JP2928991B2

JP2928991B2 - 設備の異常監視装置

Info

Publication number: JP2928991B2
Application number: JP28719995A
Authority: JP
Inventors: 芳郎湯浅; 彰小松原; 茂樹三谷; 弘治福田; 誠三郎村山; 英樹梅川; 拓史中野
Original assignee: Kansai Denryoku KK; Toko Seiki Co Ltd
Current assignee: Kansai Electric Power Co Inc; Toko Seiki Co Ltd
Priority date: 1995-11-06
Filing date: 1995-11-06
Publication date: 1999-08-03
Anticipated expiration: 2015-11-06
Also published as: JPH09128035A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は設備の異常監視装置
で、詳しくは、例えば火力発電所のバーナーゾーンや燃
料タンクヤード等の重要設備を常時監視して、それら重
要設備に漏洩や発煙、火災などの異常が発生したとき、
それを早期に発見し異常事態の拡大防止を図るべく設置
使用される設備の異常監視装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】設備の異常監視手段として、火力発電所
のバーナーゾーンを例にとってみると、従来では、バー
ナーゾーンの複数箇所に設置されたＩＴＶ監視カメラに
より撮像される複数の映像信号を順次切り替えながら、
その映像信号を中央制御室等に設置されているＣＲＴな
どの映像表示装置上に再生表示させ、この再生映像を目
視することで異常の発生の有無を監視したり、作業員に
よるパトロールで監視する手段が一般的に採用されてい
た。また、上記のような映像の目視監視やパトロール監
視を補完するものとして、火災感知器や可燃性ガス検知
器などを併用する手段も知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、映像の
目視監視やパトロール監視の場合は、作業員による常時
監視体制を採る必要があるばかりでなく、映像の看過や
パトロール直後の異常発生などによって、異常事態の発
見にミスや遅れが生じることは避けられない。その結
果、異常事態の発生に対して迅速かつ適切な初期対応が
行なえず、異常事態の拡大を招くという問題があった。
また、火災感知器や可燃性ガス検知器などを併用する場
合は、設備費用が高騰するだけでなく、それら感知器や
検知器の動作信頼性を維持するために高頻度の点検メン
テナンスなどを要し、より多くの専従者を必要とすると
いった難点もある。

【０００４】そこで本発明は上記のような実情に鑑みて
なされたもので、請求項１記載の発明は、作業員による
常時監視体制を採らずとも、監視カメラにより撮像され
る映像信号を有効に利用して設備異常の発生を自動的
に、かつ確実早期に発見して適切な初期対応による異常
事態の拡大防止を図ることができる設備の異常監視装置
を提供することを目的としている。

【０００５】また、請求項２記載の発明は上記請求項１
記載の発明の目的に加えて、装置全体の設備費用の低減
を図れるようにすることを目的としている。

【０００６】さらに、請求項３記載の発明は上記請求項
１または２記載の発明の目的に加えて、異常発生時の状
況を任意に検証することができるようにすることを目的
としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうち請求項１に記載の発明に係る設備の異
常監視装置は、設備の複数箇所を撮像するカメラと、該
カメラにより撮像される複数の映像信号を順次切り替え
制御するＩＴＶ制御部と、このＩＴＶ制御部で切り替え
制御されて出力される映像信号を再生し表示する映像表
示装置と、上記ＩＴＶ制御部から出力される映像信号を
入力して連続する２画像間に変化があるか否かを検出す
る手段と、その検出結果が変化ありのとき、その継続性
を確認する手段と、その継続性が確認されたとき、後続
画像を入力して変化量の絶対値を演算する手段と、その
絶対値をフィルタにかけて抽出しそれを所定回数に亘り
積算する手段と、上記検出結果が変化なしのとき、その
検出のために入力された画像の背景に基づいて設備の異
常判定値を自動的に設定する手段を有する映像処理手段
と、この映像処理手段を制御し、上記の積算値と予め設
定されている種類別の設備の異常判定値とを比較して異
常の有無および種類を判定する映像処理用コンピュータ
と、この映像処理用コンピュータでの判定結果が異常有
りのときに発信される異常警報を表示する警報表示装置
とを備えていることを特徴とするものであり、カメラに
より撮像される設備の複数箇所の映像信号が順次切り替
えられながら、映像表示装置上に再生表示されると同時
に、上記映像信号が映像処理手段に入力されて連続２画
像間に変化があるか否かが検出され、連続２画像間に変
化があり、その継続性が確認された場合は、後続画像を
取り込んでその変化量の絶対値を演算するとともに、そ
の絶対値をフィルタにかけて抽出しそれを所定回数に亘
り積算する。そして、映像処理手段からの積算値と映像
処理用コンピュータに予め設定されている種類別の設備
の異常判定値との比較によって設備異常の有無および種
類が判定され、異常有りのときはその異常警報が警報表
示装置に表示されることになる。このように、映像表示
装置上に再生表示される映像を作業員が常時目視しなく
とも、カメラによって撮像される映像信号を利用して設
備異常の有無を高頻度に監視して、異常発生を自動的
に、かつ確実迅速に発見することが可能である。

【０００８】また、連続２画像間に変化がありのとき、
その継続性を確認することにより、連続２画像間の変化
が、例えば火力発電所のバーナーゾーンにおけるバーナ
ーの点・消火や機器名称表示札のゆれなどといった一過
性の外乱の場合は、上述したような異常判定処理へ移行
させず、一過性の外乱にともなう誤判定をなくすること
が可能であり、さらに、連続２画像間に変化がなしのと
き、連続２画像間の変化検出のために入力された画像の
背景に基づいて設備の異常判定値を自動的に設定する手
段を設けることによって、カメラによる撮像箇所の照度
や感度、背景が時々刻々と変化するような条件下におい
ても、その変化に対応して設備の異常判定値を常に適正
な値に自動設定することが可能で、背景等の変化にかか
わらず設備異常の判定を適確に行なうことができる。

【０００９】また、上記映像処理用コンピュータから発
信される異常警報を表示する表示装置として、請求項２
に記載のように、カメラにより撮像される映像信号を再
生し表示する映像表示装置で兼用するように構成するこ
とによって、異常警報専用の表示装置を付加設置する必
要がなくて、装置全体の設備費用を低減できるととも
に、設備の状況監視および設備異常の警報表示を単一の
表示装置で集中的に行なうことができる。

【００１０】さらに、請求項３に記載の発明は、上記請
求項１または２記載の発明に係る設備の異常監視装置
に、異常有りのときの画像を保存する異常画像保存手段
を付加したもので、この場合は、異常発生時の画像を後
日取り出して、異常発生時の状況の検証や原因の究明な
どに有効に活用することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
にもとづいて説明する。図１は本発明に係る設備の異常
監視装置として、火力発電所のバーナーゾーンの異常監
視装置に適用した場合の概略構成図であり、同図におい
て、１…はバーナーゾーンの複数箇所に設置された可視
光カメラ、２はＩＴＶ制御部、３はバーナーゾーンとは
離間した位置の中央制御室４内に設置された映像表示装
置としてのＣＲＴで、上記カメラ１…により撮像された
複数の映像信号をＩＴＶ制御部２からの制御信号によっ
て２０〜３０秒間隔で順次切り替えながら、その映像信
号をＣＲＴ３上に再生表示させるように構成されてお
り、以上の構成は従来からも実用されている既設のもの
である。

【００１２】５はスイッチャー、６はタイムベースコレ
クタで、上記ＩＴＶ制御部２から出力される映像信号を
後述する映像処理用コンピュータからの映像切替信号Ｓ
１に基づいてスイッチャー５で逐次切り替えるととも
に、タイムベースコレクタ６により上記ＣＲＴ３へ出力
される映像信号と同期させる。７は映像処理用コンピュ
ータで、映像処理手段８、異常画像保存手段９および入
出力手段１０がそれぞれボード化して内蔵されており、
これら各手段８，９，１０の制御および後述する異常判
定を行なう。このうち上記映像処理手段８は、上記ＩＴ
Ｖ制御部２から出力され同期がとられて入力される映像
信号Ｓ２の連続２画像（静止画）を２値化してその２画
像間に変化があるか否かを検出する手段、その検出結果
が変化ありのとき、同様な検出動作を所定時間内で複数
回繰り返してその継続性を確認する手段、その継続性が
確認されたとき、後続画像を入力して変化量の絶対値を
演算する手段、その絶対値をフィルタにかけて抽出しこ
れを所定回数に亘り積算する手段、および上記検出結果
が変化なしのとき、その検出のために入力された画像の
背景（照度や感度など）に基づいて後述するバーナーゾ
ーンの異常判定閾値を自動的に切り替え設定する手段な
どを有している。

【００１３】また、上記映像処理用コンピュータ７は、
上記映像処理手段８での積算値と該コンピュータ７に予
め設定されている種類別の異常判定閾値とを比較して異
常の有無および種類を判定する。なお、バーナーゾーン
特有の異常現象のうち煙、漏洩の場合と火災の場合とで
は、図３に例示するように、横軸を輝度とし、縦軸を画
素数としたとき、全く異なるパターン及び面積を呈する
のであり、それら異なるパターンを煙、漏洩フィルタま
たは火災フィルタにかけて抽出し、それを所定回数に亘
り積算することにより、上記コンピュータ７に予め設定
されている種類別の異常判定閾値と比較される積算値が
決定されるのである。

【００１４】さらに、上記画像保存手段９は、上記映像
処理用コンピュータ７での判定結果が異常有りのときの
画像を保存するもので、その保存された異常画像は後日
任意に取り出し可能である。さらにまた、上記映像処理
用コンピュータ７での判定結果が異常有りのときに発信
される異常警報Ｓ３は、入出力手段１０を経て上記ＩＴ
Ｖ制御部２にフィードバックされて上記中央制御室４に
設置のＣＲＴ３上に例えば文字などを介して表示される
ように構成されており、したがって、異常警報表示手段
がＣＲＴ３で兼用されている。なお、異常警報Ｓ３の表
示手段としては上記ＣＲＴ３とは別個のＣＲＴなどを設
けてもよい。

【００１５】つぎに、上記のように構成された火力発電
所のバーナーゾーンの異常監視装置による異常検出処理
動作について、図２のフローチャートを参照して簡単に
説明する。複数台のカメラ１…により撮像された複数の
映像信号はＩＴＶ制御部２からの制御信号によって２０
〜３０秒間隔で順次切り替えられながら、その映像信号
が中央制御室４内のＣＲＴ３上に再生表示されると同時
に、上記ＩＴＶ制御部２から出力される映像信号が映像
処理用コンピュータ７に内蔵の入出力手段１０からの映
像切替信号Ｓ１に基づいてスイッチャー５で逐次切り替
えられ、かつ、タイムベースコレクタ６により上記ＣＲ
Ｔ３へ出力される映像信号と同期されて映像処理用コン
ピュータ７の映像処理手段８に入力され、ここで、連続
して入力される初期画像と現画像が２値化されてその連
続２画像間に変化（動き）があるか否かが検出される
（ステップＳ１１〜Ｓ１４）。

【００１６】そして、上記連続２画像間に変化がなかっ
た場合で、所定時間ｔ１が経過するまでの間は初期画像
を更新する一方、所定時間ｔ１の経過後は上記の検出の
ために入力された画像の背景に基づいて異常判定閾値を
自動的に切り替え設定することによりカメラ１…による
撮像箇所の照度や感度、背景が時々刻々と変化するよう
な条件下においても、その変化に対応して異常判定閾値
を常に適正に自動設定するとともに、スイッチャー５に
映像切替信号Ｓ１を送信してカメラ１…を切替えて次の
検出動作に移行する（ステップＳ１５〜Ｓ１８）。一
方、上記連続２画像間に変化があった場合は、同様な検
出動作を所定時間ｔ１内で複数回繰り返して同様な変化
がない場合、たとえばバーナーの点・消火や機器名称表
示札のゆれなどの一過性の外乱の場合は初期画像を更新
する（ステップＳ１９〜Ｓ２０）。

【００１７】また、上記連続２画像間において同様な変
化が複数回継続する場合は、現画像が映像処理手段８に
取り込まれて、その変化量の絶対値が演算される（ステ
ップＳ２２）。続いて、演算された変化量の絶対値を
煙、漏洩フィルタおよび火災フィルタにかけて抽出し、
それを所定回数Ｎに亘り積算して得られる積算値と映像
処理用コンピュータ７に予め設定されている異常判定閾
値とを該コンピュータ７において比較することによって
異常の種別および有無が判定され、異常有りのときはそ
の異常警報Ｓ３が入出力手段１０を経て上記ＩＴＶ制御
部２にフィードバックされて中央制御室４に設置のＣＲ
Ｔ３上に例えば文字などを介して表示されるとともに、
その異常画像が画像保存手段９に記録保存され（ステッ
プＳ２３Ａ，２３Ｂ〜Ｓ２８）、また、異常なし（正
常）のときは人物通過と判断してカメラ１…を切替えて
初期画像の入力ステップ（Ｓ１１）へ戻る。

【００１８】上記のように、カメラ１…によって撮像さ
れ中央制御室４内のＣＲＴ３上に順次映出される映像信
号Ｓ１を取り込んで、連続２画像間の変化の検出、その
変化の継続性の確認、フィルタリング処理、積算処理を
実施してバーナーゾーンにおける煙、漏洩の発生または
火災の発生といった異常の種別および異常の有無を高頻
度に監視することにより、ＣＲＴ３上に映出される映像
を作業員が常時目視しなくとも、異常発生を自動的に、
かつ確実迅速に発見することが可能となる。

【００１９】なお、上記の実施の形態では、異常監視対
象として、火力発電所のバーナーゾーンに適用して説明
したが、これ以外に、火力発電所の燃料タンクヤードな
ど従来からＩＴＶのみによる監視体制が採られている各
種産業の重要設備の監視用、災害防止用にも適用するこ
とが可能である。

【００２０】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明に
よれば、監視カメラにより撮像される映像信号を有効に
利用して設備異常の発生の有無を高頻度に監視すること
が可能であり、したがって、設備的には既設のＩＴＶ監
視装置に映像処理手段などを内蔵した映像処理用コンピ
ュータを付加するだけの経済的な構成としながらも、作
業員による常時監視体制を採らずとも、設備異常を自動
的に、かつ確実早期に発見して適切な初期対応による異
常事態の拡大防止を図ることができる。

【００２１】しかも、一過性の外乱や背景変化にともな
う誤判定をなくして、所定の異常監視を非常に信頼度の
高いものにできるという効果を奏する。

【００２２】また、請求項２に記載の発明によれば、上
記請求項１に記載の発明の効果に加えて、表示装置の兼
用化によって装置全体の設備費用を一層低減することが
できるという効果を奏する。

【００２３】さらに、請求項３に記載の発明によれば、
上記請求項１または２に記載の発明の効果に加えて、異
常発生時の状況や原因を後日任意に検証して、それを設
備の安全性向上に資することができるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る設備の異常監視装置として、火力
発電所のバーナーゾーンの異常監視に適用した場合の概
略構成図である。

【図２】同上異常監視装置による異常検出処理動作を示
すフローチャートである。

【図３】バーナーゾーン特有の異常現象のうち煙または
漏洩の場合および火災の場合のパターン例を示すグラフ
である。

【符号の説明】

１可視光カメラ２ＩＴＶ制御部３ＣＲＴ（異常警報表示手段を兼用）７映像処理用コンピュータ８映像処理手段９異常画像保存手段１０入出力手段

フロントページの続き (72)発明者三谷茂樹大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号関西電力株式会社内 (72)発明者福田弘治大阪府摂津市千里丘３丁目14番40号東光精機株式会社内 (72)発明者村山誠三郎大阪府摂津市千里丘３丁目14番40号東光精機株式会社内 (72)発明者梅川英樹大阪府摂津市千里丘３丁目14番40号東光精機株式会社内 (72)発明者中野拓史大阪府摂津市千里丘３丁目14番40号東光精機株式会社内 (56)参考文献特開平２−48263（ＪＰ，Ａ) 特開平６−331480（ＪＰ，Ａ) 特開平３−211700（ＪＰ，Ａ) 特開平４−330576（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−182207（ＪＰ，Ａ) 実開平５−23295（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G05B 23/02 G08B 21/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】設備の複数箇所を撮像するカメラと、該カメラにより撮像される複数の映像信号を順次切り替
え制御するＩＴＶ制御部と、このＩＴＶ制御部で切り替え制御されて出力される映像
信号を再生し表示する映像表示装置と、上記ＩＴＶ制御部から出力される映像信号を入力して連
続する２画像間に変化があるか否かを検出する手段と、
その検出結果が変化ありのとき、その継続性を確認する
手段と、その継続性が確認されたとき、後続画像を入力
して変化量の絶対値を演算する手段と、その絶対値をフ
ィルタにかけて抽出しそれを所定回数に亘り積算する手
段と、上記検出結果が変化なしのとき、その検出のため
に入力された画像の背景に基づいて設備の異常判定値を
自動的に設定する手段を有する映像処理手段と、この映像処理手段を制御し、上記の積算値と予め設定さ
れている種類別の設備の異常判定値とを比較して異常の
有無および種類を判定する映像処理用コンピュータと、この映像処理用コンピュータでの判定結果が異常有りの
ときに発信される異常警報を表示する警報表示装置とを
備えていることを特徴とする設備の異常監視装置。
【請求項２】上記映像処理用コンピュータから発信さ
れる異常警報を表示する表示装置が、上記映像信号を再
生し表示する映像表示装置で兼用されている請求項１に
記載の設備の異常監視装置。
【請求項３】上記映像処理用コンピュータでの判定結
果が異常有りのときの画像を保存する異常画像保存手段
を備えている請求項１または２に記載の設備の異常監視
装置。