JP2017010261A - 受配電設備の保守用携帯端末、保守用プログラム、保守用サーバ - Google Patents

Abstract

【課題】受配電設備の保守点検等を行う作業員が、機器の状態等を直感的に把握でき、安全な運用が可能な受配電設備の保守用携帯端末、保守用プログラム、保守用サーバを提供する。【解決手段】受配電設備４を撮像する撮像部１１１と、撮像部１１１により撮像された画像から、受配電設備４のロケーション情報を取得する取得部１１２と、取得部１１２により取得されたロケーション情報に基いて、ロケーション情報に対応する受配電設備４の設備情報を要求する要求部１１３と、要求部１１３の要求を外部に送信し、要求に応じた受配電設備４の設備情報及びリアルタイムの運用状態を示す状態情報を受信する通信部１１０と、受信した設備情報及び状態情報を、撮像した受配電設備４の画像に重ねて表示する表示部１３と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、受配電設備の安全な運用、改修業務を行う際に使用される保守用携帯端末、保守用プログラム、保守用サーバに関する。

スイッチギヤ等の受配電設備は、一般的に、金属製の筐体である盤内に、主回路を含む開閉装置を収納している。このような受変電設備の保守を行う際は、監視室に設置している監視装置によりシステムの運用状態を把握していた。そして、保守点検時には、作業員が受配電設備が設置してある現場に行って、盤の扉を開いて内部の点検作業等をしていた。

特開２００６−２４６６８３号公報

このような受変電設備において、主回路を収納している盤は、監視装置とは別室にあることが一般的である。このため、盤側にいる作業が、システムの運用状態を把握することは難しい。また、作業員が把握しておくべき主回路の充電・非充電状態、機器の動作履歴などは、盤の扉を閉じた状態ばかりでなく、扉を空けて内部を見たとしても、把握することが難しかった。これは、実際の機器と図面等とを照らし合わせて判断したとしても、同様であった。このため、作業員が操作すべき機器の判断ができなかったり、誤って充電部分に触れてしまうといった可能性もあった。さらに、操作などに必要な取扱説明書なども、機器操作を実施する場合に参照することは困難であった。

本発明の実施形態は、受配電設備の保守点検等を行う作業員が、機器の状態等を直感的に把握でき、安全な運用が可能な受配電設備の保守用携帯端末、保守用プログラム、保守用サーバに関する。

上記の目的を達成するため、実施形態の受配電設備の保守用携帯端末は、受配電設備を撮像する撮像部と、撮像部により撮像された画像から、当該受配電設備のロケーション情報を取得する取得部と、前記取得部により取得されたロケーション情報に基いて、当該ロケーション情報に対応する受配電設備の設備情報を要求する要求部と、前記要求部の要求を外部に送信し、要求に応じた受配電設備の設備情報及びリアルタイムの運用状態を示す状態情報を受信する通信部と、受信した設備情報及び状態情報を、撮像した受配電設備の画像に重ねて表示する表示部と、を有することを特徴とする。

また、実施形態の受配電設備の保守用サーバは、受配電設備の保守用携帯端末及び受配電設備を監視する監視装置に、ネットワークを介して接続され、受配電設備のデータを記憶する記憶部と、前記保守用携帯端末から、要求を取得する要求取得部と、前記要求に応じて、前記監視装置から、受配電設備のリアルタイムの運用状態を示す状態情報を取得する取得部と、前記要求に応じて、受配電設備の設備情報を検索する検索部と、前記設備情報及び状態情報を、前記保守用携帯端末に送信する通信部と、を有することを特徴とする。

なお、本実施形態は、上記の各部の機能をコンピュータに実行させるプログラムとして捉えることができる。

実施形態の受配電設備の保守システムを示す全体構成図 実施形態の携帯端末を示すブロック図 実施形態のデータベースサーバを示すブロック図 携帯端末によるデータ表示処理の手順を示すフローチャート 表示部に表示される情報を示す説明図 機器の図面に重ねて回路図及び状態情報を表示する例を示す説明図 実際の機器に重ねて回路図及び状態情報を表示する例を示す説明図 機器の交換時期を表示する例を示す説明図 機器の操作手順を表示する例を示す説明図 受配電設備全体の設備情報を表示した例を示す説明図

［概要］
図１に実施形態が適用される受配電設備の保守システムＡの全体構成図を示す。保守システムＡは、ネットワークＮを介して情報の送受信が可能な携帯端末１、監視装置２、データベースサーバ３を有する。保守システムＡの保守対象となる受配電設備４は、例えば、スイッチギヤである。

スイッチギヤは、配電線からの電力を受電して、需要設備に供給するとともに、電力系統を保護、制御する装置である。スイッチギヤは、金属製の筐体である複数の盤４１によって構成されている。それぞれの盤４１には、遮断器、断路器等の開閉器、保護リレー等の機器が収納され、互いに接続されている。各盤４１の正面には、手動により開閉される扉Ｔが設けられている。この扉Ｔに、後述するＡＲマーカーＭが付されている。なお、各盤４１には、図示はしないが、表示装置を備えた操作パネルが設けられている。操作パネルには、各盤４１の内部の機器の電流、電圧等のパラメータが表示される。

携帯端末１はタブレット端末やスマートフォン、監視装置２、データベースサーバ３はパーソナルコンピュータに、プログラムをインストールすることにより構成できる。後述する各部の処理に必要な各種の設定、演算式、パラメータ等は、あらかじめ内蔵された若しくはリムーバブルなメモリが記憶している。後述の記憶部は、このようなメモリの記憶領域の一部として構成できる。また、本実施形態は、後述する各部の処理をコンピュータに実行させるプログラム、そのようなプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記憶媒体としても把握できる。

ネットワークＮは、情報のやりとりが可能な伝送路を広く含む。伝送路としては、有線若しくは無線のあらゆる伝送媒体を適用可能であり、通信プロトコルも特定のものには限定されない。但し、携帯端末１は、無線での通信ができることが、作業上望ましい。

［携帯端末］
図２に示すように、携帯端末１は、受配電設備４を撮像することにより、設備情報及び状態情報を取得、表示させる端末である。携帯端末１は、作業員が所持して、保守点検等の作業時に使用する。携帯端末１は、制御部１１、入力部１２、表示部１３を有する。

制御部１１は、通信部１１０、撮像部１１１、取得部１１２、要求部１１３、表示制御部１１４を有する。通信部１１０は、ネットワークＮを介して、データベースサーバ３との間で情報を送受信する処理部である。通信部１１０は、要求部１１３の要求をデータベースサーバ３に送信し、要求に応じた受配電設備４の設備情報及びリアルタイムの運用状態を示す状態情報を受信する。

設備情報は、受配電設備４の設備に関する静的な情報である。例えば、単線結線図、配置単線結線部、外形部、側面図、シーケンス、ガイダンス情報などは、設備情報に含まれる。ガイダンス情報は、作業員に対して、作業を促す案内に関する情報である。例えば、稼働履歴、経過年数、メンテナンス時期、交換時期、操作手順等は、ガイダンス情報に含まれる。状態情報は、受配電設備４の状態に関する動的な情報である。例えば、機器開閉状態、操作位置、操作モードなどは、状態情報に含まれる。

撮像部１１１は、受配電設備４を撮像する処理部である。撮像部１１１は、例えば、レンズ等の光学部、ＣＭＯＳやＣＣＤ等の受光素子であるイメージセンサ、画像処理を行う画像処理部を含む。携帯端末が備えるカメラ及び画像処理部を、撮像部１１１とすることができる。本実施形態は、以下に述べるように、撮像部１１１により撮像したライブビュー画像を用いる。

ライブビュー画像は、イメージセンサが受光した光を変換した電気信号を、後述する表示部１３にリアルタイムで表示する画像である。この画像は、ＤＲＡＭ等の揮発性メモリに一時的に保持され、イメージプロセッサにより画像処理される画像データも含む。ライブビュー画像は、逐次上書きされる画像であり、カメラのシャッターを切る処理等により、不揮発性メモリに記憶される画像データではない。

また、本実施形態は、ロケーション情報を取得するための画像として、撮像部１１１により撮像したＡＲマーカーＭを用いる。ＡＲマーカーＭは、所定のパターンを持つ図形であり、拡張現実（ＡＲ：Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ）を実施するために使用されるマークである。このＡＲマーカーＭを認識することにより、現実の環境に付加提示するための付加情報を取得することができる。

本実施形態においては、ＡＲマーカーＭは、受配電設備４の盤４１毎に付されており、各盤４１のロケーション情報が記録又は関連付けされている。ＡＲマーカーＭは、ラベルの貼付、塗装、印刷等、どのような付し方であってもよい。筐体に取り付けられたディスプレイにＡＲマーカーＭが表示されるようにしてもよい。

携帯端末１は、ロケーション情報に基いて、運用状態や設備情報を取得することができる。ロケーション情報は、受配電設備４の各盤４１の位置を特定する位置情報である。このロケーション情報は、ＡＲマーカーＭに関連付けられた特定の位置の受配電設備４の何番目の盤４１かといった情報でもよいし、ＧＰＳにより取得される座標情報でもよい。

取得部１１２は、撮像部１１１が撮像した画像から、ロケーション情報を取得する処理部である。取得部１１２は、画像からＡＲマーカーＭを抽出し、これに対応するロケーション情報を取得する。要求部１１３は、取得部１１２が取得したロケーション情報に基いて、当該ロケーション情報に対応する受配電設備４の設備情報を要求する処理部である。この要求は、通信部１１０によりデータベースサーバ３に送信される。

表示制御部１１４は、表示部１３による情報の表示を制御する処理部である。この表示制御部１１４は、撮像画像制御部１１４ａ、設備情報制御部１１４ｂ、状態情報制御部１１４ｃを含む。

撮像画像制御部１１４ａは、撮像部１１１が撮像しているライブビュー画像を、表示部１３にリアルタイムで表示させる処理部である。設備情報制御部１１４ｂは、上記の設備情報を、表示部１３に表示させる処理部である。設備情報制御部１１４ｂは、撮像されているＡＲマーカーＭの方向、傾き等を判定して、撮像されている受配電設備４に内蔵された実際の機器の位置に合わせて、これに重ねて結線図や外形図等を表示させ、画像の動きに応じて追従させる。

状態情報制御部１１４ｃは、上記の状態情報を、表示部１３に表示させる処理部である。状態情報制御部１１４ｃは、機器開閉状態等に基いて充電、非充電状態の部分を判定し、撮像されている受配電設備４に内蔵された実際の装置の位置に合わせて、または結線図や外形図に合わせて、充電、非充電状態の部分を色分け表示させる。

入力部１２は、作業員が、本実施形態の処理、操作に必要な情報を入力する入力装置である。この入力部１２は、表示部１３に構成されたタッチパネル、携帯端末１の筐体に構成されたスイッチを含む。作業員は、タッチパネルを用いて、タップ、スワイプ等の入力操作が可能となる。

表示部１３は、作業員が、視覚的に認識する画像を表示する出力装置である。表示部１３は、上記の撮像画像、設備情報、状態情報を表示する。例えば、設備情報及び状態情報を、受配電設備の画像に重ねて表示する。

より具体的には、設備情報と状態情報を組み合わせることにより、以下のような表示が可能となる。
（１）ＡＲを用いた主回路の充電・非充電箇所の表示
（２）機器が系統システム上のどの位置に位置するかの表示
（３）機器開閉状態の表示
（４）稼働履歴、経過年数の表示
（５）メンテナンス時期や交換時期の表示
（６）機器の取扱説明書、関連図面の表示
（７）ＡＲを用いた機器の操作手順の表示

なお、携帯端末１は、図示はしないが、上記の各部の処理に必要な情報を記憶する記憶部を有する。記憶部が記憶する情報としては、上記の各部において入力、処理、出力される情報、ロケーション情報又はロケーション情報を取得するため設定情報等の各種の設定、各携帯端末１の識別情報、作業員の認証情報等を含む。

［監視装置］
監視装置２は、受配電設備のリアルタイムでの運用状態を監視する装置である。監視装置は、監視対象となる各種の機器に設置されたセンサからの情報に基づいて、受配電設備を監視制御する装置である。

［データベースサーバ］
データベースサーバ３は、受配電設備の設備情報を管理する保守用サーバである。図３に示すように、データベースサーバ３は、記憶部３１、制御部３２を有する。記憶部３１は、受配電設備の設備情報を記憶する処理部である。設備情報には、上記のように、単線結線図、配置単線結線部、外形図、シーケンス等が含まれる。各設備情報には、盤４１毎のロケーション情報が付されている。制御部３２は、データベースサーバ３を制御する処理部である。制御部３２は、通信部３２１、要求取得部３２２、情報取得部３２３、検索部３２４を有する。

通信部３２１は、ネットワークＮを介して、携帯端末１、監視装置２との間で情報を送受信する処理部である。通信部３２１は、要求部１１３の要求を受信し、要求に応じた設備情報及び状態情報を送信する。また、通信部３２１は、監視装置２から、要求に応じた状態情報を受信する。

要求取得部３２２は、要求部１１３からの要求を取得する処理部である。情報取得部３２３は、要求取得部３２２が取得した要求に応じた状態情報を、監視装置２から取得する処理部である。検索部３２４は、要求取得部３２２が取得した要求に応じて、記憶部３１に記憶された設備情報を検索する処理部である。

［作用］
以上のような本実施形態の処理手順を、図４のフローチャートを参照して説明する。まず、作業員は、撮像部１１１により、対象とする受配電設備４の盤４１に付されたＡＲマーカーＭを撮像する（ステップ１０１）。取得部１１２は、撮像部１１１が撮像した画像から、ロケーション情報を取得する（ステップ１０２）。

要求部１１３は、ロケーション情報に基いて、対象とする盤４１の設備情報の要求を出力する（ステップ１０３）。この要求は、通信部１１０が、データベースサーバ３に送信する。データベースサーバ３の通信部３２１が受信した要求は、要求取得部３２２が取得する。情報取得部３２３は、要求された設備情報に対応する状態情報がある場合には、該当する状態情報を監視装置２から取得する。検索部３２４は、要求に応じた設備情報を検索する。通信部３２１は、設備情報及び要求された状態情報を、携帯端末１に送信する。

携帯端末１においては、通信部１１０が、設備情報を待つ（ステップ１０４のＮＯ）。通信部１１０が設備情報を受信した場合（ステップ１０４のＹＥＳ）、設備情報制御部１１４ｂは、撮像画像制御部１１４ａが表示部１３に表示させている撮像画像に重ねて、設備情報を表示する（ステップ１０５）。また、通信部１１０が状態情報を受信した場合（ステップ１０６のＹＥＳ）、設備情報に重ねて状態情報を表示する（ステップ１０７）。

例えば、図５に示すように、扉Ｔを閉じた盤４１の外装の撮像画像に重ねて、結線図Ｐを表示するとともに、これに重ねて充電部分を示す識別表示Ｑを行う。識別表示Ｑは、例えば、充電部分を太線で重ねて色分け表示とすることが好ましい。また、図６に示すように、扉Ｔを閉じた盤４１の外装の撮像画像に重ねて、機器の外形図Ｒ、結線図Ｐ、識別表示Ｑを重ねて表示してもよい。さらに、図７に示すように、扉Ｔを開けた場合に、実際に撮像される機器Ｓに重ねて、結線図Ｐ、識別表示Ｑを表示してもよい。

また、設備情報にガイダンス情報が含まれる場合には（ステップ１０８のＹＥＳ）、設備情報制御部１１４ｂは、ガイダンス情報を表示させる（ステップ１０９）。つまり、機器の稼働履歴、経過年数、メンテナンス時期、交換時期、操作手順等を表示させる。例えば、図８に示すように、機器の交換時期をその機器を指し示す態様で表示する。交換時期は、設備情報の使用開始時や前回メンテナンス時と、タイマにより取得される現在日時から、所定の交換時期に該当するか否かにより判定できる。また、例えば、図９に示すように、設備情報に操作方法が含まれている場合には、入力部１２からの入力に応じて、操作する機器の映像に合わせて、操作手順を数字（図中は丸数字と矢印）で示す。

状態情報がない場合（ステップ１０６のＮＯ）、ガイダンス情報がない場合には（ステップ１０８のＮＯ）、状態情報やガイダンス情報を表示しない。

［効果］
以上のような本実施形態の携帯端末１は、受配電設備４を撮像する撮像部１１１と、撮像部１１１により撮像された画像から、受配電設備４のロケーション情報を取得する取得部１１２と、取得部１１２により取得されたロケーション情報に基いて、ロケーション情報に対応する受配電設備４に関する設備情報を要求する要求部１１３と、要求部１１３の要求を外部に送信し、要求に応じた受配電設備４の設備情報及びリアルタイムの運用状態を示す状態情報を受信する通信部１１０と、受信した設備情報及び状態情報を表示する表示部１３とを有する。

このため、ロケーション情報に対応する設備情報及び状態情報を、撮像した受配電設備の画像に重ねて表示することにより、機器の実際の状態を把握しながら、日常の保守業務、定期点検や改修時の機器操作を行うことができる。特に、扉Ｔを閉じた状態や扉Ｔを空けても機器がカバーでガードされているような場合であっても、内部の状態を把握できるので、不必要に扉Ｔを開閉することがない。従って、実際の機器と図面を照らし合わせる場合と比較して、確実且つ安全な運用が可能となる。また、人間が識別情報を入力する等のように人間系を介することなく、撮像によってロケーション情報を取得するので、誤った盤４１の情報を検索してしまうことを防止できる。

ロケーション情報を取得するための画像は、受配電設備４に付されたＡＲマーカーＭを撮像した画像を含んでいる。このため、作業員は、各盤４１のＡＲマーカーＭを撮像するだけで、設備情報及び状態情報を表示させることができるので、作業がわかりやすく、認識も正確となる。

ロケーション情報は、複数の盤４１から成る受配電設備４のうちのいずれか１つの盤４１の位置を特定する位置情報である。このため、複数の盤４１のそれぞれについての設備情報及び状態情報を得ることができる。

表示部１３が表示する状態情報は、回路の充電状態を含む。このため、充電部分を視覚的に判断することができ、作業員が充電部分に誤って触れてしまう危険を防止できる。

表示部１３が表示する設備情報は、作業員に作業を促すガイダンス情報を含む。このため、作業員は、作業の判断、動作がしやすくなる。例えば、ガイダンス情報が、機器の稼働履歴又は経過年数を含んでいる場合や、メンテナンス時期又は交換時期を含んでいる場合には、作業員は、メンテナンス時期、交換時期を容易に判断できる。さらに、例えば、メンテナンスを行うために必要な資料とメンテナンスの作業手順を含んでいる場合には、作業の手順を間違えることを防止できる。特に、有事の際に、操作手順を示すことにより、操作を熟知しない作業者でも対応ができる。このように、日常の保守業務や定期点検や改修時の機器操作時に、ＡＲ技術によって操作方法を作業員にガイダンスできるので、安全な運用が可能となる。

［他の実施形態］
本実施形態は、上記のような態様に限定されない。例えば、複数の盤４１から成る受配電設備４のそれぞれの盤４１に付されたＡＲマーカーＭを、複数まとめて撮像した場合に、要求部１１３が、受配電設備４全体の設備情報を要求するようにしてもよい。これにより、図１０に示すように、全体の設備情報を表示部１３に表示させることができるので、盤４１同士の接続関係を把握することができる。例えば、配置単線結線図を表示させるとよい。

また、ロケーション情報を取得できれば、必ずしもＡＲマーカーＭを用いなくてもよい。つまり、受配電設備４の一部を撮像した画像からロケーション情報を取得するいわゆるマーカーレス型のＡＲを用いてもよい。この場合、あらかじめ受配電設備４の一部を特徴データとして記憶しておき、取得部１１２は、ライブビュー画像から、受配電設備４の特徴データを抽出し、これとマッチングさせることにより、ロケーション情報を取得する。

撮像された画像としては、ライブビュー画像を用いなくてもよい。例えば、撮像してメモリ等に記憶された静止画又は動画を、再生表示させる際に、重ねて設備情報、状態情報を表示させてもよい。

本実施形態は、扉Ｔの開閉を必要とするスイッチギヤ、キュービクル等の筐体収容型の受変電設備に適しているが、これには限定されない。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１ 携帯端末
２ 監視装置
３ データベースサーバ
４ 受配電設備
１１ 制御部
１２ 入力部
１３ 表示部
３１ 記憶部
３２ 制御部
４１ 盤
１１０ 通信部
１１１ 撮像部
１１２ 取得部
１１３ 要求部
１１４ 表示制御部
１１４ａ 撮像画像制御部
１１４ｂ 設備情報制御部
１１４ｃ 状態情報制御部
３２１ 通信部
３２２ 要求取得部
３２３ 情報取得部
３２４ 検索部
Ａ 保守システム
Ｍ ＡＲマーカー
Ｎ ネットワーク
Ｐ 結線図
Ｑ 識別表示
Ｓ 機器
Ｔ 扉

Claims (9)

1. 受配電設備を撮像する撮像部と、
   撮像部により撮像された画像から、当該受配電設備のロケーション情報を取得する取得部と、
   前記取得部により取得されたロケーション情報に基いて、当該ロケーション情報に対応する受配電設備の設備情報を要求する要求部と、
   前記要求部の要求を外部に送信し、要求に応じた受配電設備の設備情報及びリアルタイムの運用状態を示す状態情報を受信する通信部と、
   受信した設備情報及び状態情報を、撮像した受配電設備の画像に重ねて表示する表示部と、
   を有することを特徴とする受配電設備の保守用携帯端末。
2. 前記ロケーション情報を取得するための画像は、受配電設備に付されたＡＲマーカーを撮像した画像を含むことを特徴とする請求項１記載の受配電設備の保守用携帯端末。
3. 前記ロケーション情報を取得するための画像は、前記受配電設備の一部を撮像した画像を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の受配電設備の保守用携帯端末。
4. 前記ロケーション情報は、複数の盤から成る受配電設備のうちのいずれか１つの盤の位置を特定する位置情報であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の受配電設備の保守用携帯端末。
5. 複数の盤から成る受配電設備のそれぞれの盤に付されたＡＲマーカーを、複数まとめて撮像した場合に、前記要求部が、受配電設備全体の設備情報を要求することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の受配電設備の保守用携帯端末。
6. 前記表示部が表示する状態情報は、機器の開閉状態又は回路の充電状態を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の受配電設備の保守用携帯端末。
7. 前記表示部が表示する設備情報は、作業員に作業を促すガイダンス情報を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の受配電設備の保守用携帯端末。
8. コンピュータに、
   受配電設備を撮像する撮像処理と、
   撮像処理により撮像された画像から、当該受配電設備のロケーション情報を取得する取得処理と、
   前記取得処理により取得されたロケーション情報に基いて、当該ロケーション情報に対応する受配電設備に対応する受配電設備の設備情報を要求する要求処理と、
   前記要求処理による要求を外部に送信し、要求に応じた受配電設備のリアルタイムの運用状態を示す状態情報を受信する通信処理と、
   受信した設備情報及び状態情報を、撮像した受配線設備の画像に重ねて表示する表示処理と、
   を実行させることを特徴とする受配電設備の保守用プログラム。
9. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の受配電設備の保守用携帯端末及び受配電設備を監視する監視装置に、ネットワークを介して接続され、
   受配電設備のデータを記憶する記憶部と、
   前記保守用携帯端末から、要求を取得する要求取得部と、
   前記要求に応じて、前記監視装置から、受配電設備のリアルタイムの運用状態を示す状態情報を取得する取得部と、
   前記要求に応じて、受配電設備の設備情報を検索する検索部と、
   前記設備情報及び状態情報を、前記保守用携帯端末に送信する通信部と、
   を有することを特徴とする受配電設備の保守用サーバ。
   
   

Images