JP2014067134A - 電文解析装置、および、電文解析方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電力制御システムで流れる電文を対象とする試験を、効率的に実施すること。
【解決手段】電文解析装置１は、制御サーバ２と子局３との間で送受信される電文を取得し、その取得した電文集合から探索条件に合致する電文集合を探索する探索部２１と、探索部２１により探索された電文集合の各電文について、各電文のデータ位置ごとにそのデータ位置におけるデータ内容を示すテンプレートデータ２４を参照して、各電文のデータ内容をテキストデータに変換し、その変換結果を解析画面７０に表示する解析部２２と、を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、電文解析装置、および、電文解析方法に関する。

ネットワークシステム上を流れる電文データを解析することで、ネットワークシステムが正常に動作しているか否かを試験する手法が知られている。
特許文献１には、ネットワークサービスで流れる電文データをシミュレータ上で解析するシステムが記載されている。このシステムでは、電文の要素ごとに要素に格納されるデータの要素名や属性等を含む項目を設定した構造定義ファイルを用いて、電文を送受信するときにはバイナリ形式に変換し、電文を解析するときにはテキスト形式に変換する。

特開平９−２３３１５６号公報

電力制御システムを製作するメーカー内で行われるシステム試験において、電力制御システム内の監視制御サーバと子局の間のＬＡＮを流れる電文から試験対象の電文を探索し、電文の内容を確認することで、電力制御システムの動作が正しいことを確認する試験項目がある。
試験項目の中には複数電文の送受信を繰り返した結果を確認することで、システムの動作が正しいことを確認する項目もある。よって、１つの電文だけを詳しく解析するより、複数の電文をまとめて効率的に解析することが重要である。

ここで、監視制御サーバと子局の間のＬＡＮを流れる電文には、定期的にシステム状態を監視するための電文や現地装置に対して制御を実施した際に流れる電文、現地装置から電力制御システムへ電圧や電流などの数値情報や現地装置の状態などの二値情報を送信するための電文など多くの種類がある。これらの電文の中から試験対象の電文を探索することは時間がかかり、また解析時に誤判断する可能性がある。

例えば、監視制御サーバから送信した「使用電力要求（使用した電力の報告を求める電文）」に対して、子局からの「使用電力応答（使用した電力を報告する電文）」が１分以内に到着しないときには、異常と判断する旨の試験項目では、「使用電力要求」と、「使用電力応答」という２つの電文をまとめて監視する必要がある。
しかし、電力制御システムで流れる電文には、この試験項目である２つの電文以外の電文も同時期に送信されるので、単に、全ての電文を表示するだけでは、ユーザが試験項目である２つの電文を探す手間が発生してしまう。

そこで、本発明は、前記した問題を解決し、電力制御システムで流れる電文を対象とする試験を、効率的に実施することを、主な目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の電文解析装置は、電力制御システムの制御サーバと子局との間で送受信される電文を取得し、その取得した電文集合から探索条件に合致する電文集合を探索する探索部と、
前記探索部により探索された電文集合の各電文について、各電文のデータ位置ごとにそのデータ位置におけるデータ内容を示すテンプレートデータを参照して、各電文のデータ内容を抽出した変換結果を解析画面に表示する解析部と、を有することを特徴とする。
その他の手段は、後記する。

本発明によれば、電力制御システムで流れる電文を対象とする試験を、効率的に実施することができる。

本発明の一実施形態に関する電力制御システムを示す構成図である。 本発明の一実施形態に関する電力制御システムの動作概要を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に関する電文解析装置を示す構成図である。 本発明の一実施形態に関する電文解析装置の詳細を示す構成図である。 本発明の一実施形態に関する探索画面および解析画面を示す画面図である。 本発明の一実施形態に関する編集画面、手入力画面、および、項目選択画面を示す画面図である。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、電力制御システムを示す構成図である。電力制御システムは、各子局３（３ａ〜３ｄ）と各制御サーバ２（２ａ，２ｂ）とが通信機器８（ＬＡＮのスイッチなど）を介して接続される。さらに、通信機器８には、各制御サーバ２に対して直接制御命令を送信したり、各制御サーバ２からの表示データを表示したりするための操作装置９が接続されている。
これらの電力制御システムの各装置は、制御部（ＣＰＵ：Central Processing Unit）、記憶部（メモリ、ハードディスクなど）、および、通信部（ネットワークインタフェース）を備えるコンピュータとして構成される。

子局３は、図示しない現地装置（電気測定器など）から電力情報を二値情報や数値情報として取り込む。
制御サーバ２は、各子局３からの電力情報をもとに、各子局３の監視制御を行う。
電文解析装置１は、各制御サーバ２と各子局３との間を流れている電文の探索、解析、および、編集をするための装置である。
図１（ａ）の電文解析装置１は、直接、通信機器８に接続することで、通信機器８を流れている電文を取得する。
図１（ｂ）の電文解析装置１は、各制御サーバ２とそれぞれ接続することで、各制御サーバ２からリアルタイムに電文を収集する。

図２は、電力制御システムの動作概要を示すフローチャートである。
図２（ａ）のフローチャートは、図１（ａ）の電文解析装置１に対応する動作を示す。操作装置９からの指示により、制御サーバ２から子局３に送信される使用した電力の報告を求める電文である使用電力要求（Ｓ１０１）と、使用した電力を報告する電文である使用電力応答（Ｓ１０２）と、子局３から自発的に制御サーバ２に送信される停電の通知（Ｓ１０３）は、ともに、通信機器８を通過する。よって、電文解析装置１は、これらのＳ１０１〜Ｓ１０３の各電文を接続先の通信機器８から受信でき、それらの受信した電文を解析する（Ｓ１０４）。

図２（ｂ）のフローチャートは、図１（ｂ）の電文解析装置１に対応する動作を示す。この電文解析装置１は、通信機器８からＳ１０１〜Ｓ１０３の各電文を取得できないので、代わりに、接続先の制御サーバ２からそれらの電文を転送してもらう。なお、図２（ｂ）のフローチャートと、図２（ａ）のフローチャートとは、電文転送処理以外は、同じ処理であるため、同じ符号を用いている。

図３は、電文解析装置を示す構成図である。
図３（ａ）に示される電文解析装置１は、探索部２１と解析部２２、表示編集部２３、テンプレートデータ２４、解析結果ＤＢ２５、および、編集結果ＤＢ２６から構成される。それぞれの処理部は、連続処理または独立処理の両方の処理が可能である。
解析部２２は、探索部２１により探索された電文集合とテンプレートデータ２４とを比較することで、解析結果ＤＢ２５に格納する解析結果を作成する。
表示編集部２３は、解析結果ＤＢ２５の解析結果をユーザに編集させ、その編集結果を編集結果ＤＢ２６に格納する。

図３（ｂ）に示される図３（ａ）の探索部２１は、電文読込部３１、電文探索部３２、探索結果送信部３３、データ設定部３４、および、設定データ３５から構成されている。

電文読込部３１は、図２で示したように、通信機器８を流れている電文のうちの探索したい電文が含まれている一連の電文ファイルを読み込む。
電文探索部３２は、電文読込部３１が読み込んだ電文集合から、設定データ３５の探索条件に合致する電文集合を探索する。
探索結果送信部３３は、電文探索部３２の探索結果を解析部２２に送信する。
データ設定部３４は、電文読込部３１が読み込んだファイルから電文探索部３２が探索する電文の探索条件を設定データ３５として登録する。

設定データ３５には、例えば、電文の送受信機器の機器番号、電文の種別、電文の試験期間などの電文特定情報の他に、電文の送信方向（送受信を入れ替えた組み合わせも探索対象にするか否か）などが含まれる。なお、電文の試験期間とは、試験開始時刻から試験終了時刻までの期間によって指定され、その期間に該当する送受信時刻の電文が探索される。

このように、連続した複数の電文を探索できるように設定データ３５を登録することで、複数の電文のやりとりをまとめて探索できるので、複数の電文のやりとりを対象とした電文試験を支援できる。さらに、設定データ３５により電文集合を絞り込むことで、電文試験に関係ない電文を除外でき、電文試験を支援できる。

図４は、電文解析装置の詳細を示す構成図である。
解析部２２は、探索結果受信部４１、電文解析部４２、解析結果送信部４３、手入力受付部４４、テンプレート読込部４５、解析結果格納部４６から構成されている。
テンプレート読込部４５は、電文のひな形であるテンプレートデータ２４を読み込み、電文解析部４２に通知する。
電文解析部４２は、解析対象の電文を探索結果受信部４１および手入力受付部４４から受け付ける。探索結果受信部４１は、探索結果送信部３３からの電文を受信する。手入力受付部４４は、電文解析装置１のユーザから直接入力された電文を受け付ける。

そして、電文解析部４２は、入力された電文と、同じ電文種別のテンプレートデータ２４とを比較して、電文解析を行う（この解析処理の詳細は、図５の説明で後記する）。なお、電文解析部４２は、電文が複数個あった場合には、予め全ての電文の電文種別を確認し、対象の電文種別のテンプレートを全て呼び出した上で、連続してテンプレートと比較することで、全ての電文解析を実施する。

電文解析部４２は、電文解析の結果を解析対象電文と対応付けて、解析結果格納部４６を介して、解析結果ＤＢ２５に保存する。電文解析部４２は、連続して解析を行った場合には、前後にどの電文を解析したかの情報も併せて、解析結果ＤＢ２５に保存する。解析結果ＤＢ２５に解析結果を保持しておくことで、容易に解析結果を表示するだけでなく、以前解析した結果を改めて表示させることができる。
電文解析部４２は、解析結果ＤＢ２５の保存内容を、解析結果送信部４３を介して、表示編集部２３に送信する。

表示編集部２３は、解析結果受信部５１、解析結果表示部５２、解析結果読込部５３、解析結果編集部５４、編集結果格納部５５から構成される。
解析結果表示部５２は、解析結果受信部５１が解析結果送信部４３から受信した電文の解析結果、および、解析結果読込部５３が解析結果ＤＢ２５から読み込んだ電文の解析結果を画面に表示する。これにより、ユーザが表示結果を確認することで、電文が仕様書通りに作成されており、その動作に対して正しい値が電文に設定されているかなどの電文試験を実施できる。

解析結果編集部５４は、解析結果表示部５２の表示内容をユーザに編集させ、その編集結果を編集結果格納部５５を介して、編集結果ＤＢ２６に格納する。これにより、ユーザは、解析内容を用途に応じてその場で編集することができるため、試験結果を電文試験の報告書としてまとめることも容易となる。

図５は、探索画面および解析画面を示す画面図である。
図５（ａ）は、探索部２１が出力する探索画面６０である。探索画面６０は、探索条件入力欄６１、探索結果表示欄６２、探索開始ボタン６３、解析部へ送信ボタン６４を備えている。
探索条件入力欄６１は、設定データ３５の入力を行うための欄である。機器番号入力欄（送信側、受信側）には、電文の送信側および受信側の機器番号（ここでは、２ａ，３ａ）が入力される。送受信の逆抽出チェックボタンにチェックを入れることで、送受信を入れ替えた電文も同時に探索することができる。
探索条件入力欄６１内の電文種別入力欄には、探索したい電文の電文種別（ここでは、「使用電力調査」）が１つ以上入力される。試験期間入力欄には、試験期間（試験開始時刻〜試験終了時刻）が入力される。この試験期間内に送受信した電文が、探索される。

探索結果表示欄６２は、探索条件入力欄６１に入力された設定データ３５に合致する探索結果と合致しない探索結果が区別されて表示される。この探索結果は、電文の連番（0001,0002,0003,…）ごとに、その電文のヘッダ内容およびデータ内容がバイナリデータ（00 01 ff 02 03 10 20 30…、１６進数表記）として表示される。図５（ａ）では、設定データ３５に合致する探索結果（連番＝0001,0003）の表示文字を濃く大きくし、設定データ３５に合致しない探索結果（連番＝0002）の表示文字を薄く小さくして、設定データ３５に合致するか否かをユーザに見やすくしている。もちろん、目立つように、両探索結果の表示色を互いに違うものにしてもよい。

探索開始ボタン６３は、ユーザに押下されるたびに、探索条件入力欄６１の設定内容から探索結果表示欄６２の表示内容の作成（電文探索部３２による探索処理）を実行する。つまり、探索条件入力欄６１の設定内容を変えることで、探索結果表示欄６２の表示内容を変えることができる。
解析部へ送信ボタン６４は、ユーザに押下されることで、探索結果表示欄６２の表示内容が、解析画面７０（解析対象電文表示欄７１）へ送信される。

図５（ｂ）は、解析部２２が出力する解析画面７０である。解析画面７０は、解析対象電文表示欄７１、手入力ボタン７２、解析結果表示欄７３、解析開始ボタン７４、編集画面呼び出しボタン７５、表示項目選択ボタン７６、解析結果コピーボタン７７にて構成されている。

解析対象電文表示欄７１には、前記した探索結果表示欄６２の電文、または、手入力画面９０（後記の図６（ｂ））で入力された電文が表示される。なお、手入力画面９０は、手入力ボタン７２が押されたときに、呼び出される。
解析部２２は、解析開始ボタン７４が押されたときに、解析対象電文表示欄７１の内容に対して電文解析を実行し、その結果を解析結果表示欄７３に表示する。
解析部２２は、編集画面呼び出しボタン７５が押されたときに、解析結果表示欄７３の表示内容を編集させるための編集画面８０（後記の図６（ａ））を呼び出す。
解析部２２は、解析結果コピーボタン７７が押されたときに、解析結果表示欄７３の表示内容から、呼び出される編集画面８０の編集内容にコピーする項目を絞り込むための項目選択画面１００（後記の図６（ｃ））を呼び出す。

ここで、解析部２２（電文解析部４２）によるテンプレートデータ２４を用いた電文解析処理の詳細を説明する。
解析対象電文表示欄７１に表示される電文解析前の電文は、電文の連番（0001）ごとの、バイナリデータ（00 01 ff 02 03 10 20 30…、１６進数表記）である。
解析結果表示欄７３に表示される電文解析後の電文は、電文の連番（0001）ごとの、テキストデータ（システム名＝第１電力システム…）である。

電文の種別ごとに存在するテンプレートデータ２４は、電文のバイナリデータを構文解析するためのデータとして構成される。例えば、テンプレートデータ２４は、「１バイト目〜２バイト目＝システム名、３バイト目＝電文種類、４バイト目＝送信元、５バイト目＝送信先、…」というように、電文内のデータ格納位置とその格納位置に対応するデータ内容との組の情報として定義される。さらに、電文内の所定のデータ格納位置には、電文の種別の特定情報が存在する。

よって、電文解析部４２は、まず、電文の種別の特定情報を読み込むことで、複数のテンプレートデータ２４のうちの読み込んだ電文の種別に対応するテンプレートデータ２４を取得する。そして、電文解析部４２は、取得したテンプレートデータ２４に従って構文解析することで、電文のバイナリデータをテキストデータへと変換する。この変換処理は、テンプレートデータ２４を参照して、電文内のデータ格納位置（例えば、１バイト目〜２バイト目）から電文のデータ内容（例えば、システム名＝第１電力システム）を抽出する処理ともいえる。

図６は、編集画面、手入力画面、および、項目選択画面を示す画面図である。
図６（ａ）は、表示編集部２３が出力する編集画面８０である。編集画面８０は、編集欄８１、新規保存ボタン８２、追加保存ボタン８３、閉じるボタン８４にて構成されている。
編集欄８１は、文字などを自由に入力することが可能で、解析画面７０から転送された電文および解析結果もこの欄の中に貼り付けることが可能である。この編集結果は、新規保存ボタン８２または追加保存ボタン８３を押すことで編集結果ＤＢ２６に保存することが可能である。新規保存ボタン８２を押した場合は、新規ファイルを自動的に作成し、追加保存ボタン８３を押した場合は編集結果ＤＢ２６内に追加で保存可能である。
閉じるボタン８４が押されると、編集画面８０を閉じて、呼び出し元の解析画面７０に戻る。

図６（ｂ）は、手入力画面９０である。手入力画面９０は、編集領域欄９１、入力完了ボタン９２、取り消しボタン９３から構成される。
編集領域欄９１には電文をそのまま手入力することが可能である。手入力が完了すると入力完了ボタン９２を押すことで、解析対象電文表示欄７１または解析結果表示欄７３に手入力した電文を表示することができる。入力を途中で中止したい場合には、取り消しボタン９３を押すことで、入力ダイアログを閉じ、入力を中止することができる。

図６（ｃ）は、項目選択画面１００である。項目選択画面１００は、コピー対象選択欄１０１、コピー項目選択ボタン１０２、コピー実行ボタン１０３、取り消しボタン１０４から構成される。
コピー対象選択欄１０１には、解析結果表示欄７３に表示される電文解析後の電文のリストが表示され、チェックボタンで各電文についてコピーするか（チェックする）、コピーしないか（チェックしない）を、指定させる。コピー対象選択欄１０１は、複数の電文をコピーする（チェックする）入力も受け付ける。
コピー項目選択ボタン１０２は、コピー形式を３つの中から１つだけ選択するためのラジオボタンとして構成される。「解析結果のみ」は、電文解析後の電文（テキストデータ）だけをコピー対象とし、「解析結果＋対象電文のみ」は、電文解析前の電文（バイナリデータ）とその解析後の電文（テキストデータ）をコピー対象とし、「解析結果（ヘッダ含）」は、「解析結果＋対象電文のみ」に加えて、電文のヘッダも含めてコピー対象とするボタンである。

表示編集部２３は、コピー実行ボタン１０３が押されることで、コピー対象選択欄１０１で選択した電文を、コピー項目選択ボタン１０２で選択した形式にて、解析結果表示欄７３から編集領域欄８１へと電文をコピーする。また、ユーザは、コピーを終了する場合は取り消しボタン１０４を押し、画面を閉じる。

以上説明した本実施形態の電力制御システムは、電文解析装置１が、通信機器８を流れる電文から特定の電文を探索して、解析する。このとき、電文解析装置１が設定データ３５で指定される探索条件に従って解析対象の電文を絞り込むため、送受信を複数回繰り返して確認する試験についても、連続して解析することができるため、何度も電文を探索し、解析するという動作を省略することができる。

なお、本発明は前記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。
また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段などは、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計するなどによりハードウェアで実現してもよい。
また、前記の各構成、機能などは、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。

各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイルなどの情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）などの記録装置、または、ＩＣ（Integrated Circuit）カード、ＳＤカード、ＤＶＤなどの記録媒体に置くことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際にはほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１ 電文解析装置
２ 制御サーバ（サーバ）
３ 子局
８ 通信機器
９ 操作装置
２１ 探索部
２２ 解析部
２３ 表示編集部
２４ テンプレートデータ
２５ 解析結果ＤＢ
２６ 編集結果ＤＢ
３１ 電文読込部
３２ 電文探索部
３３ 探索結果送信部
３４ データ設定部
３５ 設定データ
４１ 探索結果受信部
４２ 電文解析部
４３ 解析結果送信部
４４ 手入力受付部
４５ テンプレート読込部
４６ 解析結果格納部
５１ 解析結果受信部
５２ 解析結果表示部
５３ 解析結果読込部
５４ 解析結果編集部
５５ 編集結果格納部
６０ 探索画面
７０ 解析画面
８０ 編集画面
９０ 手入力画面
１００ 項目選択画面

Claims (7)

1. 制御システムの制御サーバと子局との間で送受信される電文を取得し、その取得した電文集合から探索条件に合致する電文集合を探索する探索部と、
   前記探索部により探索された電文集合の各電文について、各電文のデータ位置ごとにそのデータ位置におけるデータ内容を示すテンプレートデータを参照して、各電文のデータ内容を抽出した変換結果を解析画面に表示する解析部と、を有することを特徴とする
   電文解析装置。
2. 前記探索部は、前記探索条件として、試験開始時刻から試験終了時刻までの試験期間を受け付け、各電文の送受信時刻が試験期間内である電文を、前記探索条件に合致する電文集合に加えることを特徴とする
   請求項１に記載の電文解析装置。
3. 前記探索部は、前記探索条件として、前記制御サーバおよび前記子局それぞれの機器特定情報を受け付け、各電文の送受信装置が機器特定情報と合致する電文を、前記探索条件に合致する電文集合に加えることを特徴とする
   請求項１に記載の電文解析装置。
4. 前記電文解析装置は、さらに、表示編集部を有しており、
   前記表示編集部は、前記解析部による変換結果をユーザに直接編集させるための編集画面を介して編集させ、その編集結果を記憶手段に格納することを特徴とする
   請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電文解析装置。
5. 前記電文解析装置は、前記制御サーバと前記子局とを接続する通信機器と接続されており、
   前記探索部は、前記通信機器から電文を受信することで電文集合を取得することを特徴とする
   請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電文解析装置。
6. 前記電文解析装置は、前記制御サーバと接続されており、
   前記探索部は、前記制御サーバが送信する電文、および、前記制御サーバが受信する電文をそれぞれ自装置に転送されることで、電文集合を取得することを特徴とする
   請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電文解析装置。
7. 電文解析装置は、探索部と、解析部とを有しており、
   前記探索部は、制御システムの制御サーバと子局との間で送受信される電文を取得し、その取得した電文集合から探索条件に合致する電文集合を探索し、
   前記解析部は、前記探索部により探索された電文集合の各電文について、各電文のデータ位置ごとにそのデータ位置におけるデータ内容を示すテンプレートデータを参照して、各電文のデータ内容を抽出した変換結果を解析画面に表示すること特徴とする
   電文解析方法。

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