JP7406915B2 - 単位空間更新装置、単位空間更新方法、及びプログラム - Google Patents

単位空間更新装置、単位空間更新方法、及びプログラム Download PDF

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Description

本発明は、単位空間更新装置、単位空間更新方法、及びプログラムに関する。
ガスタービン発電プラント、原子力発電プラント、あるいは化学プラントといった各種のプラントでは、複数の評価項目(温度、圧力等)それぞれの検出値(状態量)の束を取得し、これら検出値の傾向に基づいて、プラントが正常に運転されているか否かを監視している。例えば、特許文献1には、マハラノビス・タグチ法(以下、「MT法」とする)を利用してプラントの運転状態を監視する技術が記載されている。MT法は、過去に蓄積された検出値の複数の束で構成される単位空間を基準として、プラントから取得した検出値の束のマハラノビス距離を算出し、このマハラノビス距離が予め定められた閾値以内であるか否かに応じて、プラントの運転状態が正常であるか異常であるかを判定する技術である。
また、プラントの経年劣化、季節変動に伴う検出値の傾向の変化に対応できるように、時間の経過とともに単位空間を更新することが考えられている。例えば、特許文献1には、新たに取得した検出値の束を単位空間に追加するとともに、単位空間から最も古い検出値の束を削除して、所定の周期毎に単位空間を更新する技術が記載されている。
特開2012-252556公報
プラントは、例えばプラントの起動後、ある一定の負荷を維持した状態で長期間連続運転する場合がある。このとき、特許文献1に記載の発明では、プラントの起動時、負荷変動時等の発生頻度の低い運転状態において取得した検出値の束が、時間の経過とともに単位空間から削除されてしまう可能性がある。そうすると、この単位空間を基準としてプラントの運転状態の監視を行った場合、次にプラントの起動を行った際、又はプラントの負荷が変動した際に、運転状態が異常であると誤判定される可能性がある。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、プラントの運転状態を精度よく判定可能な単位空間を作成することができる単位空間更新装置、単位空間更新方法、及びプログラムを提供する。
上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用している。
本発明の第1の態様によれば、複数の評価項目ごとの検出値の複数の束から構成され、マハラノビス距離を求める際に基準となる単位空間を生成する単位空間更新装置は、一定周期で検出される前記検出値の束を取得する検出値取得部と、前記検出値の束を前記単位空間に追加する際、前記単位空間を構成する前記検出値の複数の束から一の束を削除する削除処理部と、を備える。前記削除処理部は、前記単位空間を構成する前記検出値の複数の束からランダムに一の束を削除する第1処理部と、複数の前記評価項目のうち予め定めた評価項目の検出値に関して、前記単位空間において最も出現頻度の高い検出値を含む束のうち何れか一の束、又は前記単位空間において検出値の差が最も小さい二つ束のうち一方の束を削除する第2処理部と、のうち少なくとも一方を有する。
このようにすることで、単位空間更新装置は、新たな検出値の束を追加して単位空間を更新する際に、単位空間から出現頻度の低い値を有する検出値の束、即ち、出現頻度が低い運転状態を示す検出値の束が削除される可能性を低減させることができる。この結果、単位空間には異なる運転状態における検出値の束が含まれやすくなるので、プラントの運転状態を精度よく判定可能な単位空間を作成することができる。
本発明の第2の態様によれば、第1の態様に係る単位空間更新装置において、前記削除処理部は、前記第1処理部と、前記第2処理部との両方を有し、前記検出値の束を前記単位空間に追加する際、前記第1処理部と、前記第2処理部とのうち何れか一方を選択して削除処理を行わせる。
このようにすることで、単位空間更新装置は、第2処理部により出現頻度の低い検出値の束が単位空間から削除される可能性を低減させつつ、第1処理部により単位空間に残存する検出値の束に偏りが生じることを抑制することができる。この結果、プラントの運転状態を精度よく判定可能な単位空間を作成することができる。
本発明の第3の態様によれば、第2の態様に係る単位空間更新装置において、前記削除処理部は、前記第1処理部を選択する割合と、前記第2処理部を選択する割合とが所定の比率となるように、何れか一方を選択する。
このようにすることで、単位空間更新装置は、プラントの特性に応じて比率を設定することにより、プラントの運転状態を更に精度よく判定可能な単位空間を作成することができる。
本発明の第4の態様によれば、複数の評価項目ごとの検出値の複数の束から構成され、マハラノビス距離を求める際に基準となる単位空間を生成する単位空間更新方法は、一定周期で検出される前記検出値の束を取得する検出値取得ステップと、前記検出値の束を前記単位空間に追加する際、前記単位空間を構成する前記検出値の複数の束から一の束を削除する削除処理ステップと、を有する。前記削除処理ステップは、前記単位空間を構成する前記検出値の複数の束からランダムに一の束を削除する第1処理ステップと、複数の前記評価項目のうち予め定めた評価項目の検出値に関して、前記単位空間において最も出現頻度の高い検出値を含む束のうち何れか一の束、又は前記単位空間において検出値の差が最も小さい二つ束のうち一方の束を削除する第2処理ステップと、のうち少なくとも一方を有する。
本発明の第5の態様によれば、複数の評価項目ごとの検出値の複数の束から構成され、マハラノビス距離を求める際に基準となる単位空間を生成する単位空間更新装置のコンピュータを機能させるプログラムは、前記コンピュータに、一定周期で検出される前記検出値の束を取得する検出値取得ステップと、前記検出値の束を前記単位空間に追加する際、前記単位空間を構成する前記検出値の複数の束から一の束を削除する削除処理ステップと、を実行させる。前記削除処理ステップは、前記単位空間を構成する前記検出値の複数の束からランダムに一の束を削除する第1処理ステップと、複数の前記評価項目のうち予め定めた評価項目の検出値に関して、前記単位空間において最も出現頻度の高い検出値を含む束のうち何れか一の束、又は前記単位空間において検出値の差が最も小さい二つ束のうち一方の束を削除する第2処理ステップと、のうち少なくとも一方を有する。
本発明に係る単位空間更新装置、単位空間更新方法、及びプログラムによれば、プラントの運転状態を精度よく判定可能な単位空間を作成することができる。
本発明の一実施形態に係る単位空間更新装置の概要を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る単位空間更新装置の機能構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る単位空間の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る単位空間更新装置の処理の一例を示す第1のフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る単位空間更新装置の処理の一例を示す第2のフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る削除処理部の機能を説明するための第1の図である。 本発明の一実施形態に係る削除処理部の機能を説明するための第2の図である。 本発明の一実施形態に係る削除処理部の機能を説明するための第3の図である。 本発明の一実施形態に係る単位空間更新装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
以下、本発明の一実施形態に係る単位空間更新装置20について、図1~図9を参照しながら説明する。
(全体構成)
本実施形態に係る単位空間更新装置20は、図1に示すように、複数の評価項目ごとの検出値の複数の束から構成され、マハラノビス・タグチ法(以下、MT法とする)を利用してマハラノビス距離を求める際に基準となる単位空間を作成・更新するための装置である。単位空間更新装置20は、プラント1の各部に設けられた検出器から評価項目ごとの状態量を示す検出値を取得して、単位空間を更新する。また、単位空間更新装置20は、MT法を利用して、取得した検出値に基づいてプラント1の運転状態が正常であるか異常であるかを判定するプラント監視装置30を有していてもよい。
本実施形態に係るプラント1は、ガスタービン複合発電プラントであり、ガスタービン10と、ガスタービン発電機11と、排熱回収ボイラ12と、蒸気タービン13と、蒸気タービン発電機14と、制御装置40と、を備える。なお、他の実施形態では、プラント1は、ガスタービン発電プラント、原子力発電プラント、化学プラントであってもよい。
ガスタービン10は、圧縮機101と、燃焼器102と、タービン103と、を備えている。
圧縮機101は、吸気口から取り込んだ空気を圧縮する。圧縮機101には、評価項目の一つである圧縮機101の車室内の温度を検出するための検出器として、温度センサ101A、101Bが設けられている。例えば、温度センサ101Aは圧縮機101の車室入口の温度(入口空気温度)を検出し、温度センサ101Bは車室出口の温度(出口空気温度)を検出するようにしてもよい。
燃焼器102は、圧縮機101から導入された圧縮空気に燃料Fを混合して燃焼させ、燃焼ガスを生成する。燃焼器102には、評価項目の一つである燃料Fの圧力を検出するための検出器として、圧力センサ102Aが設けられている。
タービン103は、燃焼器102から供給された燃焼ガスにより回転駆動する。タービン103には、評価項目の一つである車室内の温度を検出するための検出器として、温度センサ103A、103Bが設けられている。例えば、温度センサ103Aはタービン103の車室入口の温度(入口燃焼ガス温度)を検出し、温度センサ103Bは車室出口の温度(出口燃焼ガス温度)を検出するようにしてもよい。
ガスタービン発電機11は、タービン103のロータ104と、圧縮機101を介して連結され、ロータ104の回転により発電する。ガスタービン発電機11には、評価項目の一つである潤滑油の温度を検出するための検出器として、温度計11Aが設けられている。また、ガスタービン発電機11には、評価項目の一つであるガスタービン発電機11の出力を検出するための検出器として、電力計11Bが設けられている。
排熱回収ボイラ12は、タービン103から排出された燃焼ガス(排ガス)で水を加熱して、蒸気を生成する。排熱回収ボイラ12には、評価項目の一つであるドラムレベルを検出するための検出器として、レベル計12Aが設けられている。
蒸気タービン13は、排熱回収ボイラ12からの蒸気で駆動する。蒸気タービン13には、評価項目の一つである車室内の温度を検出するための検出器として、温度センサ13Aが設けられている。また、蒸気タービン13から排出される蒸気は、復水器132で水に戻されて、給水ポンプを介して排熱回収ボイラ12に送られる。
蒸気タービン発電機14は、蒸気タービン13のロータ131と連結され、ロータ131の回転により発電する。蒸気タービン発電機14には、評価項目の一つである潤滑油の温度を検出するための検出器として、温度計14Aが設けられている。
なお、上述の評価項目は一例であり、これに限られることはない。プラント1の他の評価項目として、例えばタービン103の車室内の圧力、ロータ104の回転速度、振動等が設定されていてもよい。この場合、図示は略すが、これら評価項目の状態量を検出する検出器がプラント1の各部に設けられているものとする。
制御装置40は、プラント1の動作を制御するための装置である。また、制御装置40は、プラント監視装置30によりプラント1の運転状態が異常であると判定された場合、プラント監視装置30からの制御信号に従って、プラント1各部の動作を制御するようにしてもよい。
(単位空間更新装置の機能構成)
図2は、本発明の一実施形態に係る単位空間更新装置の機能構成を示す図である。
単位空間更新装置20は、図2に示すように、CPU21と、入出力インタフェース22と、記憶部25と、プラント監視装置30と、を備えている。
入出力インタフェース22は、プラント1の各部の検出器と接続され、複数の評価項目ごとの検出値の入力を受け付ける。
CPU21は、単位空間更新装置20全体の動作を司るプロセッサである。CPU21は、予め用意されたプログラムに従って各種演算処理を実行することにより、検出値取得部211、採用決定部212、削除処理部213、としての機能を発揮する。
検出値取得部211は、プラント1から一定周期で検出される複数の評価項目ごとの検出値の集まりである検出値の束を、入出力インタフェース22を介して取得する。検出値取得部211は、所定時間(例えば1分)ごとに検出される検出値の束を取得して、記憶部25に記憶して蓄積する。
採用決定部212は、検出値取得部211が取得した検出値の束を、単位空間を構成するデータとして追加するか否かを決定する。
削除処理部213は、検出値の束を前記単位空間に追加する際、単位空間を構成する検出値の複数の束から一の束を削除する。また、削除処理部213は、第1処理部213Aと、第2処理部213Bとのうち少なくとも一方を有する。
第1処理部213Aは、単位空間を構成する検出値の複数の束からランダムに一の束を削除する。
第2処理部213Bは、複数の評価項目のうち予め定めた評価項目の検出値に関して、単位空間において最も出現頻度の高い検出値を含む束のうち何れか一の束、又は単位空間において検出値の差が最も小さい二つ束のうち一方の束を削除する。
記憶部25には、CPU21各部の処理により取得、作成された各種データが記憶される。例えば、本実施形態では、記憶部25には、CPU21各部の処理により作成・更新された単位空間が記憶される。
プラント監視装置30は、記憶部25に記憶されている単位空間を基準として、検出値取得部211が取得した検出値の束のマハラノビス距離を算出する。そして、プラント監視装置30は、算出したマハラノビス距離が予め定められた閾値を超えるか否かに応じて、プラント1の運転状態が正常であるか異常であるかを判定する。また、プラント監視装置30は、プラントの監視を行う作業者がプラント監視装置30を介してプラント1を遠隔制御するための操作を行った場合、この操作に応じた制御信号をプラント1の制御装置40に出力するようにしてもよい。
(単位空間更新装置の処理フロー)
図3は、本発明の一実施形態に係る単位空間の一例を示す図である。
図4は、本発明の一実施形態に係る単位空間更新装置の処理の一例を示す第1のフローチャートである。
図5は、本発明の一実施形態に係る単位空間更新装置の処理の一例を示す第2のフローチャートである。
以下、図3~図5を参照しながら本実施形態に係る単位空間更新装置20の処理の一例について説明する。
ここでは、単位空間更新装置20の記憶部25には、既に作成済みの単位空間T1(図3)が記憶されているものとする。単位空間T1は、図3に示すように、記憶部25に蓄積された検出値の複数の束から抽出された、m個の束A1~Amから構成されている。検出値の束A1~Amは、それぞれn個の評価項目それぞれの検出値X1~Xnを含む。単位空間T1を構成する検出値の束の総数mは、本実施形態では評価項目数nの約3倍に設定されるものとする。例えば、評価項目数nが150である場合、単位空間T1を構成する検出値の束の総数mは450である。また、検出値の束A1~Amには、それぞれ識別番号(A1~Am)と、検出値取得部211により取得された取得日時(D1~Dm)とが付されていてもよい。
次に、単位空間更新装置20が単位空間T1を更新する処理について、図4を用いて説明する。
図4に示すように、まず、単位空間更新装置20の検出値取得部211は、プラント1の各部に設けられた検出器から、評価項目ごとの検出値を取得する(ステップS1)。例えば評価項目の数が150個である場合、検出値取得部211は評価項目それぞれに対応する150個の検出値を取得し、これらを一つの束(検出値の束)として記憶部25に記憶する。
次に、採用決定部212は、ステップS1において取得した検出値の束を、単位空間T1を構成する新たな束として追加するか否かを決定する(ステップS2)。
具体的には、採用決定部212は、ステップS1において取得した検出値の束が、プラント1の運転状態が正常であるときに取得されたものであり、且つ、単位空間の更新タイミングである場合、この検出値の束を単位空間T1に追加すると決定する(ステップS2:YES)。例えば、採用決定部212は、検出値の束のマハラノビス距離を算出して、この検出値の束を取得した時点におけるプラント1の運転状態が正常であるか否かを判断する。また、採用決定部212は、単位空間T1を前回更新した時点から所定期間(例えば4時間)経過した場合、単位空間の更新タイミングであると判断する。なお、採用決定部212は、単位空間を更新するタイミングを、単位空間T1を前回更新した時点から所定期間経過するまで期間からランダムに設定するようにしてもよい。
また、採用決定部212は、ステップS1において取得した検出値の束が、プラント1の運転状態が正常であるときに取得されたものではない場合、又は、単位空間の更新タイミングでないと判断した場合、この検出値の束を単位空間T1に追加しないと決定して(ステップS2:NO)、処理を終了する。
次に、削除処理部213は、採用決定部212が検出値の束を単位空間T1に追加すると決定した場合(ステップS2:YES)、単位空間T1を構成する検出値の複数の束A1~Amから何れか一の束を削除する(ステップS3)。具体的には、本実施形態に係る削除処理部213は、ステップS3において、図5に示すような一連の処理を実行する。
図5に示すように、削除処理部213は、何れか一の束を削除する処理を実行する処理部として、第1処理部213A及び第2処理部213Bのうち何れか一方を選択する(ステップS31)。
具体的には、削除処理部213は、「0」から「1」の間で乱数を発生させる。そして、削除処理部213は、乱数が予め設定された基準値以下であれば第1処理部213Aを選択し、基準値より大きければ第2処理部213Bを選択する。基準値は、第1処理部213Aが選択される割合と、第2処理部213Bが選択される割合とが所定の比率となるように設定される。例えば、第1処理部213Aが選択される割合を「30%」、第2処理部213Bが選択される割合を「70%」とする場合、基準値は「0.3」に設定される。また、ここでの乱数は、一様乱数の値のn乗を用いるなど、一様乱数でなくても良い。
削除処理部213が乱数により第1処理部213Aを選択した場合(ステップS31:YES)、第1処理部213Aは、単位空間T1を構成する検出値の複数の束A1~Amのうち、何れか一の束をランダムで削除する(ステップS32)。第1処理部213Aは、このように恣意性を排除してランダムで削除する束を選ぶので、単位空間T1に残される検出値の束に偏りが生じることを抑制することができる。
一方、削除処理部213が乱数により第2処理部213Bを選択した場合(ステップS31:NO)、第2処理部213Bは、複数の評価項目1~nのうち、予め定めた評価項目の検出値を参照して、何れか一の束を削除する(ステップS33)。例えば、本実施形態に係る第2処理部213Bは、複数の評価項目1~nのうちガスタービン発電機11の出力を示す評価項目を参照し、以下に説明する「処理A」及び「処理B」の処理のうち何れか一方を実行する。なお、第2処理部213Bが「処理A」と「処理B」の何れを選択するかはランダムであってもよいし、交互に実行するようにしてもよい。
「処理A」
図6は、本発明の一実施形態に係る削除処理部の機能を説明するための第1の図である。
図6に示すように、第2処理部213Bは、単位空間T1を構成する検出値の複数の束A1~Amそれぞれからガスタービン発電機11の出力(MW)を示す検出値を抽出し、これらを所定の値(例えば1MW)ごとの区間に分割して、区間別の出現頻度を求める。図6の例では、区間Xに含まれる検出値が最も出現頻度が高いので、第2処理部213Bは、この区間Xに含まれる検出値を有する束のうち、何れか一の束を削除する(ステップS33の処理A)。このとき、第2処理部213Bは、区間Xに含まれる検出値を有する束のうち、ランダムで何れか一の束を削除するようにしてもよい。また、第2処理部213Bは、区間Xに含まれる検出値を値順にソートして、隣接する二つの検出値の差が最も小さい二つの束のうち、何れか一方の束(例えば取得日時が古い方)を削除するようにしてもよい。第2処理部213Bは、このような処理Aを行うことで、単位空間T1から出現頻度の高い検出値を間引き、出現頻度の低い検出値が失われてしまうことを抑制することができる。
「処理B」
図7は、本発明の一実施形態に係る削除処理部の機能を説明するための第2の図である。
また、第2処理部213Bは、図7に示すように、単位空間T1を構成する検出値の複数の束A1~Amそれぞれからガスタービン発電機11の出力(MW)を示す検出値を抽出し、値順にソートする。そして、第2処理部213Bは、隣接する二つの検出値の差が最も小さい二つの束のうち、何れか一方の束を削除する(ステップS33の処理B)。図7の例では、検出値の束A30及びA31それぞれの検出値の差(0.005)が最も小さい。このため、第2処理部213Bは、検出値の束A30及びA31のうち何れか一方を削除する。このとき、第2処理部213Bは、検出値の束A30及びA31のうちランダムに何れか一方を削除してもよいし、取得日時が古い方を削除するようにしてもよい。
単位空間更新装置20は、検出値取得部211がプラント1から検出値の束を取得する度に、図4及び図5の処理を実行して単位空間T1を更新する。
図8は、本発明の一実施形態に係る削除処理部の機能を説明するための第3の図である。
図8の横軸は検出値の束A1~Amが単位空間T1に追加された時間を表し、縦軸は検出値の束A1~Amが単位空間T1の更新時に削除されずに残される残存確率を表したものである。図8に示すように、単位空間T1を更新した時間t0(現在)において追加された検出値の束の残存確率は100%であり、過去に追加された検出値の束の残存確率は徐々に下がっていく。
図8のR1は、第1処理部213Aが選択される割合が「30%」、第2処理部213Bが選択される割合が「70%」となるように設定した場合の検出値の束の残存確率を表したものである。この場合、単位空間を構成する検出値の束の総数がm(例えば450)である場合、m回前の単位空間更新時(図8の時間t1)において追加された検出値の束の残存確率は約50%となる。
一方、従来の技術では、検出値の束は古い順に削除されていく。この場合、図示は略すが、時間t1において追加された検出値の束の残存確率は0%となる。そうすると、時間t1においてプラントの起動、負荷変動等が発生していた場合、このような運転状態を示す検出値の束が単位空間から失われてしまうため、次にプラントの起動、負荷変動が生じた際に、プラントの運転状態が異常であると誤判断されてしまう可能性がある。
しかしながら、本実施形態に係る単位空間更新装置20は、削除処理部213において上述の処理を行うことにより、例えば時間t1においてプラント1の起動、負荷変動等が発生していた場合であっても、このような運転状態を示す検出値の束が単位空間T1に残存する確率を高くすることができる。このような単位空間T1を用いることにより、プラント監視装置30がプラント1の起動、負荷変動に過敏に反応して異常であると誤判断してしまうことを抑制することが可能となる。
また、図8のR2は、第1処理部213Aが選択される割合を「30%」よりも大きくした場合の検出値の束の残存確率を表したものである。この場合、時間t1において追加された検出値の束の残存確率は、R1のケースよりも全体的に高くなる。プラント1の監視を行う作業者は、プラント1の特性に応じて過去の検出値の残存確率を高めたい場合は、このように第1処理部213Aが選択される割合を大きくするように調整してもよい。
更に、図8のR3は、第1処理部213Aが選択される割合を「30%」よりも小さくした場合の検出値の束の残存確率を表したものである。この場合、時間t1において追加された検出値の束の残存確率は、R1のケースよりも全体的に低くなる。プラント1の監視を行う作業者は、プラント1の特性に応じて過去の検出値の残存確率を低くしたい場合は、このように第1処理部213Aが選択される割合を小さくするように調整してもよい。
(単位空間更新装置のハードウェア構成)
図9は、本発明の一実施形態に係る単位空間更新装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
以下、図9を参照して、本実施形態に係る単位空間更新装置20のハードウェア構成について説明する。
コンピュータ900は、CPU901、主記憶装置902、補助記憶装置903、インタフェース904を備える。
上述の単位空間更新装置20は、コンピュータ900に実装される。そして、上述した単位空間更新装置20の各部の動作は、プログラムの形式でそれぞれのコンピュータ900が有する補助記憶装置903に記憶されている。CPU901(CPU21)は、プログラムを補助記憶装置903から読み出して主記憶装置902に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、CPU901は、プログラムに従って、処理に伴い取得、生成した各種情報を記憶するための記憶領域(記憶部25)を主記憶装置902に確保する。また、CPU901は、プログラムに従って、処理中のデータを記憶する記憶領域を補助記憶装置903に確保する。
なお、コンピュータ900は、インタフェース904を介して、外部記憶装置910と接続されており、上記記憶領域は、外部記憶装置910に確保されてもよい。
なお、少なくとも一つの実施形態において、補助記憶装置903は、一時的でない有形の媒体の一例である。一時的でない有形の媒体の他の例としては、インタフェース904を介して接続される磁気ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、DVD-ROM、半導体メモリ等が挙げられる。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ900に配信される場合、配信を受けたコンピュータ900が当該プログラムを主記憶装置902に展開し、上記処理を実行しても良い。
また、当該プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、当該プログラムは、前述した機能を補助記憶装置903に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせで実現するもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。
(作用効果)
以上のように、本実施形態に係る単位空間更新装置20は、複数の評価項目ごとの検出値の複数の束A1~Amから構成され、マハラノビス距離を求める際に基準となる単位空間T1を生成する単位空間更新装置であって、一定周期で検出される検出値の束を取得する検出値取得部211と、検出値の束を単位空間T1に追加する際、単位空間T1を構成する検出値の複数の束A1~Amから一の束を削除する削除処理部213と、を備える。削除処理部213は、単位空間T1を構成する検出値の複数の束A1~Amからランダムに一の束を削除する第1処理部213Aと、複数の評価項目のうち予め定めた評価項目の検出値に関して、前記単位空間において最も出現頻度の高い検出値を含む束のうち何れか一の束、又は単位空間T1において検出値の差が最も小さい二つ束のうち一方の束を削除する第2処理部213Bと、を有する。
従来の技術では、単位空間に新たな検出値の束を追加する際、単位空間から最も古い検出値の束を削除していた。このため、最も古い検出値の束が、例えばプラントの起動時のような出現頻度の低い運転状態を示すものであった場合、単位空間からプラントの起動時に対応した検出値の束が失われてしまう。そうすると、次にプラントの起動を行った際に、運転状態が異常であると誤判定されやすい単位空間となってしまう可能性があった。
しかしながら、本実施形態に係る単位空間更新装置20は、上述のような構成を有していることにより、新たな検出値の束を追加して単位空間T1を更新する際に、単位空間T1から出現頻度の低い値を有する検出値の束、即ち、出現頻度が低い運転状態を示す検出値の束が削除される可能性を低減させることができる。この結果、単位空間T1には異なる運転状態における検出値の束が含まれやすくなるので、プラント1の運転状態を精度よく判定可能な単位空間T1を作成することができる。
また、削除処理部213は、検出値の束を単位空間T1に追加する際、第1処理部213Aと、第2処理部213Bとのうち何れか一方を選択して削除処理を行わせる。
このようにすることで、単位空間更新装置20は、第2処理部213Bにより出現頻度の低い検出値の束が単位空間T1から削除される可能性を低減させつつ、第1処理部213Aにより単位空間T1に残存する検出値の束に偏りが生じることを抑制することができる。この結果、プラント1の運転状態を精度よく判定可能な単位空間T1を作成することができる。
また、削除処理部213は、第1処理部213Aを選択する割合と、第2処理部213Bを選択する割合とが所定の比率となるように、何れか一方を選択する。
このようにすることで、単位空間更新装置20は、プラント1の特性に応じて比率を設定することにより、プラント1の運転状態を更に精度よく判定可能な単位空間T1を作成することができる。
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない限り、これらに限定されることはなく、多少の設計変更等も可能である。
例えば、上述の実施形態において、削除処理部213が第1処理部213A及び第2処理部213Bの両方を有している態様について説明したが、これに限られることはない。他の実施形態では、削除処理部213は、第1処理部213Aのみを有していてもよいし、第2処理部213Bを有していてもよい。
削除処理部213が第1処理部213Aのみを有している場合、削除処理部213及び第1処理部213Aは、図5のステップS32のみを実行する。このような構成であっても、単位空間更新装置20は、従来技術のように古い順に検出値の束を削除するよりも、図8のR2で示されるように、出現頻度の低い運転状態における検出値の束が単位空間T1に残る可能性を高めることができる。
また、削除処理部213が第2処理部213Bのみを有している場合、削除処理部213及び第2処理部213Bは、図5のステップS33のみを実行する。このような構成であっても、単位空間更新装置20は、従来技術のように古い順に検出値の束を削除するよりも、図8のR3で示されるように、出現頻度の低い運転状態における検出値の束が単位空間T1に残る可能性を高めることができる。
1 プラント
10 ガスタービン
11 ガスタービン発電機
12 排熱回収ボイラ
13 蒸気タービン
14 蒸気タービン発電機
20 単位空間更新装置
21 CPU
211 検出値取得部
212 採用決定部
213 削除処理部
213A 第1処理部
213B 第2処理部
22 入出力インタフェース
25 記憶部
30 プラント監視装置
40 制御装置

Claims (4)

  1. 複数の評価項目ごとの検出値の複数の束から構成され、マハラノビス距離を求める際に基準となる単位空間を更新する単位空間更新装置であって、
    一定周期で検出される前記検出値の束を取得する検出値取得部と、
    新たに取得した前記検出値の束を前記単位空間に追加する際、新たに取得した前記検出値の束に代えて、過去に前記単位空間に追加された前記検出値の複数の束から一の束を削除する削除処理部と、
    を備え、
    前記削除処理部は、
    前記単位空間を構成する前記検出値の複数の束からランダムに一の束を削除する第1処理部と、
    複数の前記評価項目のうち予め定めた評価項目の検出値に関して、前記単位空間において最も出現頻度の高い検出値を含む束のうち何れか一の束、又は前記単位空間において検出値の差が最も小さい二つ束のうち一方の束を削除する第2処理部と、
    の両方を有し、
    前記削除処理部は、前記検出値の束を前記単位空間に追加する際、乱数を発生させて、前記乱数があらかじめ設定された基準値以下の場合に前記第1処理部を選択し前記乱数が前記基準値よりも大きい場合に前記第2処理部を選択して削除処理を行わせる、
    単位空間更新装置。
  2. 前記削除処理部は、前記第1処理部を選択する割合と、前記第2処理部を選択する割合とが所定の比率となるように、何れか一方を選択する、
    請求項1に記載の単位空間更新装置。
  3. 複数の評価項目ごとの検出値の複数の束から構成され、マハラノビス距離を求める際に基準となる単位空間を更新する単位空間更新方法であって、
    一定周期で検出される前記検出値の束を取得する検出値取得ステップと、
    新たに取得した前記検出値の束を前記単位空間に追加する際、新たに取得した前記検出値の束に代えて、過去に前記単位空間に追加された前記検出値の複数の束から一の束を削除する削除処理ステップと、
    を有し、
    前記削除処理ステップは、
    前記単位空間を構成する前記検出値の複数の束からランダムに一の束を削除する第1処理ステップと、
    複数の前記評価項目のうち予め定めた評価項目の検出値に関して、前記単位空間において最も出現頻度の高い検出値を含む束のうち何れか一の束、又は前記単位空間において検出値の差が最も小さい二つ束のうち一方の束を削除する第2処理ステップと、
    の両方を有し、
    前記削除処理ステップは、前記検出値の束を前記単位空間に追加する際、乱数を発生させて、前記乱数があらかじめ設定された基準値以下の場合に前記第1処理ステップを選択し前記乱数が前記基準値よりも大きい場合に前記第2処理ステップを選択して削除処理を行わせる、
    単位空間更新方法。
  4. 複数の評価項目ごとの検出値の複数の束から構成され、マハラノビス距離を求める際に基準となる単位空間を更新する単位空間更新装置のコンピュータを機能させるプログラムであって、前記コンピュータに、
    一定周期で検出される前記検出値の束を取得する検出値取得ステップと、
    新たに取得した前記検出値の束を前記単位空間に追加する際、新たに取得した前記検出値の束に代えて、過去に前記単位空間に追加された前記検出値の複数の束から一の束を削除する削除処理ステップと、
    を実行させ、
    前記削除処理ステップは、
    前記単位空間を構成する前記検出値の複数の束からランダムに一の束を削除する第1処理ステップと、
    複数の前記評価項目のうち予め定めた評価項目の検出値に関して、前記単位空間において最も出現頻度の高い検出値を含む束のうち何れか一の束、又は前記単位空間において検出値の差が最も小さい二つ束のうち一方の束を削除する第2処理ステップと、
    の両方を有し、
    前記削除処理ステップは、前記検出値の束を前記単位空間に追加する際、乱数を発生させて、前記乱数があらかじめ設定された基準値以下の場合に前記第1処理ステップを選択し前記乱数が前記基準値よりも大きい場合に前記第2処理ステップを選択して削除処理を行わせる、
    プログラム。
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