JP2009206979A - 遠方監視制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】 親局〜子局間にて各子局のソフトウェアを一括管理できる遠方監視制御システムを提供する。
【解決手段】 親局と、これとは遠隔地に存在する高速道路のインターチェンジ、トンネル等の各部において設置される各子局と、各子局と親局の間を結ぶ信号伝送路を備え、例えばトンネルに設置され火災等の特定事象の発生で動作する付帯設備に連動する現場連動機器（ジェットファン、トンネル照明）の状態を親局に伝送できるようにした遠方監視制御システムにおいて、各子局では、子局毎に備えていてかつ個々のソフトウェアで動作させていた演算処理回路を設けず、管理事務所等に設置されるサーバにて、各子局に対応する各従プロセス部５１、５２…５Ｎと、５１、５２…５Ｎを監視制御可能な構成制御タスク５０Ｓを実行する主プロセス部５０を設けることにより、子局毎に管理していたソフトウェアをサーバにて一括に管理が可能にしたもの。
【選択図】 図１

Description

本発明は、高速道路のインターチェンジ、トンネル等の各部に、道路付帯設備の現場機器が配置され、停電、火災等の特定事象が発生して該現場機器が動作することに伴って連動する現場連動機器の動作状態を示す動作データを各子局毎に取り込み、この取込んだ動作データを信号伝送路に介してプロセス処理部を有するサーバに送り、本サーバにて現場連動機器側で特定の事象が発生したとき、前記現場連動機器が動作しているかどうかを判断し、施設中央局からの指令により、予め記憶されている前記現場連動機器に対して動作指令を与え、複数の子局と接続可能とする遠方監視制御システムに関する。

高速道路に設けられる遠方監視制御システムとして、特許文献１に記載された発明がある。特許文献１の発明は、以下のような処理を改善するためなされたものである。すなわち、従来の遠方監視制御システムの一例として、監視対象となる機器側に設けられる子局では、前記道路付帯設備の現場機器の状態を判断する監視手段と、特定事象が発生したとき、予め記憶されている前記現場機器の動作内容と前記監視手段で計測し判断した結果が一致又は不一致かの判断を行い、施設中央局からの指令により、予め記憶されている前記現場機器に対して動作指令を与えている。

改善する方法として、各子局側で行っている前記監視手法、及び動作指令等を、サーバ装置にて行うことにより、子局側に主プロセス部を不要としたものである。

従来、特許文献１以外に高速道路向けの遠方監視制御システムとして、図７の概略構成図に示すものが使用されている。これは、高速道路の各インターチェンジ、トンネル等の設備監視を行うために、各箇所にインテリジェント（ＩＧ）子局８１、８２…８Ｎを設置し、広範囲に監視制御を行うための施設中央局２を設置し、これと約１００〜１５０子局をＩＰネットワーク４により接続を行っている。ＩＧ子局８１、８２…８Ｎは、無人化された場所に設置され、２４時間の稼動が必要であり、メンテナンスフリーを前提としているため、基板実装型のマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）８１Ｃ、８２Ｃ…８ＮＣを用いて、演算処理回路を構成している。

各ＩＧ子局８１、８２…８Ｎは、演算処理回路８１Ｃ、８２Ｃ…８ＮＣと、入出力インターフェース部８１Ｆ、８２Ｆ…８ＮＦと、入出力部８１Ｏ、８２Ｏ…８ＮＯとで構成されている。

図８は、図７の各子局８１、８２…８Ｎにおける演算処理回路８１Ｃ、８２Ｃ…８ＮＣの概略構成を示す図である。演算処理回路８１Ｃは、各道路付帯設備の現場連動機器６１の状態監視、及び特定事象が発生したとき、予め記憶されている現場連動機器６１の動作内容を判断する表示タスク８１ＣＨと、道路付帯設備のアナログ信号を計測する計測タスク８１ＣＫと、施設中央局からの指令により、予め記憶されている現場連動機器６１に対して動作指令を与える制御タスク８１ＣＣ、子局内の正常に動作しているかの監視をしている異常監視タスク８１ＣＩを備えている。以上述べた構成は演算処理回路８１Ｃについてであるが、これ以外の演算処理回路８２Ｃ…８ＮＣについても同様に構成されている。
特開平８−１２９６９２号公報

以上述べた、図７及び図８に示す従来の遠方監視制御システムにあっては、各子局に主プロセス制御が必要であった。その理由は、以下の通りである。従来、親局〜子局間は、専用回線などで構築していたため回線伝送速度が遅く、各子局で主プロセス制御を行い、そのプロセス制御結果を親局へ伝送している。最近は、コンピュータの演算処理速度が速くなり、親局〜子局間もＩＰ化が進むことにより伝送速度も早く構築されている。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、各子局で実施していた主プロセス制御を集約して、ＩＧサーバにて複数の子局分を一括で処理する主プロセス制御を可能とした遠方監視制御システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に対応する発明は、高速道路のインターチェンジ、トンネル等の場所毎に配設される少なくとも１個の道路付帯設備の現場機器の各部における特定事象の発生により、前記現場連動機器の動作に伴って連動動作する少なくとも１個の現場連動機器を備え、前記現場連動機器の動作状態、故障状態を示す状態信号を取り込み、かつ上位からの動作信号を出力する入出力部を有する子局群と、
前記各子局とは離れた位置に信号伝送路を介して配設された施設中央局に設け、前記現場連動機器の状態を表示する表示器、前記現場連動機器に対して動作指令を与えることを有し、
前記施設中央局と前記各子局間の信号伝送路の途中に設け、複数の従プロセス実行装置と、１個の主プロセス実行装置とを備えたサーバからなり、
前記各従プロセス実行装置は、前記現場連動機器で発生する状態を計測し、これに基づき前記主プロセス実行装置にて、前記現場連動機器の状態を判断する監視手段と、前記特定事象が発生したとき、予め記憶されている前記現場連動機器の動作内容と前記監視手段で計測し判断した結果が一致又は不一致かの判断を行い、前記施設中央局からの指令により、予め記憶されている前記現場連動機器に対して動作指令を与え、前記各子局からの前記現場連動機器の状態信号を信号伝送路に介し、前記施設中央局との入出力手段を備え、
前記サーバに有する主プロセス実行装置により、複数の従プロセス実行装置を介して前記各子局の一元管理を可能にしたことを特徴とする遠方監視制御システムである。

上記目的を達成するため、請求項２に対応する発明は、高速道路のインターチェンジ、トンネル等の場所毎に配設される少なくとも１個の道路付帯設備の現場機器の各部における特定事象の発生により、前記現場機器の動作に伴って連動動作する少なくとも１個の現場連動機器を備え、前記現場連動機器の動作状態、故障状態を示す状態信号を取り込み、かつ上位からの動作信号を出力する入出力部を有する子局群と、
前記各子局とは離れた位置に信号伝送路を介して配設された施設中央局に設け、前記現場連動機器の状態を表示する表示器、前記現場連動機器に対して動作指令を与えることを有し、
前記施設中央局と前記各子局間の信号伝送路の途中に設け、複数の従プロセス実行装置と、１個の主プロセス実行装置と、サーバ設置場所用主プロセス実行装置を備えたサーバからなり、
前記各従プロセス実行装置は、前記現場連動機器で発生する状態を計測し、これに基づき前記主プロセス実行装置にて、前記現場連動機器の状態を判断する監視手段と、前記特定事象が発生したとき、予め記憶されている前記現場連動機器の動作内容と前記監視手段で計測し判断した結果が一致又は不一致かの判断を行い、前記施設中央局からの指令により、予め記憶されている前記現場連動機器に対して動作指令を与え、前記各子局からの前記現場連動機器の状態信号を信号伝送路に介し、前記施設中央局との入出力手段を備え、
前記サーバ設置場所用主プロセス実行装置は、前記施設中央局とは別に、前記主プロセス実行装置に対して並列に配置し、前記主プロセス実行装置と同様に、前記各現場連動機器の状態を判断する監視手段と、前記特定事象が発生したとき、予め記憶されている前記現場連動機器の動作内容と前記監視手段で計測し判断した結果が一致又は不一致かの判断を行い、前記施設中央局からの指令により、予め記憶されている前記現場連動機器に対して動作指令を与え、前記各子局からの前記現場連動機器の状態信号を信号伝送路に介し、前記施設中央局との入出力手段を備え、
前記サーバに有する主プロセス実行装置及び前記サーバ設置場所に有する主プロセス実行装置からも、複数の従プロセス実行装置を介して前記各子局の一元管理を可能にしたことを特徴とする遠方監視制御システムである。

本発明により、各子局で実施していた主プロセス制御を集約して、ＩＧサーバにて複数の子局分を一括で処理する主プロセス制御を可能とした遠方監視制御システムを提供できる。

本発明に係わる遠方監視制御システムの第１の実施形態は、図１の概略構成図に示すように、インテリジェントサーバ装置（以下、ＩＧサーバ装置）５は管理事務所に設置し［図２で示すように演算処理回路（ＣＰＵ）のみで構成されるプロセス処理装置例えばプロセス部］、各インターチェンジ、トンネル等には、インターフェース回路（ＴＩＦ）と入出力回路（ＴＩＯ）のみで構成する子局（リモートステーション：ＲＳ）１１、１２…１Ｎを設置したものである。

子局１１、１２…１Ｎには演算処理回路ＣＰＵを実装しないで、ＩＧサーバ５にて、配下の子局１１、１２…１Ｎの管理を行うＣＰＵを設置する構成としたものである。また、ＩＧサーバ５の演算処理回路ＣＰＵを二重化構成とし、インターフェース回路ＴＩＦ間はクラスタ制御により二重化を意識せずにシステムを冗長化したものである。

具体的には、子局群１１、１２…１Ｎ（総称して１）と、施設中央局２に設置される親局と、信号伝送路としてＩＰネットワーク３、４と、管理事務所に設置されるインテリジェント（ＩＧ）サーバ（以下サーバと称する）５を備えたものである。ここで、ＩＰネットワーク３、４はインターネットプロトコル（ＩＰ）で決められたパケット転送を行うネットワークのことである。

子局群１１、１２…１Ｎは、高速道路のインターチェンジ、トンネル等の各場所に配設される少なくとも１個の道路付帯設備の現場連動機器６１、６１、６２…６Ｎ（総称して６）の特定事象例えば停電、火災の発生により、現場機器［例えば受配電の停電動作に伴い連動する動作（受電遮断器ＣＢ、自家発電設備の起動など）する］少なくとも１個の現場連動機器６１、６２…６Ｎ（総称して６）を備え、道路付帯設備の現場連動機器６の動作状態、故障状態を示す状態信号を取り込み、かつこの状態信号を出力する入出力部１１ＩＯ、１２ＩＯ…１ＮＩＯ及びインターフェース１１ＩＦ、１２ＩＦ…１ＮＩＦを有する。

親局は各子局１１、１２…１Ｎとは離れた位置にＩＰネットワーク３、４を介して配設された施設中央局２に設けられ、現場連動機器６の状態を表示する表示器を有し、現場連動機器６に対して動作指令を与えることが可能となっている。

なお、親局の配下には、通常、約１０〜１５管理事務所がある。施設中央局２に設置されている親局にて各インターチェンジ、トンネル等の各部に設置されている付帯設備の監視を行っているが、設備の保守管理例えば故障発生時の対応は、管理事務所にて行っている。

サーバ５は、親局と各子局１の間のＩＰネットワーク３、４の途中に設けられ、図２に示すように各子局１１、１２…１Ｎに対応して設けられる複数の従プロセス実行装置例えば従プロセス部５１、５２…５Ｎと、１個の主プロセス実行装置例えば主プロセス部５０とを備えている。

ここで、各従プロセス部は、各現場連動機器の状態を表示する監視手段（表示タスク５１Ｈ）、各現場連動機器の状態信号により特定の事象が発生したかどうかを判断し、特定事象が発生したとき、予め記憶されている現場連動機器の動作内容を判断する監視手段（表示タスク５０Ｈ）を、その判断結果を親局へ伝送し、各従プロセス部の５１、５１…５Ｎまでの表示タスク（５１Ｈ、５２Ｈ…５ＮＨ）を、主プロセス部の表示タスク５０Ｈで判断することが可能である。また、親局からの制御指令により、予め記憶されている前記現場連動機器に対して動作指令を判断する制御手段（制御タスク５０Ｃ）により、各従プロセス部の制御タスク（５１Ｃ、５２Ｃ…５ＮＣ）にて各現場連動機器へ制御信号を指令する機能を備えている。これ以外にサーバ５の主プロセス部５０及び従プロセス部５１、５２…５Ｎには、道路付帯設備のアナログ信号を計測する計測タスク（５０Ｋ、５１Ｋ…）と、子局内の正常に動作しているかの監視をしている異常監視タスク（５０Ｉ、５１Ｉ…）と、主プロセス部５０に各従プロセス部５１、５２…５Ｎを制御可能な構成制御タスク５０Ｓを備えている。

ＩＧサーバ装置５の演算処理回路ＣＰＵの動作は図３（ａ）、（ｂ）に示すフローチャートのようになる。ＩＧサーバ５の演算処理回路ＣＰＵは、複数の子局をコントロールするために、マルチプロセス方式の構成とする。具体的には、主プロセス部５０は、従来のＩＧ子局で実施していたインテリジェント機能を行い、従プロセス部は、子局との伝送処理として起動する。１つの演算処理回路ＣＰＵで仮想的に複数の装置を動作させることになる。

図３（ａ）に示すように、ＩＧサーバ５の立上げ時は、主プロセス部５０が起動し（Ｓ１）、従プロセス部５１、従プロセス部５２…従プロセス部５Ｎが順次起動すると（Ｓ２１、Ｓ２２…Ｓ２Ｎ）、従プロセス部５１及び従プロセス部５Ｎの表示タスクが起動し（Ｓ３１、Ｓ３２…Ｓ３Ｎ）、主プロセス部５０の表示タスク５０Ｈが起動し（Ｓ４）、子局１１、１２…１Ｎ間で連動する現場連動機器の動作確認も可能となる。（事象１）
また、図３（ｂ）に示すように主プロセス部５０〜従プロセス部５１、５２…５Ｎ間は、正常に起動したが、例えば従プロセス部の１個が異常となり一部のタスク終了した場合でも、親局の主プロセス部５０にて従プロセス部５１…５Ｎとの相互監視を行うことにより、異常となった従プロセス部の異常監視を発見し、異常となった従プロセス部以外のプロセス部は主プロセス部５０と接続可能な構成となっている。

具体的には、従プロセス部５１、５２…５Ｎの表示タスクが待機中のとき（Ｓ５１、Ｓ５２…Ｓ５Ｎ）、従プロセス部５１が異常判断を行い（Ｓ６）従プロセス部５１のタスク終了（Ｓ７）となり、主プロセス部５０との相互監視により、対従プロセス部５１の異常監視タスク５１Ｉを起動し（Ｓ８）、待機中の従プロセス部５２…５Ｎに起動指令を与える（Ｓ９２…Ｓ９Ｎ）。（事象２）
このように従来各子局毎に備えていてかつ個々のソフトウェアで動作させていた演算処理回路ＣＰＵを設けず、管理事務所等に設置されるサーバ５に各子局に対応する各従プロセス部５１、５２…５Ｎと、各従プロセス部５１、５２…５Ｎを制御可能な構成制御タスク５０Ｓを実行する主プロセス部５０を設けたので、１個のプロセス部５０で、複数の従プロセス部５１…５Ｎのソフトウェアを一括して管理が可能となる。

図４は、本発明の第２の実施形態を示す概略構成図であり、図１の実施形態の管理事務所等に設置されるサーバ５に、新たに以下に述べる管理事務所用操作卓７、具体的にはサーバ設置場所用主プロセス部５００を設けたものである。

サーバ設置場所用主プロセス部５００は、図６に示すように主プロセス部５０に対して並列に配置し、主プロセス部５０の各タスク５０Ｈ、５０Ｋ、５０Ｃ、５０Ｉ、５０Ｓ同様に、サーバ設置場所用主プロセス部５００の各タスク５００Ｈ、５００Ｋ、５００Ｃ、５００Ｉ、５００Ｓの構成となる。各現場連動機器の状態を表示する監視手段（表示タスク５１Ｈ）、各現場連動機器の状態信号により特定の事象が発生したかどうかを判断し、特定事象が発生したとき、予め記憶されている現場連動機器の動作内容を判断する監視手段（表示タスク５００Ｈ）を、その判断結果を親局へ伝送し、各従プロセス部の５１、５１…５Ｎまでの表示タスク（５１Ｈ、５２Ｈ…５ＮＨ）を、主プロセス部の表示タスク５００Ｈで判断することが可能である。また、管理事務用操作卓７からの制御指令により、予め記憶されている前記現場連動機器に対して動作指令を判断する制御手段（制御タスク５００Ｃ）により、各従プロセス部の制御タスク（５１Ｃ、５２Ｃ…５ＮＣ）にて各現場連動機器へ制御信号と指令することを備えている。

次に、本発明の遠方監視制御システムの第２の実施形態について説明する。図４の概略構成図に示すように、管理事務所用操作卓７では、管理事務所からの監視制御が出来る構成となっている。この場合のプロセス部は図５の概略構成図のように構成され、この処理動作は図６のフローチャートのようになる。

前述の第１の実施形態にて、ＩＧサーバ５のプロセス部は、マルチプロセス方式の構成としたが、ここでは主プロセス部と並列に、事務所用主プロセス部５００を追加することにより、管理事務所用操作卓７のコントロールも可能となる。

図６に示すように、主プロセス部の起動により（Ｓ１３）、従プロセス部１に起動指令を与え（Ｓ１４１）、従プロセス部２に起動指令を与え（Ｓ１４２）、従プロセス部Ｎに起動指令を与える（Ｓ１４Ｎ）と、従プロセス部１及び従プロセス部Ｎの表示タスクが起動し（Ｓ１５１、Ｓ１５２…Ｓ１５Ｎ）、主プロセス部の表示タスクが起動し（Ｓ１６）、この表示タスクの起動と並列に、事務所用プロセス部の表示タスクが起動することにより（Ｓ１７）、管理事務所用操作卓７からの監視制御が可能となる（事象３）。

このように第２の実施形態では、前述の第１の実施形態に事務所用主プロセス部５００を追加したので、前述の第１の実施形態の効果にさらに管理事務所等おいて、高速道路付帯設備の現場連動機器を監視制御できるという効果が得られ、施設中央局２、およびＩＰネットワーク４における障害発生時のバックアップが可能となる。

本発明の遠方監視制御システムの第１の実施形態の概略構成図。 図１のサーバを説明するための概略構成図。 図１の実施形態の動作を説明するためのフローチャート。 本発明の遠方監視制御システムの第２の実施形態の概略構成図。 図４のサーバを説明するための概略構成図。 図４の実施形態の動作を説明するためのフローチャート。 従来の遠方監視制御システムの一例を示す概略構成図。 図７の各子局の演算処理回路（ＣＰＵ）を説明するための概略構成図。

符号の説明

１…リモートステーション（子局）、２…施設中央局、３…ＩＰネットワーク、４…ＩＰネットワーク、５…ＩＧサーバ装置、６…現場連動機器、７…管理事務所用操作卓、８…インテリジェント（ＩＧ）子局。

Claims (2)

1. 高速道路のインターチェンジ、トンネル等の場所毎に配設される少なくとも１個の道路付帯設備の現場機器の各部における特定事象の発生により、前記現場機器の動作に伴って連動動作する少なくとも１個の現場連動機器を備え、前記現場連動機器の動作状態、故障状態を示す状態信号を取り込み、かつ上位からの動作信号を出力する入出力部を有する子局群と、
   前記各子局とは離れた位置に信号伝送路を介して配設された施設中央局に設け、前記現場連動機器の状態を表示する表示器、前記現場連動機器に対して動作指令を与えることを有し、
   前記施設中央局と前記各子局間の信号伝送路の途中に設け、複数の従プロセス実行装置と、１個の主プロセス実行装置とを備えたサーバからなり、
   前記各従プロセス実行装置は、前記現場連動機器で発生する状態を計測し、これに基づき前記主プロセス実行装置にて、前記現場連動機器の状態を判断する監視手段と、前記特定事象が発生したとき、予め記憶されている前記現場連動機器の動作内容と前記監視手段で計測し判断した結果が一致又は不一致かの判断を行い、前記施設中央局からの指令により、予め記憶されている前記現場連動機器に対して動作指令を与え、前記各子局からの前記現場連動機器の状態信号を信号伝送路に介し、前記施設中央局との入出力手段を備え、
   前記サーバに有する主プロセス実行装置により、複数の従プロセス実行装置を介して前記各子局の一元管理を可能にしたことを特徴とする遠方監視制御システム。
2. 高速道路のインターチェンジ、トンネル等の場所毎に配設される少なくとも１個の道路付帯設備の現場機器の各部における特定事象の発生により、前記現場機器の動作に伴って連動動作する少なくとも１個の現場連動機器を備え、前記現場機器の動作状態、故障状態を示す状態信号を取り込み、かつ上位からの動作信号を出力する入出力部を有する子局群と、
   前記各子局とは離れた位置に信号伝送路を介して配設された施設中央局に設け、前記現場連動機器の状態を表示する表示器、前記現場連動機器に対して動作指令を与えることを有し、
   前記施設中央局と前記各子局間の信号伝送路の途中に設け、複数の従プロセス実行装置と、１個の主プロセス実行装置と、サーバ設置場所用主プロセス実行装置を備えたサーバからなり、
   前記各従プロセス実行装置は、前記現場連動機器で発生する状態を計測し、これに基づき前記主プロセス実行装置にて、前記現場連動機器の状態を判断する監視手段と、前記特定事象が発生したとき、予め記憶されている前記現場連動機器の動作内容と前記監視手段で計測し判断した結果が一致又は不一致かの判断を行い、前記施設中央局からの指令により、予め記憶されている前記現場連動機器に対して動作指令を与え、前記各子局からの前記現場連動機器の状態信号を信号伝送路に介し、前記施設中央局との入出力手段を備え、
   前記サーバ設置場所用主プロセス実行装置は、前記施設中央局とは別に、前記主プロセス実行装置に対して並列に配置し、前記主プロセス実行装置と同様に、前記各現場連動機器の状態を判断する監視手段と、前記特定事象が発生したとき、予め記憶されている前記現場連動機器の動作内容と前記監視手段で計測し判断した結果が一致又は不一致かの判断を行い、前記施設中央局からの指令により、予め記憶されている前記現場連動機器に対して動作指令を与え、前記各子局からの前記現場連動機器の状態信号を信号伝送路に介し、前記施設中央局との入出力手段を備え、
   前記サーバに有する主プロセス実行装置及び前記サーバ設置場所に有する主プロセス実行装置からも、複数の従プロセス実行装置を介して前記各子局の一元管理を可能にしたことを特徴とする遠方監視制御システム。

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