JP2011171982A - 配水プラントの監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】比較的安価な設備投資で実現可能であり、信頼性および利便性の高い配水プラントの監視システムを提供する。
【解決手段】各種プラント設備１１に対応して配置されたデータ集配信装置１０、管理センタ２に配置されたメールサーバ２０、メンテナンス会社３に配置された電子メール受信端末３０、管理センタ２外に配置された電子メール受信端末４０から構成される。データ集配信装置１０の電子メール作成部１０２は、データ収集部１０１が取得した各種プラント設備１１の観測データをもとに電子メールを作成する。保守用電子メール送信部１０４は、電子メール作成部１０２において作成された電子メールのうち少なくとも一部の電子メールを暗号化し、メールサーバ２へ送信する。メールサーバ２に受信された電子メールに含まれる観測データは、保守用データベース２０４に保存される。
【選択図】図１

Description

本発明は、配水プラントの各種設備の観測データを遠隔地の管理センタによりデータ通信回線を介して監視する監視システムに関する。

一般に、浄水場、配水場、ポンプ場等の配水プラントの各種設備は、遠隔地の管理センタ（例えば水道局、県企業団、役場内に設置された水道課等）により集中的に監視されている。従来、配水プラントの監視システムでは、データ集配信装置（テレメータ装置）により、配水プラントのポンプ、バルブ、ゲート、センサ等、各種設備の観測データ（状態信号およびアナログ計測信号）を取得し、専用のデータ通信回線を介して管理センタのコンピュータへ送信していた。

一方、管理センタでは、観測データ以外の各種情報（メンテナンス情報等）の通信手段として電子メールも用いられるが、電子メールについては、各種設備の観測データの送受信とは別のデータ通信回線を用意し、さらにメールサーバや電子メール送受信機能を有する装置により構築し実現していた。

遠隔地における監視システムの例として、特許文献１では、スキャナ機能、プリント機能及びファクシミリ機能を搭載した複合画像形成装置の監視システムが提示されている。この例では、複合画像形成装置の状態を、ローカルエリアネットワークを介して監視装置へ送信し、さらに監視装置は受信した通報情報をインターネット経由で監視センタへ送信するようにシステム構築されている。

特開２００１−３４５９７９号公報

上記のように、従来の配水プラントの監視システムでは、専用のデータ通信回線で観測データの集配信を行っていたが、ビット形式のデータまたは数値データしか取り扱えないという問題があった。このため、メンテナンス情報のようなテキスト形式のデータは、別システムを構築して送受信しており、システムが複雑であった。

さらに、従来システムでは、データ通信回線が不通状態の場合、その間の観測データが管理センタに送信されない、一対一の装置間でのデータ通信であり同時に複数の装置間でのデータ通信が行えない等、信頼性、利便性の両面において問題があった。しかし、従来システムの改良によってこれらの問題点を解決するには、さらなるシステムの複雑化と設備投資の増大が避けられない。

一方、特許文献１のように専用のデータ通信回線とインターネットのような一般回線を接続したシステムは、データの秘匿性の観点から運用が難しく、配水プラントの監視システムとしては実用化されていなかった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、比較的安価な設備投資で実現可能であり、信頼性および利便性の高い配水プラントの監視システムを提供することを目的とする。

本発明に係る配水プラントの監視システムは、配水プラントの各種設備の観測データを遠隔地の管理センタによりデータ通信回線を介して監視する配水プラントの監視システムであって、各種設備に対応して配置されたデータ集配信装置と、管理センタに配置されたメールサーバを備え、データ集配信装置は、各種設備から観測データを取得するデータ収集部と、データ収集部が取得した各種設備の観測データをもとに電子メールを作成する電子メール作成部と、電子メール作成部において作成された電子メールをデータ通信回線を介してメールサーバへ送信する電子メール送信部と、電子メール作成部において作成された電子メールのうち少なくとも一部の電子メールを暗号化し、データ通信回線を介してメールサーバへ送信する保守用電子メール送信部を有し、メールサーバは、電子メール送信部から送信された電子メールを受信する電子メール受信部と、電子メール受信部が受信した電子メールに含まれる各種設備の観測データを保存するユーザデータベースと、保守用電子メール送信部から送信された電子メールに含まれる各種設備の観測データを保存する保守用データベースを有するものである。

本発明によれば、データ集配信装置において配水プラントの各種設備の観測データをもとに電子メールを作成し、管理センタのメールサーバへ送信するようにしたので、メンテナンス情報や故障情報のような他の情報も同時に電子メールで送付することができる。また、データ集配信装置から複数の装置に対して観測データを含む電子メールを送信可能であり、さらに他の装置にも転送することができるため、システムの変更や拡大が容易に行える。また、電子メールの少なくとも一部を暗号化し保守用データベースに保存することで、観測データの秘匿性及び正確性を確保することができる。これらのことから、比較的安価な設備投資で、信頼性および利便性の高い配水プラントの監視システムを提供することが可能である。

本発明の実施の形態１に係る配水プラントの監視システムを示す概略図である。 本発明の実施の形態１に係る配水プラントの監視システムの電子メール作成部で作成された電子メールの例を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る配水プラントの監視システムを示す概略図である。

実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１について図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る配水プラントの監視システムを示す概略図である。本実施の形態１に係る配水プラントの監視システムは、配水プラント１の各種プラント設備１１の観測データを、遠隔地の管理センタ２によりデータ通信回線５１、５２を介して監視するもので、各種プラント設備１１に対応して配置されたデータ集配信装置１０と、管理センタ２に配置されたメールサーバ２０を備え、さらに、メンテナンス会社３に配置された電子メール受信端末３０と、管理センタ２外に配置された電子メール受信端末４０を含んで構成される。

管理センタ２は、本監視システムのユーザであり、例えば水道局、県企業団、役場内に設置された水道課等である。メンテナンス会社３は、管理センタ２と契約しているメーカであり、各種プラント設備１１の保守管理を行うものである。また、管理センタ２外の電子メール受信端末４０は、主に夜間、休日の緊急対応用に配置されたもので、例えば管理センタ２の担当者が所持する携帯電話および／またはパーソナルコンピュータである。

データ集配信装置１０は、データ収集部１０１、電子メール作成部１０２、電子メール送信部１０３、および保守用電子メール送信部１０４から構成される。また、メールサーバ２０は、電子メール受信部２０１、データ抽出部２０２、ユーザデータベース２０３および保守用データベース２０４から構成される。データ集配信装置１０とメールサーバ２０、電子メール受信端末４０、及びメンテナンス会社３の電子メール受信端末３０は、それぞれデータ通信回線５１、５２、５３で接続されている。データ通信回線５１、５２、５３としては、インターネットのような一般回線を用いることができる。ただし、データ通信回線５１、５２、５３は、電子メール通信が可能であればよく、私設線、事業者回線等を用いてもよい。

データ集配信装置１０のデータ収集部１０１は、配水プラント１の各種プラント設備１１から観測データを取得する。具体的にはポンプ、バルブ（電動弁、電磁弁）、ゲート、および水位計、圧力計、温度計のようなセンサ類等の各種プラント設備１１から、それらの状態信号またはアナログ計測信号を周期的あるいはリアルタイムに取得する。状態信号とは、機器の運転状態（例えばポンプ運転／停止）、機器の故障状態、またはモード選択状態（例えばポンプ運転モード自動／手動）を示す信号である。また、アナログ計測信号とは、水位、流量、水圧、水温等、連続的に変化する信号である。データ収集部１０１による観測データ取得のタイミングは、１０分間隔、１時間間隔等、必要に応じて適宜設定する。

電子メール作成部１０２は、データ収集部１０１が取得した各種プラント設備１１の観測データをもとに電子メールを作成する。本実施の形態１では、電子メール作成部１０２は、各種プラント設備１１の観測データを所定のデータ形式に変換し、電子メールの本文とする。具体的には、ビット形式である状態信号や、数値データであるアナログ計測信号を例えばテキスト形式に変換し、これをもとに電子メールの題（Subject）、本文を自動的に作成する。図２に示す電子メールの例では、Subjectにデータ観測した年月日と対象プラント設備、本文に対象局名称、データ収集時刻、流量データ、水位データ、運転モード等を含んでいる。

なお、電子メールの本文は、テキスト形式に限定されるものではなく、インターネットで電子メールを送信するためのプロトコルであるＳＭＴＰ（Simple Mail Transfer Protocol）で扱える形式であればよい。また、電子メール作成部１０２は、各種プラント設備１１のメンテナンス情報や、その他のテキスト形式のデータを付加した電子メールを作成する場合もある。電子メール作成部１０２における電子メール作成のタイミングは、データ収集部１０１による観測データ取得の周期または故障信号の受信時等、必要に応じて適宜設定する。

電子メール送信部１０３は、電子メール作成部１０２において作成された電子メールを、データ通信回線５１を介してメールサーバ２０へ送信する。また、保守用電子メール送信部１０４は、電子メール作成部１０２において作成された電子メールのうち少なくとも一部の電子メールを暗号化し、データ通信回線５２を介してメールサーバ２へ送信する。この保守用電子メール送信部１０４において暗号化される電子メールは、秘匿性および正確性を確保する必要のあるデータ（これを保守用データと称す）を含むものである。

保守用データとしては、予め設定された基準値（管理値）を超えている異常な観測データおよび異常に近い観測データ、または事故、故障情報等が該当するが、全ての観測データや各種プラント設備１１のメンテナンス情報を含むようにしてもよい。また、電子メールの添付ファイル機能を利用し、データ収集部１０１が異常な観測データを検出した際のプラント設備１１のカメラ映像（静止画像）を、異常な観測データとともにメールサーバ２０に送信するようにしてもよい。

電子メール送信部１０３および保守用電子メール送信部１０４には、電子メールの送付先が登録されている。電子メール送信部１０３に登録された送付先には、管理センタ２に設置されたメールサーバ２０と、主に夜間、休日の緊急対応用に管理センタ２外に配置された電子メール受信端末４０が含まれる。また、保守用電子メール送信部１０４に登録された送付先には、管理センタ２に設置された保守用データベース２０４と、メンテナンス会社３の電子メール受信端末３０が含まれる。

メールサーバ２０の電子メール受信部２０１は、電子メール送信部１０３から送信された電子メールを、データ通信回線５１を介して受信する。また、管理センタ２外の電子メール受信端末４０も、電子メール送信部１０３から送信された電子メールを、データ通信回線５１を介して受信する。なお、電子メール受信端末４０への電子メール送信のタイミングは、メールサーバ２０への電子メール送信と同時、または特定の時間帯に限定する等、適宜設定することができる。

メールサーバ２０のデータ抽出部２０２は、電子メール受信部２０１が受信した電子メールから各種プラント設備１１の観測データを抽出し、ユーザデータベース２０３に保存する。ユーザデータベース２０３は、管理センタ２が管理するデータベースであり、主に電子メール受信部２０１が受信した電子メールに含まれる各種プラント設備１１の観測データを保存するものである。なお、データ抽出部２０２で抽出された観測データは、管理センタ２内に設置された表示画面（図示せず）等で閲覧可能なように処理してもよい。

一方、保守用電子メール送信部１０４により暗号化された電子メールは、データ通信回線５２を介してメールサーバ２０に送信される。メールサーバ２０に受信された電子メールは暗号が解除され、電子メールに含まれる観測データは保守用データベース２０４に保存される。保守用データベース２０４は、メンテナンス会社３が管理するデータベースであり、主に保守用電子メール送信部１０４から送信された暗号化された電子メールに含まれる各種プラント設備１１の観測データを保存するものである。すなわち、保守用データベース２０４は、秘匿性の高い保守用データ専用のデータベースである。

また、保守用電子メール送信部１０４により暗号化された電子メールは、データ通信回線５３を介してメンテナンス会社３の電子メール受信端末３０に送信される。電子メール受信端末３０に受信された電子メールは暗号が解除され、電子メールに含まれる観測データは電子メール受信端末３０の記憶部（図示せず）に保存される。

なお、本実施の形態１では、保守用データの秘匿性および正確性を確保する手段として、電子メールを暗号化しているが、その他の手段を用いてもよい。例えば、認証局（ＣＡ）が発行するデジタル証明書により、データが改ざんされていないこと、データの作成者を証明するデジタル認証を用いることもできる。

また、データ通信回線５１、５２、５３のいずれかが不通状態にある場合でも、データ収集部１０１および電子メール作成部１０２の機能に影響はなく、各種プラント設備１１から取得された観測データをもとに電子メールが作成される。ただし、不通状態にあるデータ通信回線を用いた電子メールの送信は、電子メール送信部１０３または保守用電子メール送信部１０４において保留され、データ通信回線が復旧後、順次送信される。これにより、データ通信回線５１、５２、５３が不通状態の間も観測データの欠側はなく、管理センタ２およびメンテナンス会社３には全ての観測データが送信される。

メンテナンス会社３は、管理センタ２と協議の上、保守用データベース２０４へのデータ書き込み等、保守用データベース２０４のメンテナンスを行う。その際のデータ通信回線５４として一般回線を使用する場合には、第三者による外部からの侵入および不正なアクセスを防止するファイアウォールのようなシステムが組み込まれる。

また、管理センタ２では、ユーザデータベース２０３を他の計算機（図示せず）と接続して運用する場合が多いため、保守用データベース２０４とユーザデータベース２０３の間のデータの移行（図１中、矢印５５で示す）は管理センタ２の独断で行わず、メンテナンス会社３との請負契約にて実施し、保守用データの秘匿性および正確性を確保する。

以上のように、本実施の形態１に係る配水プラントの監視システムでは、データ集配信装置１０が各種プラント設備１１から取得した観測データをもとに電子メールを作成し、管理センタ２のメールサーバ２０に送信するようにしたので、各種プラント設備１１の観測データ（状態信号およびアナログ計測信号）と同時に、メンテナンス情報、故障情報のような他のデータも電子メールで管理センタ２へ送信することができ、データ管理やメンテナンスの効率化が図られる。

また、データ集配信装置１０から複数の装置に対して観測データを含む電子メールを送信可能であり、さらに他の装置にも転送することができるため、システムの変更や拡大が容易に行える。また、電子メールを送信後、所定の期間保存しておくことにより、プラント設備１１に異常が発生した場合にも、送信済みメールにより観測データの確認を行うことができる。

さらに、保守用データを送受信するデータ通信回線５２、５３、５４として一般回線を用いた場合でも、電子メールの暗号化やデジタル認証、またはファイアウォールの導入により外部からの侵入および不正なアクセスを防止しているので、保守用データの秘匿性および正確性を確保することができる。

これらのことから、本実施の形態１によれば、比較的安価な設備投資で、従来システムに比べて単純な構成で、信頼性および利便性の高い配水プラントの監視システムを実現することが可能である。

実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２に係る配水プラントの監視システムを示す概略図である。なお、図３中、図１と同一、相当部分には同一符号を付し説明を省略する。本実施の形態２における電子メール（添付データ）作成部１０２ａは、データ収集部１０１が取得した各種プラント設備１１の観測データを所定のファイル形式で電子メールの添付データ６０とする。

添付データ６０は、例えばＣＳＶ形式のような汎用性の高いファイル形式とすることが望ましい。ＣＳＶ形式は、テキストデータをカンマで区切って並べたファイル形式で、表計算ソフトやデータベースソフトがデータを保存するとき、または異なる種類のアプリケーションソフト間のデータ交換に使われる。

電子メール送信部１０３からデータ通信回線５１を介して送信された電子メールは、メールサーバ２０の電子メール受信部２０１に受信され、添付データ６０はそのままユーザデータベース２０３に保存される。また、本実施の形態２では、ユーザデータベース２０３に保存された添付データ６０を、管理センタ２に設置された各種サーバ／クライアント装置２０５により検索、閲覧することができる。なお、サーバ／クライアント装置２０５には、データ参照用の汎用アプリケーション、例えばMicrosoft Office、Open Office、メモ帳等が搭載されている。

本実施の形態２によれば、上記実施の形態１と同様の効果に加え、各種プラント設備１１の観測データを所定のファイル形式で電子メールの添付データ６０として取り扱うことにより、メールサーバ２０のデータ抽出部２０２（図１参照)が不要となり、添付データ６０を加工することなくそのままユーザデータベース２０３に保存することが可能である。また、添付データ６０を汎用性の高いファイル形式とすることで、各種サーバ／クライアント装置２０５で専用アプリケーションが不要となり、アプリケーションソフト開発コストの削減が図られる。

本発明は、配水プラントの各種設備の観測データを遠隔地の管理センタにより監視する監視システムとして利用することができる。

１ 配水プラント、２ 管理センタ、３ メンテナンス会社、１０ データ集配信装置、１１ プラント設備、２０ メールサーバ、３０、４０ 電子メール受信端末、
５１、５２、５３、５４ データ通信回線、６０ 添付データ、１０１ データ収集部、
１０２ 電子メール作成部、１０２ａ 電子メール（添付データ）作成部、１０３ 電子メール送信部、１０４ 保守用電子メール送信部、２０１ 電子メール受信部、
２０２ データ抽出部、２０３ ユーザデータベース、２０４ 保守用データベース、
２０５ サーバ／クライアント装置。

Claims (10)

1. 配水プラントの各種設備の観測データを遠隔地の管理センタによりデータ通信回線を介して監視する配水プラントの監視システムであって、前記各種設備に対応して配置されたデータ集配信装置と、前記管理センタに配置されたメールサーバを備え、
   前記データ集配信装置は、前記各種設備から観測データを取得するデータ収集部と、前記データ収集部が取得した前記各種設備の観測データをもとに電子メールを作成する電子メール作成部と、前記電子メール作成部において作成された電子メールを前記データ通信回線を介して前記メールサーバへ送信する電子メール送信部と、前記電子メール作成部において作成された電子メールのうち少なくとも一部の電子メールを暗号化し、前記データ通信回線を介して前記メールサーバへ送信する保守用電子メール送信部を有し、
   前記メールサーバは、前記電子メール送信部から送信された電子メールを受信する電子メール受信部と、前記電子メール受信部が受信した電子メールに含まれる前記各種設備の観測データを保存するユーザデータベースと、前記保守用電子メール送信部から送信された電子メールに含まれる前記各種設備の観測データを保存する保守用データベースを有することを特徴とする配水プラントの監視システム。
2. 請求項１に記載の配水プラントの監視システムであって、前記観測データは、前記各種設備の状態信号とアナログ計測信号を含むことを特徴とする配水プラントの監視システム。
3. 請求項１に記載の配水プラントの監視システムであって、前記電子メール作成部は、前記各種設備の観測データを所定のデータ形式に変換し、電子メールの本文とすることを特徴とする配水プラントの監視システム。
4. 請求項３に記載の配水プラントの監視システムであって、前記メールサーバは、前記電子メール受信部が受信した電子メールから前記各種設備の観測データを抽出し、前記ユーザデータベースに保存するデータ抽出部を有することを特徴とする配水プラントの監視システム。
5. 請求項１に記載の配水プラントの監視システムであって、前記電子メール作成部は、前記各種設備の観測データを所定のファイル形式で電子メールの添付データとすることを特徴とする配水プラントの監視システム。
6. 請求項５に記載の配水プラントの監視システムであって、前記管理センタは、電子メールの添付データを検索、閲覧可能なサーバ装置およびクライアント装置を備えていることを特徴とする配水プラントの監視システム。
7. 請求項１に記載の配水プラントの監視システムであって、前記電子メール作成部は、前記各種設備のメンテナンス情報を付加した電子メールを作成することを特徴とする配水プラントの監視システム。
8. 請求項１に記載の配水プラントの監視システムであって、前記電子メール送信部には、電子メールの送付先が登録されており、この送付先には、前記メールサーバと、前記管理センタ外に配置された電子メール受信端末が含まれることを特徴とする配水プラントの監視システム。
9. 請求項８に記載の配水プラントの監視システムであって、前記電子メール受信端末は、前記管理センタの担当者が所持する携帯電話および／またはパーソナルコンピュータであることを特徴とする配水プラントの監視システム。
10. 請求項１に記載の配水プラントの監視システムであって、前記保守用電子メール送信部には、電子メールの送付先が登録されており、この送付先には、前記メールサーバと、前記各種設備の保守管理を行うメンテナンス会社の電子メール受信端末が含まれることを特徴とする配水プラントの監視システム。

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