に対し、通信回線６を介して要求テキストを転送し、プラント制御装置５から応答を得ることにより、運転操作装置３によるプラント制御装置５の運転・監視を実行することができる。

プラント制御装置５は、通信回線６を介して、運転操作装置３に接続されている。プラント制御装置５は、音声管理装置１から送られたプロセスデータ収集テキストに従って、プラント８（プラントシステム）における配管を流れる流体（例えば、油類）の流量のデータ等（プロセスデータ）を流量計８２から取得し、通信回線６を介して、取得した流量のデータを運転操作装置３や、携帯端末４へ送る。また、音声管理装置１から送られたプラント設定要求テキストに従って、プラント８におけるバルブ８３などの調節を行い、タンク８１に流入したり、タンク８１から流出する流体の量を調節したりするなどの処理を行うことによって、プラント８の設定を行う。

（音声管理装置）
図２は、本実施形態における音声管理装置の構成例を示すブロック図である。
音声管理装置１は、操作者認証部１０１、データ受信処理部１０２、操作者判定部１０３、音声データ解析部１０４、要求テキスト生成部１０５、要求テキスト送信部１０６、応答テキスト受信部１０７、応答データ返信部１０８および記憶部１０９を有してなる。
操作者認証部１０１は、運転操作装置３や、携帯端末４などの音声入出力端末２から取得した各種コード付音声データを基に、操作者や、音声入出力端末２の認証を行う機能を有する。データ受信処理部１０２は、音声入出力端末２から送られた各種コード付音声データを取得する機能を有する。操作者判定部１０３は、データ受信処理部１０２が受信した各種コード付音声データを基に、この各種コード付音声データに含まれる音声データが、操作者認証部１０１で認証された操作者のものであるか否かなどを判定する機能を有する。音声データ解析部１０４は、送られた各種コード付音声データの音声データに対して音節抽出などの処理を行う機能を有する。要求テキスト生成部１０５は、音声データ解析部１０４が解析した結果を基に、音声データをプラント制御装置５への命令文へテキスト変換し、要求テキストを生成する機能を有する。要求テキスト送信部１０６は、生成された要求テキストをプラント制御装置５へ送信する機能を有する。応答テキスト受信部１０７は、プラント制御装置５から送られた応答テキストを受信する機能を有する。ここで、応答テキストとは、プラント制御装置５で行われたプラント８の設定に関する結果や、プラント８から収集した計測データなどが含まれているテキストである。また、応答テキストは、プラント８の計測データなどである応答データを含む。

応答データ返信部１０８は、応答テキストに含まれる応答データ（計測データなど）を抽出して、音声入出力端末２へ送る機能を有する。そして、記憶部１０９には、操作者識別コードと、音声特徴データとが対となっている操作者−音声特徴データ１１０や、どの操作者が、どの音声入出力端末２を使用しているかを、操作者識別コードと、端末識別コードとの組で示している使用操作者−端末コードリスト１１１などが格納されている。ここで、音声特徴データとは、個々の音声を識別可能な特徴のデータであり、例えば、声紋が用いられる。
なお、音声データ解析部１０４、要求テキスト生成部１０５、要求テキスト送信部１０６、応答テキスト受信部１０７および応答データ返信部１０８は、請求項のシステム操作部に含まれる要素である。

（音声入出力端末）
図３は、本実施形態に係る音声入出力端末の構成例を示すブロック図である。
前記したように、音声入出力端末２とは、運転操作装置３および携帯端末４のことである。
音声入出力端末２は、入力部２０１、操作者宣言部２０２、音声取得処理部２０３、データ送信部２０４、応答データ受信部２０５、出力部２０６および記憶部２０７を有してなる。
入力部２０１は、マイクなどの音声入力装置や、キーボードなどの文字情報入力装置などである。操作者宣言部２０２は、キーボードなどから入力された文字情報や、マイクなどから入力された音声データを音声管理装置１の操作者認証部１０１へ送り、操作者認証部１０１から認証成立の情報を受け取ると、以降、該当する操作者の音声入力の受け付けを可能とする機能を有する。音声取得処理部２０３は、操作者宣言部２０２によって、操作者の音声入力の受け付けが可能となった場合に、マイクなどの入力部２０１から音声データを取得し、取得した音声データに、操作者識別コードや、端末識別コードなどを付与した各種コード付音声データを生成する機能を有する。データ送信部２０４は、音声取得処理部２０３によって生成された各種コード付音声データを音声管理装置１へ送る機能を有する。応答データ受信部２０５は、音声管理装置１の応答データ返信部１０８から送られたプラント８の計測データなどを受信する機能を有する。出力部２０６は、図５で後記するディスプレイ３０３，４０４や、スピーカ３０２や、音声出力部４０２などであり、応答データ受信部２０５が受信した計測データなどを含む応答データを画面表示したり、音声出力したりする機能を有する。記憶部２０７には、予め登録してある操作者識別コードや、操作者識別コードに対応する操作者の氏名や、当該操作者のパスワード情報がリスト形式で格納されている操作者識別コードリスト２０８などが格納されている。

（プラント制御装置）
図４は、本実施形態に係るプラント制御装置の構成例を示すブロック図である。
プラント制御装置５は、要求テキスト受信部５０１、処理部５０２、応答テキスト返信部５０３およびデータ取得部５０４を有してなる。
要求テキスト受信部５０１は、音声管理装置１の要求テキスト送信部１０６から送られたプロセスデータ収集テキストや、プラント設定要求テキストなどの要求テキストを受信する機能を有する。処理部５０２は、受信したプロセスデータ収集テキストに従ってデータ取得部５０４にプラント８における各計測データを収集させたり、プラント設定要求テキストに従ってプラント８のバルブ８３（図１参照）の開閉などの設定を行ったりする機能を有する。応答テキスト返信部５０３は、例えば収集した計測データや、設定変更の結果などが記述された応答テキストを音声管理装置１の応答テキスト受信部１０７へ送る機能を有する。

なお、図２に示す各部１０１〜１０８、図３に示す各部２０１〜２０６および図４に示す各部５０１〜５０４は、図示しないＲＯＭ（Read Only Memory）や、図示しないＨＤ（Hard Disk）に格納されたプログラムが、図示しないＲＡＭ（Random Access Memory）に展開され、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）によって実行されることによって具現化する。

（音声入出力端末の外観）
図５は、音声入出力端末の外観斜視図および画面例を示す図であり、（ａ）は、運転操作装置の図であり、（ｂ）は、携帯端末の図である。
図５（ａ）に示すように運転操作装置３は、音声入力用マイク（マイク３０１）と音声出力用スピーカ（スピーカ３０２）とディスプレイ３０３とを有してなる。ディスプレイ３０３には、操作画面３０４や、計測結果画面３０５などが表示される。操作画面３０４には、プラント運転・監視用の計器などがウィンドウ表示され、音声入力や、キーボード入力などによるプラント操作が可能となっている。

また、図５（ｂ）に示すように、携帯端末４には、音声入力部４０１と音声出力部４０２とキー操作部４０３とディスプレイ４０４とを有する。ディスプレイ４０４には、計器表示画面４０５などが表示され、音声管理装置１（図１参照）を介することで音声入力部４０１による音声入力や、キー操作部４０３によるキー入力情報でプラント操作が可能となっている。
なお、運転操作装置３および携帯端末４共に、スピーカ３０２や、音声出力部４０２による各種ガイダンスやメッセージの音声出力を行なうことができる。

次に、図１および図５を参照して、運転操作装置３や、携帯端末４の画面表示に関して説明する。
流量計８２によって検出されたタンク８１に流れ込む流体の流量やタンク８１から流れ出る流体の流量は、プラント制御装置５および音声管理装置１を介して、運転操作装置３や携帯端末４に取り込まれ、ディスプレイ３０３，４０４上にそれらの流量値が表示される。また、プラント８におけるバルブ８３の開閉状態などの情報も通信回線６を介して運転操作装置３や携帯端末４のディスプレイ３０３，４０４上に表示される。これにより、操作者は、運転操作装置３や、携帯端末４のディスプレイ３０３，４０４をモニタすることにより、タンク８１の油の流入・流出状況などプラント８の状態を把握することができる。また、バルブ８３の開閉制御などのプラント制御を行おうとする場合、運転操作装置３や、携帯端末４から、音声入力による当該制御を行うことができる。

（操作者宣言処理）
次に、図１から図５を参照しつつ、図６から図１０に沿って、本実施形態におけるプラント管理方法を説明する。
図６は、本実施形態に係る操作者宣言処理の流れを示すフローチャートである。
まず、マイク３０１や音声入力部４０１を介した操作者名の音声データおよびキーボードを介したパスワードのキー入力値が操作者宣言部２０２に入力される（Ｓ１０１）。すなわち、入力部２０１を介して操作者名の音声データおよびパスワードのキー入力値が操作者宣言部２０２に入力される。
次に、操作者宣言部２０２は、入力された音声データを文字列に変換し、変換した文字列をキーとして、記憶部２０７に格納されている操作者識別コードリスト２０８を参照する。そして、参照した操作者識別コードリスト２０８中の操作者情報のパスワード情報と、キーボードを介して入力されたパスワードのキー入力値を照合することによって、ログイン情報（氏名およびパスワード）が一致するか否かを判定する（Ｓ１０２）。
ステップＳ１０２の結果、一致しないと判定された場合（Ｓ１０２→Ｎｏ）、操作者宣言部２０２は、操作受付不可のメッセージを出力部２０６の画面に表示させ（Ｓ１０８）、操作者宣言処理を終了する。

ステップＳ１０２の結果、一致すると判定された場合（Ｓ１０２→Ｙｅｓ）、操作者宣言部２０２は、当該音声入出力端末２の端末識別コードと、操作者識別コードリスト２０８に格納されている操作者識別コードとが音声データに付与された各種コード付音声データを生成し、データ送信部２０４が、生成した各種コード付音声データを音声管理装置１へ送信する（Ｓ１０３）。ここで、操作者識別コードは、操作者の氏名に一意に対応するためのコードであり、入力された操作者名の音声データからテキスト変換された氏名などをキーとして、記憶部２０７の操作者識別コードリスト２０８を検索することによって取得する。
そして、操作者宣言部２０２は、音声管理装置１のデータ受信処理部１０２からの接続成功応答を待機する。すなわち、操作者宣言部２０２は、音声管理装置１からの接続成功応答があるか否かを判定する（Ｓ１０４）ことによって、音声管理装置１との接続が成功したか否かを判定する。
ステップＳ１０４の結果、接続成功応答がない場合（Ｓ１０４→Ｎｏ）、操作者宣言部２０２は、接続成功応答があるまでステップＳ１０４の処理を繰り返す。
ステップＳ１０４の結果、接続成功応答があった場合（Ｓ１０４→Ｙｅｓ）、各種コード付音声データを受信した音声管理装置１は、操作者認証処理を行う（Ｓ１０５）。ステップＳ１０５の処理は、図７を参照して後記する。

次に、操作者宣言部２０２は、音声管理装置１から認証が成立したか否かの情報を受信したか否かを判定することによって、正常に操作者の受付が行われたか否かを判定する（Ｓ１０６）。
ステップＳ１０６の結果、正常に受付が行われなかった場合（Ｓ１０６→Ｎｏ）、操作者宣言部２０２は、ステップＳ１０８の処理へ進む。
ステップＳ１０６の結果、正常に受付が行われた場合（Ｓ１０６→Ｙｅｓ）、操作者宣言部２０２は、以後、音声入出力端末２が、該当する操作者による音声入力の受付および受け付けた音声の音声データを音声管理装置１に送信することを可能とし（Ｓ１０７）、音声入力を待機する。

（操作者認証処理）
図７は、本実施形態に係る操作者認証処理の流れを示すフローチャートである。
なお、図７の処理は、図６におけるステップＳ１０５の具体的な処理である。
運転操作装置３のデータ受信処理部１０２は、音声入出力端末２から各種コード付音声データを受信する（Ｓ２０１）。そして、操作者認証部１０１は、各種コード付音声データに付随している端末識別コードを抽出し、記憶部１０９に格納されている使用操作者−端末コードリスト１１１と照合することにより、各種コード付音声データの送信元である音声入出力端末２が未使用状態であるか否かを判定する（Ｓ２０２）。
ステップＳ２０２の結果、未使用状態でない場合（Ｓ２０２→Ｎｏ）、すなわち、当該音声入出力端末２が使用中である場合、操作者認証部１０１は、異常受付である旨の情報を送信元の音声入出力端末２に返信する（Ｓ２０６）。

ステップＳ２０２の結果、未使用状態である場合（Ｓ２０２→Ｙｅｓ）、操作者認証部１０１は、各種コード付音声データに付随している操作者識別コードと、記憶部１０９に格納されている使用操作者−端末コードリスト１１１とを照合することにより、該当する操作者が別の音声入出力端末２を使用中であるか否かを判定する（Ｓ２０３）。
ステップＳ２０３の結果、使用中である場合（Ｓ２０３→Ｙｅｓ）、操作者認証部１０１は、前記したステップＳ２０６へ処理を進める。
ステップＳ２０３の結果、使用中ではない場合（Ｓ２０３→Ｎｏ）、操作者認証部１０１は、取得している音声データから音声特徴（例えば、声紋）を抽出し、操作者識別コードと、抽出した音声特徴のデータ（音声特徴データ）とを対の情報（操作者−音声特徴データ１１０）として記憶部１０９に格納し、正常受付した旨の情報を送信元の音声入出力端末２に返信する（Ｓ２０４）。ここで、操作者識別コードと、音声特徴データとを対のデータにする理由は、後記する図９のステップＳ４０２において、操作者の音声特徴データと一致するか否かを判定する際、音声特徴データだけでは操作者本人の音声特徴データか否かを判定することができないためである。
そして、操作者認証部１０１は、受信した操作者識別コードと、端末識別コードとを対の情報として、使用操作者−端末コードリスト１１１に追加する（Ｓ２０５）。

（音声データ受信処理）
図８は、本実施形態に係る音声データ受信処理の流れを示すフローチャートである。
図８の処理に先立って、音声入出力端末２の入力部２０１を介して、操作者が音声を入力する。音声の内容は、例えば、プラント８のデータ収集のコマンドや、設定に関するコマンドなどである。音声入出力端末２の音声取得処理部２０３は、図６の操作者宣言処理において正常に受付が行われた操作者の操作者識別コードを操作者識別コードリスト２０８から取得し、さらに自身の端末識別コードと、取得した操作者識別コードとを、入力された音声データに付与し、各種コード付音声データを生成する。そして、データ送信部２０４が、生成した各種コード付音声データを音声管理装置１へ送信する。

音声データの受信待機状態である音声管理装置１のデータ受信処理部１０２は、常に各種コード付音声データを受信したか否かを判定している（Ｓ３０１）。
ステップＳ３０１の結果、受信した場合（Ｓ３０１→Ｙｅｓ）、操作者判定部１０３が操作者判定処理を行う（Ｓ３０２）。ステップＳ３０２の処理は、図９を参照して後記する。
ステップＳ３０１の結果、受信していない場合（Ｓ３０１→Ｎｏ）、データ受信処理部１０２は、図示しないタイマから時間情報を取得し、連続未受信状態が所定時間を超過しているか否かを判定する（Ｓ３０３）。ステップＳ３０３の処理は、操作者が操作しないままの状態がある時間継続したら、操作者が操作の権限を放棄したものとみなすセキュリティ管理を実行するための処理である。
ステップＳ３０３の結果、所定時間を超過していない場合（Ｓ３０３→Ｎｏ）、データ受信処理部１０２は、ステップＳ３０１へ処理を戻す。
ステップＳ３０３の結果、所定時間を超過している場合（Ｓ３０３→Ｙｅｓ）、データ受信処理部１０２は、図７のステップＳ２０４で格納した操作者の操作者識別コードと音声特徴データ（操作者−音声特徴データ１１０）とを記憶部１０９から消去する（Ｓ３０４）。その後、使用操作者−端末コードリスト１１１から、該当する操作者の操作者識別コードと、端末識別コードとを消去する。

図８の処理を行うことにより、音声管理装置１は、操作者が音声入出力端末２を操作しないままの状態が所定時間継続した場合、当該操作者が音声入出力端末２の操作権限を放棄したものとみなす。これにより、プラント管理システム１０のセキュリティ性を向上させることができる。

（操作者判定処理）
図９は、本実施形態に係る操作者判定処理の流れを示すフローチャートである。
なお、図９の処理は、図８におけるステップＳ３０２の具体的な処理である。
まず、操作者判定部１０３は、記憶部１０９の使用操作者−端末コードリスト１１１を参照し、図８のステップＳ３０１で受信した各種コード付音声データの送信元の音声入出力端末２が、使用状態であるか否かを判定する（Ｓ４０１）。
ステップＳ４０１の結果、当該音声入出力端末２は、使用状態でない場合（未使用状態：Ｓ４０１→Ｎｏ）、送信元の音声入出力端末２は、図６の操作者宣言を行なっていない、すなわち不正の操作であるとみなし、該当する受信が、異常受付である旨を送信元の音声入出力端末２へ返信する（Ｓ４０７）。応答データ受信部２０５にて、異常受付である旨の情報を受信した音声入出力端末２は、ディスプレイ３０３，４０４や、スピーカ３０２や、音声出力部４０２などの出力部２０６に、当該受信が異常受付である旨を出力する。このような処理により、音声管理装置１は、入力された音声データを無効とする。

ステップＳ４０１の結果、当該音声入出力端末２が、使用状態であると判定された場合（Ｓ４０１→Ｙｅｓ）、操作者判定部１０３は、図７のステップＳ３０１で受信した各種コード付音声データから操作者識別コードと、音声データとを抽出する。その後、操作者判定部１０３は、抽出した音声データから音声特徴データをさらに抽出する。そして、操作者判定部１０３は、操作者識別コードおよび抽出した音声特徴データを、記憶部１０９の操作者−音声特徴データ１１０と照合することにより図８のステップＳ３０１で受信した音声データの音声特徴データが、操作者宣言時の操作者の音声特徴データと一致するか否か、すなわち、音声特徴が一致するか否かを判定する（Ｓ４０２）。
ステップＳ４０２の結果、音声特徴が一致しないと判定された場合（Ｓ４０２→Ｎｏ）、操作者判定部１０３は、前記したステップＳ４０７の処理を行う。

ステップＳ４０２の結果、音声特徴が一致すると判定された場合（Ｓ４０２→Ｙｅｓ）、操作者判定部１０３は、各種コード付音声データに付随している端末識別コードおよび操作者識別コードと、記憶部１０９の使用操作者−端末コードリスト１１１とを照合することによって、操作者が、別の音声入出力端末２を使用中であるか否かを判定する（Ｓ４０３）。
ステップＳ４０３の結果、操作者が、別の音声入出力端末２を使用中である場合（Ｓ４０３→Ｙｅｓ）、操作者判定部１０３は、前記したステップＳ４０７の処理を行う。
ステップＳ４０３の結果、操作者が、別の音声入出力端末２を使用中でない場合（Ｓ４０３→Ｎｏ）、操作者判定部１０３は、図８のステップＳ３０１で受信した音声データを分析して、操作者が“操作終了”に関する音声入力をしたか否かを判定する。すなわち、操作者判定部１０３は、音声入力の内容が“操作終了”であるか否かを判定する（Ｓ４０４）。この処理は、操作者が操作を終了したい場合に、ある特定の音声データを入力させるものである。

ステップＳ４０４の結果、“操作終了”である場合（Ｓ４０４→Ｙｅｓ）、操作者判定部１０３は、操作者の操作者識別コードと音声特徴データ（操作者−音声特徴データ１１０）とを記憶部１０９から消去する（Ｓ４０５）と同時に、図８のステップＳ３０８で受信した各種コード付音声データに付随している操作者識別コードと、端末識別コードとを使用操作者−端末コードリスト１１１から削除する。

ステップＳ４０４の結果、“操作終了”でない場合（Ｓ４０４→Ｎｏ）、音声管理装置１は、プラント操作処理を行った（Ｓ４０５）後、図８のステップＳ３０１の処理へ戻る。
プラント操作処理は、以下の手順で実行される。まず、音声データ解析部１０４が、図８のステップＳ３０１で受信した音声データの解析を行う。ここで行われる解析の内容は、例えば音節抽出などである。そして、要求テキスト生成部１０５が、当該解析の結果を基にして、音声データを、プラント制御装置５に対し、データ収集またはデータ設定を行なうための命令文へ変換し、プロセスデータ収集テキストや、プラント設定要求テキストなどの要求テキストを生成する。次に、要求テキスト送信部１０６が、生成された要求テキストをプラント制御装置５へ送信する。
なお、図９におけるステップＳ４０１〜Ｓ４０３の処理は、どの順番で実行されてもよい。
また、図７のステップＳ２０２と、ステップＳ２０３とで音声入力端末２の使用状態を確認しておきながら、図９のステップＳ４０１と、ステップＳ４０３とで再確認する理由は、音声入力がなされるごとに音声入力端末２の使用状態を確認することにより、他の音声入力端末２のログイン状況の変化に対応するためである。

プラント制御装置５の要求テキスト受信部５０１が、送信された要求テキストを受信し、プラント制御装置５の処理部５０２が、受信した要求テキストに含まれるプロセスデータ収集テキストに従ってデータ取得部５０４にプラント８における各計測データを収集させたり、プラント設定要求テキストに従ってプラント８のバルブ８３（図１参照）の開閉などの設定を行ったりする。そして、処理部５０２が、例えば収集した計測データや、設定変更の結果などが記述された応答テキストを音声管理装置１の応答テキスト受信部１０７へ送る。

プラント制御装置５から応答テキストを受信した音声管理装置１の応答テキスト受信部１０７は、応答データ返信部１０８に応答テキストをわたす。応答データ返信部１０８は、応答テキストに含まれる計測データなどを抽出して、音声入出力端末２の応答データ受信部２０５へ送る。

応答データ受信部２０５にて応答データを受信した音声入出力端末２は、ディスプレイや、スピーカ３０２などである出力部２０６に応答データ受信部２０５が受信した計測データなどを画面表示したり、音声出力したりする。

（変形例）
本実施形態では、音声管理装置１の記憶部１０９に格納される情報を、操作者−音声特徴データ１１０および使用操作者−端末コードリスト１１１としたが、これに限らず、これらのデータを１つにまとめ、操作者識別コード−端末識別コード−音声特徴データリストとしてもよい。

また、本実施形態において、音声管理装置１は、音声入力によるプラント８の操作処理の前に、音声入力が行われた音声入出力端末２が、他の操作者によって使用されていないか、音声入力を行った操作者が別の音声入出力端末２を使用していないかなどを判定し、これらの条件を満たさない場合は、音声入力を無効としたが、これに限らず、以下のようにしてもよい。
すなわち、図７に示す操作者認証処理において、認証が成功した際（ステップＳ２０４で正常受付を返信した際）、音声管理装置１は、記憶部１０９に操作者識別コードと、端末識別コードと、音声特徴データとを組のデータとした「操作者識別コード−端末識別コード−音声特徴データ」を記憶する。なお、「操作者識別コード−端末識別コード−音声特徴データ」は、「端末識別コード−音声特徴データ」または「操作者識別コード−端末識別コード」でもよい。
そして、操作者判定部１０３が、図９のステップＳ４０２の音声特徴が一致するか否かの処理の後、もしくはステップＳ４０２の処理の前に、図８のステップＳ３０１で受信した各種コード付音声データから操作者判定部１０３が抽出した操作者識別コードと、端末識別コードと、音声特徴データとの組が、「操作者識別コード−端末識別コード−音声特徴データ」の組と一致しているか否かを操作者判定部１０３が判定し、一致していなければ、当該音声データを無効とし、一致していれば、図９のステップＳ４０５のプラント操作処理を音声管理装置１が実行してもよい。
なお、記憶部１０９に記憶される情報が、「操作者識別コード−端末識別コード」または「端末識別コード−音声特徴データ」である場合は、操作者−音声特徴データ１１０をこの情報とは別に記憶する必要があるが、「操作者識別コード−端末識別コード−音声特徴データ」が記憶部１０９に記憶される場合は、操作者−音声特徴データ１１０を記憶してもよいし、しなくてもよい。

また、本実施形態では、運転操作装置３の図示しないキーボードや、携帯端末４のキー操作部４０３からのパスワードのキー入力値と操作者の氏名などの音声データとを用いて、操作者認証処理を行っているが、これに限らず、例えば、音声入出力端末２に生体認証部を設け、前記したキー入力値の代わりまたはキー入力値に加えて、指紋や、虹彩や、静脈パターンなどの生体情報を用いて操作者の認証を行ってもよい。

さらに、本実施形態における音声管理装置１の機能を、運転操作装置３や、プラント制御装置５に搭載させ、運転操作装置３や、プラント制御装置５が、図７〜図９に示す処理を行ってもよい。

（効果）
本実施形態によれば、例えば、操作者が音声入力を行っている音声入出力端末２の隣に配置されている音声入出力端末２が、操作者の音声を拾ってしまっても、この音声入出力端末２の音声入力は無効となるので、音声が、発声者の近傍にある複数の入力部２０１に入り込み、音声入力指示が重複することを防止することができる。

すなわち、以下のような事態を回避することができる。ここで、「ａ」という操作者が、「Ａ」という音声入出力端末２に操作者宣言をしており、「ｂ」という操作者が「Ｂ」という音声入出力端末２に操作者宣言をしているものとする。また、音声入出力端末２「Ａ」および「Ｂ」は、互いに近い距離に設置されており、一方の入力部２０１に入力された音声は、他方の入力部２０１でも拾ってしまうものとする。
「Ａ」および「Ｂ」は、どちらも操作者宣言しているため、音声を入力する機能を有している。仮に、「ａ」が「Ａ」に対して音声入力すると、前記したように、この音声は、「Ｂ」にも入力されてしまうものとする。
ここで、「Ａ」および「Ｂ」のそれぞれの音声入出力端末２に対し、「ａ」の音声が入力された場合について、図９の処理を追ってみると、「Ａ」では、ステップＳ４０１→Ｙｅｓ（「Ａ」は「ａ」によって使用中）、ステップＳ４０２→Ｙｅｓ（「ａ」の音声特徴は登録済み）、およびステップＳ４０３→Ｎｏ（「ａ」は、「Ａ」以外を使用していない）となり、ステップＳ４０４へ進むことができる。
そして、「Ｂ」では、ステップＳ４０１→Ｙｅｓ（「Ｂ」は「ｂ」によって使用中）、ステップＳ４０２→Ｙｅｓ（「ａ」の音声特徴は登録済み）、およびステップＳ４０３→Ｙｅｓ（「ａ」は、「Ｂ」の他に、「Ａ」を使用している）となり、異常受付となる。
このように、本実施形態によれば、複数の音声入出力端末２に、同一操作者の音声が入力されてしまった場合の重複を避けることができる。

また、本実施形態によれば、同一の音声入出力端末２に異なる操作者の音声データが入力された際も、図６および図７で認証された操作者の音声のみを受け付けることが可能となる。
例えば、音声入出力端末２「Ａ」に対し、操作者「ａ」が操作者宣言している状態で、操作者「ｂ」が「Ａ」に対し音声入力した場合における図９の処理を追ってみると、まず「ｂ」が「Ａ」以外の音声入出力端末２で操作者宣言している場合は、ステップＳ４０１→Ｙｅｓ（「Ａ」は「ａ」によって使用中）、ステップＳ４０２→Ｙｅｓ（「ｂ」の音声特徴は登録済み）、およびステップＳ４０３→Ｙｅｓ（「ｂ」は、「Ａ」以外の音声入力装置を使用している）となり、異常受付となる。
また、「ｂ」がどの音声入出力端末２でも操作者宣言をしていない場合は、ステップＳ４０１→Ｙｅｓ（「Ａ」は「ａ」によって使用中）、およびステップＳ４０２→Ｎｏ（操作者宣言を行っていないため「ｂ」の音声特徴は登録済みでない）となり、やはり異常受付となる。

また、最近では、プロセス産業のトータル維持コスト削減要求が日増しに強まり、プラント操作者の人数削減、および一人当たりの業務範囲拡大の傾向にあり、プラント８の業種によっては、夜間等は無人にて操業し、コスト削減したいという要求が増えてきている。このような無人時においても、緊急事態発生時には操作者による迅速なる対応が必要であり、緊急事態発生を通知する手段として、通信事業会社のネットワークインフラを活用し、携帯端末４などを利用して遠隔地から、音声にてプラント８の運転・監視を行いたいというニーズが上昇傾向にある。
本実施形態によれば、プロセス管理システムの分野で、操作者が運転操作装置３、または遠隔地にある携帯端末４から音声入力でプロセスの運転・操作を実行できるため、少人数によるプロセスの制御・監視を可能とし、プロセスの運転・操業上のコスト削減が可能となる。

本実施形態に係るプラント管理システムの構成例を示す図である。 本実施形態における音声管理装置の構成例を示すブロック図である。 本実施形態に係る音声入出力端末の構成例を示すブロック図である。 本実施形態に係るプラント制御装置の構成例を示すブロック図である。 音声入出力端末の外観斜視図および画面例を示す図であり、（ａ）は、運転操作装置の図であり、（ｂ）は、携帯端末の図である。 本実施形態に係る操作者宣言処理の流れを示すフローチャートである。 本実施形態に係る操作者認証処理の流れを示すフローチャートである。 本実施形態に係る音声データ受信処理の流れを示すフローチャートである。 本実施形態に係る操作者判定処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１ 音声管理装置
２ 音声入出力端末
３ 運転操作装置
４ 携帯端末
５ プラント制御装置
６ 通信回線
７ 無線回線
８ プラント（プラントシステム）
１０ プラント管理システム
８１ タンク
８２ 流量計
８３ バルブ
１０１ 操作者認証部
１０２ データ受信処理部
１０３ 操作者判定部
１０４ 音声データ解析部
１０５ 要求テキスト生成部
１０６ 要求テキスト送信部
１０７ 応答テキスト受信部
１０８ 応答データ返信部
１０９ 記憶部（音声管理装置）
１１０ 操作者−音声特徴データ
１１１ 使用操作者−端末コードリスト
２０１ 入力部
２０２ 操作者宣言部
２０３ 音声取得処理部
２０４ データ送信部
２０５ 応答データ受信部
２０６ 出力部
２０７ 記憶部（音声入出力端末）
２０８ 操作者識別コードリスト
３０１ マイク
３０２ スピーカ
３０３ ディスプレイ
３０４ 操作画面
３０５ 計測結果画面
４０１ 音声入力部
４０２ 音声出力部
４０３ キー操作部
４０４ ディスプレイ
４０５ 計器表示画面
５０１ 要求テキスト受信部
５０２ 処理部
５０３ 応答テキスト返信部
５０４ データ取得部

Claims (12)

1. 音声によるシステムの操作を管理する音声管理装置であって、
   音声入力を許可された操作者の音声特徴データ、前記音声入力にかかる操作者の識別情報である操作者識別情報および前記操作者が使用している音声入出力端末を識別する端末識別情報が対応付けられて格納されている記憶部と、
   前記音声入出力端末から音声データ、受信元の前記音声入出力端末の端末識別情報および前記音声入力にかかる操作者の操作者識別情報を受信するデータ受信処理部と、
   前記受信した音声データから抽出した音声特徴データが、前記記憶部に格納されている前記操作者の音声特徴データと一致するか否かを判定する処理と、前記記憶部における前記操作者識別情報および前記端末識別情報を基に、受信元の音声入出力端末が使用状態であり、かつ前記音声入力にかかる操作者が別の端末を使用していないか否かを判定する処理とを行う操作者判定部と、
   前記操作者判定部の判定結果に従って前記システムの操作を行うシステム操作部とを有することを特徴とする音声管理装置。
2. 前記記憶部には、
   前記操作者識別情報および前記端末識別情報が対の情報として格納されていることを特徴とする請求項１に記載の音声管理装置。
3. 音声によるシステムの操作を管理する音声管理装置であって、
   音声入力を許可された操作者の音声特徴データが格納されているとともに、前記音声入力にかかる操作者の識別情報である操作者識別情報および前記音声特徴データのうち、少なくとも１つが、前記操作者が使用している音声入出力端末を識別する端末識別情報と組の情報として格納されている記憶部と、
   前記音声入出力端末から音声データと、受信元の前記音声入出力端末の端末識別情報と、前記音声入力にかかる操作者の操作者識別情報と受信するデータ受信処理部と、
   前記受信した音声データから抽出した音声特徴データが、前記記憶部に格納されている前記操作者の音声特徴データと一致するか否かを判定する処理と、前記記憶部における組の情報と、前記データ受信処理部が、受信したデータ・情報とが一致するか否かを判定する処理とを行う操作者判定部と、
   前記操作者判定部の判定結果に従って前記システムの操作を行うシステム操作部とを有することを特徴とする音声管理装置。
4. 前記音声入出力端末から送られたログイン情報を基に、前記音声入出力端末における操作者の認証を行う操作者認証部をさらに有することを特徴とする請求項１または請求項３に記載の音声管理装置。
5. 前記操作者の認証後、所定時間の間、音声データが入力されない場合、前記認証を無効とすることと特徴とする請求項４に記載の音声管理装置。
6. 前記音声入出力端末は、音声入力装置を有するパソコンであることを特徴とする請求項１または請求項３に記載の音声管理装置。
7. 前記音声入出力端末は、携帯電話であることを特徴とする請求項１または請求項３に記載の音声管理装置。
8. 前記システムとは、プラントシステムであることを特徴とする請求項１または請求項３に記載の音声管理装置。
9. 音声によるシステムの操作を管理する音声管理装置におけるシステム管理方法であって、
   音声管理装置は、
   音声入力を許可された操作者の音声特徴データ、前記音声入力にかかる操作者の識別情報である操作者識別情報および前記操作者が使用している音声入出力端末を識別する端末識別情報が対応付けられて格納されている記憶部を有し、
   前記音声入出力端末から音声データ、受信元の前記音声入出力端末の端末識別情報および前記音声入力にかかる操作者の操作者識別情報を受信すると、
   前記受信した音声データから抽出した音声特徴データが、前記記憶部に格納されている前記操作者の音声特徴データと一致するか否かを判定する処理と、
   前記記憶部における前記操作者識別情報および前記端末識別情報を基に、受信元の音声入出力端末が使用状態であり、かつ前記音声入力にかかる操作者が別の端末を使用していないか否かを判定する処理とを行い、
   前記判定の結果、前記受信した音声データから抽出した音声特徴データが、記憶部に格納されている前記操作者の音声特徴データと一致し、前記受信元の音声入出力端末が使用状態であり、かつ前記音声入力にかかる操作者が別の端末を使用していない場合、
   前記システムの操作を行うことを特徴とするシステム管理方法。
10. 前記記憶部には、
    前記操作者識別情報および前記端末識別情報が対の情報として格納されていることを特徴とする請求項９に記載のシステム管理方法。
11. 音声によるシステムの操作を管理する音声管理装置におけるシステム管理方法であって、
    音声管理装置は、
    音声入力を許可された操作者の音声特徴データが格納されているとともに、前記音声入力にかかる操作者の識別情報である操作者識別情報および前記音声特徴データのうち、少なくとも１つが、前記操作者が使用している音声入出力端末を識別する端末識別情報と組の情報として格納されている記憶部を有し、
    前記音声入出力端末から音声データと、受信元の前記音声入出力端末の端末識別情報と、前記音声入力にかかる操作者の操作者識別情報とを受信すると、
    前記受信した音声データから抽出した音声特徴データが、前記記憶部に格納されている前記操作者の音声特徴データと一致するか否かを判定する処理と、
    前記記憶部における組の情報と、前記受信したデータ・情報とが一致するか否かを判定する処理とを行い、
    前記判定の結果、前記受信した音声データから抽出した音声特徴データが、前記記憶部に格納されている前記操作者の音声特徴データと一致し、かつ前記記憶部における組の情報と、前記受信した組の情報とが一致した場合、
    前記システムの操作を行うことを特徴とするシステム管理方法。
12. 請求項９から請求項１１のいずれか一項に記載のシステム管理方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

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