JP4891951B2 - 監視制御システム及び監視制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、遠隔地に配置されている設備などを監視する監視制御システムにおいて、特に、端末の試験中に通常の運用が可能な監視制御システムに関する。

近年、遠隔地に配置されている施設の設備や機器を監視・制御する監視制御システムが普及している（例えば、特許文献１を参照）。代表的なシステムとして、例えば道路におけるインターチェンジやトンネルなどの設備を遠隔から監視・制御する監視制御システムがある。

監視制御システムは概略的には、監視対象である施設に配置されるリモートステーション（以下、ＲＳと表記する場合がある）と呼ぶ端末と、複数の端末を管理するサーバと、サーバからの情報に基づいて遠隔の施設の各設備を監視する施設中央局とから構成されている。
特開２００２−１５７１７８号公報

監視制御システムでは、監視対象である施設や設備などの増設に応じて、端末（ＲＳ）を増設する場合がある。この増設される端末（増設ＲＳ）をシステムに接続して、監視・制御動作を行なう場合、サーバの構成（主としてソフトウェア関係）を改造することが要求される。このため、サーバの改造後に、システムの動作確認として、増設ＲＳを含めて実際に動作させることで、サーバが正常に動作することを試験している。

しかしながら、サーバを改造するときに、サーバの処理に必要な情報を格納しているデータベースを更新する必要がある。データベースにはシステムに接続される全端末の情報が格納されているため、データベースを更新する場合には、サーバと既設の全端末とを切り離す必要がある。従って、従来のシステムでは、例えば増設端末の試験処理中は、既設の全端末による監視制御処理は実行できない状態となる。

そこで、本発明の目的は、試験処理中でも、既設の端末による監視制御処理を実行できる監視制御システムを提供することにある。

本発明の観点は、各端末が運用状態または試験状態のいずれであるかを判定するための端末状態データベース、及び試験処理に必要な試験用データベースを有し、例えば増設端末の試験処理を実行すると共に、既設の端末による監視制御の運用を行なうことができる監視制御システムである。

本発明の観点に従った監視制御システムは、ネットワークに接続し、監視対象の施設から情報を収集して前記ネットワークに伝送する端末と、端末が運用状態または試験状態のいずれかを示す情報を格納する端末状態データベース手段と、運用状態での監視制御処理に必要な情報を格納する運用データベース手段と、試験処理を実行するための情報を格納する試験データベース手段と、前記監視制御処理及び前記試験処理を実行するサーバとを具備し、前記サーバは、前記端末状態データベース手段の情報を参照し、前記ネットワークに接続された端末が運用状態または試験状態のいずれであるかを判定し、運用状態の端末からの情報と前記運用データベース手段の情報とを使用して、施設の監視制御処理を実行し、試験状態の端末からの情報と前記試験データベース手段の情報とを使用して、試験処理を実行するように構成されている。

本発明によれば、例えば増設端末の試験処理中に、既設の端末による監視制御の運用を行なう監視制御システムを提供することができる。

以下図面を参照して、本発明の各実施形態を説明する。

［システムの構成］
図１は、各実施形態に関する監視制御システムの要部を示すブロック図である。

本システムは、例えば道路におけるインターチェンジやトンネルなどの施設に設けられた設備や機器の監視・制御を行なうための遠隔監視制御システムであり、監視対象である施設に配置される複数（ｎ個）のリモートステーション（端末又はＲＳと表記する場合がある）１３と、サーバ１０と、ＩＰネットワーク１１と、施設中央局１２とから構成されている。

各端末（ＲＳ）１３はそれぞれ、施設の管理事務所などから遠方にある施設に配置されて、施設の電源設備や照明設備の動作状態や故障を監視する。通常では、各端末１３は、設備や機器からの監視信号（例えばリレーなどの接点信号）を入力して、動作状態や故障検出を示す監視データ（情報と表記する場合がある）に変換する。各端末１３は、監視データをＩＰネットワーク１１を介してサーバ１０に伝送するデータ入出力用インターフェースに相当する装置である。なお、各端末１３は、複数の入出力基板が交換可能にセットされており、各入出力基板が監視信号の項目に対応するアドレスを割り当てられている。

サーバ１０は、施設の保守管理を行なう管理事務所などに設置されており、ＩＰネットワーク１１を介して各端末１３と接続し、各端末１３を一括管理するインテリジェントサーバ（以下、ＩＧサーバと表記する場合がある）である。ＩＧサーバ１０は、運用データベース（運用ＤＢ）１００、試験用データベース（試験ＤＢ）１１０、端末状態データベース（ＲＳ状態ＤＢ）１２０、及び後述する各処理をＣＰＵで実行するためのプログラム１３０を含む。

運用ＤＢ１００は、サーバ１０が実行する全端末（ＲＳ）の一括管理及び監視制御処理に必要な情報、即ちシステムの監視制御の運用に必要な情報を格納する。試験ＤＢ１１０は、全端末（ＲＳ）の一括管理に必要な情報を含み、サーバ１０が実行する試験処理に必要な情報を格納する。また、ＲＳ状態ＤＢ１２０は、ＩＰネットワーク１１に接続された全端末（ＲＳ）のそれぞれが運用状態または試験状態のいずれであるかを判定するための情報を格納する。換言すれば、ＲＳ状態ＤＢ１２０は、サーバ１０が運用ＤＢ１００又は試験ＤＢ１１０のいずれかの情報を参照するかを定義する情報を格納する。

サーバ１０は、ＲＳ状態ＤＢ１２０の情報を参照することにより、運用ＤＢ１００と試験ＤＢ１１０を切り替える機能と、外部からの指令により運用ＤＢ１００と試験ＤＢ１１０の格納情報を等価にする機能を含む。

サーバ１０は、各端末１３から伝送された監視データ（情報）を処理し、監視対象である施設の設備や機器の監視・制御に必要な監視情報を生成し、ＩＰネットワーク１１を介して施設中央局１２に伝送する。具体的には、サーバ１０は、各ＲＳからの情報に基づいて、例えばトンネルの停電などの故障を検知すると、その旨を示す情報をＩＰネットワーク１１を介して施設中央局１２に伝送する。施設中央局１２は、サーバ１０から伝送された監視情報に基づいて、監視対象である施設に設置された設備や機器の動作状態や故障発生を監視する。

監視制御システムは、ＩＰネットワーク１１を介して、各端末１３とサーバ１０間、及びサーバ１０と施設中央局１２間で情報を交換することにより、遠隔の道路関係の施設を監視している。

［第１の実施形態］
以下、図１と共に図２から図８を参照して、第１の実施形態のシステムの動作を説明する。

（ＤＢ改造前の動作）
まず、図２を参照して、データベース改造前におけるシステムの動作を説明する。

サーバ１０は、既設の端末（ＲＳ）１３から情報を受信すると、ＲＳ状態ＤＢ１２０を参照し、その端末１３が運用状態であるか否かを判定する（手順２００）。端末１３は、監視対象である設備や機器の動作状態や故障検出を示す監視データ及びアドレス情報などを含む監視情報を送信する。

サーバ１０は、端末１３が運用状態であると判定すると、運用ＤＢ１００の情報を参照し、運用時の監視制御処理を実行する（手順２１０）。サーバ１０は、運用ＤＢ１００に格納されているＲＳ毎の伝送項目（監視項目）に基づいて処理した処理結果（監視制御情報）を生成し、ＩＰネットワーク１１を介して施設中央局１２に伝送する（手順２２０）。施設中央局１２は、サーバ１０から伝送された処理結果に基づいて、増設ＲＳの接続に伴う動作として、ＩＧサーバ１０が正常に機能しているか否かを判定する処理を実行する。

具体的には、サーバ１０は、ＲＳ１３からの監視データに基づいて、例えばトンネルの停電などの故障を検知すると、その旨を示す監視情報（処理結果）を施設中央局１２に伝送する。施設中央局１２は、サーバ１０から伝送された監視情報に基づいて、監視対象である施設に設置された設備や機器の動作状態や故障発生を監視する。

（増設端末の接続時の動作）
次に、図３及び図４のフローチャートを参照して、システムに増設端末（増設ＲＳ）２０を接続した場合のデータベースの改造時における動作を説明する。

サーバ１０は、図３に示すように、システムに増設端末２０が接続されると、当該増設端末２０を試験状態としてＲＳ状態ＤＢ１２０にセットする（ステップＳ１）。さらに、サーバ１０は、増設端末２０に関して運用ＤＢ１００を更新するＤＢ改造を実行する際に、その改造後の情報を試験ＤＢ１１０に登録する（ステップＳ２）。

ここで、図３に示すように、既設の端末（ＲＳ）１３から情報が伝送されると（手順２００）、サーバ１０は、ＲＳ状態ＤＢ１２０を参照し、その端末１３が運用状態であるか否かを判定する（ステップＳ３のＹＥＳ，Ｓ４）。サーバ１０は、端末１３が運用状態であると判定すると、運用ＤＢ１００の情報を参照し、運用時の監視制御処理を実行する（ステップＳ５）。サーバ１０は、その処理結果（監視制御情報）を生成し、ＩＰネットワーク１１を介して施設中央局１２に伝送する（ステップＳ６）。

（試験処理時の動作）
さらに、図５及び図６のフローチャートを参照して、増設端末２０の接続に伴うシステムの試験処理時の動作を説明する。

図５に示すように、サーバ１０は、増設端末（増設ＲＳ）２０から情報を受信すると（手順３００）、ＲＳ状態ＤＢ１２０を参照し、その端末２０が試験状態であるか否かを判定する（ステップＳ１１のＹＥＳ，Ｓ１２）。サーバ１０は、増設端末２０が試験状態であると判定すると、前述したように、試験ＤＢ１１０に登録したＤＢ改造の情報を参照して（手順３１０）、試験処理を実行する（ステップＳ１３）。サーバ１０は、その試験処理結果を生成し（手順３２０）、ＩＰネットワーク１１を介して施設中央局１２に伝送する（ステップＳ１４）。

一方、図５に示すように、既設の端末（ＲＳ）１３から情報が伝送されると（手順２００）、サーバ１０は、ＲＳ状態ＤＢ１２０を参照し、その端末１３が運用状態であるか否かを判定する（ステップＳ１１のＮＯ，Ｓ１５）。サーバ１０は、端末１３が運用状態であると判定すると、運用ＤＢ１００の情報を参照し（手順２１０）、運用時の監視制御処理を実行する（ステップＳ１６）。サーバ１０は、その処理結果（監視制御情報）を生成し（手順２２０）、ＩＰネットワーク１１を介して施設中央局１２に伝送する（ステップＳ１４）。

（運用開始時とＤＢ改造後の動作）
次に、図７及び図８を参照して、増設端末２０の運用開始及びＤＢ改造後におけるシステムの動作を説明する。

まず、サーバ１０は、増設端末２０の試験処理により既設のＲＳ１３と同様に運用可能であると判定されると、図７に示すように、運用ＤＢ１００を試験ＤＢ１１０に等価する処理を実行する（手順４００）。即ち、サーバ１０は、試験ＤＢ１１０に登録した増設端末２０に関する情報を、運用ＤＢ１００に登録して更新する。次に、サーバ１０は、運用可能であると判定された増設端末２０が運用状態であることを示す情報をＲＳ状態ＤＢ１２０に登録する。

ここで、図７に示すように、既設の端末（ＲＳ）１３から情報が伝送されると（手順２００）、サーバ１０は、ＲＳ状態ＤＢ１２０を参照し、その端末１３が運用状態であるか否かを判定する。サーバ１０は、端末１３が運用状態であると判定すると、運用ＤＢ１００の情報を参照し（手順２１０）、運用時の監視制御処理を実行する。サーバ１０は、その処理結果を生成し、ＩＰネットワーク１１を介して施設中央局１２に伝送する（手順２２０）。

次に、図８に示すように、サーバ１０は、増設端末２０からの情報を受信すると（手順３００）、ＲＳ状態ＤＢ１２０を参照する。サーバ１０は、ＲＳ状態ＤＢ１２０により増設端末２０が運用状態であることを認識すると、運用ＤＢ１００の情報を参照する（手順３３０）。サーバ１０は、運用ＤＢ１００の増設端末２０に関する情報と増設端末２０からの情報とを使用して運用時の監視制御処理を実行し、その処理結果を生成し、ＩＰネットワーク１１を介して施設中央局１２に伝送する（手順３４０）。

なお、本実施形態において、サーバ１０は、増設端末２０を接続する前に、増設端末２０の動作を模擬（シミュレート）する機能を有する模擬端末（パーソナルコンピュータ）をシステムに接続して、前述の試験処理を実行してもよい。

サーバ１０は、模擬端末の試験処理により既設のＲＳ１３と同様に運用可能であると判定されると、模擬端末と増設端末２０を交換して、図７に示すように、試験ＤＢ１１０に登録した増設端末２０に関する情報を運用ＤＢ１００に登録して更新する。また、サーバ１０は、増設端末２０が運用状態であることを示す情報をＲＳ状態ＤＢ１２０に登録する。

以上のようにして本実施形態によれば、増設端末２０の試験処理を実行するときに、既設の全端末（ＲＳ）１３による監視制御処理を並行的に実行し、監視制御の運用を継続することができる。即ち、増設端末２０の試験処理を実行して、運用ＤＢ１００の情報を更新して改造する場合に、サーバ１０と既設の全端末（ＲＳ）１３とを切り離すことなく、システムの運用をそのまま継続できる。運用ＤＢ１００の改造後に、増設端末２０の運用が可能となる。

なお、本実施形態は、既設の端末１３に対する増設端末２０の試験処理について説明したが、当然ながら、既設の端末１３の検査処理についても適用できる。即ち、サーバ１０は、既設の端末１３の検査処理を実行する場合に、試験ＤＢ１１０及びＲＳ状態ＤＢ１２０を利用して、検査対象の端末を除く既設の全端末（ＲＳ）１３と切り離すことなく、システムの運用をそのまま継続できる。

［第２の実施形態］
図９は、第２の実施形態に関するサーバ１０の運用ＤＢ１００を試験ＤＢ１１０に等価する方法を説明するための概念図である。なお、図１に示す監視制御システムの構成、及び増設端末２０の試験処理時の動作は、第１の実施形態と同様であるため詳細な説明を省略する。

第１の実施形態では、図７に示すように、サーバ１０は、増設端末２０の試験処理の終了後に、運用ＤＢ１００と試験ＤＢ１１０の等価処理を実行する（手順４００）。ここで、サーバ１０は、運用ＤＢ１００に対して、全端末１３の情報を更新していると、この更新処理の期間、既設の端末１３に関する情報（ＲＳ１，２，４，…ＲＳｎ）の参照が不可能になる。従って、結果として、運用ＤＢ１００の情報の更新中（手順４００）は、サーバ１０の監視制御処理が中断することになる。

そこで、本実施形態は、運用ＤＢ１００と試験ＤＢ１１０の等価処理時においても、既設の端末１３による監視制御を可能とする方法である。具体的には、図９に示すように、サーバ１０は、既設の端末１３に関する情報（ＲＳ１，２，４，…ＲＳｎ）については更新を実行せずに、増設端末２０に関する情報（ここではＲＳ３）のみを更新する。

ここで、運用ＤＢ１００及び試験ＤＢ１１０は、増設端末２０を含む全端末分の情報領域を実装している。サーバ１０は、運用ＤＢ１００の増設端末２０に関する情報（ＲＳ３）領域のみを、試験ＤＢ１１０の情報（ＲＳ３）で更新する。

以上のように本実施形態によれば、運用ＤＢ１００と試験ＤＢ１１０の等価処理時に、増設端末２０に関する情報のみを更新し、他の情報については更新処理を実行しないため、サーバ１０は、既設の端末１３に関する情報（ＲＳ１，２，４，…ＲＳｎ）の参照が可能となる。

［第３の実施形態］
図１０は、第３の実施形態に関するサーバ１０の運用ＤＢ１００を試験ＤＢ１１０に等価する方法を説明するための概念図である。なお、図１に示す監視制御システムの構成、及び増設端末２０の試験処理時の動作は、第１の実施形態と同様であるため詳細な説明を省略する。

本実施形態は、図１０に示すように、試験ＤＢ１１０は、試験処理対象の端末（増設端末２０）に関する情報（ＲＳｘ）のみを格納する構成とする。従って、サーバ１０は、運用ＤＢ１００の増設端末２０に関する情報（ＲＳ３）領域のみを、試験ＤＢ１１０の情報（ＲＳｘ）で更新する。

本実施形態によれば、運用ＤＢ１００と試験ＤＢ１１０の等価処理時に、運用ＤＢ１００に対しては増設端末２０に関する情報のみを更新することになる。さらに、試験ＤＢ１１０は、試験処理対象の端末（増設端末２０）に関する情報（ＲＳｘ）のみを格納する構成であるため、既設の端末分に関する情報を格納する領域５００を削減することができる。従って、サーバ１０において、運用ＤＢ１００と試験ＤＢ１１０に対応する記憶領域を記憶装置に確保する場合に、試験ＤＢ１１０に対応する記憶領域については大幅に削減することが可能となる。

［第４の実施形態］
図１１は、第４の実施形態に関するサーバ１０の運用ＤＢ１００を試験ＤＢ１１０に等価する方法を説明するための概念図である。なお、図１に示す監視制御システムの構成、及び増設端末２０の試験処理時の動作は、第１の実施形態と同様であるため詳細な説明を省略する。

本実施形態は、図１１に示すように、試験ＤＢ１１０は、試験処理対象の端末（増設端末２０）に関する情報（ＲＳｘ）のみを格納する構成とする。また、運用ＤＢ１００は、システムに対して実際に接続されている端末（増設端末２０も含む）に関する情報（ＲＳ１，ＲＳ２，ＲＳ３）のみを格納する構成とする。サーバ１０は、運用ＤＢ１００の増設端末２０に関する情報（ＲＳ３）領域のみを、試験ＤＢ１１０の情報（ＲＳｘ）で更新する。

本実施形態によれば、運用ＤＢ１００と試験ＤＢ１１０の等価処理時に、運用ＤＢ１００に対しては増設端末２０に関する情報のみを更新することになる。さらに、試験ＤＢ１１０は、試験処理対象の端末（増設端末２０）に関する情報（ＲＳｘ）のみを格納する構成であるため、既設の端末分に関する情報を格納する領域５００を削減することができる。また、運用ＤＢ１００は、想定する全端末ではなく、実際に接続された端末（増設端末２０も含む）に関する情報（ＲＳ１，ＲＳ２，ＲＳ３）のみを格納する構成となるため、それ以外の端末分に関する情報を格納する領域６００を削減することができる。

従って、サーバ１０において、運用ＤＢ１００と試験ＤＢ１１０に対応する記憶領域を記憶装置に確保する場合に、運用ＤＢ１００及び試験ＤＢ１１０のいずれの記憶領域についても大幅に削減することが可能となる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の各実施形態に関する監視制御システムの要部を示すブロック図。 第１の実施形態に関するシステムのＤＢ改造前の動作を説明するための図。 第１の実施形態に関するシステムのＤＢ改造時の動作を説明するための図。 第１の実施形態に関するシステムの動作手順を説明するためのフローチャート。 第１の実施形態に関するシステムの試験処理時の動作を説明するための図。 第１の実施形態に関するシステムの動作手順を説明するためのフローチャート。 第１の実施形態に関するシステムの運用開始時の動作を説明するための図。 第１の実施形態に関するシステムのＤＢ改造後の動作を説明するための図。 第２の実施形態に関するシステムの動作を説明するための図。 第３の実施形態に関するシステムの動作を説明するための図。 第４の実施形態に関するシステムの動作を説明するための図。

符号の説明

１０…ＩＧサーバ、１１…ＩＰネットワーク、１２…施設中央局、
１３…リモートステーション（端末又はＲＳ）、２０…増設端末（増設ＲＳ）、
１００…運用データベース（運用ＤＢ）、１１０…試験用データベース（試験ＤＢ）、
１２０…端末状態データベース（ＲＳ状態ＤＢ）、１３０…プログラム。

Claims (10)

1. ネットワークに接続し、監視対象の施設から情報を収集して前記ネットワークに伝送する端末と、
   端末が運用状態または試験状態のいずれかを示す情報を格納する端末状態データベース手段と、
   運用状態の端末に関する情報を格納する運用データベース手段と、
   試験状態の端末に関する情報を格納する試験用データベース手段と、
   前記監視制御処理及び前記試験処理を実行するサーバとを具備し、
   前記サーバは、
   前記端末状態データベース手段の情報を参照し、前記ネットワークに接続された端末が運用状態または試験状態のいずれであるかを判定し、
   運用状態の端末から伝送された情報と前記運用データベース手段の情報とを使用して、施設の監視制御処理を実行し、
   試験状態の端末から伝送された情報と前記試験用データベース手段の情報とを使用して、試験処理を実行するように構成されたことを特徴とする監視制御システム。
2. 前記サーバは、
   既設の端末とは別に増設された端末である増設端末が前記ネットワークに接続された場合に、前記端末状態データベース手段に当該増設端末が試験状態であることを示す情報を格納し、当該増設端末に関する情報を前記試験用データベース手段に格納する処理を実行することを特徴とする請求項１に記載の監視制御システム。
3. 前記サーバは、
   前記試験状態の端末に対する試験処理を実行した後に、当該端末が運用可能であると判定された場合に、前記試験用データベース手段に格納された当該端末に関する情報を運用データベース手段に格納する処理を実行することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の監視制御システム。
4. 前記サーバは、
   運用可能であると判定された当該端末が運用状態であることを示す情報を、前記端末状態データベース手段に格納する処理を実行することを特徴とする請求項３に記載の監視制御システム。
5. 前記サーバは、前記試験状態の前記増設端末に対する試験処理を実行した後に、当該増設端末が運用可能であると判定された場合に、
   前記試験用データベース手段に格納された当該増設端末に関する情報を運用データベース手段に格納し、
   前記増設端末が運用状態であることを示す情報を前記端末状態データベース手段に格納し、
   前記増設端末から伝送された情報と前記運用データベース手段の情報とを使用して、施設の監視制御処理を実行するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の監視制御システム。
6. 前記サーバは、
   前記試験用データベース手段に格納された端末に関する情報を前記運用データベース手段に格納する処理を実行するときに、前記運用データベース手段に対して当該端末に関する情報を格納する領域のみを更新することを特徴とする請求項３または請求項５のいずれか１項に記載の監視制御システム。
7. 前記試験用データベース手段は、試験状態の端末に関する情報のみを格納する構成であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の監視制御システム。
8. 前記運用データベース手段は、前記ネットワークに接続された端末分に関する情報のみを格納する構成であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の監視制御システム。
9. ネットワークに接続し、監視対象の施設から情報を収集して前記ネットワークに伝送する端末と、端末が運用状態または試験状態のいずれかを示す情報を格納する端末状態データベース手段と、運用状態の端末に関する情報を格納する運用データベース手段と、試験状態の端末に関する情報を格納する試験用データベース手段と、前記監視制御処理及び前記試験処理を実行するサーバとを具備する監視制御システムに適用する監視制御方法であって、
   前記サーバは、
   前記端末状態データベース手段の情報を参照し、前記ネットワークに接続された端末が運用状態または試験状態のいずれであるかを判定する処理と、
   運用状態の端末から伝送された情報と前記運用データベース手段の情報とを使用して、施設の監視制御処理を実行する処理と、
   試験状態の端末から伝送された情報と前記試験用データベース手段の情報とを使用して、試験処理を実行する処理と
   を実行するように構成されている監視制御方法。
10. 前記サーバは、
    前記試験状態の端末に対する試験処理を実行した後に、当該端末が運用可能であると判定された場合に、前記試験用データベース手段に格納された当該端末に関する情報を運用データベース手段に格納する処理と、
    運用可能であると判定された当該端末が運用状態であることを示す情報を、前記端末状態データベース手段に格納する処理と
    を実行するように構成されている請求項９に記載の監視制御方法。

Images