JP4128147B2 - 防災施設用設備管理システム - Google Patents

Description

本発明は、広域光ファイバ網とインターネット技術を核とするネットワークにて接続された広域に点在する防災施設の監視制御に関するものである。

光ファイバ網を利用したネットワークによる遠隔監視制御システムとして、駅遠隔監視制御システムがある。この駅遠隔監視制御システムは、複数の駅間を接続する１本の光ファイバを介して、センタ駅の監視制御装置から複数の各駅に対して監視カメラ等の映像信号によるセキュリティ監視と、発券装置、改券（札）装置あるいは列車発着時間表示装置等の駅設備機器の監視制御とを行っている。このような映像信号による監視と駅設備機器の監視制御とを行う遠隔監視制御システムにおいては、駅間は光ファイバによる共通の伝送線を使用しているものの、各駅内ではインタフェイス盤あるいは監視制御盤を介した映像信号による監視のための専用回線及び設備機器の監視制御のための専用回線を必要としている状況にある（例えば、特許文献１参照）。

上記のような状況は、広域の防災設備を遠隔監視制御するシステムにおいても同様である。
従来の遠隔監視制御システムにおいては、例えば、ダムあるいは河川堰の単位で設置された防災施設、各地域毎に設置された複数の防災施設を統括する基地局、複数の基地局を統括する中央局があり、防災施設と基地局、基地局同士、基地局と中央局及び中央局同士は、光ファイバ網及び無線網で結ぶように配置され、防災施設と基地局、基地局同士、基地局と中央局及び中央局同士の通信を行うようにしている。光ファイバ網と無線網は、非常時にいずれか一方を使用して通信を確保できるように冗長化した構成としている。

防災施設は、ダムあるいは河川堰機械装置、受電設備、水位計測機器等この防災施設用設備管理システムの監視・制御の対象となる現場設備と、この現場設備を監視制御する監視制御設備とから構成されている。監視制御設備には、現場設備の動作・状態に関する信号データを取り出して送出する信号データ監視制御システムと、現場設備の映像状態を捉え映像信号として送出する監視カメラを備えた映像監視制御システムとから構成されている。信号データ監視制御システム及び映像監視制御システムは基地局と接続するため、それぞれの専用ネットワークを備えている。

信号データは、光ファイバを使用した専用の伝送路を介して防災施設内に設置された信号データ蓄積用の監視サーバに送出され、蓄積され、監視サーバに蓄積された信号データは、防災施設内に設置された信号データ専用端末あるいは基地局内に設置された信号データ専用端末に表示され、これら専用端末において監視制御を行う。

また、映像信号は、防災施設と基地局との間を結んだ専用回線を使用して基地局内に設置された映像蓄積用のカメラサーバに送出、蓄積され、蓄積された映像信号は、防災施設内、基地局内及び中央局内に設置された各局専用のカメラ専用端末で現場設備状態の映像が表示され、このカメラ専用端末でカメラの監視制御が行われる。

故障や異常が発生した場合には操作員が状況の把握と対応策の処置を実施するが、操作員では復旧できない場合も多く、このような場合は遠隔地である基地局にいる管理者が電話等で連絡を受けて現地に出向き、復旧作業及び対策を実施する。
また、ダムあるいは河川堰機械装置、受電設備、水位計測機器等のように無人状態で広域に分散している各現場設備はそれぞれ防災上重要なものであり常に動作可能な状態に待機させておく必要があるが、落雷などで故障する頻度も高く、防災施設の操作員が落雷が発生した地域の各現場設備を巡回して確認したり、現場設備に落雷警報器を設置し落雷があった場合に専用線で防災設備の操作員へ通報させ、通報を受けた防災施設の操作員がカメラ専用端末で当該現場設備の状態を確認したり当該現場設備に出向いて動作確認を行い、現場設備を常に動作可能な状態に維持している。

特開２０００−２０８６０号（第３−第５頁、図１）

上記のように、従来の広域防災監視制御システムは、監視・制御される現場設備が落雷等の自然災害を受けやすい厳しい環境の中に広範囲に分散されている。
このため、落雷等により現場設備の故障が発生した場合、別々の場所に設置された設備データ監視制御システム及び映像監視制御システムの専用操作卓や専用端末で映像信号あるいは被監視設備信号データから被監視設備の故障有無及び復旧対策を判断したり、確認のために現場設備に出向く必要があり、多くの時間と手間を要するため現場設備の故障発生から故障把握までに数時間以上を要し、現場設備を操作する必要があるような緊急事態への対応が遅れるという問題点があった。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、落雷による被監視設備の障害発生時に迅速かつ木目細かな対応が可能な、運用信頼性の高い遠隔監視制御システムを提供することを目的とする。

この発明に係る防災施設用設備管理システムにおいては、複数の基地局間を接続する並列に配置されたメインＩＰネットワーク及び多重無線網に前記基地局を介して接続された分岐ＩＰネットワークと、前記分岐ＩＰネットワークに接続された現場設備と、前記現場設備近傍に配置され前記基地局に設けられたＷｅｂサーバ機能を有する設備サーバに対し前記分岐ＩＰネットワークを介して情報の授受を行うＷｅｂ端末とを備えた防災施設用設備管理システムにおいて、
監視対象となる被監視設備と、前記被監視設備の状態データを収集して前記設備サーバに出力し又前記設備サーバからの前記被監視設備に向けて操作のための制御データを出力する設備データ収集装置、及び前記被監視設備の状態を映像・音情報として収集し前記設備サーバに出力する映像・音声データ収集装置からなる現場設備と、
前記被監視設備近傍に配置された落雷検出手段からの落雷検出信号を受けて予め指定された所定のＷｅｂ端末宛てに落雷通報を発信する落雷通報手段と、
前記現場設備に設けられ前記Ｗｅｂ端末から指定された所定の前記被監視設備の自己点検制御信号を発信するとともに前記被監視設備の自己点検動作を監視し異常有無を判別し前記落雷通報手段を介して前記Ｗｅｂ端末宛てに前記異常有無を発信する自己点検手段と、を備えたものである。

本発明に係る防災施設用設備管理システムによれば、複数の基地局間を接続する並列に配置されたメインＩＰネットワーク及び多重無線網に前記基地局を介して接続された分岐ＩＰネットワークと、前記分岐ＩＰネットワークに接続された現場設備と、前記現場設備近傍に配置され前記基地局に設けられたＷｅｂサーバ機能を有する設備サーバに対し前記分岐ＩＰネットワークを介して情報の授受を行うＷｅｂ端末とを備えた防災施設用設備管理システムにおいて、
監視対象となる被監視設備と、前記被監視設備の状態データを収集して前記設備サーバに出力し又前記設備サーバからの前記被監視設備に向けて操作のための制御データを出力する設備データ収集装置、及び前記被監視設備の状態を映像・音情報として収集し前記設備サーバに出力する映像・音声データ収集装置からなる現場設備と、
前記被監視設備近傍に配置された落雷検出手段からの落雷検出信号を受けて予め指定された所定のＷｅｂ端末宛てに落雷通報を発信する落雷通報手段と、前記現場設備に設けられ前記Ｗｅｂ端末から指定された所定の前記被監視設備の自己点検制御信号を発信するとともに前記被監視設備の自己点検動作を監視し異常有無を判別し前記落雷通報手段を介して前記Ｗｅｂ端末宛てに前記異常有無を発信する自己点検手段と、を備えたので、
落雷による被監視設備の障害発生時に、迅速かつ木目細かな対応が可能な、運用信頼性の高い防災施設用設備管理システムを提供することができる。

以下、本発明に係る防災施設用設備管理システムの実施の形態を図面に基づいて説明する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による設備管理システムを含む広域防災監視制御システムの構成を示す図であり、図２は、動作を説明する機能ブロック図である。

図１に示したように、広域防災監視制御システムは、ダムあるいは河川堰の単位で設置された防災施設用設備管理システムを備えた防災施設１（ダムあるいは河川堰機械装置、受電設備、水位計測機器等）と、各地域毎に設置された複数の防災施設１を統括する基地局２と、複数の基地局２の基地施設を統括する中央局３とで構成される。複数の基地局２と中央局３内にはそれぞれルーティングスイッチ４が設置され、このルーティングスイッチ４を介して光ファイバを利用したメインＩＰネットワーク５が複数の基地局２と中央局３をループ状に接続している。また、前記ルーティングスイッチ４から分岐して多重無線網６が接続され複数の基地局２と中央局３は多重無線網６を介して相互に通信可能となっている。メインＩＰネットワーク５と多重無線網６は、非常時あるいは通信量の増大時にルーティングスイッチ４を作動させて、いずれか一方をあるいは両方を使用して通信を確保できるように冗長化した構成としている。

また、基地局２のルーティングスイッチ４からは光ファイバを利用した支線ＩＰネットワーク７を分岐している。支線ＩＰネットワーク７は、基地局２のルーティングスイッチ４から基地局２のスイッチ８を経て基地局の一端に配置された光伝送装置９に至る基地局構内ＬＡＮ１０（光伝送又は電気伝送）、基地局２の光伝送装置９と防災施設１の一端に配置された光伝送装置９との間を接続する光ファイバを利用した第１の支線ＩＰネットワーク１１、防災施設１の建屋１ａ（複数の場合もあり）の２つの光伝送装置９間に設置され内部にスイッチ８を有する防災施設構内ＬＡＮ１２（光伝送又は電気伝送）、防災施設１の建屋１ａの一端に配置された光伝送装置９と複数の現場設備１３の光伝送装置９との間を接続する第２の支線ＩＰネットワーク１４、現場設備１３内の光伝送装置９と設備データ収集装置１５及びカメラ制御装置１６（すなわち映像・音声デ−タ収集装置）との間を接続する現場設備内ＬＡＮ１７、とから構成されている。
なお、メインＩＰネットワ−ク５、多重無線網６および支線ＩＰネットワ−ク７から構成され広域接続するネットワ−クを広域ＩＰネットワ−クと称する。
さらに、防災施設構内ＬＡＮ１２と第２の支線ＩＰネットワーク１４と現場設備内ＬＡＮ１７の範囲を分岐ＩＰネットワ−クと称する。

防災施設１は複数の現場設備１３を監視制御しており、現場設備１３は、ダムあるいは河川の堰機械装置・受電設備・水位計測機器等に対応した監視・制御の対象となる被監視設備本体（堰機械装置・受電設備・水位計測機器等）に装着されて前記被監視設備本体の各種センサからの状態信号取得と前記被監視設備本体の制御を行う設備本体制御装置１８ａとその近傍に配置され前記被監視設備本体を監視制御する現場盤１８ｂとから構成される被監視設備１８と、被監視設備１８の動作・状態に関する信号データを収集し送出するとともに被監視設備１８を制御する制御機能を有する設備データ収集装置１５と、被監視設備１８の状態を映像として捉え映像信号として映像情報を送出する監視カメラ２５と、現場音を集音し音情報を送出するマイク２６と、被監視設備の近傍で操作指示等の音声を出力するスピーカー２７と、及び前記監視カメラ２５・前記マイク２６及び前記スピーカー２７等の制御機能を有するカメラ制御装置１６と、前記設備データ収集装置１５と前記カメラ制御装置１６とスイッチ８相互間を接続する現場設備内ＬＡＮ１７と、から現場設備１３が構成される。

防災施設用設備管理システムは、上記したようなダムあるいは河川の堰機械装置・受電設備・水位計測機器等に対応して分散配置された現場設備１３と、管理用の建屋１ａ内に設置された防災施設構内ＬＡＮ１２と、前記分散配置された現場設備１３の現場設備内ＬＡＮ１７と、前記防災施設構内ＬＡＮ１２と現場設備内ＬＡＮ１７との間を接続する光ファイバからなる第２の支線ＩＰネットワーク１４と、前記建屋１ａ内に設置され前記防災施設構内ＬＡＮ１２に接続された監視制御用のＷｅｂ端末３１、とから構成される。

基地局２は、管理用の建屋２ａ内に設置された基地局構内ＬＡＮ１０と、これに接続された第１の支線ＩＰネットワーク１１を介して分散配置された複数の防災施設１の防災施設構内ＬＡＮ１２に接続されている。基地局構内ＬＡＮ１０には汎用Ｗｅｂ端末３１及び設備サーバ３０が接続される。設備サーバ３０は、前記各現場設備１３の設備データ収集装置１５から送信された設備状態の信号データを蓄積するデータ収集サーバ部３２と、カメラ制御装置１６から送信された映像・音声データを蓄積するカメラサーバ部３３と、ネットワーク上のクライアント（Ｗｅｂ端末）からの送信要求に応答しＷｅｂ配信を行うＷｅｂサーバ３４と、から構成されている。設備サーバ３０及びＷｅｂ端末３１は、支線ＩＰネットワーク７を介してメインＩＰネットワーク５及び多重無線網６に接続されている。

中央局３は、メインＩＰネットワーク５及び多重無線網６からルーティングスイッチ４を介して分岐接続された監視制御用のＷｅｂ端末３１を備えている。
このようにして、各地に分散配置された防災用現場設備１３と、前記現場設備１３の監視制御を行うために防災施設・基地局・中央局に配置された監視制御用の複数のＷｅｂ端末３１と、Ｗｅｂサ−バ機能を有する前記設備サーバ３０とは、支線ＩＰネットワーク７を介してメインＩＰネットワーク５及び多重無線網６によって相互に接続される。このため、広域ＩＰネットワーク上の任意の位置に接続されたＷｅｂ端末３１から任意の防災用現場設備１３を選択して監視制御することが可能となる。

現場設備１３の現場盤１８ｂは、上記の他に落雷検知時に落雷信号を発信する落雷検出手段１００と、Ｗｅｂ端末３１からの自己点検実施指示を受けて被監視設備１８の設備本体制御装置１８ａに自己点検用動作信号を発信しこの自己点検用動作信号に基づく動作結果を監視して被監視設備１８の異常の有無を判別する自己点検手段１０２を備えている。

次に、図１及び図２を参照して、この実施の形態における動作を説明する。
まず、防災施設１にある被監視設備１８の監視・制御を行う現場盤１８bから設備データ収集装置１５に向けて設備状態に関するデータが送信され、設備データ収集装置１５のデジタル入出力部４０、計測アナログ入力部４１、計測デジタル入力部４２、計測パルス入力部４３等に信号データが収集される。収集された信号データはＬＡＮインターフェース部４４及び支線ＩＰネットワーク７を介して基地局２の設備サーバ３０に送信される。

基地局２の設備サーバ３０では、データ収集サーバ部３２の子局装置通信部４５に信号データが収集され、収集された信号データはデータ種に応じて監視・計測データ蓄積部４６、機器操作記録データ蓄積部４８及び機器故障記録データ蓄積部４９に蓄積される。

Ｗｅｂ端末３１より設備サーバ３０に対して現場設備１３の信号データの要求があった場合、Ｗｅｂサーバ部３４のユーザ認証部６０で利用者の認証確認を実施後、Ｗｅｂサーバ部３４の機器操作記録表示部５７または機器故障記録表示部５８によって、要求がデータ収集サーバ部３２の監視・計測データ蓄積部４６、機器操作記録データ蓄積部４８または機器故障記録データ蓄積部４９に転送される。データ収集サーバ部３２の機器操作記録表示部４８または機器故障記録データ蓄積部４９から取り出された信号データは、Ｗｅｂ配信部ソフトウェア連係部５１を介してＷｅｂサーバ部３４に転送され、Ｗｅｂデータに加工後Ｗｅｂ配信されて、要求を出したＷｅｂ端末３１の汎用ＷＷＷブラウザ３５上に表示される。

例えば、中央局３・基地局２・防災施設１のいずれか又は複数のＷｅｂ端末３１のＷＷＷブラウザ３５上から監視・制御対象の所定の現場設備１３に対する操作要求が広域ＩＰネットワーク（メインＩＰネットワ−ク５、多重無線網６、支線ＩＰネットワ−ク７とから構成）を介して基地局２の設備サーバ３０に送信された場合、Ｗｅｂサーバ部３４の機器遠隔操作表示部５６は、操作要求に対応した操作指示データをデータ収集サーバ部３２の機器遠隔操作部４７から取り出す。その後、支線ＩＰネットワーク７及びＬＡＮインターフェース部４４を介して当該現場設備１３の設備データ収集装置１５のデジタル入出力部４０へ操作指示データを送信する。

設備データ収集装置１５のデジタル入出力部４０では、Ｗｅｂ端末３１の操作要求に対応した操作指示データに従って、被監視設備１８に向けて操作信号を出力する。デジタル入出力部４０で実行した操作結果は、設備サーバ３０に返信され、データ収集サーバ部３２の機器操作記録データ蓄積部４８に蓄積される。

設備サーバ３０のデータ収集サーバ部３２にある日報・月報データ算出・保存部５０では、蓄積された信号データを用いて、定期的に日報・月報を算出し、保存する。Ｗｅｂ端末３１から広域ＩＰネットワークを介して日報・月報の表示要求があった場合、Ｗｅｂサーバ部３４の日報・月報表示部５９は、データ収集サーバ部３２の日報・月報データ算出・保存部５０から日報・月報データを取り出し、日報・月報表示部５９でＷｅｂデータに変換後、広域ＩＰネットワークを介して要求を出したＷｅｂ端末３１に配信する。

監視カメラ２５によって撮影された被監視設備１８の映像は、カメラ制御装置１６の映像入力部７０を経由してエンコード部７１でデジタルデータにエンコードされる。中央局等のＷｅｂ端末３１から設備サーバ３０のＷｅｂサーバ部３４に対してカメラ画像の表示要求がされると、エンコード部７１でエンコードされた映像情報はＬＡＮインターフェース部７７及び広域ＩＰネットワークを経由して、設備サーバ３０を経由せず、カメラ画像の表示要求をした汎用Ｗｅｂ端末３１に直接配信される。要求を出したＷｅｂ端末３１では、配信された映像情報を画像デコード８０でデコードして、ＷＷＷブラウザ３５上に表示する。

また、監視カメラ２５によって撮影され、エンコードされた映像情報は、ＬＡＮインターフェース部７７及び広域ＩＰネットワークを介して設備サーバ３０のカメラサーバ部３３にある映像蓄積部８８に一定期間保存される。その後、のＷｅｂ端末３１から過去の映像情報に対する要求があった場合、Ｗｅｂサーバ部３４のカメラ画像表示部６１は、カメラサーバ部３３の映像蓄積部８８からＷｅｂ端末３１からの要求に対応した映像情報を取り出し、カメラ画像表示部６１によって再生等の操作が行われ、再生された映像情報をＷｅｂデータに変換し広域ＩＰネットワークを介して要求を出したＷｅｂ端末３１に送信する。

Ｗｅｂ端末３１から広域ＩＰネットワークを介して設備サーバ３０に対して、監視カメラ２５のカメラ操作、すなわちパン（左右動作）、チルト（上下動作）、ズームまたはフォーカス等の要求があった場合、設備サーバ３０では、Ｗｅｂサーバ部３４のカメラ制御表示部６３は、カメラサーバ部３３のカメラ制御部８９からカメラ操作要求に対応したカメラ操作信号を取り出し、Ｗｅｂデータに変換後、広域ＩＰネットワーク及びＬＡＮインターフェース部７７を介してカメラ制御装置１６の制御部７２へ要求を転送する。要求を受けた制御部７２は、要求通りに監視カメラ２５の制御を実行する。

Ｗｅｂ端末３１から広域ＩＰネットワークを介して設備サーバ３０に対して、監視カメラ２５用の照明２８の点灯あるいは消灯等の制御要求があった場合、設備サーバ３０では、Ｗｅｂサーバ部３４の照明制御表示部６４は、カメラサーバ部３３の照明制御９０から要求に対応した操作信号を取り出し、Ｗｅｂデータに変換後、広域ＩＰネットワーク及びＬＡＮインターフェース部７７を介して、カメラ制御装置１６の制御部７２に送信する。要求を受けた制御部７２は要求通りに照明の制御を実行する。

マイク２６によって集音された現場音は、音入力部７３を経由してエンコード部７４でデジタルデータにエンコードされる。Ｗｅｂ端末３１から設備サーバ３０のＷｅｂサーバ部３４のカメラ画像表示部６１へ現場音の要求が出されると、エンコードされた音情報は、広域ＩＰネットワークを介して、設備サーバ３０を経由せず、要求を出したＷｅｂ端末３１へ直接配信される。
要求を出したＷｅｂ端末３１では、配信された音情報が音デコード部８１でデコードされ、デコードされた音情報がＷｅｂ端末３１に装備されているスピーカー８３から出力される。

また、マイク２６によって集音された運転音・操作音などの音情報は、音入力部７３を経由してエンコード部７４でデジタルデータにエンコードされ、広域ＩＰネットワークを経由して設備サーバ３０に送信される。音情報は設備サーバ３０内のＷｅｂサーバ部３４経由でカメラサーバ部３３にある音受信部８７で受信処理され、映像蓄積部８８に一定期間保存される。Ｗｅｂ端末３１から過去の音情報提供の要求があった場合、Ｗｅｂサーバ部３４のカメラ画像表示部６１は、カメラサーバ部３３の映像蓄積部８８から要求に対応する音情報を取り出し、Ｗｅｂデータに変換後、広域ＩＰネットワークを介して要求を出したＷｅｂ端末３１へ配信する。

また、例えば現場設備１３にいる作業員へ音声による指示を与えるために、Ｗｅｂ端末３１のマイク８４から音声入力され、音エンコード部８２でエンコードされた音情報は、設備サーバ３０を経由せず、広域ＩＰネットワークを介して直接カメラ制御装置１６に送信され、デコード部７６にてデジタルデータからアナログデータに変換され、音出力部７５を経由してスピーカー２７から音声出力される。

なお、映像情報はデータサイズが大きいため、多数のＷｅｂ端末３１から同時に映像情報の送信要求があった場合、設備サーバ３０の混雑によって映像情報の円滑な送信に支障を生じたり、また現場設備１３の監視・制御に支障を生じる可能性がある。このため、Ｗｅｂ方式の広域ＩＰネットワークとマルチキャスト送信方式を組み合わせ、映像情報をマルチキャストすることで設備サーバ３０の負荷を軽減する。このため、多数のＷｅｂ端末３１から同時に映像情報の送信要求があった場合でも、監視・制御に支障の生じにくい運用の信頼性の高い遠隔監視制御システムを得ることができる。

以上のような構成にすることで、監視対象設備毎の専用回線あるいは専用サーバ・専用端末が必要なくなり、設備の導入・運用に多額の費用がかかることがなく、あるいは監視対象毎に専用端末が分散配置されていることによる対応の遅れをなくすことが出来る。
次いで、本発明の特徴部分を構成する被監視設備あるいはその近傍への落雷時における現場設備点検の動作について、以下に説明する。

図２は本発明の設備管理システムを構成する設備・機器を構成する機能ブロックを示し、図３は落雷検出手段の構成を示す回路図、図４は自己点検機能を有する受電設備の保護継電器の構成を示すブロック図、図５は保護継電器の自己点検動作を示すフローチャートである。
図３は、例えば、現場設備１３の一つである受電設備の一部を示し、受電用電力線１０５から落雷検出線１０６を分岐し、その先に他端が接地された落雷検出器１０７が接続されている。落雷検出線１０６は、必要によりスイッチ１０６ａにより受電用電力線１０５から切り離すことができる。落雷により電力線１０５に所定値以上の異常電圧が生じた場合、アレスタ１０６ｂを通して落雷検出線１０６から落雷検出器１０７へ一時的に電流が流れる。落雷検出器１０７に電流が流れると、内部の電路の一部を構成するコイル１０８が励磁され、これにより検出接点１０９が閉じるため、出力端子１１０から接点閉成信号（すなわち落雷有り信号）が出力される。上記の、落雷検出線１０６、落雷検出器１０７、コイル１０８、検出接点１０９、出力端子１１０にて落雷検出手段１００を構成する。

現場設備１３の落雷検出手段１００が落雷を検知した場合は、設備データ収集装置１５を通して基地局２に設置された設備サーバ３０内の落雷通報手段１０１に落雷情報を送信する。落雷通報手段１０１は、あらかじめ内部に落雷情報の通報先となる汎用Ｗｅｂ端末３１のアドレスあるいは電話番号を設定してあり、落雷検出手段１００からの落雷情報を受けると直ちに、Ｗｅｂ情報発信あるいは電話にて、所定の通報先（管理者）へ落雷があった旨の通知を発信する。

落雷通報を受けた管理者は、Ｗｅｂ端末３１を使用して、設備サーバ３０から、あるいは現場設備１３に設置した監視カメラ２５から情報を入手して当該現場設備１３の状態を確認する。さらに、管理者はＷｅｂ端末３１から当該現場設備１３の被監視設備１８に対してあらかじめ設定された自己点検メニューの中から必要な自己点検実行を指示する。この自己点検実行指示は、設備サーバ３０を経由しユーザ認証部６０で指示権限を与えられた者であることの認証確認後、設備サーバ３０から被監視設備１８に自己点検の実行指示が伝達される。
被監視設備１８の現場盤１８ｂ内の自己点検手段１０２は、設備本体制御装置１８ａに対して自己点検に対応した動作指令を出力し自己点検動作を開始する。さらに自己点検手段１０２は、自己点検動作指令に対応した設備本体制御装置１８ａの動作情報を収集して異常の有無を判定するとともに、自己点検動作に伴って発生する信号データを設備サーバ３０へ送信しデータ収集サーバ部３２に保存する。
上記のように、広域に分散配置された各防災施設１内に設置された、被監視設備１８・設備デ−タ収集装置１５・映像・音声デ−タ収集装置１６とを有する防災用現場設備１３と、落雷検出手段１００・落雷通報手段１０１・自己点検手段１０２とを有する落雷時自己点検機能と、分岐ＩＰネットワ−クとを備えた防災設備システムは、広域ＩＰネットワ−ク上の任意の位置に接続されたＷｅｂ端末３１から遠隔で監視・制御が可能となるものであり、防災施設用設備管理システムと称する。

自己点検手段の自己点検動作の一例として、図４及び図５にて自己点検手段を内蔵した受電設備の保護継電器の例を説明する。図４において、受電盤１１１は受電回路１１２、回路を開閉する遮断器１１３、受電回路１１２の電流検出する変流器１１４を備えており、変流器１１４の出力部と遮断器１１３の投入・トリップ回路（図示せず）とは保護継電器１１５の補助変流器１１６（入力部）、出力回路１１７（出力部）にそれぞれ接続されている。

設備データ収集装置１５から現場盤１８ｂ内に設置されている保護継電器１１５（設備本体制御装置１８ａに相当）に外部インターフェース部１５ａ経由で自己点検実施指令を送信すると、保護継電器１１５は図５のフローチャートに示す一連の点検動作を実施する。まず、点検動作がスタートすると、ステップＳＴ３−１で自己に対する点検実施指令であるかを判断し、ＮＯであれば点検動作は行なわない。ＹＥＳであればステップＳＴ３−２に移行して、Ｄ／Ａ変換回路１１８より整定値×３００％，５００％，１０００％等の動作域データを増幅器１１９に出力する。論理演算回路１２０は上記動作域データによる増幅器１１９の出力をＡ／Ｄ変換回路１２１を介して入力すると、その入力値が設定値≦入力値か、その設定値≦入力値の状態が設定された動作時間以上継続しているかどうか、をそれぞれステップＳＴ３−３，ＳＴ３−４で判断し、ＮＯの場合はステップＳＴ３−２に戻り、ＹＥＳのステップＳＴ３−５に移行する。
ステップＳＴ３−５では、遮断器１１３へ出力回路１１７からトリップ指令を出力し、しかる後、ステップＳＴ３−６で遮断器１１３からトリップ完了指令ありかを判断する。ＹＥＳの場合はステップＳＴ３−３からステップＳＴ３−６までの動作時間を算出して表示装置１２２に表示し（ステップＳＴ３−７）、ＮＯの場合は遮断器の異常を出力する（ステップＳＴ３−８）。そして、ステップＳＴ３−９において、上記ステップＳＴ３−７からの動作時間データ、ステップＳＴ３−８からの遮断器１１３の異常データを外部インターフェース部１１５ａの送信部より伝送路を介して設備データ収集装置１５に伝送して点検動作を終了する。

図６は、被監視設備の操作を、操作権限を与えられた者のみに許可を与える方式について説明するものである。
Ｗｅｂ端末３１から設備サーバ３０のＷｅｂサーバ部３４に届いた各種要求は、ユーザ認証部６０にて要求の正当性を、あらかじめ登録されている利用者ＩＤ、パスワード及びその利用者に与えられる権限情報に基づいて判断する。利用者ＩＤとパスワードの組み合わせにより利用者を特定し、要求がその利用者に与えられた権限の範囲内の場合は要求を受理し処理を行う。権限の範囲外の場合は要求を拒否する。利用者ＩＤ、パスワード、利用者権限、の登録・変更はシステム管理者のみが行う。

このような管理方式において、Ｗｅｂ端末３１から設備サーバ３０へアクセスが行われた場合のアクセス管理と処理の例を説明する。
Ｗｅｂ端末３１から設備サーバ３０にアクセスがなされた場合には、アクセスの度に設備サーバ３０にアクセス内容が記録される。記録内容は、アクセス年月日時分秒９３、ＩＰアドレス９４、利用者ＩＤ９５、要求処理識別９６、処理結果９７を１セットとして管理する。

アクセス年月日時分秒９３は、アクセスされた時刻を示し、年は西暦４桁、月は０１から１２、日は０１から３１、時は００から２３、分は００から６０、秒は００から５９の整数である。
ＩＰアドレス９４は、アクセスしたマシンを特定するために、サーバにアクセスしたＷｅｂ端末のＩＰアドレスを記録する。
利用者ＩＤ９５は、ログイン時に、パスワードとともに入力され、アクセスした利用者が誰であるかを特定する。
要求処理識別９６は、利用者が何を要求したかを記録する。記録内容は、「メニュー画面表示／ログイン／ｘｘ画面表示／ｙｙ画面表示／ａ設備機器操作／ｂｂｂカメラ映像表示／ｂｂｂカメラズーム／ｂｂｂカメラ照明点灯／…」等である。

処理結果９７は、要求に対して設備サーバ３０の処理結果を記録するもので、「要求通り処理した／利用者に要求内容の権限がないため要求を破棄しＮＧの回答をした／通信不能なので回答ができなく要求を破棄した／未登録利用者からの要求のため要求を破棄し、回答もしない／要求内容が解釈できないのでＮＧの回答をした／システム異常等により記録できない／…」等がある。
このように、Ｗｅｂ端末の利用者ＩＤが、ログイン時に、パスワードとともに入力されるので、設備操作を特定の権限を有する者に限定でき、操作の安全性を向上したシステムを得ることができる。

以上のように、実施の形態１を適用した構成においては、複数のＷｅｂ端末３１、設備データ収集装置１５、カメラ制御装置をＷｅｂ方式広域ＩＰネットワークに接続することで、きわめて簡単な機器構成で任意のＷｅｂ端末３１から被監視設備１８の監視・制御を容易化できるとともに、落雷検出手段１００・落雷通報手段１０１・自己点検手段１０２を備えることで、本発明による防災設備と、前記Ｗｅｂ方式広域ＩＰネットワークを連携させることで、広域に点在する防災設備に故障が生じてもＷｅｂ方式広域ＩＰネットワークに接続された任意のＷｅｂ端末から状況把握と復旧対策対応を迅速に実施することが可能な広域防災監視制御システムを得ることができる。

実施の形態２．
次に、被監視設備１８が樋門である場合について図７〜図１０にて説明する。
図７は樋門設備の遠隔制御システムの概念図である。樋門設備１２５の開閉制御は開閉モータ１２６を遠隔制御にて操作することで行なわれる。外部からの指令に基づき、樋門設備１２５が指示された開度になるように、操作盤１２７は樋門設備１２５の開閉状態を検知しつつ開閉モータ１２６を制御する。樋門設備１２５の状態信号の送出と外部からの操作指令信号の受信、すなわち操作盤１２７と外部との信号の送受信は、操作盤１２７の外部接点端子部１２８からインターフェース装置１２９に接続しさらにこのインターフェース装置１２９から前記実施の形態１で説明した第２の支線ＩＰネットワーク１４を介して前記実施の形態１で説明した設備サーバ３０及びＷｅｂ端末（図７には図示せず）と接続することで、設備サーバ３０と操作盤１２７との交信が行なわれる。インターフェース装置１２９内には、インターフェース装置１２９と監視カメラ２５及び前記外部接点端子部１２８とのインターフェースとなる外部インターフェース部１２９ａと、前記第２の支線ＩＰネットワーク１４側とのインターフェースとなる通信インターフェース部１２９ｂとを備えている。樋門設備１２５の状態信号と監視カメラ２５の映像情報は、設備サーバ３０へ送信し蓄積される。

以上のように構成された樋門設備１２５（被監視設備１８）における自己点検の動作について説明する。落雷検知手段１００は、樋門設備１２５の電源設備を内蔵する操作盤１２７内に設けられており、その構成・動作については前記受電設備に設けた落雷検知手段１００と同様の構成・動作のため説明を省略する。樋門設備１２５（現場設備）の落雷検出手段１００が落雷を検知した場合は、操作盤１２７、外部接点端子部１２８を通して基地局２に設置された設備サーバ３０内の落雷通報手段１０１（実施の形態１で説明、図示せず）に落雷情報を送信する。落雷通報手段１０１は、あらかじめ内部に落雷情報の通報先となる汎用Ｗｅｂ端末３１のアドレスあるいは電話番号を設定してあり、落雷検出手段１００からの落雷情報を受けると直ちに、Ｗｅｂ情報発信あるいは電話にて、所定の通報先（管理者）へ落雷があった旨の通知を発信する。

落雷通報を受けた管理者は、汎用Ｗｅｂ端末３１（実施の形態１で説明、図示せず）を使用して、設備サーバ３０から、あるいは樋門設備１２５の近傍に設置した監視カメラ２５から情報を入手して当該樋門設備１２５の状態を確認する。さらに、管理者は汎用Ｗｅｂ端末３１から当該樋門設備１２５に対してあらかじめ設定された自己点検メニューの中から必要な自己点検実行を指示する。この自己点検実行指示は、設備サーバ３０を経由しユーザ認証部６０（実施の形態１で説明、図示せず）で指示権限を与えられた者であることの認証確認後、設備サーバ３０から被監視設備１８に自己点検の実行指示が伝達される。
操作盤１２７内の自己点検手段１０２は、樋門設備１２５に対して自己点検に対応した動作指令を出力し自己点検動作を開始する。さらに自己点検手段１０２は、樋門設備１２５の動作情報を収集して異常の有無を判定するとともに、自己点検動作に伴って発生する信号データを設備サーバ３０へ送信しデータ収集サーバ部３２に保存する。

図８は、本発明の実施の形態２の樋門設備１２５の自己点検動作を示すフローチャートである。Ｗｅｂ端末３１から設備サーバ３０経由で自己点検実施指令があると、自己点検手段１０２はステップＳ１で自己点検試験を開始する。ステップＳ２で樋門の水位を確認し自己点検のための樋門開閉操作可否を判断する。また、水位が異常に高く樋門を操作することが危険な場合は自己点検をキャンセルする。通常、樋門は１００％ＯＰＥＮの状態にあるが、ステップＳ３で操作盤１２７の自己点検手段１０２は樋門設備１２５に対して所定の開度までの閉動作を指示する。そして、所定の開度まで閉動作した後、再び１００％ＯＰＥＮの状態に戻すために開動作を指示する。自己点検手段１０２は、樋門の閉動作開始から所定の開度到達までの時間、あるいは閉動作開始から再び１００％ＯＰＥＮの状態に戻るまでの時間を測定する。ステップＳ４において、自己点検手段１０２は樋門の閉動作開始から所定の開度到達までの所要時間から樋門設備１２５の故障有無を判断し、設備サーバ３０へ結果を送信する。設備サーバ３０は、データ収集サーバ部３２の機器操作記録データ蓄積部４８と故障があった場合はさらに機器故障記録データ蓄積部４９に試験結果を記録する。またステップＳ５において、落雷通報手段は、設備サーバ３０経由で自己点検実施指令を出したＷｅｂ端末３１及び落雷通報手段１０２に登録された通報先に対して試験結果（正常／異常）を通報する。ステップＳ６で一連の自己点検動作は完了する。

図９は、自己点検手段１０２が試験パターン（樋門の開度）を示したものである。樋門に開度の制御機能がある場合には、予め開度を１０％、３０％、５０％、０％（全閉）にする試験パターンを設定しておき、何れかのパターンを適宜選択する。樋門に開度の制御機能がなく、単に開閉のみを行う場合にはこのようなパターンは必要なく、全て開度０％（全閉）で自己点検を行う。

図１０は、樋門の開度と樋門開動作のために駆動する開閉モータ１２６の正転時間の関係を示すグラフである。図において、例えば、５０％開度で２５秒間、０％開度で５０秒間の開閉モータ１２６の正転時間を標準として、これをグラフ中に実線でしめす。この実線の両側に破線で特性上の誤差の幅をとると、この誤差の範囲内にあれば正常と判断し、誤差の範囲外になれば異常と判断する。例えば、落雷によりモータ回路が焼損した場合、あるいは各種センサー及びセンサー回路に故障が生じた場合は、時間が経過しても樋門は動作せず、あるいは動作が正常に停止せず、故障ありと判断される。

なお、上記の実施の形態１の説明では、現場設備１３の落雷検出手段１００が落雷を検知した場合は、落雷通報手段１０１から通報を受けた管理者からの自己点検実行指示する。この自己点検実行指示を受けて現場盤１８ｂ内の自己点検手段１０２を動作させるものであったが、落雷検出手段１００が落雷を検知した場合は直ちに自己点検手段１０２に自動自己点検指示を出し、その結果を落雷通報手段１０１から所定の通報先に通報する方式としてもよい。このようにすることで、管理者不在による自己点検の遅れを防止することができ、より迅速に落雷有りの情報及び故障有無の情報を迅速に通知することが可能となる。

上記の実施の形態１あるいは実施の形態２のようなシステムを構築することによって、下記（１）〜（６）に示すような効果が得られる。
（１）光ファイバのループと多重無線網との組合せとしたので、災害・事故等でどちらかのネットワークが機能しなくなっても片方のネットワークで通信を行うことができ、信頼性の高いシステムが得られる。また、通信量が増加した場合でも、２つのネットワークに適宜に振り分けて通信を行うことで通信速度の低下を防止することが可能となり、応答性のよいシステムが得られる。
（２）汎用ネットワークとし、これに汎用Ｗｅｂ端末を接続して使用するようにすることで、個々の目的に対応した専用ネットワーク・専用端末が不要となるため、設備構築費用の低減が可能になり、また、各専用端末それぞれに対応した専用ソフトウェアの開発・改修が不要となるため、ソフトウェアの開発・改修が容易になる。
（３）マルチキャスト（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ）機能を持たせたＷｅｂ配信により、映像情報のマルチキャスト送信が可能となるので、複数箇所から同一の映像情報の要求があっても通信機能障害を引き起こすことを防ぐことができる。
（４）映像情報・音情報と設備信号データを、一つのＷｅｂ端末で同時に表示できるので、現場で監視しているのとほぼ同等なビジュアル監視が可能になる。
（５）上記光ファイバのループと無線網との組合せ及びマルチキャスト機能を持たせたＷＥＢ配信によるネットワークの冗長性強化及び通信容量の増加によって、災害発生等の緊急時に通信量が増加しても応答性の低下が生じにくいシステムを得ることができる。
（６）落雷によって被監視設備に障害が発生しても、迅速かつ木目細かな対応が可能となり、運用信頼性の高いシステムを得ることができる。

本発明の防災施設用設備管理システムは、広域光ファイバ網とインターネット技術を核とするネットワークにて接続された広域に点在する防災施設の監視制御に利用することができる。

本発明の実施の形態１による設備管理システムを含む広域防災監視制御システムの構成を示す図である。 本発明の実施の形態１による設備管理システムの動作を説明する機能ブロック図である。 本発明の実施の形態１による設備管理システムの落雷検出手段の構成を示す回路図である。 本発明の実施の形態１による設備管理システムの保護継電器の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１による設備管理システムの保護継電器の自己点検動作を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態１において、設備サーバ１２へのアクセス記録データについて説明するものである。 本発明の実施の形態２の樋門設備制御システムの概念図である。 本発明の実施の形態２の樋門設備の自己点検動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２の自己点検動作の試験パターンの選択方法を示す図である。 本発明の実施の形態２の自己点検動作の異常有無の判定方法を説明するグラフ図である。

符号の説明

１ 防災施設、１ａ 建屋、２ 基地局、３ 中央局、４ ルーティングスイッチ、
５ メインＩＰネットワーク、６ 多重無線網、７ 支線ＩＰネットワーク、
８ スイッチ、９ 光伝送装置、１０ 基地局構内ＬＡＮ、
１１ 第１の支線ＩＰネットワーク、１２ 防災施設構内ＬＡＮ、１３ 現場設備、
１４ 第２の支線ＩＰネットワーク、１５ 設備データ収集装置、
１６ カメラ制御装置（映像・音声デ−タ収集装置）、１７ 現場設備内ＬＡＮ、
１８ 被監視設備、１８ａ 設備本体制御装置、１８ｂ 現場盤、２５ 監視カメラ、
２６ マイク、２７ スピーカ、２８ 照明、３０ 設備サーバ、３１ Ｗｅｂ端末、
３２ データ収集サーバ部、３３ カメラサーバ部、３４ Ｗｅｂサーバ部、
３５ ＷＷＷブラウザ、４０ デジタル入出力部、４１ 計測アナログ入力部、
４２ 計測デジタル入力部、４３ 計測パルス入力部、
４４ ＬＡＮインターフェース部、４５ 子局装置通信部、
４６ 監視・計測データ蓄積部、４７ 機器遠隔操作部、
４８ 機器操作記録データ蓄積部、４９ 機器故障記録データ蓄積部、
５０ 日報・月報データ算出・保存、５１ Ｗｅｂ配信部ソフトウェア連携部、
５２ Ｗｅｂ配信部ソフトウェア連携部、５５ 監視局画面部、
５６ 機器遠隔操作表示、５７ 機器操作記録表示、５８ 機器故障記録表示、
５９ 日報・月報表示、６０ ユーザ認証部、６１ カメラ画像表示部、
６２ カメラ画像操作表示部、６３ カメラ制御表示部、６４ 照明制御表示部、
７０ 映像入力部、７１ エンコード部、７２ 制御部、７３ 音出力部、
７４ エンコード部、７５ 音入力部、７６ デコード部、
７７ ＬＡＮインターフェース部、８０ 画像デコード部、８１ 音デコード部、
８２ 音エンコード部、８３ スピーカ、８４ マイク、８６ 映像受信、
８７ 音受信、８８ 映像蓄積、８９ カメラ制御、９０ 照明制御、
９３ アクセス年月日時分秒、９４ ＩＰアドレス、９５ 利用者ＩＤ、
９６ 要求処理識別、９７ 処理結果、１００ 落雷検出手段、１０１ 落雷通報手段、１０２ 自己点検手段、１０５ 電力線、１０６ 落雷検出線、１０６ａ スイッチ、
１０６ｂ アレスタ、１０７ 落雷検出器、１０８ コイル、１０９ 検出接点、
１１０ 出力端子、１１１ 受電盤、１１２ 受電回路、１１３ 遮断器、
１１４ 変流器、１１５ 保護継電器、１１５ａ 外部インターフェース部、
１１６ 補助変流器、１１７ 出力回路、１１８ Ｄ／Ａ変換回路、１１９ 増幅器、
１２０ 論理演算回路、１２１ Ａ／Ｄ変換回路、１２２ 表示装置、
１２５ 樋門設備、１２６ 開閉モータ、１２７ 操作盤、１２８ 外部接点端子部、
１２９ インターフェース装置、１２９ａ 外部インターフェース部、
１２９ｂ 通信インターフェース部、１２９ｃ 転送部、１２９ｄ 記憶部。

Claims (5)

1. 複数の基地局間を接続する並列に配置されたメインＩＰネットワーク及び多重無線網に前記基地局を介して接続された分岐ＩＰネットワークと、前記分岐ＩＰネットワークに接続された現場設備と、前記現場設備近傍に配置され前記基地局に設けられＷｅｂサーバ機能を有する設備サーバに対し前記分岐ＩＰネットワークを介して情報の授受を行うＷｅｂ端末とを備えた防災施設用設備管理システムにおいて、
   監視対象となる被監視設備、前記被監視設備の状態データを収集して前記設備サーバに出力し又前記設備サーバからの前記被監視設備に向けて操作のための制御データを出力する設備データ収集装置、及び前記被監視設備の状態を映像・音情報として収集し前記設備サーバに出力する映像・音声データ収集装置からなる現場設備と、
   前記被監視設備近傍に配置された落雷検出手段からの落雷検出信号を受けて予め指定された所定のＷｅｂ端末宛てに落雷通報を発信する落雷通報手段と、
   前記現場設備に設けられ前記Ｗｅｂ端末から指定された所定の前記被監視設備の自己点検制御信号を発信するとともに前記被監視設備の自己点検動作を監視し異常有無を判別し前記落雷通報手段を介して前記Ｗｅｂ端末宛てに前記異常有無を発信する自己点検手段と、
   を有することを特徴とする防災施設用設備管理システム。
2. 前記現場設備近傍に配置されたＷｅｂ端末は、ログイン時にパスワードとともに入力される利用者ＩＤにより、閲覧範囲・現場設備操作の範囲に関する許可権限を制限することを特徴とする請求項１に記載の防災施設用設備管理システム。
3. 前記落雷検出手段は、受電用電力線に接続されたアレスタの放電により落雷を検出することを特徴とする請求項１に記載の防災施設用設備管理システム。
4. 前記現場設備は受電設備であり、前記落雷検出手段と前記自己点検手段を現場盤内に配置し、落雷検知時の自己点検対象が保護リレーであることを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の防災施設用設備管理システム。
5. 前記現場設備は樋門設備であり、前記落雷検出手段と前記自己点検手段を現場盤内に配置し、落雷検知時の自己点検対象が樋門操作回路であることを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の防災施設用設備管理システム。

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