JP2006178685A

JP2006178685A - 操作装置

Info

Publication number: JP2006178685A
Application number: JP2004370217A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Matoba; 雅啓的場
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2004-12-21
Publication date: 2006-07-06

Abstract

【課題】操作スイッチの操作内容と音声指示内容との整合がとれているときにのみ、プラントなどに対する操作指令を出力して、操作スイッチの誤操作に起因するプラントの停止などの事故発生を未然に防止する。
【解決手段】操作指示を示す音声と、指令指示に対応する操作スイッチ６の操作内容とを予め登録し、音声が入力されて、操作スイッチ６が操作されたとき、音声で指定された操作指令と、操作スイッチ６の操作内容とが一致しているかどうかをチェックし、チェック内容を音声でガイダンスしながら、音声で指定された操作指令と、操作スイッチ６の操作内容とが一致しているとき、操作出力指令を生成して制御対象となっているプラントを制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、操作スイッチの操作内容に応じて、上下水道プラントなどを操作する操作装置に係わり、特にスイッチの操作内容と、入力された音声の内容との整合がとれているとき、スイッチの操作内容を有効なものと判断して、操作内容に応じた操作指令を出力する操作装置に関する。

操作スイッチの操作内容をオペレータなどに確認させて、上下水道プラントなどを操作する操作装置として、特開昭６３−１５３６０１号公報に開示された「操作スイッチの誤操作防止装置」がある。

この誤操作防止装置は、各操作スイッチの手動操作が行われるときの準備動作、例えば操作レバーなどを握る動作が行われたとき、センサによって、これを検出し、この状態で、各操作スイッチが手動操作されたとき、操作内容を示す音声を出力して各操作スイッチの誤操作を防止するようにしている。
特開昭６３−１５３６０１号公報

しかし、このような操作スイッチの誤操作防止装置おいて、操作内容を示す音声を聞いているオペレータの思い込みによる勘違いや聞き間違いが発生したときには、誤った操作内容に基づいた操作指令が出力されるのは避けられず、プラントの停止事故などが発生してしまう恐れがあった。

本発明は上記の事情に鑑み、操作スイッチの誤操作に起因するプラントの停止などの事故発生を未然に防止することができる操作装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために本発明は、操作スイッチの操作内容に応じた操作出力を生成して、制御対象となっているプラントの運転内容を制御する操作装置において、音声データと音声データに対応する操作内容とが対にされたキーワードが登録されるデータ記憶手段と、前記操作スイッチが操作されるとともに、音声データが入力されたとき、前記データ記憶手段に記憶されているキーワードを参照して、前記音声データに対応する操作内容を選択するとともに、この操作内容と前記操作スイッチの操作内容とが一致しているとき、操作許可指示を出す操作内容判別手段と、この操作内容判別手段から操作許可指示が出力されたとき、許可された操作出力を生成して、前記プラントの運転内容を制御する機器操作出力手段とを備えたことを特徴としている。

本発明による操作装置では、オペレータなどによる操作スイッチの操作内容と音声指示内容との整合性をチェックし、整合がとれているときにのみ、操作スイッチの操作内容を有効な操作内容と判定して、プラントなどに対する操作指令を出力するので、操作スイッチの誤操作に起因するプラントの停止などの事故発生を確実に防止することができる。

図１は本発明による操作装置の一実施形態を示すブロック図である。

この図に示す操作装置１は、プラントの制御開始前に、操作スイッチ６の操作内容に対応する音声データと音声データの内容を示すテキストデータとを取り込んでキーワードを生成するデータ登録ユニット２と、データ登録ユニット２から出力されるキーワードを記憶するデータ記憶ユニット３と、プラントの制御実行の際、オペレータなどの音声を取り込んで音声データを生成する音声入力ユニット４と、音声入力ユニット４から音声データが出力されたとき、データ記憶ユニット３に記憶されているキーワードを参照しながら、音声データに対応する操作内容を判別する操作内容判別ユニット５と、プラントの制御実行の際、オペレータなどによって操作された操作スイッチ６の内容に対応する操作指令を生成するスイッチ操作ユニット７と、スイッチ操作ユニット７から出力される操作指令がプラント運転条件を満たしているかどうか、操作内容判別ユニット５と協調して操作指令に対応する音声が入力されているかどうかなどを判定する制御回路ユニット８と、制御回路ユニット８の判定内容を画面表示しながら、音声ガイダンスを実行するガイダンス通知ユニット９と、制御回路ユニット８によって、音声データの内容と操作スイッチ６の操作内容とが一致するとともに、操作内容がプラント運転条件を満たしていると判定されたとき、操作内容に対応する操作出力を生成してプラント側の機器を制御する機器操作出力ユニット１０とを備えている。

データ登録ユニット２は、プラントの制御を開始する前に、マイクなどを介して操作スイッチ６の操作内容、ガイダンスなどに対応する音声が入力されたとき、これを取り込み音声データを生成する音声入力部１１と、フロッピーディスクドライブなどを介して、パソコンなどによって作成された、操作スイッチ６の操作内容、ガイダンスなどを示すテキストデータを取り込むテキスト入力部１２と、音声入力部１１から出力される音声データの特徴データを抽出しながら、この特徴データとテキスト入力部１２から出力されるテキストデータとを組み合わせたキーワードを生成するキーワード・ガイダンス登録部１３とを備えている。

データ記憶ユニット３は、ハードディスク機構、メモリなどによって構成される記憶装置部１４を備え、データ登録ユニット２からキーワードが出力される毎に、これを取り込んで記憶装置部１４に記憶し、操作内容判別ユニット５、ガイダンス通知ユニット９などから読み出し指令が出力されたとき、記憶装置部１４に記憶している各キーワードを読み出し、操作内容判別ユニット５、ガイダンス通知ユニット９などに供給する。

また、音声入力ユニット４は、プラントの制御を行う際、マイクなどを介して、オペレータなどの音声を取り込んで音声データを生成して操作内容判別ユニット５に供給する音声入力部１５を備えている。

操作内容判別ユニット５は、音声入力ユニット４から音声データが出力される毎に、音声データを解析し、特徴データを抽出する音声識別部１６と、音声識別部１６から特徴データが出力される毎に、データ記憶ユニット３に記憶されているキーワードを参照して、音声識別部１６から出力された特徴データと同じ特徴データを持つキーワードの有無を判定するとともに、制御回路ユニット８から出力される操作指令とキーワードの内容が一致しているかどうかを判定し、判定結果をガイダンス通知ユニット９、制御回路ユニット８などに供給する操作内容照合部１７とを備えている。

また、スイッチ操作ユニット７は、ＣＲＴ監視制御装置に設けられる操作スイッチ、携帯情報端末の表示装置に設けられる操作スイッチ、制御盤などに設けられる回転式の操作スイッチ、押しボタン式の操作スイッチなどによって構成される操作スイッチ６を備え、プラントの制御を行う際、オペレータなどによって操作された操作スイッチ６の内容に対応する操作指令を生成し、制御回路ユニット８に供給する。

制御回路ユニット８は、プラント運転条件が格納されるプラント運転条件部１８と、スイッチ操作ユニット７から操作指令が出力される毎に、プラント運転条件部１８に格納されているプラント運転条件を参照して、操作指令がプラントの運転条件を満たしているかどうかを判定して、判定結果をガイダンス通知ユニット９、または操作内容判別ユニット５の操作内容照合部１７に供給し、操作内容判別ユニット５の操作内容照合部１７から操作許可指示が出力されたとき、機器操作出力ユニット１０に操作指令を供給する制御部１９とを備えている。

機器操作出力ユニット１０は、主継電器、補助継電器、シーケンスコントローラの出力基板などによって構成される機器操作出力部２０を備え、制御回路ユニット５の制御部１９から出力される操作指令に応じて、主継電器、補助継電器、シーケンスコントローラの出力基板などを動作させて、プラント側の機器に操作出力を供給し、運転内容を制御する。

また、ガイダンス通知ユニット９は、制御回路ユニット８から出力される判定結果、操作内容判別ユニット５から出力される判定結果に基づき、データ記憶ユニット３に記憶されているキーワードを参照して、判定結果に対応するガイダンスを示すテキストデータ、音声データなどを取り込み、ガイダンス表示データ、ガイダンス音声データを生成するガイダンス通知部２１と、ガイダンス通知部２１から出力されるガイダンス音声データを音声に変換して音声案内を行うスピーカ２２と、ガイダンス通知部２１から出力されるガイダンス表示データを画面表示する表示部２３とを備えている。

次に、図１に示すブロック図、図２、図３に示すフローチャートを参照しながら、操作装置１の動作を説明する。

まず、操作装置１によるプラントの運転制御に先だち、図２のフローチャートに示すように、オペレータなどによって、新たなキーワードの登録指示が入力され（ステップＳ１）、データ登録ユニット２の音声入力部１１に、操作内容に対応する音声、ガイダンスに対応する音声が入力されるとともに（ステップＳ２）、パソコンなどで作成された、操作内容に対応するテキストデータ、ガイダンスに対応するテキストデータがテキスト入力部１２に入力される毎に（ステップＳ３）、データ登録ユニット２のキーワード・ガイダンス登録部１３によって、これら音声データと、テキストデータとが組み合わされて、キーワードが作成され、データ記憶ユニット３の記憶装置部１４に記憶される（ステップＳ４）。

この後、操作装置１によるプラントの運転制御が開始され、図３のフローチャートに示すように、オペレータなどによって、スイッチ操作ユニット７の操作スイッチ６が操作されたとき（ステップＳ１１）、制御回路ユニット８の制御部１９によって、プラント運転条件部１８がアクセスされて、操作スイッチ６の操作内容がプラントの運転条件を満たしているかどうかがチェックされる（ステップＳ１２）。操作スイッチ６の操作内容がプラントの運転条件を満たしていないとき（ステップＳ１３）、操作内容がガイダンス通知ユニット９のガイダンス通知部２１に供給されて、データ記憶ユニット３の記憶装置部１４に記憶されているキーワードのうち、操作内容に対応するキーワードが読み出されて、スピーカ２２から操作スイッチ６の操作がプラントの運転条件を満たしていないことを示す音声が出力されるとともに、表示部２３上に操作スイッチ６の操作がプラントの運転条件を満たしていないことを示すガイダンスメッセージが表示される（ステップＳ１４）。

また、操作スイッチ６の操作内容がプラントの運転条件を満たしているとき、制御回路ユニット８の制御部１９によって、操作内容に対応する操作指令が操作内容判別ユニット５の操作内容照合部１７に供給されるとともに、操作内容とプラント運転条件が成立したこととを示す操作内容がガイダンス通知ユニット９のガイダンス通知部２１に供給される。これにより、データ記憶ユニット３の記憶装置部１４に記憶されているキーワードのうち、操作内容に対応するキーワードが読み出されて、スピーカ２２から次の操作方法などのアドバイスを示す音声が出力されるとともに（ステップＳ１５）、表示部２３上に次の操作方法などのアドバイスを示すガイダンスメッセージが表示される（ステップＳ１６）。

また、この動作と並行し、オペレータなどによって、操作内容に対応する音声が発せられ、音声入力ユニット４の音声入力部１５から音声データが出力されたとき（ステップＳ１７）、操作内容判別ユニット５の音声識別部１６によって、音声データが解析されて、特徴データが抽出処理が行われる。特徴データが抽出できないとき（ステップＳ１８、Ｓ１９）には、特徴データを抽出することができないことを示す通知指示がガイダンス通知ユニット９のガイダンス通知部２１に供給される。そして、データ記憶ユニット３の記憶装置部１４に記憶されているキーワードのうち、音声が判別できなかったことを示すキーワードが読み出されて、スピーカ２２からその旨の音声が出力されるとともに、表示部２３上に音声が判別できなかったことを示すガイダンスメッセージが表示される（ステップＳ２０）。

また、操作内容判別ユニット５の音声識別部１６によって、音声入力ユニット４の音声入力部１５から出力される音声データが解析され、特徴データが抽出できたとき、操作内容判別ユニット５の操作内容照合部１７によって、データ記憶ユニット３の記憶装置部１４に記憶されているキーワードが参照されて、音声認識部１６で得られた特徴データと同じ特徴データを持つキーワードの有無が判定される。同じ特徴データを持つキーワードが存在しないとき、特徴データに対応するキーワードが存在しないことを示す通知指示がガイダンス通知ユニット９のガイダンス通知部２１に供給されて、データ記憶ユニット３の記憶装置部１４に記憶されているキーワードのうち、音声に対応する操作内容が無いことを示すキーワードが読み出されて、スピーカ２２から音声に対応する操作内容が無いことを示す音声が出力されるとともに、表示部２３上に音声に対応する操作内容が無いことを示すガイダンスメッセージが表示される。

また、音声識別部１６から出力される特徴データと同じ特徴データを持つキーワードがデータ記憶ユニット３に存在しているとき、操作内容判別ユニット５の操作内容照合部１７によって、音声で指定された操作内容が存在することを示す判定結果がガイダンス通知ユニット９のガイダンス通知部２１に供給され、データ記憶ユニット３の記憶装置部１４に記憶されているキーワードのうち、判定結果に対応するキーワードが読み出され、スピーカ２２から次の操作方法などのアドバイスを示す音声が出力されるとともに、表示部２３上に次の操作方法などのアドバイスを示すガイダンスメッセージが表示される（ステップＳ２１、Ｓ２２）。

この後、操作内容判別ユニット５の操作内容照合部１７によって、データ記憶ユニット３の記憶装置部１４から読み出されたキーワード（音声入力ユニットから出力される特徴データと同じ特徴データを持つキーワード）に含まれるテキストデータで示される操作内容と、制御回路ユニット８の制御部１９から出力された操作指令で示される操作内容とが一致しているかどうかが判定され、これら操作内容が一致していないとき（ステップＳ２３）、操作内容が一致していないことを示す通知指示がガイダンス通知ユニット９のガイダンス通知部２１に供給されて、データ記憶ユニット３の記憶装置部１４に記憶されているキーワードのうち、操作内容が一致していないことを示すキーワードが読み出されて、スピーカ２２から操作内容が一致していないことを示す音声が出力されるとともに、表示部２３上に操作内容が一致していないことを示すガイダンスメッセージが表示される（ステップＳ２４）。

また、音声識別部１６から出力される特徴データと同じ特徴データを持つキーワードで示される操作内容と、制御回路ユニット８の制御部１９から出力された操作指令で示される操作内容とが一致しているとき、操作内容判別ユニット５の操作内容照合部１７によって、操作許可指示が生成されて、制御回路ユニット８の制御部１９に供給される（ステップＳ２３）。

これにより、制御回路ユニット８の制御部１９によって、操作許可指示で指定された操作内容が許可されたと判定され、機器操作出力ユニット１０の機器操作出力部２０から許可された操作内容に対応する操作出力が出力されて、プラント側の運転内容が制御されるとともに、操作許可を示す通知指示がガイダンス通知ユニット９のガイダンス通知部２１に供給されて、データ記憶ユニット３の記憶装置部１４に記憶されているキーワードのうち、操作許可に対応するキーワードが読み出されて、スピーカ２２から次の操作方法などのアドバイスを示す音声が出力されるとともに、表示部２３上に次の操作方法などのアドバイスを示すガイダンスメッセージが表示される（ステップＳ２４〜Ｓ２６）。

このように、この実施形態では、操作指示を示す音声と、指令指示に対応する操作スイッチ６の操作内容とを予め登録し、音声が入力されて操作スイッチ６が操作されたとき、音声で指定された操作指令と、操作スイッチ６の操作内容とが一致しているかどうかをチェックし、チェック内容を音声でガイダンスしながら、音声で指定された操作指令と操作スイッチ６の操作内容とが一致しているとき、操作出力指令を出して、制御対象となっているプラントを制御するようにしている。このため、オペレータなどによる操作スイッチ６の操作内容と、オペレータなどによる音声指示内容との整合がとれているときにのみ、操作スイッチ６の操作内容を有効な操作内容と判定でき、プラントなどに対する操作指令を出力することができ、これによって操作スイッチ６の誤操作に起因するプラントの停止などの事故発生を未然に防止することができる。

また、この実施形態では、操作内容判別ユニット５によって、データ記憶ユニット３をアクセスしても、音声に対応するキーワードが見つからないとき、あるいは音声に対応するキーワードで指定された操作内容と、操作スイッチ６の操作内容とが一致しないとき、ガイダンス通知ユニット９のスピーカ２２から操作エラーが発生したことを示す音声を出力するとともに、表示部２３上に操作エラーが発生したことを示す画面を表示するようにしているので、オペレータなどによる操作スイッチ６の操作内容と、オペレータなどによる音声指示内容との整合がとれていないとき、画面表示、音声などで、エラー内容を告知して、操作スイッチ６の正確な操作を促し、操作スイッチ６の誤操作に起因するプラントの停止などの事故発生を未然に防止することができる。

また、上述した実施形態では、複数のＣＰＵを持つ操作装置１、またはディスクリート部品が配置された複数の処理基板を持つ操作装置１を例にして、操作スイッチ６の操作内容がプラント運転条件を満たすかどうかを判定する処理と、音声に対応するキーワードを選択する処理とを並行に実行するようにしているが、図４のフローチャートに示すように、操作スイッチ６の操作内容がプラント運転条件を満たすかどうかを判定する処理を実行した後（ステップＳ３１〜Ｓ３６）、音声に対応するキーワードを選択し、操作内容を判定する処理を実行して（ステップＳ３７〜Ｓ４２）、操作内容の一致／不一致を判定する処理を実行するようにしても良い（ステップＳ４３〜Ｓ４７）。

また、図５のフローチャートに示すように、音声に対応するキーワードを選択して、操作内容を判定する処理を実行した後（ステップＳ５１〜Ｓ５６）、操作スイッチ６の操作内容がプラント運転条件を満たすかどうかを判定する処理を実行して（ステップＳ５７〜Ｓ６２）、操作内容の一致／不一致を判定する処理を実行するようにしても良い（ステップＳ６３〜Ｓ６７）。

これにより、操作装置１に１つのＣＰＵ基板しか設けられていないときでも、上述した実施形態と同様に、オペレータなどによる操作スイッチ６の操作内容と、オペレータなどによる音声指示内容との整合がとれているときにのみ、操作スイッチ６の操作内容を有効な操作内容と判定して、プラントなどに対する操作指令を出力することができ、これによって操作スイッチ６の誤操作に起因するプラントの停止などの事故発生を未然に防止することができる。

本発明による操作装置の一実施形態を示すブロック図である。図１に示すデータ登録ユニット、データ記憶ユニットの動作例を示すフローチャートである。図１に示す操作装置の動作例を示すフローチャートである。本発明による操作装置の他の形態を示すフローチャートである。本発明による操作装置の他の形態を示すフローチャートである。

符号の説明

１：操作装置
２：データ登録ユニット
３：データ記憶ユニット
４：音声入力ユニット
５：操作内容判別ユニット
６：操作スイッチ
７：スイッチ操作ユニット
８：制御回路ユニット
９：ガイダンス通知ユニット
１０：機器操作出力ユニット
１１：音声入力部
１２：テキスト入力部
１３：キーワード・ガイダンス登録部
１４：記憶装置部
１５：音声入力部
１６：音声識別部
１７：操作内容照合部
１８：プラント運転条件部
１９：制御部
２０：機器操作出力部
２１：ガイダンス通知部
２２：スピーカ
２３：表示部

Claims

操作スイッチの操作内容に応じた操作出力を生成して、制御対象となっているプラントの運転内容を制御する操作装置において、
音声データと音声データに対応する操作内容とが対にされたキーワードが登録されるデータ記憶手段と、
前記操作スイッチが操作されるとともに、音声データが入力されたとき、前記データ記憶手段に記憶されているキーワードを参照して、前記音声データに対応する操作内容を選択するとともに、この操作内容と前記操作スイッチの操作内容とが一致しているとき、操作許可指示を出す操作内容判別手段と、
この操作内容判別手段から操作許可指示が出力されたとき、許可された操作出力を生成して前記プラントの運転内容を制御する機器操作出力手段と、
を備えたことを特徴とする操作装置。
請求項１に記載の操作装置において、
前記データ記憶手段に記憶されているキーワードを参照し、前記音声に対応するキーワードが存在しないとき、あるいはキーワードで指定された操作内容と前記操作スイッチの操作内容とが一致しないとき、エラー内容を告知するガイダンス通知手段、
を備えたことを特徴とする操作装置。