JP2018011213A - 遠隔監視制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】災害などの緊急発生時に簡単かつ低廉に構築することができる遠隔監視制御システムを提供する。
【解決手段】操作員が遠隔監視制御するためのものであって、更に操作員が機器並びにセンサー３に対する操作内容を入力することができる監視制御用パソコン６０と、操作員が監視制御するために移動しながら持ち運べるものであって、捜査員が操作内容を入力することができる入力部及び操作内容を送信することができる通信機能を有するスマートフォン６１、６２と、現場側に設置されるものであって、監視制御用パソコン６０又はスマートフォン６１、６２から通信網３１を介して操作内容を受信する入力部を有するスマートフォン１と、スマートフォン１からの操作内容を受信するとともに操作内容を管理し、更に機器並びにセンサー３に対して操作内容を出力するインタフェース装置２を設ける。
【選択図】図１

Description

この発明は遠隔監視制御システムに関するものであり、特に緊急時にスマートフォンを用いて安価に且つ簡易に構築することができる遠隔監視制御システムに関するものである。

特許文献１に開示されているように、従来の遠隔監視制御システムにおいては、監視制御用マイコンが携帯電話と接続されており、インターネットを介して情報や指令の送受信を行うことにより遠隔監視制御を構築するものがあった（特許文献１参照）。

特開２００６−３０３９３４号公報

従来の遠隔監視制御システムでは、災害等の緊急事態発生時に暫定的に簡易なシステムを構築したくても専用機を用いるため、時間がかかるとともに費用もかさむという問題点があった。また上記特許文献１においては、携帯電話（メール機能）による遠隔監視制御は構築できるが、送受信できる情報量が少ないためリアルタイム性能が不十分であるという問題点があった。さらに緊急時にインターネット経由で気象情報などを取得して予測を行い、この予測情報を現場設備における自動制御に供し、更には緊急時対応作業員のスマートフォンに対応支援情報を配信することで事故並びに災害の復旧作業を支援することが従来より要求されていた。

この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、災害などの緊急発生時にスマートフォンと現場のインタフェース装置を組み合わせることにより、簡単かつ低廉に構築することができる遠隔監視制御システムを提供することを目的とする。

この発明に係る遠隔監視制御システムは、管理センターにて操作員が遠隔監視制御するためのものであって、更に上記操作員が機器並びにセンサーに対する操作内容を入力することができる入力部を有する監視制御用パソコンと、
上記操作員が監視制御するために移動しながら持ち運べるものであって、上記捜査員が上記操作内容を入力することができる入力部及び上記操作内容を送信することができる通信機能を有する第１の携帯端末と、
現場側に設置されるものであって、上記監視制御用パソコン又は上記第１の携帯端末から第１の通信網を介して上記操作内容を受信する入力部を有する第２の携帯端末と、
上記第２の携帯端末からの上記操作内容を受信するとともに上記操作内容を管理し、更に上記機器並びにセンサーに対して上記操作内容を出力するインタフェース装置を備えたものである。

この発明に係る遠隔監視制御システムは上記のように構成されているので、スマートフォンと現場のインタフェース装置を組み合わせるだけで送受信することのできる情報量を多くすることができる。又運用者はスマートフォンの購入費用及びランニングコストで運用できるため比較的安価でシステムを構築することができ、更に短時間でシステムを構築することができる。

実施の形態１による遠隔監視制御システムを示すブロック構成図である。 実施の形態１による監視制御用パソコンの構成を示すブロック図である。 実施の形態１によるモバイル用のスマートフォンの構成を示すブロック図である。 実施の形態１による現場側のスマートフォンの構成を示すブロック図である。 実施の形態１によるインタフェース装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態２による遠隔監視制御システムを示すブロック構成図である。 実施の形態３による遠隔監視制御システムを示すブロック構成図である。 実施の形態３による監視制御用パソコンの構成を示すブロック図である。 実施の形態３によるスマートフォンの構成を示すブロック図である。 実施の形態３による監視制御用パソコンにおける情報提供処理手順を示すフローチャートである。 実施の形態３によるスマートフォンにおける情報要求処理手順を示すフローチャートである。 実施の形態４による遠隔監視制御システムを示すブロック構成図である。 実施の形態５による遠隔監視制御システムを示すブロック構成図である。

実施の形態１．
以下、実施の形態１を図に基づいて説明する。図１は遠隔監視制御システムを示すブロック構成図である。管理センター５０側は操作員が遠隔監視制御するための監視制御用パソコン６０と、操作員が移動しながら監視制御できるモバイル用の携帯端末であるスマートフォン（第１の携帯端末）６１、６２で構成される。緊急時のシステム構成において、現場は例えばポンプ又はバルブ等の機器、及びポンプ動作状態やバルブ開閉状態などを検知するセンサー（以下機器並びにセンサー３と略す）、インタフェース装置２、更には現場側の携帯端末であるスマートフォン（第２の携帯端末）１で構成される。
更に通常時のシステム構成においては、現場は機器並びにセンサー３、テレメータ４で構成される。
又通信網（第１の通信網）３１は緊急用の通信網であり、通信網（第２の通信網）３０は通常時の通信網である。尚携帯端末としてのスマートフォンは従来の携帯電話よりも多くの情報を入力することができるとともに処理も速いものである。

図２は監視制御用パソコン６０の構成を示すブロック図である。図３はモバイル用のスマートフォン６１、６２の構成を示すブロック図である。図４は現場側のスマートフォン１の構成を示すブロック図である。図５はインタフェース装置２の構成を示すブロック図である。
通常時においては、監視制御用パソコン６０で操作した内容が通信網３０を経由してテレメータ４に送信される。テレメータ４は監視制御用パソコン６０の操作内容を現場の機器並びにセンサー３に接点信号もしくはアナログ信号で出力する。また機器並びにセンサー３からの接点信号もしくはアナログ信号をテレメータ４で取り込み、通信網３０を介して監視制御用パソコン６０に送信する。ここで接点信号とは例えばポンプ動作状態の接点信号であり、アナログ信号とは水位などの電流アナログ信号である。
次に緊急時の動作について説明する。監視制御用パソコン６０は、画面機能１３１を備えており、操作員は画面機能１３１を操作する。画面機能とは例えばポンプの画像上でタッチパネルにより操作内容を入力するような機能であり、他にもキーボード、マウス等が該当する。この画面機能１３１が監視制御用パソコン６０における操作内容の入力部となる。操作員の操作内容（例えばポンプ動作開始やバルブ開閉など）は監視制御機能１３２にて管理され、通信機能（スマートフォン１との通信）１３０から緊急用の通信網３１（通信網３０は通常用として使用する）を介してスマートフォン１へ送信される。またスマートフォン６１、６２も画面機能１２１、監視制御機能１２２、通信機能（スマートフォン１との通信）１２０を備えており、監視制御用パソコン６０と同様の操作（監視制御）が出来る。

監視制御用パソコン６０で操作された内容は、通信機能１３０、通信網３１を介してスマートフォン１に送信される。スマートフォン１では通信機能（監視制御用パソコン６０との通信）１１２にて操作内容を受信し、通信機能（インタフェース装置との通信）１１１を介してインタフェース装置２へ操作内容を送信する。インタフェース装置２では通信機能（スマートフォン１との通信）１０３で操作内容を受信し、監視制御機能１０１にて操作内容を管理するとともに、機器、センサー信号入出力機能１００から、機器並びにセンサー３に対して操作内容を出力する。またスマートフォン１はインターネット回線と接続できる通信機能（インターネットとの通信）１１０を備えており、例えばインターネット経由で気象データを取得できる。
このようにして、監視制御用パソコン６０から機器並びにセンサー３に対して遠隔で監視制御することができる。

またスマートフォン６１、６２からの操作内容は、スマートフォン６１、６２の画面機能１２１、監視制御機能１２２、通信機能（スマートフォン１との通信）１２０、通信網３１を経由して、スマートフォン１に送信される。スマートフォン１では通信機能（スマートフォン６１、６２との通信）１１３にて操作内容を受信し、通信機能（インタフェース装置との通信）１１１からインタフェース装置２へ操作内容を送信する。インタフェース装置２から機器並びにセンサー３までの信号の流れは上記監視制御用パソコン６０からの遠隔監視制御と同様の動作となる。

以上のように構成することにより、送受信することのできる情報量を多くすることができる。又運用者はスマートフォンの購入費用及びランニングコストで運用できるため比較的安価でシステムを構築することができ、更に短時間でシステムを構築することができる。

実施の形態２．
図６は実施の形態２による遠隔監視制御システムを示すブロック構成図である。図６において、スマートフォン１は通信機能（インターネット３０１との通信）３２０を有し、能動的にインターネット３０１に接続して気象庁３０２が提供する気象情報を取得し、通信機能（インタフェース装置との通信）３２１からインタフェース装置２に取得した気象情報を送信する。インタフェース装置２は機器、センサー信号入出力機能３１０を有し、センサー３０３からリアルタイムで入力される計測データ（例えば水位、流量、ゲート開度、バルブ開度など）と、機器３０４からリアルタイムで入力される機器状態データ（例えば水門開閉状態、水門異常故障、ポンプ発動並びに停止状態、ポンプ異常故障、バルブ開閉状態、バルブ異常故障など）を取得する。

インタフェース装置２は通信機能（スマートフォンとの通信）３１３を有し、スマートフォン１から送信される取得された気象情報を受信する。インタフェース装置２においては、リアルタイムで入力されるセンサー計測データと、機器状態データと、インターネットを介して取得した気象データと、インタフェース装置２内に保存された過去データ３１４（過去の気象データ、機器状態データ、センサー計測データ）とを組み合わせることにより、未来の機器状態と未来のセンサー計測データを予測する。具体的には予測機能３１１は過去データ３１４から現在の気象データ、機器状態データ、センサー計測データに類似したパターンを抽出し、その抽出した過去データのパターンにおけるその後の機器状態データ、およびセンサー計測データを用いて未来の機器状態と未来のセンサー計測データを予測する。そしてインタフェース装置２は予測機能３１１が出力する予測データに応じて、機器３０４に対して制御（例えばポンプ発動並びに停止操作、ゲート開閉操作、バルブ開閉操作など）を実行する機器自動制御機能３１２を有する。

従って管理センター５０から監視員が監視制御用パソコン６０による制御操作を必要とせず、気象状況の変化に応じて迅速に機器３０４に対する制御を行うことができる。またインタフェース装置２が通信機能（スマートフォンとの通信）３１３を介して制御が行われた後の機器状態データおよびセンサー計測データをスマートフォン１に送信し、スマートフォン１は通信機能（監視制御用パソコンとの通信）３２２を介して管理センター５０の監視制御用パソコン６０に対して現場の機器状態とセンサー計測データを通知できる。更に通信機能（スマートフォンとの通信）３２３を介して管理センター外にあるスマートフォン３０７に対しても同様に現場の機器状態とセンサー計測データを通知できる。又電話通報機能３２４を介して管理センター５０側の電話機３０５と、管理センター外にある電話機３０６と、スマートフォン３０７に対して音声による通報もできる。
尚上記動作は実施の形態１に示した動作とともに行っても良い。

実施の形態３．
図７は実施の形態３による遠隔監視制御システムを示すブロック構成図である。図８は監視制御用パソコンの構成を示すブロック図、図９はスマートフォン６５の構成を示すブロック図である。本実施形態においては、管理センター５０の監視制御用パソコン６０において、事故、災害等の緊急時に現場に設置したスマートフォン１や、事故、災害場所に向かった作業員が携行したモバイル用のスマートフォン６５（第１の携帯端末）の位置情報を検知する。そして監視制御用パソコン６０はスマートフォン６５にて選択要求した支援情報に基づき、対応する情報をスマートフォン６５に送信し、スマートフォン６５の端末画面に情報が映像表示される。これにより復旧作業を支援し、安全かつ迅速に対処することができる。

また図９に示すように、スマートフォン６５は事故、災害を復旧する為の支援情報を選択するとともに支援情報を表示する画面機能１２１を備えている。又スマートフォン６５は支援情報の要求信号を送信するとともに、支援情報を受信し、更には支援情報の受信完了を送信するための通信機能（監視制御用パソコンとの通信）１１２を備えており、これらの信号は通信網３１を介して管理センター５０との間で送受信が行われる。

更に図８に示すように、監視制御用パソコン６０は、スマートフォン６５とデータの送受信を行うための通信機能（スマートフォンとの通信）１３０と、スマートフォン６５の位置情報を検知する位置検知機能１３３と、スマートフォンの位置情報から災害復旧支援に関連する災害備品や対応マニュアル、取扱説明等の関連情報を検索する関連情報検索機能１３４と、検索した関連情報とスマートフォン６５からの支援要求情報を照合し、現場操作員へ提供する支援情報を選定する支援情報選定機能１３５を備える。

次に災害、緊急時の監視制御用パソコン６０における情報提供処理手順を図１０のフローチャートに基づいて説明する。監視制御用パソコン６０において、位置検知機能１３３がスマートフォン６５の位置情報を検知し（ステップＳ１）、関連情報検索機能１３４がスマートフォン位置情報と関連情報を照合してスマートフォン６５がある場所に関連する情報を検索する（ステップＳ２）。

次に現地のスマートフォン６５より支援要求があるかを確認し（ステップＳ３）、要求がなければステップＳ１に戻る。要求があれば支援情報選定機能１３５が検索した関連情報とスマートフォン６５からの要求情報を照合して、支援情報を検索し（ステップＳ４）、通信機能（スマートフォンとの通信）１３０から支援情報を送信する（ステップＳ５）。支援情報送信後はスマートフォン６５からの受信完了応答を待ち（ステップＳ６）、受信完了応答信号を受信したか否かを判断する（ステップＳ７）。受信完了応答信号を受信した場合は処理を終了し（ステップＳ８）、受信しなかった場合はステップＳ１に戻る。

次に災害、緊急時のスマートフォン６５における情報要求処理手順を図１１のフローチャートに基づいて説明する。スマートフォン６５にて、災害、緊急時の復旧支援情報を要求する為、画面機能１２１にて支援要求情報を選択し（ステップＳ１１）、通信機能（監視制御用パソコンとの通信）１１２を介して支援要求情報を管理センター５０へ送信する（ステップＳ１２）。管理センター５０の監視制御用パソコン６０からの支援情報を受信したか否かを判断し（ステップＳ１３）、受信しなかった場合はステップＳ１２に戻る。支援情報を受信した場合、支援情報受信完了応答信号を管理センター５０へ送信する（ステップＳ１４）。そして受信した支援情報を画面機能１２１にて画面表示し（ステップＳ１５）、現場作業員へ提供することで復旧作業を支援することができる。
本実施形態の動作は実施の形態１、２に示した動作とともに実行させることができる。

実施の形態４．
図１２は実施の形態４による遠隔監視制御システムを示すブロック構成図である。図１２において、インタフェース装置２は商用受電設備２０１、自家発電設備２０２から電力が供給されるとともに、充放電コントローラ２０５を介して小水力発電設備２０３、太陽光発電設備２０４から電力が供給される。尚小水力発電設備２０３及び太陽光発電設備２０４で発生した電力はバッテリ２０６に蓄電される。このように２系統の電源からの電力を入力することのできる電源部１０２を有する。これにより商用受電設備２０１、自家発電設備２０２からの電力供給ができなくなった場合でも、充放電コントローラ２０５を経由してバッテリ２０６からインタフェース装置２に対し安定して電力を源供給することができる。
尚本実施形態は上記実施の形態１〜３のシステムにおい適用することができる。

実施の形態５．
図１３は実施の形態５による遠隔監視制御システムを示すブロック構成図である。図１３において、監視制御用パソコン６０がテレメータ４と通常使用する通信網３０及び通信機能（テレメータとの通信）４０２を介して接続されているシステムにおいて、監視制御用パソコン６０は回線監視機能４００で回線状態を常時監視している。そして回線異常時には緊急用の通信網３１へ自動で切替える回線切替機能４０１を有する。

また監視制御用パソコン６０は、緊急用の通信網３１を介してスマートフォン１と接続できる通信機能（スマートフォンとの通信）１３０を有する。これにより通常使用する通信網３０が事故や災害で切断されたときに、テレメータ４の代わりにスマートフォン１及びインタフェース装置２を現場に設置し、機器並びにセンサー３と接続できる。このように構成するだけで、監視制御用パソコン６０に機器並びにセンサー３を自動で接続でき、管理センター５０における現場の無監視期間を短縮することができる。
尚本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

１，６１，６２，６５ スマートフォン、２ インタフェース装置、
３ 機器並びにセンサー、４ テレメータ、３０，３１ 通信網、５０ 管理センター、６０ 監視制御用パソコン、２０１ 商用受電設備、２０２ 自家発電設備、
２０３ 小水力発電設備、２０４ 太陽光発電設備、２０６ バッテリ、
３０２ 気象庁、３０３ センサー、３０４ 機器。

Claims (6)

1. 管理センターにて操作員が遠隔監視制御するためのものであって、更に上記操作員が機器並びにセンサーに対する操作内容を入力することができる入力部を有する監視制御用パソコンと、
   上記操作員が監視制御するために移動しながら持ち運べるものであって、上記操作員が上記操作内容を入力することができる入力部及び上記操作内容を送信することができる通信機能を有する第１の携帯端末と、
   現場側に設置されるものであって、上記監視制御用パソコン又は上記第１の携帯端末から第１の通信網を介して上記操作内容を受信する入力部を有する第２の携帯端末と、
   上記第２の携帯端末からの上記操作内容を受信するとともに上記操作内容を管理し、更に上記機器並びにセンサーに対して上記操作内容を出力するインタフェース装置を備えたことを特徴とする遠隔監視制御システム。
2. 上記第２の携帯端末は気象庁が提供する気象情報を取得するとともに上記インタフェース装置に上記気象情報を送信し、
   上記インタフェース装置は上記センサーから入力される計測データと、上記機器から入力される機器状態データと、上記気象情報と、過去データに基づいて未来の機器状態と未来の計測データを予測し、算出された予測データに応じて上記機器に対して制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の遠隔監視制御システム。
3. 上記監視制御用パソコンは、上記第１の携帯端末の位置情報に基づいて関連情報を検索するとともに、
   上記第１の携帯端末からの要求情報と上記関連情報を照合して支援情報を検索し、上記支援情報を上記第１の携帯端末に送信することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の遠隔監視制御システム。
4. 商用受電設備及び自家発電設備から上記インタフェース装置に電力を供給するとともに、小水力発電設備及び太陽光発電設備にて発電した電力をバッテリに蓄電し、上記バッテリからも上記インタフェース装置に電力を供給することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の遠隔監視制御システム。
5. 上記監視制御用パソコンは第２の通信網を介してテレメータと接続されており、上記第２の通信網が切断されたとき上記監視制御用パソコンは上記第１の通信網に回線を自動で切り替えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の遠隔監視制御システム。
6. 上記第１の携帯端末及び上記第２の携帯端末はスマートフォンであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の遠隔監視制御システム。

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