JPH09330489A

JPH09330489A - 設備の監視方法及び装置

Info

Publication number: JPH09330489A
Application number: JP8146113A
Authority: JP
Inventors: Kojiro Okugawa; 浩二郎奥川; Takeshi Terunuma; 武司照沼; Sukenao Okudera; 祐直奥寺; Masahiro Ichinosawa; 昌弘市野澤
Original assignee: Hitachi Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 1996-06-07
Filing date: 1996-06-07
Publication date: 1997-12-22

Abstract

(57)【要約】【課題】変電所における現場巡視作業の効率向上と、
現場巡視員の安全性向上を目的とする。【解決手段】現場巡視保守員１、２がＧＰＳ受信機内
蔵のシースルー表示装置３、４を装着することにより、
監視室計算機７に保守員の現在位置および向きが送信さ
れ、監視室計算機７ではその位置に対する保守点検関連
情報を自動検索し、その情報をシースルー表示装置３、
４に表示する。現場保守員１、２はシースルー表示装置
３、４に表示される保守点検関連情報を見ながら点検作
業を行なう。保守員が危険箇所に近づいた時は、計算機
７が自動的にシースルー表示装置３、４に要注意メッセ
ージを表示し、保守員の注意を喚起する。【効果】本発明によって現場巡視の際にシースルー表
示装置を装着すれば、従来必要であった巡視手順書や設
備関連図面が不要になり、それらの情報が自動的に検索
表示されるために、巡視作業を効率良く行なえる。ま
た、シースルー表示装置に自動的に危険通知がされるた
め、現場保守員の安全性向上を図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は各種プラント特に変
電所における保守点検作業に利用される設備監視方法及
び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、巡視点検を行なう場合、保守点
検員は巡視手順書を持参する必要が有り、紙に印刷した
手順等の巡視マニュアルを携行し、それにしたがって現
場にて保守点検作業行なっていた。また、巡視で得た情
報も一度記録して、監視室に戻ってから計算機に入力し
て情報の解析を行なうか、あるいは電話等で監視室に連
絡し、指示を仰ぐ等を行なっていた。最近では、巡視員
がハンディ・データ・ターミナル（以下本明細書におい
てはＨＤＴと略記する。）を使用し、巡視を行なう前に
計算機から必要なデータを取り出し、ＨＤＴに記録し、
巡視時にそれを持参して現場へ行き、必要情報を読み出
して巡視を行なう方法も取られるようになった。しかし
ながら、監視室の計算機とリアルタイムに情報交換でき
ず、基本的に従来の保守点検作業の範囲内にあった。

【０００３】遠隔地を監視する技術としては色々なシス
テムが公知である。ＮＴＴから提唱されているクリアボ
ードは遠隔地における討論のためのもので、その技術で
は、画面（大きなホワイトボード等）を挟さんで遠隔地
で討議するシステム相手の様子が鏡面のように画面に重
ね表示される。遠隔地からの教示や作業支援のために筑
波大学が提案しているロボットカメラでは、カメラにレ
ーザポインタが取り付けられており、画面上の映像中で
目的のものを指し示すと、それが中央に来るようにカメ
ラが制御され、遠隔地からものを指し示すことができ
る。遠隔地の状況把握のために東京大学から提案されて
いるはいれるテレビは、映像をカメラの位置情報と共に
記録し、ウォークスルーを実現している。情報を効果的
に提示するために、シースルー眼鏡もまた考案されてい
る。それはハーフミラーを用いて目の前のものにグラフ
ィックオーバレイを行なう。トロント大学から提唱され
ているカメレオンと称するシステムは位置情報を利用し
て情報を提示し、機器の保守点検を行なうためのもの
で、表示装置（液晶テレビ）を対象物に近ずけると、対
象物に関する情報を引き出すことができ、地図情報検索
や映像機器の接続支援に利用される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術におい
ては、予め準備した資料以外の情報は、電話や無線機に
より音声で入手していたから、監視室では現場の状況が
分かりにくゝ、現場では監視室の指示内容を把握しづら
いという欠点があった。また、現場の作業においては様
々な危険があるため、危険を作業者に伝えることが重要
であるが、音声のみでの意志伝達には限度があった。本
発明の目的は、現場点検者の作業を容易にし、かつその
安全確保にも役立つ変電所等の設備監視方法及び装置を
提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による設備監視方
法によれば、保守員は無線または有線で監視室の計算機
システムとつながったシースルー表示装置を装着して巡
視を行なう。上記シースルー表示装置はＧＰＳ受信装置
を備えており、それ自身で現在位置を把握するととも
に、方位計を備え装置自身の方向をも把握する。シース
ルー表示装置の現在位置と方向は計算機システムへ伝送
され、この情報により計算機システムは保守員が現在何
を見ているかを判断する。計算機システムは、保守員が
現在見ている装置に関する情報をシースルー表示装置に
送り、その情報はシースルー表示装置に表示される。保
守員は、現在見ている実映像と、重ねて表示される装置
関連情報を用いて、保守点検を行なう。また、シースル
ー表示装置には計算機システムからの誤操作防止メッセ
ージが自動的に表示される。例えば、充電部へ近づいた
時は、シースルー表示装置に注意喚起の表示が出てく
る、等である。更に本発明による設備監視装置によれ
ば、ＧＰＳ受信機と、方位計と、ハーフミラーと、映像
表示部とを持ち、ＧＰＳ受信機で設備内の現在位置、方
位計で視覚方向を認識し、ハーフミラーで視覚方向から
の物体の映像と表示部からの映像とを重ねて受光するシ
ースルー表示装置と、該シースルー表示装置と有線又は
無線で交信し、表示装置に文字あるいは映像又は作業等
の指示を送る監視用計算機と、を持つ。

【０００６】上記本発明によるプラント設備監視方法に
よれば、保守員がＧＰＳ受信機内蔵のシースルー表示装
置を装着していることにより、監視室計算機では保守員
の現在位置を自動的に認識でき、保守に必要な情報を自
動的に検索できる。また、検索された巡視に必要な情報
は自動的にシースルー表示装置に送られ、現場保守員は
これらを確認しながら効率的な巡視を行なうことができ
る。さらに、監視室計算機は、シースルー表示装置の位
置および方向とプラントの現在状態によって、現場保守
員の危険を予知し、自動的に保守員に対して警告を発す
ることができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明による実施の形態
を図面を用いて説明する。図１に示す保守点検区域は監
視室から遠く離れた場所にある変電所設備とする。この
変電所は、例えば無人で運用されているものであっても
よく、有人で運用されているものでもよい。巡視を行な
う保守員１および又は２（一人で点検の時にはどちらか
一方）はＧＰＳ受信機内蔵のシースルー表示装置３およ
び４を装着し、プラントの保守点検区域５内の巡視点検
を行なう。シースルー表示装置は、ＧＰＳ（全世界測位
システム）受信機を内蔵しており、人工衛星６を介して
保守員の巡視点検箇所（位置、保守員の向き）を即座に
認識し、その情報を監視室１０内でオペレータ９によっ
て操作される計算機７に無線または有線で常時送信し、
その内容はＣＲＴ８に表示される。

【０００８】図２（ａ）はシースルー表示装置の仕組を
示す。シースルー表示装置は目１１の正面約１５ｃｍの
所に４５度に傾いたハーフミラー１２を持ち、そのミラ
ーに映る位置に映像表示部１３を持つ。例えば、物体１
４を見ると、物体１４を出た光はハーフミラー１２を透
過し、目１１に至り、同時に映像表示部１３に表示され
た像（図示の例ではその物体１４の名称）がハーフミラ
ー１２によって反射されて目１１に至る。したがって、
保守員１または２は名称付きの物体１４を見ることにな
る。図２（ｂ）はこのとき目１１に映る映像を示す。

【０００９】図３はシースルー表示装置の構成を示すブ
ロック図で、ＧＰＳ受信装置２１および２２が装置の左
右に取り付けられている。人工衛星６を使用して測定し
たそれぞれの位置情報Ｐ１およびＰ２はＣＰＵ２３に送
られる。ＣＰＵ２３は線分Ｐ１Ｐ２の中点Ｐ０を計算
し、これをシースルー表示装置の位置とする。さらに、
線分Ｐ１Ｐ２に垂直で水平な方向を計算し、これをシー
スルー表示装置の水平方向ベクトルＰ(ｘ、ｙ）とす
る。鉛直線に対するずれを感知する上下方向感知装置２
４によってシースルー表示装置の上下方向ベクトルＰ
(ｚ）が決定される。こうして求めたＰ０およびＰ
(ｘ、ｙ、ｚ）によってＣＰＵ２３はシースルー表示装
置がどの位置でどの方向を向いているかを確定する。

【００１０】さらに、シースルー表示装置には小型カメ
ラ２５が装備されており、点検者が見ているものと同じ
映像と確定された位置および方向情報が通信装置２６を
介して監視室１０内のホスト計算機７へ送信される。こ
の映像は、監視室１０内のＣＲＴ８に表示され、オペレ
ータ９が現場の状況をより正確に把握するのに役立つ。
必要時にはオペレータ９がその内容を判断し、ＣＲＴ画
面から保守員１または２に指示を与えることができる。
ホスト計算機７はシースルー表示装置から送られてくる
位置および方向情報を使って参照される変電所内の設備
情報を取り出し、これを通信装置２６を介してシースル
ー表示装置へ送信する。シースルー表示装置で受信した
設備情報は、図３の映像表示部１３に相当する表示部２
７に表示される。

【００１１】図４は上下方向感知装置２４の構成を示
す。その装置は本体装置３または４に固定された半球形
の内側に接地された多数の錘接触センサ２８、および半
球の半径に等しい長さを持ち、半球の中心から吊るされ
た錘２９から成る。錘２９は重力により常に鉛直を指
す。すなわち、上下方向感知装置２４が傾斜していると
きは錘２９’は図示のように半球の中央位置からずれ
る。各錘センサ２８には番号がつけられており、錘２９
が触れているセンサの番号がＣＰＵ２３へ送られる。Ｃ
ＰＵ２３は錘２９が触れているセンサの番号で特定され
る予め定められた鉛直線からのずれを取り出す。錘２９
とセンサ２８間の摩擦は錘２９の不要な揺れを防ぎ、錘
を安定させるのに役立つ。

【００１２】監視室１０内の計算機７では、図５に示す
ように、プラント巡視点検区域または巡視点検箇所を１
６×１６の如くメッシュ状に分けておき、それぞれの区
画に対応する巡視点検情報等を図６に示すようにＣＲＴ
画面から定義し、保存している。ここで、図５は、変電
所設備の概略配置例を示し、送電線＃１、＃２、＃３、
変圧器＃１、＃２、＃３、母線＃１、配電線＃１、出入
口＃１等の存在例を示す。尚、図６で左端に示す座標と
は、このメッシュ座標例を示す。これら巡視点検情報
は、変電所設備の当該箇所（保守員が見ている箇所）に
対応する設備情報定義情報（設備構成部品、型式、構造
図、分解手順、点検箇所、等）および設備管理情報（過
去の巡視点検結果、傾向の分析結果、要注意事項、重点
巡視項目、等）を表示し、巡視点検作業時の支援を行な
い、保守員の作業サポートを行なう。

【００１３】シースルー表示部２７に表示された情報に
したがい、保守員は巡視経路を決め、設備や装置に対し
て巡視点検作業を行なう。点検作業時、シースルー表示
装置に表示された情報にしたがい、当該箇所の安全性確
保の為の注意事項を守り、点検作業手順にしたがって行
動する。この時、点検方法、重点点検箇所、正常異常の
判断方法、等を文字または画像によって判り易くシース
ルー表示部２７に表示する。

【００１４】尚、シースルー表示部２７を、図３の映像
表示部１３に相当する例としたが、両者は別々の表示部
であってもよい。

【００１５】シースルー表示装置を巡視用小型表示装置
に置き換えても同様の効果を得ることができる。図７は
巡視用小型表示装置の構成を示すブロック図である。小
型カメラ２５から入力される実映像は表示部２７に常時
表示される。ＧＰＳ受信機２１および２２は巡視用小型
表示装置の左右に取り付けられている。こゝでも、人工
衛星６を使用して測定したそれぞれの位置情報Ｐ１およ
びＰ２はＣＰＵ２３に送られる。ＣＰＵ２３は線分Ｐ１
Ｐ２の中点Ｐ０を計算し、これを小型カメラ２５の位置
とする。さらに、線分Ｐ１Ｐ２に垂直で水平な方向を計
算し、これを小型カメラ２５の水平方向ベクトルＰ
(ｘ、ｙ）とする。鉛直線に対するずれを感知する上下
方向感知装置２４によってシースルー表示装置の上下方
向ベクトルＰ(ｚ）が決定される。こうして求めたＰ０
およびＰ(ｘ、ｙ、ｚ）によってＣＰＵ２３は小型カメ
ラ２５がどの位置でどの方向を向いているかを確定す
る。

【００１６】小型カメラ２５からの映像と確定された位
置および方向情報は通信装置２６を介してホスト計算機
７へ送信される。座標指示装置３１で入力される表示装
置上の指触位置情報も通信装置２６を介してホスト計算
機７へ送られる。ホスト計算機７は小型表示装置から送
られてくる位置情報および画面上の座標情報で参照され
る設備情報を取り出し、これを小型表示装置へ送信す
る。小型表示装置で受信した設備情報は映像合成装置３
０（図２のハーフミラー１２と形式上同様な機能を持
つ）を経由して表示部２７に重ね合わせ表示される。

【００１７】図８は巡視用小型表示装置を正面（ａ）お
よび背面（ｂ）から見た斜視図である。本装置は正面中
央に小型カメラ２５を持ち、その映像は装置背面の表示
部２７に常時表示（この表示画面は保守員の眼から見え
る位置にある）されるとともに、ホスト計算機７へも送
信される。本装置の左右には１対のＧＰＳ受信機２１お
よび２２があり、下部には上下方向感知装置２４があ
る。ＣＰＵ２３は２点の中点を計算し、これを小型カメ
ラ２５の現在位置とする。また、２点を結ぶ線分に垂直
でかつ水平な方向を計算し、これを小型カメラ２５の向
きとする。本装置のフレーム３２はホスト計算機７との
通信用アンテナを兼ねている。本装置は表示画面指触認
識装置を含み、巡視者が表示画面上の任意の位置を指触
すると、その位置情報が本装置内のＣＰＵ２３へ送られ
るとともに、通信装置２６を介してホスト計算機７へも
送られる。ホスト計算機７から受信される映像情報およ
び文字情報は本装置背面の表示部２７に重ね合わせ表示
される。

【００１８】本装置は前述のシースルー表示装置として
も使用することができる。シースルー表示装置では、ハ
ーフミラーを通して見える実像とは別の映像を重ねるも
のであるが、本装置では実像の代りにカメラで捕らえた
映像とは別の映像を重ねる。本装置を巡視者の頭部に装
着し、頭部の向きがカメラの向きと一致するようにすれ
ば、巡視者はカメラで捕らえた映像を実像として見るこ
とができる。つまり、本装置を巡視者の顔前に固定すれ
ば、目の前の表示装置の映像を実像のように感じること
ができる。その映像に別の映像を重ね合わせ表示すれ
ば、シースルー表示装置と同様の機能を持っていること
になる。

【００１９】以上は変電所の例としたが、プラント、例
えば原子力発電所などの設備の保守でも本発明は適用で
きる。また保守の他に、設備の建設や施行工事等にも適
用できる。

【００２０】

【発明の効果】本発明により以下の効果が得られる。（ａ）保守員現在位置自動入力による情報の自動検索本手段により、監視室計算機では保守員の現在位置から
既に登録されている各巡視点検地点における巡視ガイド
を自動的に検索できることにより、監視室オペレータの
省力化および情報検索の高速化と正確化を図ることがで
きる。（ｂ）保守点検作業の効率向上シースルー表示装置により、実映像と設備関連情報を同
時に見ることができるため、点検作業の効率が上がる。（ｃ）現場保守員の作業安全性の向上保守員の位置および方向が自動的に認識できるから、保
守員に対して危険通知を自動的に行なうことができる。
充電部、高温部、酸欠、等の危険地帯に保守員が近づい
た際に、監視室計算機がこれを認識し、自動的に要注意
メッセージをシースルー表示装置に表示して、保守員に
警告する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による変電所設備監視方式を説明するた
めの概略図である。

【図２】シースルー表示装置の仕組（ａ）および保守員
の目に映る映像を示す図である。

【図３】シースルー表示装置の構成を示すブロック図で
ある。

【図４】上下方向感知装置の構成を示す斜視図である。

【図５】メッシュ状に分けられたプラント巡視点検区域
または巡視点検箇所の１例を示す図である。

【図６】ＣＲＴ画面上の、図５に示すそれぞれの区画に
対応する巡視点検情報等を示す図である。

【図７】巡視用小型表示装置の構成を示すブロック図で
ある。

【図８】巡視用小型表示装置を正面（ａ）および背面
（ｂ）から見た斜視図である。

【符号の説明】

１、２保守員３、４シースルー表示装置５保守点検区域６人工衛星７ホスト計算機８ＣＲＴ９オペレータ１０監視室１１目１２ハーフミラー１３映像表示部１４物体２１、２２ＧＰＳ受信装置２３ＣＰＵ２４上下方向感知装置２５小型カメラ２６通信装置２７表示部２８錘接触センサ２９、２９’ 錘３０映像合成装置３１座標指示装置３２フレーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者奥寺祐直茨城県日立市大みか町五丁目２番１号株式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者市野澤昌弘茨城県日立市大みか町五丁目２番１号株式会社日立製作所大みか工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】設備の保守点検を実施する際に、現場点
検者がシースルー表示装置を装着し、シースルー表示装
置に表示される保守点検手順、ルート、点検項目、等の
保守点検に必要な情報を用いて設備の保守点検を行なう
ことを特徴とする設備監視方法。
【請求項２】上記シースルー表示装置がＧＰＳ（全世
界測位システム）受信機および方位計を内蔵し、上記現
場点検者がＧＰＳによってシースルー表示装置の現在位
置を認識し、方位計によってシースルー表示装置の向き
を認識でき、位置方向情報と予め記憶された巡視現場地
図の合成によって上記現場点検者が現在見ている監視対
象物を特定できることを特徴とする、請求項１記載の設
備監視方法。
【請求項３】監視対象物または作業に関連する情報が
上記シースルー表示装置上に監視対象物の映像に重ねて
表示されることを特徴とする、請求項１又は２の設備監
視方法。
【請求項４】上記シースルー表示装置が有線または無
線で監視室運転員または監視制御用計算機との通信を行
ない、監視制御用計算機から送られる文字あるいは映像
情報が表示可能であることを特徴とする、請求項１〜３
のいずれかの設備監視方法。
【請求項５】上記シースルー表示装置の位置および方
向によって、監視制御用計算機からの危険注意喚起メッ
セージがシースルー表示装置上に自動的に表示される
か、または、装置が警報音を自動的に発生するかまたは
振動することによって、保守点検員に危険を知らせるこ
とを特徴とする、請求項４の設備監視方法。
【請求項６】設備の保守点検を実施する際に、現場点
検者が表示画面と小型カメラとを少なくとも持つ表示装
置を装着し、この表示装置に表示される保守点検手順、
ルート、点検項目、等の保守点検に必要な情報を用いて
設備の保守点検を行なう設備監視方法において、上記表
示装置がＧＰＳ（全世界測位システム）受信機および方
位計を内蔵し、上記現場点検者がＧＰＳによって表示装
置の現在位置を認識し、方位計によって表示装置の向き
を認識でき、位置方向情報と予め記憶された巡視現場地
図の合成によって上記現場点検者が現在見ている監視対
象物を特定できることを特徴とする、設備監視方法。
【請求項７】監視対象物または作業に関連する情報が
上記表示装置上に監視対象物の映像に重ねて表示される
ことを特徴とする、請求項６の設備監視方法。
【請求項８】上記表示装置が有線または無線で監視室
運転員または監視制御用計算機との通信を行ない、監視
制御用計算機から送られる文字あるいは映像情報が表示
可能であることを特徴とする、請求項６又は７の設備監
視方法。
【請求項９】上記表示装置の位置および方向によっ
て、監視制御用計算機からの危険注意喚起メッセージが
表示装置上に自動的に表示されるか、または、装置が警
報音を自動的に発生するかまたは振動することによっ
て、保守点検員に危険を知らせることを特徴とする、請
求項８の設備監視方法。
【請求項１０】上記設備は変電所設備とする請求項１
〜９のいずれかの設備監視方法。
【請求項１１】ＧＰＳ受信機と、方位計と、ハーフミ
ラーと、映像表示部とを持ち、ＧＰＳ受信機で設備内の
現在位置、方位計で視覚方向を認識し、ハーフミラーで
視覚方向からの物体の映像と表示部からの映像とを重ね
て受光するシースルー表示装置と、該シースルー表示装
置と有線又は無線で交信し、表示装置に文字あるいは映
像又は作業等の指示を送る監視用計算機と、より成る設備監視装置。