JP2582813B2 - 指令支援システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は交通システムにおける運動指令列車指令、
電力指令等の中央指令における指令業務を支援するため
の指令支援システムに関する。

（従来の技術） 従来、中央指令室において運転指令、列車指令、電力
指令等の中央指令の自動化は、集中監視制御システムに
よって行なわれている。この従来の集中監視制御システ
ムは、列車位置、進路、変電所の開閉機の状態、各種故
障等の状態データを集中的に監視し、進路方向、開閉機
状態等を制御することを目的とするものである。

この従来の集中監視制御システムを指令員から見る
と、対象とするシステムの状態を表示情報から認識する
ことができ、また必要な制御指令を入力する装置となっ
ている。従って、対象システムの状態をどのように認識
し、どのような処置を指令するか、さらに種々の周辺状
況に対応してどのような処置を指令するか等は指令員の
判断に任せられている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の指令支援システムに
よる指令では、前述の指令員に課せられる判断の基準は
指令業務のマニュアル等に基本的な内容として記述され
てはいるが、一般的には指令員の経験によって得られた
知識を基礎にして行なわれており、種々の条件を吟味
し、試行錯誤によって判断している場合が多く、この判
断基準をアルゴニズムとして表現し、自動的に必要な指
令を入手することは困難なものとされていた。

そのため、従来の集中監視制御システムによる指令で
は指令員の誤判断による誤処置や、判断に時間がかかり
すぎて適切な処理が遅れる等の問題点があった。

この発明は、このような従来の問題点を解決するため
にされたものであって、中央指令室において対象システ
ムや環境、周囲システムの異常時などにそれらの異常状
態から必要な対処方法や異常内容を自動的に割出して指
令員に示すことができ、指令員の誤判断や誤処置、処置
の遅れを防止し、適確な処置が迅速に行なわれるように
サポートすることのできる指令支援システムを提供する
ことを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明の指令支援システムは第１図に示すように、
対象システム又は他システムの動作状況が入力される推
論装置４と、前記対象システム又は前記他システムの状
態とこの状態に対応する対処方法が記憶された知識ベー
ス１と、前記推論装置４に設けられ、入力された前記対
象システム又は前記他システムの動作状況に対応する状
態、対処方法を一次仮説として前記知識ベース１から導
出し、前記一次仮説に対応する状態、対処方法がある場
合には、前記一次仮説に対応する状態、対処方法を二次
仮説として前記知識ベースから導出し、この導出をｎ回
（ｎは整数）繰り返してｎ次仮説を導出し、このｎ次仮
説に対応する状態、対処方法がない場合には前記ｎ次仮
説を最終仮説として導出する前向き推論部4aと、前記推
論装置４に設けられ、前記最終仮説が成立するための前
記対象システム又は前記他システムの動作状況、及び前
記最終仮説が導出された過程で導出された前記ｎ次仮説
までの各仮説が前記対象システム又は前記他システムに
おいてすべて成立しているか否かを確認する後向き推論
部4bと、前記後向き推論部4bで成立が確認された際に、
前記最終仮説を指令として出力する出力手段３とを備え
たものである。

（作用） この発明の指令支援システムでは、対象システムや環
境、周囲システムなどの他システムの動作状況に応じた
判断、適切な処置方法を指令員に指示する指令支援を行
うために、まず前向き推論部4aによって対象システム又
は他システムの動作状況に対応する状態、対処方法を一
次仮説として知識ベース１から導出し、この一次仮説に
対応する状態、対処方法がある場合には、一次仮説に対
応する状態、対処方法を二次仮説として知識ベース１か
ら導出し、この導出をｎ回繰り返してｎ次仮説を導出
し、このｎ次仮説に対応する状態、対処方法がない場合
にはｎ次仮説を最終仮説として導出する。

この後、後向き推論部4bによって最終仮説が成立する
ための対象システム又は他システムの動作状況、及び最
終仮説が導出された過程で導出されたｎ次仮説までの各
仮説が対象システム又は他システムにおいてすべて成立
しているか否かを確認する。そして後向き推論部4bで最
終仮説が成立すると確認された際に、当該最終仮説を出
力手段３に指令として出力することにより指令員に知ら
せ、適切な処置が採られるようにする。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説する。

第２図はこの発明の一実施例を示しており、指令員対
話装置である入出力装置11、マンマシンインターフェー
ス処理部12、知識ベース13、推論装置14、作業メモリ1
5、対象・周囲情報ファイル16、オンラインデータ処理
部17、他システムインターフェース部18から構成されて
いる。

入出力装置11は、ディスプレイおよびキーボード、音
声応答装置等により構成されるものであり、マンマシン
インターフェース処理部12の処理により指令員に対して
対処方法や対象システム19、環境、周囲システムなどの
他システム20の異常状態、それらを導出した過程等を表
示出力するとともに、指令員からの情報や操作要求等を
入力する。

知識ベース13は、対象システム19、環境、周囲システ
ムなどの他システム20や指令の処置の結果得られる情報
に対して、指令における判断、処置過程の知識をルール
形式で記憶している。このルールはIF〜,THEN〜の形で
記述されており、IF〜を前提部、THEN〜を実行部と読
ぶ。

第３図はこのルールの一例を示しており、このルール
構成は、最下位の対象システムや環境、周囲システムの
情報の状態に関する条件の成立、不成立に対し、AND,OR
等の論理演算により構成されるものである。推論装置14
は、この知識ベース13に記憶されているルールの各条件
の成立の確認を繰り返して実行し、以下の通り各仮説を
導出する。すなわち、前提部40の前記論理が成立するな
らば、実行部として異常状態と対処方法41を一次仮説と
して導出する。さらに、対処方法41を実施して得られる
結果情報の条件１〜ｋを追加条件42とし、先の異常状態
とその対処方法41とこれらの追加条件42とを上記同様の
前提部43とし、これらの前提部43に対する実行部とし
て、次なる異常状態と対処方法44を二次仮説として導出
する。さらに、このルールをｎ回（ｎは整数）繰返すこ
とにより、最終的に前提部とはなっていない実行部であ
る最終的な異常状態と対処方法45をｎ次仮説として導出
する。この最終的な異常状態と対処方法45を以下、最終
仮説と称する 作業メモリ15は、推論装置14の導出過程における作業
を順次記憶していく部分である。

対象・周囲情報ファイル16は、オンラインデータ処理
部17の処理を介して入力される対象システム19の状態を
表わす各種の情報と、他システムインターフェース部18
の処理を介して入力される他システム20の各種情報を記
憶する。

上記の構成の指令支援システムの動作について、次に
説明する。

対象システム19または環境、周囲システムなどの他シ
ステム20に何らかの異常が発生した場合、オンラインデ
ータ処理部17または他システムインターフェース部18を
介して対象、周囲ファイル16の該当情報が変化するか、
あるいは直接指令員から入出力装置11を介して異常情報
が入力される。

この入力情報により、各仮説を導出する作用は次のよ
うになる。

第３図，第４図および第５図を参照して、推論装置14
は、ステップ50で変化または入力された情報が第３図の
知識ベース13内のルールの前提部40の対象情報または周
囲情報のいずれかの条件を成立させるものかどうかを確
認し（ステップ51）、成立する条件があった場合には、
前向き推論によりその条件が含まれる前提部が成立した
と仮定し、IF−THENルールから実行部41を導出する（ス
テップ52）。この前提部40と実行部41とが一次仮設とな
る。

そして、この実行部41がさらに前提部43の一条件とな
っている場合には、その前提部43の全体が成立したもの
と仮定し、同様に次の実行部44を導出して二次仮説を得
る。以下、ｎ回繰返しIF−THENルールを適用し、最終的
に該当する最終仮説45の成立を仮定する。

尚、この最終仮説45は複数となり得る（ステップ5
2）。

次に、得られた最終仮説45が全ての条件を満たして成
立するかどうかを上記ステップ52で成立したと仮定した
前提部を、後向き推論により下位の方から順に確認して
いく（ステップ53）。すなわち、第５図に詳細なフロー
を示すように、まず対象システム19の情報、他システム
20の情報の条件が全て成立しているかどうかを確認し
（ステップ60）、前提部が成立しているならばその実行
部である異常状態とその対処方法を入出力装置11により
指令員に表示し、一次処置の指示を与える（ステップ6
1）。

この一次処置が最終仮説でない場合には、指令員は示
された対処方法に従って必要な処置を行い、その結果得
られた情報が入出力装置11またはオンラインデータ処理
部17、他システムインターフェイス部18から対象、周囲
情報ファイル16に入力され、一次処置の前提部である結
果情報の条件の正否を確認する（ステップ62）。そし
て、確認された情報は、作業メモリ15に記憶される。

（ステップ63）。

この確認を、段階的に順次上位の方に一次仮説からｎ
次仮説へ向かうようにして行ない、全ての条件を満足し
た時に最終仮説が成立し（ステップ64）、第４図のステ
プ53に戻って別の最終仮説について上記と同様の動作を
繰返す（ステップ54）。全ての最終仮説について上記の
後向き推論作用が完了したときに、最終的な異常状態と
対処方法を入出力装置11を通して指令員に表示する（ス
テップ55）。

第５図に示すステップ62における後向き推論が成立し
ない場合、最終仮説が成立しないものとして第４図に示
すステップ53に戻り、次の最終仮説について再び後向き
推論が行なわれる。そして成立する最終仮説が見いださ
れない場合には、故障原因、対処方法不明の表示が入出
力装置11を介して指令員に対して与えられることになる
（ステップ56）。

上記IF−THENルールの判断作用の一例として、第６図
に電力指令におけるルールを示す。

車両に電力を供給するき電線に事故が生じた場合、指
令員はリレー動作状況や故障点標定値等の情報から一次
処置を判断し、その処置の結果の情報から次の判断を行
ない、次の処置を行なっている。

第６図は、原因が電車故障によりき電線に事故電流が
流れた場合を示すものであり、この場合に、まず事故電
流によりき電線保護リレー１が動作する情報70、き電線
保護リレー２が動作する情報71、き電用遮断機トリップ
し再閉路失敗の情報72がオンラインデータ処理部17を介
して対象、周囲情報ファイル16に記憶される。そして、
これらの入力情報に基づき、推論装置14はこのルールの
前提部の該当条件が成立しているかどうか確認して前向
き推論を行ない、最終仮説の１つとして「列車事故の処
置をとる」の指令73が候補として導き出される。

このとき、上記の電線保護リレー１の動作情報70、き
電線保護リレー２の動作情報71、き電用遮断機トリップ
し再閉路失敗の情報72が前提部の一条件となっているル
ールの仮説は全て候補として導き出され、作業メモリ15
に記憶されることになる。

次に、最終仮説が導出されるまでの過程で導出された
すべての仮説それぞれを順次後向き推論によって確認し
てゆく。この後向き推論の優先順位は緊急性の高い順、
可能性の高い順、あるいは重要性が高い順等適宜に設定
しておくことができる。

列車故障の最終仮説73を確認する処理は、後向き推論
を行ない、未確認条件の成立、不成立を確認することに
より行なう。すなわち、故障点標定値表示有りの情報7
4、故障点標定箇所に列車有りの情報75が入力されてい
るかどうかを対象、周囲情報ファイル16の記憶内容、入
出力装置11を介して指令員が与えた入力情報、あるいは
既に他の仮説確認時の情報として作業メモリ15に記憶さ
れている内容により確認する。

これらの条件が成立しているならば前提部81の全体が
成立したことになり、この前提部81に対する実行部とし
ての「列車故障があるため、パンタグラフを下げ、試き
電を実行せよ」の指令情報76を出力し、指令員は入出力
装置11に表示されたこの指令を見て必要な試き電処置を
行なう。

この後、試き電の結果、つまり、指令情報76であるパ
ンタグラフを下げてき電を試みる処置を実行した結果
（試き電の成功か否か）を入出力装置11を介して指令員
に確認し、或はオンラインで対象、周囲情報ファイル16
にその情報が入力される場合には、対象、周囲情報ファ
イル16に確認し、「試き電成功」の情報77も成立するな
らば、この前提部82が成立したことになり、列車故障が
発生したことが確認され、実行部83である最終仮説「列
車故障の処置をとる」の条件73が成立し、入出力装置11
を介して指令員に対して表示する。

このときの入出力装置11による表示は、列車故障の処
置のための詳しい対処方法を出力するようにすることに
より、経験の浅い指令員に対しても適確な処置が採れる
ようにできる。

このようにして、この実施例の場合、対象システム19
や環境、周囲システムなどの他システム20の状況に応じ
た判断、対処方法を指令員に適確に表示指示することが
できるため、指令員は発生した異常に対して不確かな条
件が関係するような状況にあっても混乱することなく、
適確かつ迅速に必要な対応処置を採ることができること
になる。

なお、この発明は上記の実施例に限定されるものでは
なく、例えばマンマシンインターフェース処理部12と対
象、周囲情報ファイル16及びオンラインデータ処理部17
の間で直接情報の授受が行なわれるようにし、監視機能
及び制御機能をこれらに持たせることにより、指令判断
支援機能と共に集中監視制御機能をも併せもつ集中監視
制御システムとすることができる。

また、集中監視制御機能と共に実施例における後向き
推論における処置とその結果の確認とをオンラインデー
タ処理部17や他システムインターフェース部18において
自動的に行なうようにすれば、自動化可能な確認処置に
ついては指令員の判断処置業務の自動化が図れることに
なる。

［発明の効果］ 異常のようにこの発明によれば、対象システムや環
境、周囲システムなどの他システムの動作状況に応じて
それを十分条件とするような最終仮説を、知識ベースを
用いて前向き推論部によって導出し、この導出された最
終仮説を成立させるのに必要かつ十分な条件すべてを後
向き推論部によって確認し、この確認がとれた最終仮説
を最適指令として指令員に提示することができ、未熟な
指令員に対しても適確な対応処置を行なわせることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のブロック図、第２図はこ
の発明の更に詳しい実施例のブロック図、第３図は上記
実施例のIF−THENルールを説明する説明図、第４図は上
記実施例の動作を説明するフローチャート、第５図は上
記実施例における後向き推論動作を説明するフローチャ
ート、第６図は上記実施例における電力指令のIF−THEN
ルールの一例を示す説明図である。 11……入出力装置 12……マンマシンインターフェース処理部 13……知識ベース、14……推論装置 15……作業メモリ 16……対象、周囲情報ファイル 17……オンラインデータ処理部 18……他システムインターフェース部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対象システムの状態と対処方法を導出して
   指令支援する指令支援システムにおいて、 前記対象システム又は他システムの動作状況が入力され
   る推論装置と、 前記対象システム又は前記他システムの状態とこの状態
   に対応する対処方法が記憶された知識ベースと、 前記推論装置に設けられ、入力された前記対象システム
   又は前記他システムの動作状況に対応する状態、対処方
   法を一次仮説として前記知識ベースから導出し、前記一
   次仮説に対応する状態、対処方法がある場合には、前記
   一次仮説に対応する状態、対処方法を二次仮説として前
   記知識ベースから導出し、この導出をｎ回（ｎは整数）
   繰り返してｎ次仮説を導出し、このｎ次仮説に対応する
   状態、対処方法がない場合には前記ｎ次仮説を最終仮説
   として導出する前向き推論部と、 前記推論装置に設けられ、前記最終仮説が成立するため
   の前記対象システム又は前記他システムの動作状況、及
   び前記最終仮説が導出された過程で導出された前記ｎ次
   仮説までの各仮説が前記対象システム又は前記他システ
   ムにおいてすべて成立しているか否かを確認する後向き
   推論部と、 前記後向き推論部で成立が確認された際に、前記最終仮
   説を指令として出力する出力手段とを備えて成る指令支
   援システム。