JP4434855B2 - 配電線遠方監視制御システム - Google Patents

Description

本発明は配電線遠方監視制御システムに関し、特に、親局と子局との間で行われる通信のセキュリティを強化する技術に関する。

配電線遠方監視制御システム（配電線遠制システム）では、配電線経路上に設けられた子局と電力会社の営業所等に設けられた親局との間で種々の監視制御情報のやりとりを行っている。これにより配電線経路上の開閉器の監視・制御はもとより、電圧・電流を監視したり、最近では電力量の自動検針なども行われはじめている。

配電線遠制システムの広域展開に伴い、親局−子局間で監視制御情報をやりとりするための情報網（伝送路）の多様化が進んでおり、電力会社が所有・管理する専用の通信線だけでなく、一般ユーザに開放された情報網（電話回線、ＰＨＳ回線、電灯線等）も伝送路として用いられるようになってきている。それゆえ、親局−子局間で行われる通信に対して外部からの侵入を前提としたさらなるセキュリティの強化が必要とされる。
特開２００１−２４４９９６号公報

本発明の目的は、配電線遠方監視制御システムにおいて親局と子局との間で行われる通信のセキュリティを強化することである。

本発明による配電線遠方監視制御システムは、配電線経路上に設けられた子局と電力会社の営業所等に設けられた親局との間で種々の監視制御情報のやりとりを行うシステムにおいて、親局および子局が複数の情報網を介して監視制御情報のやりとりを互いに行うものである。このシステムでは、親局を識別するための親局情報と、複数の情報網の各々を識別するための情報網種別情報と、複数の情報網内において親局と子局とを結ぶ所定の経路と、この所定の経路を識別するための経路情報とが定められている。子局には、親局情報と、経路情報と、経路情報に対応する情報網種別情報とがあらかじめ記憶されている。親局は、親局情報と経路情報と経路情報に対応する情報網種別情報とを監視制御情報に含めて子局に送信する。子局は、受信した監視制御情報に含まれている親局情報、経路情報および情報網種別情報と、記憶している親局情報、経路情報および情報網種別情報とを照合することにより、受信した監視制御情報の正／否を判定する。

上記システムにおいて、親局および子局は、あらかじめ定められたシーケンス情報を監視制御情報に含めて送信し、受信した監視制御情報に含まれているシーケンス情報とあらかじめ定められたシーケンス情報とを照合することにより、受信した監視制御情報の正／否を判定することが好ましい。

上記システムにおいて、親局と子局との間で行われる監視制御情報の送受信についてタイムアウト条件が設定されていることが好ましい。この場合、親局および子局は、タイムアウト条件に従って監視制御情報の送受信を行い、受信した監視制御情報の正／否をタイムアウト条件に基づいて判定する。

本発明では、親局−子局間の経路を識別するための情報（経路情報）に加え、その経路において用いる情報網を識別するための情報（情報網種別情報）も用いているため、親局−子局間での通信のセキュリティをより強化することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。

本発明の実施形態による配電線遠方監視制御システム（配電線遠制システム）の概略構成を図１に示す。この配電線遠制システムでは、配電線経路上に設けられた子局１００〜１３０と電力会社の営業所等に設けられた親局２００との間で種々の監視制御情報のやりとりを行うことにより、配電線経路上の開閉器の監視・制御はもとより、電圧・電流を監視したり、電力量の自動検針などを行う。

このシステムでは、親局２００と子局１００〜１３０との間での監視制御情報のやりとりを行うための情報網として伝送路１と伝送路２とが用いられている。伝送路１は、電力会社が所有・管理する専用の通信線であり、たとえば架空地線、メタル通信ケーブル、光通信ケーブル等が用いられる。伝送路２は、一般に開放された情報網であり、たとえば電話回線、ＰＨＳ回線、電灯線等が用いられる。

また、このシステムでは中継器３１０，３２０が設けられている。親局２００と中継器３１０，３２０は伝送路１により接続されており、親局２００と中継器３２０との間に中継器３１０が設けられている。子局１３０は、親局２００と中継器３１０との間の伝送路１により接続され、子局１２０は中継器３１０と中継器３２０との間の伝送路１により接続されている。中継器３２０と子局１００，１１０は伝送路２により接続されている。

さらにこのシステムでは、各部に次のようにＩＤが設定されている。親局２００を識別するための情報として親局ＩＤ（＝ａ１）が設定されている。伝送路１を識別するための情報として伝送路ＩＤ（＝Ｔ１）が設定されている。伝送路２を識別するための情報として伝送路ＩＤ（＝Ｔ２）が設定されている。親局２００と中継器３１０，子局１３０との間の区間（経由地区）を識別するための情報としてノードＩＤ（＝Ｎ１）が設定されている。中継器３１０と中継器３２０，子局１２０との間の区間（経由地区）を識別するための情報としてノードＩＤ（＝Ｎ２）が設定されている。中継器３２０と子局１００，１１０との間の区間（経由地区）を識別するための情報としてノードＩＤ（＝Ｎ３）が設定されている。

さらにこのシステムでは、親局−子局間で監視制御情報のやりとりを行う際の通信経路および使用する伝送路があらかじめ定められている。たとえば、親局２００−子局１００間で監視制御情報のやりとりを行う際の通信経路および伝送路は、親局２００−伝送路１−中継器３１０−伝送路１−中継器３２０−伝送路２−子局１００というように定められている。

親局２００および子局１００には、図２に示すように、この通信経路および伝送路を示すテーブル４００があらかじめ記憶されている。このテーブル４００は４つの情報により構成されている。１つめは親局ＩＤ（＝ａ１）である。２つめはノードＩＤ（＝Ｎ１）と伝送路ＩＤ（＝Ｔ１）とが対応づけられた情報である。この情報は、ノードＩＤ（＝Ｎ１）と伝送路ＩＤ（＝Ｔ１）とを単に組にしたものであってもよいし、ノードＩＤ（＝Ｎ１）と伝送路ＩＤ（＝Ｔ１）との演算結果であってもよい。３つめはノードＩＤ（＝Ｎ２）と伝送路ＩＤ（＝Ｔ１）とが対応づけられた情報である。この情報は、ノードＩＤ（＝Ｎ２）と伝送路ＩＤ（＝Ｔ１）とを単に組にしたものであってもよいし、ノードＩＤ（＝Ｎ２）と伝送路ＩＤ（＝Ｔ１）との演算結果であってもよい。４つめはノードＩＤ（＝Ｎ３）と伝送路ＩＤ（＝Ｔ２）とが対応づけられた情報である。この情報は、ノードＩＤ（＝Ｎ３）と伝送路ＩＤ（＝Ｔ２）とを単に組にしたものであってもよいし、ノードＩＤ（＝Ｎ３）と伝送路ＩＤ（＝Ｔ２）との演算結果であってもよい。これら４つの情報により、親局２００−子局１００間で監視制御情報のやりとりを行う際の通信経路および伝送路（親局２００−伝送路１−中継器３１０−伝送路１−中継器３２０−伝送路２−子局１００）が表されている。

中継器３１０にはテーブル４１０があらかじめ記憶されている。このテーブル４１０は２つの情報により構成されている。１つめは親局ＩＤ（＝ａ１）である。２つめはノードＩＤ（＝Ｎ１）と伝送路ＩＤ（＝Ｔ１）とが対応づけられた情報である。この情報は、ノードＩＤ（＝Ｎ１）と伝送路ＩＤ（＝Ｔ１）とを単に組にしたものであってもよいし、ノードＩＤ（＝Ｎ１）と伝送路ＩＤ（＝Ｔ１）との演算結果であってもよい。

中継器３２０にはテーブル４２０，４００があらかじめ記憶されている。テーブル４２０は２つの情報により構成されている。１つめは親局ＩＤ（＝ａ１）である。２つめはノードＩＤ（＝Ｎ２）と伝送路ＩＤ（＝Ｔ１）とが対応づけられた情報である。この情報は、ノードＩＤ（＝Ｎ２）と伝送路ＩＤ（＝Ｔ１）とを単に組にしたものであってもよいし、ノードＩＤ（＝Ｎ２）と伝送路ＩＤ（＝Ｔ１）との演算結果であってもよい。

さらにこのシステムでは、親局−子局間で監視制御情報のやりとりを行う際のタイムアウト条件およびシーケンス条件があらかじめ定められており、これらは親局および子局にあらかじめ記憶されている。たとえば、図２に示すように、親局２００−子局１００間で監視制御情報のやりとりを行う際のタイムアウト条件５００およびシーケンス条件６００は、親局２００および子局１００にそれぞれ記憶されている。

次に、本発明の実施形態による配電線遠制システムにおいて親局−子局間で行われる監視制御情報のやりとりの流れについて説明する。ここでは親局２００−子局１００間でのやりとりを例にして説明する。

図３に示すように、親局２００は、伝送路１上に監視制御データ（パケット）Ｄ１を中継器３１０（子局１００）に向けて送信する。この監視制御データＤ１には、子局１００に対する制御命令に加えて、テーブル４００に設定されている各種情報、タイムアウト条件５００に基づいたタイムアウト情報、シーケンス条件６００に基づいたシーケンス情報が含まれている。

親局２００からの監視制御データＤ１を受信すると中継器３１０は、図４に示すように、テーブル４１０に設定されている親局ＩＤ（＝ａ１）、ノードＩＤ（＝Ｎ１）と伝送路ＩＤ（＝Ｔ１）とが対応づけられた情報が、受信した監視制御データＤ１に含まれているか否かを判定する。含まれていると判定した場合、中継器３１０は、受信した監視制御データＤ１は正しいデータであると判断し、ノードＩＤ（＝Ｎ１）と伝送路ＩＤ（＝Ｔ１）とが対応づけられた情報を監視制御データＤ１から削除し、これを伝送路１上に中継器３２０（子局１００）に向けて送信する。

中継器３１０からの監視制御データＤ１を受信すると中継器３２０は、図５に示すように、テーブル４２０に設定されている親局ＩＤ（＝ａ１）、ノードＩＤ（＝Ｎ２）と伝送路ＩＤ（＝Ｔ１）とが対応づけられた情報が、受信した監視制御データＤ１に含まれているか否かを判定する。含まれていると判定した場合、中継器３２０は、受信した監視制御データＤ１は正しいデータであると判断し、親局２００から中継器３２０までの間に監視制御データＤ１から削除された情報をテーブル４００に基づいて復元し、復元後の監視制御データＤ１を伝送路２上に子局１００に向けて送信する。

中継器３２０からの監視制御データＤ１を受信すると子局１００は、図６に示すように、受信した監視制御データＤ１とテーブル４００とを照合し、テーブル４００に設定されている情報が、受信した監視制御データＤ１に含まれているか否かを判定する。含まれていると判定した場合、子局１００は、受信した監視制御データＤ１に含まれているタイムアウト情報およびシーケンス情報がタイムアウト条件５００およびシーケンス条件６００に適合するものであるか否かを判定する。適合するものであると判定した場合、子局１００は、受信した監視制御データＤ１は正しいデータであると判断し、受信した監視制御データＤ１に含まれている制御命令に従って処理を行う。この処理に対する応答を親局２００に送信する必要がある場合には、シーケンス条件６００に基づいたシーケンス情報を応答データに含め、また、必要に応じてタイムアウト条件５００に基づいたタイムアウト情報を応答データに含めた上で、受信した監視制御データＤ１に含まれているタイムアウト情報およびタイムアウト条件５００に従ったタイミングで親局２００に送信する。

一方、上述の判定において正しいデータであると判定されなかった場合、子局１００は、受信した監視制御データＤ１は誤った（不正な）データであると判断し、このデータＤ１に含まれている制御命令に従った処理を行わない。さらに、「擬侵入有」の情報を設定し自局制御機能を縮退し誤制御・設定を防止する処置を実施し、不正なデータを受信した旨（状態変化が生じた旨）を親局２００に通知する。子局１００が自局設定した機能の縮退は親局２００または現地での設定・制御でのみ解消される。

以上のように本実施形態では、親局−子局間の経路を識別するための情報（ノードＩＤ）に加え、その経路において用いる情報網を識別するための情報（伝送路ＩＤ）も用いており、また、タイムアウト条件およびシーケンス条件を設定しているため、親局−子局間での通信のセキュリティをより強化することができる。

なお、伝送路１は電力会社が所有・管理する専用の通信線であり、外部から不正に侵入される可能性が小さいため、伝送路１によって通信する区間については伝送路ＩＤを用いずにノードＩＤのみを用いるようにしてもよい。

本発明は、一般ユーザに開放された情報網（電話回線、ＰＨＳ回線、電灯線等）を伝送路として用いて親局−子局間の通信を行う配電線遠方監視制御システム等に有用である。

本発明の実施形態による配電線遠制システムの概略構成を示す図である。 親局、子局、中継器にあらかじめ記憶される情報を示す図である。 親局−子局間で行われる監視制御情報のやりとりの流れを示す図である。 親局−子局間で行われる監視制御情報のやりとりの流れを示す図である。 親局−子局間で行われる監視制御情報のやりとりの流れを示す図である。 親局−子局間で行われる監視制御情報のやりとりの流れを示す図である。

符号の説明

１００，１１０，１２０，１３０ 子局
２００ 親局
１，２ 伝送路
３１０，３２０ 中継器
ａ１ 親局ＩＤ
Ｔ２，Ｔ２ 伝送路ＩＤ

Claims (3)

1. 配電線経路上に設けられた子局と電力会社の営業所等に設けられた親局との間で種々の監視制御情報のやりとりを行う配電線遠方監視制御システムにおいて、
   前記親局および前記子局は、
   複数の情報網を介して前記監視制御情報のやりとりを互いに行うものであり、
   前記システムでは、
   前記親局を識別するための親局情報と、
   前記複数の情報網の各々を識別するための情報網種別情報と、
   前記複数の情報網内において前記親局と前記子局とを結ぶ所定の経路と、
   前記所定の経路を識別するための経路情報とが定められており、
   前記子局には、
   前記親局情報と、
   前記経路情報と、
   前記経路情報に対応する情報網種別情報とがあらかじめ記憶されており、
   前記親局は、
   前記親局情報と前記経路情報と前記経路情報に対応する情報網種別情報とを前記監視制御情報に含めて前記子局に送信し、
   前記子局は、
   受信した監視制御情報に含まれている親局情報、経路情報および情報網種別情報と、記憶している親局情報、経路情報および情報網種別情報とを照合することにより、受信した監視制御情報の正／否を判定する、
   ことを特徴とする配電線遠方監視制御システム。
2. 請求項１において、
   前記親局および前記子局は、
   あらかじめ定められたシーケンス情報を前記監視制御情報に含めて送信し、
   受信した監視制御情報に含まれているシーケンス情報と前記あらかじめ定められたシーケンス情報とを照合することにより、受信した監視制御情報の正／否を判定する、
   ことを特徴とする配電線遠方監視制御システム。
3. 請求項１において、
   前記システムでは、
   前記親局と前記子局との間で行われる前記監視制御情報の送受信についてタイムアウト条件が設定されており、
   前記親局および前記子局は、
   前記タイムアウト条件に従って前記監視制御情報の送受信を行い、
   受信した監視制御情報の正／否を前記タイムアウト条件に基づいて判定する、
   ことを特徴とする配電線遠方監視制御システム。

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