JP4402613B2 - プラント異常監視システム及びプラント異常監視方法 - Google Patents

Description

本発明は、プラントの異常を監視するシステム及びその監視方法に関する。

プラントが正常に運転しているか否かの監視は、そのプラントの運転状態を示す状態量、即ち温度や圧力等の値に基づいて判断されることがある。即ち、異常状態においては、状態量や状態量の挙動が正常時とは異なることを利用したものである。しかしながら、異常状態が状態量や状態量の挙動に与える影響は、その異常状態の種類により様々である。また、その状態量や状態量の挙動は多くの場合に数値で表される。よって、プラント監視者は数値で表された状態量や状態量の挙動から異常状態と正常状態との判別を行なければならず、異常状態の発見が遅れたり、誤った判別を行なう可能性があった。従って、正常状態と異常状態との判別をより容易に、且つ、正確に判断できる技術の提供が望まれていた。

上記と関連して、特許文献１は、信号の非対称度及び／又は尖り度合いを用いて信号の弁別を行なう信号弁別装置が開示されている。即ち、特許文献１は、弁別対象からの信号を取り込む入力手段と、当該信号の特徴量を抽出する抽出手段と、当該特徴量から当該弁別対象の状態を判断する判断手段とを備える信号弁別装置において、当該信号の特徴量として、当該信号の非対称度を用いることを特徴とする信号弁別装置が開示されている。
特開２００２−３３３４６０号 公報

本発明の目的は、異常状態と正常状態とを正確に判別する方法を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、異常状態と正常状態とを正確、且つ、容易に判別する方法を提供することにある。

以下に、［発明の実施の形態］で使用される番号・符号を用いて、課題を解決する為の手段を説明する。これらの番号・符号は［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］の記載との対応関係を明らかにする為に付加されている。但し、付加された番号・符号は［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

本発明に係るプラント異常監視システム（１０）は、
プラント（９０）の運転状態を示す状態量を検出し、その状態量を時系列的にデータベース（４０）に格納する検出部（２０）と、
データベース（４０）にアクセス可能な特徴量抽出部（３０）と
を備え、
特徴量抽出部（３０）は、複数の時刻Ｔ(i)の各々において、その各々の時刻Ｔ(i)までの所定の期間内に得られた連続するその状態量に基いて特徴量群を生成し、
その特徴量群をその複数の時刻Ｔ(i)の各々について出力する。
その特徴量群が時刻に対してどのように変動しているかを出力することで、プラントの状態を示す状態量の時刻に対する変動が識別しやすくなる。即ち、プラントが異常状態であるか正常に運転されているかを容易に判別することができる。

本発明に係るプラント異常監視システム（１０）において、
その特徴量群は、尖度、又は歪度を含む。
尖度、又は歪度をその特徴量として用いる事で、プラント（９０）の運転状態を、更に正確に判別できる。

本発明に係るプラント異常監視システム（１０）は、
更に、
表示装置（６０）と、
表示装置制御部（５０）と、
を備え、
表示装置制御部（５０）は、表示装置（６０）が、出力されたその特徴量群のうちの2種又は3種と時刻Ｔとの関係を、その特徴量群の各々を座標軸とした二次元座標又は仮想的三次元座標空間上に、時刻Ｔをパラメータとした軌跡データとして表示するように、表示装置（６０）を制御する。
表示装置（６０）に特徴量時間変化を表示することで、監視者がプラント（９０）の運転状態を視覚的に把握しやすくなり、監視が容易となる。

本発明に係るプラント異常監視システム（１０）は
更に、
健全性評価部（７０）
を備え、
健全性評価部（７０）は、その特徴量抽出部（３０）により出力された特徴量群と時刻Ｔとの関係に基いてその状態量の推移を評価する。
プラント（９０）の運転状態を健全評価部（７０）により評価させることで、異常を自動的に検知することができる。よって、監視者は常時監視を行なう必要が無く、監視が容易となる。

本発明に係るプラント異常監視システム（１０）において、
その特徴量群は尖度及び歪度を含み、
健全性評価部（７０）は、時刻Ｔ(i-j)から時刻Ｔ(i)の間に生成されたその尖度の全てが負の値であり、且つ、その歪度の全てが予め定められた閾値の範囲内の値である場合に、その状態量が増加又は減少していると判断する。
これにより、状態量が増加傾向又は減少傾向となるような異常状態を自動的に検出できる。

本発明に係るプラント異常監視システム（１０）において、
その特徴量群は尖度及び歪度を含み、
健全性評価部（７０）は、
その尖度及び歪度が共に予め定められた閾値の範囲外である値を示した後に、歪度が減少し続け、尖度は減少し続けた後に増加し続ける挙動を示した場合、
又は、
その尖度及び歪度が共に予め定められた閾値の範囲外である値を示した後に、歪度が増加し続け、尖度は減少し続けた後に増加し続ける挙動を示した場合、
において、その状態量が突然変化したと判断する。
これにより、状態量がある時刻において突然増加、又は減少するような異常状態を自動的に検出できる。

本発明に係るプラント異常監視システム（１０）は、
更に、
抽出条件決定部（８０）
を備え、
抽出条件決定部（８０）は、データベース（４０）に格納されたその状態量と時刻Ｔとの関係に基づいて、特徴量抽出部（３０）がその特徴量を生成する為の条件を決定する。
抽出条件決定部（８０）により、特徴量を生成するための条件を決定することで、異常状態を更に正確に判別することができる。

本発明に係るプラント異常監視システム（１０）は、
更に、
送信部（１００）
を備え、
検出部（２０）によって検出されたその状態量は、送信部（１００）を介して、遠隔地に設けられた特徴量抽出部（３０）及びデータベース（４０）へ送信される。
これにより、プラント（９０）の遠隔地において異常状態の判別を行なうことができる。また、複数のプラント（９０）の監視を一つの場所において行なうことができる。

本発明に係るプラント異常監視方法は、
プラント（９０）の運転状態を示す状態量を検出し、その状態量を時系列的にデータベースに格納する検出部（２０）を与えるステップと、
データベース（４０）にアクセス可能な特徴量抽出部（３０）を与えるステップと、
特徴量抽出部（３０）が、複数の時刻Ｔ(i)の各々において、その各々の時刻Ｔ(i)までの所定の期間内に得られた連続するその状態量に基いて特徴量群を生成するステップと、
特徴量抽出部（３０）が、その特徴量群をその複数の時刻Ｔ(i)の各々について出力するステップと、
を備える。

本発明に係るプラント異常監視方法において、
その特徴量群は、尖度、又は歪度を含む。

本発明に係るプラント異常監視方法は、
表示装置（６０）を与えるステップと、
表示装置制御部（５０）を与えるステップと、
表示装置制御部（５０）が、出力されたその特徴量群のうちの２種の関係を、２種類のその特徴量のうちの一方を第１座標軸とし、他方を第２座標軸とした二次元座標上に、時刻Ｔをパラメータとした軌跡データとして表示するように表示装置（６０）を制御するステップと、
備える。

本発明に係るプラント異常監視方法は、
表示装置（６０）を与えるステップと、
表示装置制御部（５０）を与えるステップと、
表示装置制御部（５０）が、出力されたその特徴量群のうちの3種の間の関係を、第１座標軸、第２座標軸、及び第３座標軸の各々が3種類のその特徴量の各々である仮想的３次元座標上に、時刻Ｔをパラメータとした軌跡データとして表示するように、表示装置（６０）を制御するステップと、
備える。

本発明に係るプラント異常監視方法は、
更に、
健全性評価部（７０）を与えるステップと、
健全性評価部（７０）が、特徴量抽出部（３０）により出力された特徴量群と時刻Ｔとの関係に基づいてプラント（９０）が正常に運転されているか否かを判断する健全性評価ステップと、
を備える。

本発明に係るプラント異常監視方法において、
その特徴量群は尖度及び歪度であり、
その健全性評価ステップは、健全性評価部（７０）が、時刻Ｔ(i-j)から時刻Ｔ(i)の間の複数の時刻において、その尖度の全てが負の値であり、且つ、その歪度の全てが予め定められた閾値内の値である場合に、その状態量が増加又は減少していると判断するステップを含む。

本発明に係るプラント異常監視方法において、
その特徴量群は尖度及び歪度であり、
その健全性評価ステップは、
健全性評価部（７０）が、
その尖度及び歪度が共に予め定められた閾値の範囲外である値を示した後に、時間の経過と共にその歪度が減少し続け、その尖度が一定期間の間に減少し続けた後に増加し続ける挙動を示した場合、
又は、
その尖度及び歪度が共に予め定められた閾値の範囲外である値を示した後に、時間の経過と共にその歪度が増加し続け、その尖度が一定期間の間に減少し続けた後に増加し続ける挙動を示した場合、
において、その状態量が突然変化したと判断するステップ
を含む。

本発明に係るプラント異常監視方法は、
更に、
抽出条件決定部（８０）を与えるステップと、
抽出条件決定部（８０）が、その状態量と時刻Ｔとの関係に基づいて、特徴量抽出部（３０）がその特徴量を生成する為の条件を決定するステップと、
を備える。

本発明に係るプラント異常監視方法は、
更に、
送信部（１００）を与えるステップと、
検出部（２０）によって検出されたその状態量が、送信部（１００）を介して、遠隔地に設けられた特徴量抽出部（３０）及びデータベース（４０）へ送信されるステップと、
を備える。

本発明によれば、異常状態と正常状態とを正確に判別する方法が提供される。

本発明によれば、更に、異常状態と正常状態とを正確に、且つ、容易に判別する方法が提供される。

（第1の実施形態）
本発明の第1の実施形態について、以下に図面を参照して説明する。

（構成）
図１は本実施の形態に係るプラント異常監視システム１０の概略構成図である。プラント異常監視システム１０は、検出部２０、特徴量抽出部３０、データベース４０、表示装置制御部５０、表示装置６０、健全性評価部７０、送信部１００、及び抽出条件決定部８０を備えている。検出部２０と送信部１００とは、プラント９０の近くに設けられており、その他の構成部分とは遠隔の場所に設けれている。特徴量抽出部３０、健全性評価部７０、及び抽出条件決定部８０はコンピュータによって実行可能なプログラムであり、メモリ等の記憶装置（図示せず）に格納されている。以下に本実施の形態の構成について詳述する。尚、本明細書においては、必要に応じて、時刻Ｔ（a）における状態量や特徴量を状態量(a)や特徴量(a)のように（ ）を用いて区別する場合がある。

検出部２０は、プラント９０の状態を示す状態量を検出する機能を実現する。検出部２０が検出する状態量は１種類である。プラント９０は、例えばガスタービン発電プラントであり、その状態量は、プラント９０の状態を表すものであれば特に制限はない。その状態量としては、例えば、温度である。検出部２０は検出した状態量を送信部１００を介して特徴量抽出部３０又はデータベース４０へ送信する機能を実現する。

図２は、データベース４０の概念図を示している。データベース４０は記憶装置に格納されている。データベース４０は、時刻Ｔにおいて検出部２０により検出され、送信部１００を介して送信された状態量を、時刻Ｔと対応付けて格納している。

特徴量抽出部３０は、時刻Ｔ(i)において、データベース４０を参照して、時刻Ｔ（i）までの所定の期間内に得られた連続する状態量の頻度分布から、尖度(i)と歪度(i)とを生成する機能を実現する。尚、時刻Ｔ(i)は複数の時刻である。つまり、複数の時刻Ｔ(i)の各々の時刻において、尖度(i)及び歪度(i)が生成される。よって、尖度(i)及び歪度(i)も複数である。ここで、尖度(i)及び歪度(i)の生成は、抽出条件決定部８０から送信された条件に従って実行される。特徴量抽出部３０は、生成した尖度(i)と歪度(i)との関係を複数の時刻Ｔ(i)の各々について出力する機能を実現する。

抽出条件決定部８０は、データベース４０に格納されたその状態量と時刻Ｔとの関係に基づいて、特徴量を抽出するための条件を生成する機能を実現する。即ち、抽出条件決定部８０は、その所定の期間の長さの決定、及び、状態量の時刻変化に対するフィルタ処理、を行なう。抽出条件決定部８０は、更に、生成した条件を特徴量抽出部３０に送信する機能を実現する。

健全性評価部７０は、特徴量抽出部３０により出力された尖度、歪度、及び時刻Ｔとの関係に基づいて、プラント９０が正常状態であるか異常状態であるかの判断を行なう機能を実現する。即ち、健全性評価部７０は、尖度、歪度、及び時刻Ｔとの関係に基づいて、状態量が一定であるか、それとも増加傾向又は減少傾向にあるかとの評価を行なう機能を実現する。健全性評価部７０は、更に、判断を行った結果を表示装置制御部５０に出力する機能を実現する。

表示装置制御部５０は、特徴量抽出部３０によって出力された尖度、歪度、及び時刻Ｔとの関係を、時刻Ｔをパラメータとし、尖度を縦軸に、歪度を横軸としたときの軌跡データとして表示装置６０に表示させるように、表示装置６０を制御する機能を実現する。

（動作）
続いて、本実施の形態に係るプラント異常監視システム１０の動作について説明する。図3はプラント異常監視システム１０の動作を示すフローチャートである。プラント異常監視システム１０の動作は、状態量検出ステップ（Ｓ１０）、状態量格納ステップ（Ｓ２０）、抽出条件決定ステップ（Ｓ３０）、特徴量抽出ステップ（Ｓ４０）、健全性評価ステップ（Ｓ５０）、及び表示ステップ（Ｓ６０）を有している。各ステップについて、以下に詳述する。

状態量検出ステップ（Ｓ１０）
まず検出部２０がプラント９０の運転状態を示す状態量を検出する。

状態量格納ステップ（Ｓ２０）
続いて、ステップ（Ｓ１０）にて検出された状態量が、送信部（１００）を介してデータベース４０へ送信される。送信された状態量は、時刻Ｔと対応付けられてデータベース４０に格納される。

抽出条件決定ステップ（Ｓ３０）
続いて、抽出条件決定部８０がデータベース４０に格納された時刻Ｔと状態量との関係に基いて、特徴量を抽出する為の条件を生成する。例えば、抽出条件決定部８０は特徴量を抽出するにあたって基くべき状態量が検出された期間を決定する。また、必要に応じて、抽出条件決定部８０は状態量と時刻Ｔとの関係にフィルタ処理を行うことを決定する。抽出条件決定部８０は、決定した条件を特徴量抽出部へ送信する。

特徴量抽出ステップ（Ｓ４０）
次に、特徴量抽出部３０が、時刻Ｔ(i)において、データベース４０に格納された時刻Ｔ(i)までの所定の期間内に得られた連続する状態量に基いて、その状態量の頻度分布の尖度(i)及び歪度(i)を生成する。即ち、生成された尖度(i)及び歪度(i)は時刻Ｔ(i)における尖度及び歪度である。ここで、時刻Ｔ(i)までの所定の期間の長さはは、抽出条件決定部８０によって決定された期間が適用される。また、抽出条件決定部８０によりフィルタ処理を行うことが決定された場合には、検出された状態量と時刻Ｔとの関係にフィルタ処理が行われ、そのフィルタ処理が行われた後の状態量と時刻Ｔとの関係に基づいて、尖度及び歪度が生成される。特徴量抽出部３０は、生成した尖度(i)と歪度(i)との関係を、複数の時刻Ｔ(i)の各々について健全性評価部７０及び表示装置制御部５０に出力する。

健全性評価ステップ（Ｓ５０）
次に、健全性評価部７０が、特徴量抽出部３０によって出力された尖度、歪度、及び時刻Ｔとの関係に基いて、プラント９０の運転状態が正常状態であるかそれとも異常状態であるかを判断する。図4は本実施の形態に係る健全性評価ステップ（Ｓ５０）の動作の流れを示すフローチャートである。健全性評価ステップ（Ｓ５０）は、尖度評価ステップ（Ｓ５１）と、歪度評価ステップ（Ｓ５２）と、通常出力ステップ（Ｓ５３）と、異常出力ステップ（Ｓ５４）とを有している。

まず、尖度評価ステップ（Ｓ５１）において、時刻Ｔ(i-j)から時刻Ｔ(i)までの間の複数の時刻における複数の尖度が全て負の値であるかどうかを判定する。その複数の尖度が全て負の値であった場合には、歪度評価ステップ（Ｓ５２）へ進む。それ以外であった場合、即ち、少なくとも一つの尖度がゼロ以上の値であった場合には通常出力ステップ（Ｓ５３）へ進み、その旨を示す結果が出力される。

ステップ（Ｓ５１）において、尖度の全てが負であった場合には、歪度の判定が行われる（歪度評価ステップ（Ｓ５２））。即ち、健全性評価部７０は、時刻Ｔ(i-j)から時刻Ｔ(i)までの間の複数の時刻における複数の歪度の全てが、予め設定された閾値の範囲内の数値であるかどうかを判定する。なお、その閾値は記憶装置（図示せず）中に格納されている。その複数の歪度の全てがその閾値に収まる値であった場合には、異常出力ステップ（Ｓ５４）へ進み、検出部２０によって検出された状態量が、時間経過とともに増加傾向又は減少傾向にあるという内容を出力する。一方、そうでない場合、即ち、少なくとも一つの歪度が閾値を超える値であった場合には、その内容が出力される（通常出力ステップ（Ｓ５３））。

即ち、健全性評価ステップ（Ｓ５０）は、状態量の時間変化において、有意な変化が認められない場合には、尖度及び歪度が共にゼロ付近の値を示し続けることを利用したものである。

表示ステップ（Ｓ６０）
更に、表示装置制御部５０が、特徴量抽出部３０から出力された尖度、歪度、及び時刻Ｔとの対応関係を、尖度が縦軸であり歪度を横軸とした二次元座標上に時刻Ｔをパラメータとした軌跡データとして、表示装置６０に表示されるように、表示装置６０を制御する。これにより、時刻Ｔ(i)におけるプラント異常監視システム１０の一連の処理が完了する。

図５は、データベース４０に格納された状態量と時刻Ｔとの関係をグラフにした図であり、健全性評価ステップ（Ｓ５０）において、通常出力ステップ（Ｓ５３）により出力される場合の例である。図６は、そのときに表示装置６０に表示される軌跡データを示す図である。図６に示される軌跡データは、尖度が正と負の双方の値を含んでいる。よって、検出器２０によって検出された状態量は、時間経過により増加、又は減少する傾向ではないことを示している。

一方、図７は、データベース４０に格納された状態量と時刻Ｔとの関係をグラフにした図であり、健全性評価ステップ（Ｓ５０）において、異常出力ステップ（Ｓ５４）により出力される場合の例である。図８は、このときに表示装置６０に表示される軌跡データを示す図である。図８において、二本の点線の間が歪度の閾値の範囲を示している。図８に示された軌跡データは、時刻Ｔ(i-j)から時刻Ｔ(i)までの間における尖度が全て負の値であり、且つ、歪度が閾値の範囲内の値である。よって、検出器２０によって検出された状態量は、時間経過により増加、又は減少する傾向であることを示している。

本実施の形態によれば、状態量の時間変化を特徴量群である尖度及び歪度の時間変化に変換して出力することで、プラントの状態が変化しているか否かをより正確に、且つ、容易に判断することが出来る。

更に、本実施の形態によれば、尖度、歪度、及び時刻Ｔとの関係を二次元座標上に軌跡データとして表示することで、特徴量の時間変化を視覚的に容易に把握することができる。即ち、プラントの異常監視が容易になる。また、特徴量の時間変化に基いて健全性評価部７０が自動的にプラントの状態量の変化を検知するために、プラントの監視者は常時監視している必要はない。即ち、プラントの監視が更に容易となる。

また、抽出条件決定部８０により、フィルタ処理を行ったり、特徴量を生成するにあたり参照する状態量の検出された期間を決定することにより、異常状態が更に正確に検知できる。

更に、検出部２０が検出した状態量は、送信部１００を介して遠隔地に設けられたデータベースへ送信される為に、プラントの状態をプラントとは離れた場所にて判断できる。更に、これにより、プラント異常監視システム１０は一つのシステムで複数のプラントに対し適用可能である。

尚、本実施の形態においては、特徴量として尖度と歪度の２種類を用いた場合について説明したが、これらに中央値等の他の特徴量を加えて、３種類の特徴量を用いてもよい。表示装置６０が、３種類の特徴量と時刻Ｔとの関係を、３種類の特徴量の各々を座標軸とした仮想的三次元座標上の軌跡データとして表示することにより、より容易に異常状態を検知することができる。また、検出部２０が検出する状態量を１種類としたが、複数の状態量を検出して、個々の状態量について異常監視する形態としてもよい。

（第2の実施形態）
続いて、本発明の第2の実施形態につき、以下に詳述する。

（構成）
本実施の形態に係るプラント異常監視システムは、第1の実施形態に係るプラント異常監視システムにおける健全性評価部７０が実現する機能及び動作を除いて同様である。即ち、健全性評価部７０は、第１の実施の形態における機能に加えて、特徴量抽出部３０より出力された尖度、歪度、及び時刻Ｔとの対応関係に基いて、検出器２０によって検出された状態量が突変したか、そうでないかの判定を行う機能を実現する。以下に本実施の形態に係る健全性評価ステップ（Ｓ５０）について詳述する。

本実施の形態に係る健全性評価ステップ（Ｓ５０）は、閾値評価ステップ（Ｓ５５）、第１挙動評価ステップ（Ｓ５６）、第２挙動評価ステップ（Ｓ５７）、及び出力ステップ（Ｓ５８）を備えている。図９は本実施の形態に係る健全性評価ステップ（Ｓ５０）のフローチャートを示している。また、図１０及び図１１は、本実施の形態における健全性評価ステップ（Ｓ５０）において、その状態量が突然変化していると判断された場合に、表示装置６０に表示される尖度、歪度、及び時刻Ｔとの関係を示している。

まず、健全性評価部７０は、閾値評価ステップ（Ｓ５５）において、特徴量抽出部３０から出力された尖度、歪度、及び時刻Ｔとの対応関係における時刻Ｔ(i-j)から時刻Ｔ(i)までのデータに関して、尖度及び歪度が共に予め設定された閾値よりも大きい値となる時刻Ｔ(i-j)が存在するかを判定する。判定の結果、その閾値よりも大きい値となる時刻Ｔ(i-j)が存在した場合には、第１挙動評価ステップ（Ｓ５６）へと進む。その閾値よりも大きい値となる時刻が存在しない場合には、出力ステップ（Ｓ５８）へと進み、結果を表示装置制御部５０に出力する。

第１挙動評価ステップ（Ｓ５６）においては、健全性評価部７０が、軌跡データが時刻Ｔ(i-j)以降に尖度及び歪度が減少した後に尖度のみが増加し続ける挙動（第１挙動）に当てはまるか否かを判断する。第１挙動にあてはまる場合には、健全性評価部７０が、状態量が突然増加したと判断する。一方、第１挙動に当てはまらない場合は、第2挙動評価ステップ（Ｓ５７）へと進む。

図１０は第１挙動評価ステップ（Ｓ５６）において、健全性評価部７０が、状態量が突然増加したと判断したときの、尖度、歪度の時刻Ｔをパラメータとした軌跡データを示している。図１０において、時刻Ｔ(i-ｊ)におけるプロットは○で表され、時刻Ｔ(i-j)より過去の時刻におけるプロットは◇で表され、時刻Ｔ(i-j)から時刻Ｔ(i)までの間のプロットは◆で表されている。また、点線の範囲内が尖度と歪度の閾値の範囲内を示している。矢印は時刻Ｔ（i-j）から後における軌跡の方向である。図１０に示されるグラフにおいて、時刻Ｔ(i-j)において歪度及び尖度が共に閾値を超える値を示している。また、時刻Ｔ(i-j)以降における軌跡は、矢印で示されるように尖度及び歪度が減少した後に尖度のみが増加し続ける挙動である。よって、健全性評価部７０が状態量が突然増加したと判断する。

第2挙動評価ステップ（Ｓ５７）においては、健全性評価部７０が、時刻Ｔ(i-j)以降において、尖度が減少し且つ歪度が増加し続けた後に、尖度のみ増加し続ける挙動（第２挙動）にあてはまるか否かを判断する。その第２挙動にあてはまる場合には、健全性評価部７０は、検出器２０により検出された状態量が突然減少したと判断し、出力する。一方、第２挙動に当てはまらない場合は、状態量が突然変化する挙動はないと判断し、出力する。

図１1は第２挙動評価ステップ（Ｓ５７）において、健全性評価部が状態量が突然減少したと判断するときの、尖度、歪度の時刻Ｔをパラメータとした軌跡データを示している。図１１において、時刻Ｔ(i-j)におけるプロットは○で表され、時刻Ｔ(i-j)より前の時刻におけるプロットは◇で表され、時刻Ｔ(i-j)から時刻Ｔ(i)までの間のプロットは◆で表されている。）また、点線の範囲内が尖度と歪度の閾値の範囲内を示している。矢印は時刻Ｔ（i-j）から後における軌跡の方向である。図１１に示されるグラフにおいて、時刻Ｔ(i-j)において歪度及び尖度が共に閾値を超える値を示している。尖度が減少し且つ歪度が増加し続けた後に、尖度のみ増加し続ける挙動である。よって、健全性評価部７０が状態量が突然減少したと判断する。

続いて、健全性評価部７０は、ステップ（Ｓ５５）、ステップ（S５６）又はステップ（S５７）にて判定した結果を表示装置制御部５０に出力する（出力ステップ（S５８））。これにより、本実施の形態における健全性評価ステップ（S５０）の処理が終了する。

（作用・効果）
図１2は、状態量がある時刻において突然増加したときの状態量と時刻Ｔとの関係をグラフで表した図である。このような場合には、健全性評価部７０が状態量の挙動の変化を自動的に検知して出力すると共に、表示装置６０が図１０に示すような軌跡データを表示する。よって、本実施の形態に依れば、第１の実施形態による作用、効果に加えて、プラントの状態量が突然変化するような異常状態を自動的に検知することができ、監視が更に容易となる。

プラント異常監視システム１０の概略構成図を示す。 データベース４０の内容を概念的に示す図である。 プラント異常監視システム１０の全体の動作を示すフローチャートである。 第１の実施形態における健全性評価ステップの動作を示すフローチャートである。 データベース４０に格納された状態量と時刻Ｔとの関係の例をグラフにした図である。 状態量が有意な変化を示していない場合における尖度と歪度の時刻Ｔをパラメータとした軌跡データの例を示す図である。 データベース４０に格納された状態量と時刻Ｔとの関係の例をグラフにした図である。 状態量が増加傾向又は減少傾向にある場合における、尖度と歪度の時刻Ｔをパラメータとした軌跡データの例を示す図である。 第２の実施形態における健全性評価ステップの動作を示すフローチャートである。 状態量が突然変化した場合における尖度と歪度の時刻Ｔをパラメータとした軌跡データの例を示す図である。 状態量が突然変化した場合における尖度と歪度の時刻Ｔをパラメータとした軌跡データの例を示す図である。 状態量がある時刻において突然増加したときの状態量と時刻Ｔとの関係の例をグラフで表した図である。

符号の説明

１０ プラント異常監視システム
２０ 検出部
３０ 特徴量抽出部
４０ データベース
５０ 表示装置制御部
６０ 表示装置
７０ 健全性評価部
８０ 抽出条件決定部
９０ プラント
１００ 送信部

Claims (14)

1. プラントの運転状態を示す状態量を検出し、前記状態量を時系列的にデータベースに格納する検出部と、
   前記データベースにアクセス可能な特徴量抽出部と
   健全性評価部と、
   を具備し、
   前記特徴量抽出部は、複数の時刻Ｔ（ｉ）の各々において、前記各々の時刻Ｔ（ｉ）までの所定の期間内に得られた前記状態量に基いて、尖度及び歪度を含む特徴量群を生成し、前記特徴量群を前記複数の時刻Ｔ（ｉ）の各々について出力し、
   前記健全性評価部は、時刻Ｔ（ｉ−ｊ）から時刻Ｔ（ｉ）の間に生成された前記尖度の全てが負の値であり、且つ、時刻Ｔ（ｉ−ｊ）から時刻Ｔ（ｉ）の間に生成された前記歪度の全てが、前記状態量に有意な変化が認められない範囲を示す閾値の範囲内である場合に、前記状態量が増加傾向又は減少傾向であると判断する
   プラント異常監視システム。
2. プラントの運転状態を示す状態量を検出し、前記状態量を時系列的にデータベースに格納する検出部と、
   前記データベースにアクセス可能な特徴量抽出部と
   健全性評価部と、
   を具備し、
   前記特徴量抽出部は、複数の時刻Ｔ（ｉ）の各々において、前記各々の時刻Ｔ（ｉ）までの所定の期間内に得られた前記状態量に基いて、尖度及び歪度を含む特徴量群を生成し、前記特徴量群を前記複数の時刻Ｔ（ｉ）の各々について出力し、
   前記健全性評価部は、前記尖度及び歪度が、それぞれ前記状態量に有意な変化が認められない範囲を示す閾値の範囲外である値を示した後に、前記歪度が減少し続け、前記尖度が減少し続けた後に増加し続ける挙動を示した場合に、前記状態量が突然増加したと判断する
   プラント異常監視システム。
3. プラントの運転状態を示す状態量を検出し、前記状態量を時系列的にデータベースに格納する検出部と、
   前記データベースにアクセス可能な特徴量抽出部と
   健全性評価部と、
   を具備し、
   前記特徴量抽出部は、複数の時刻Ｔ（ｉ）の各々において、前記各々の時刻Ｔ（ｉ）までの所定の期間内に得られた前記状態量に基いて、尖度及び歪度を含む特徴量群を生成し、前記特徴量群を前記複数の時刻Ｔ（ｉ）の各々について出力し、
   前記健全性評価部は、前記尖度及び歪度が、それぞれ、前記状態量に有意な変化が認められない範囲を示す閾値の範囲外である値を示した後に、前記歪度が増加し続け、前記尖度が減少し続けた後に増加し続ける挙動を示した場合に、前記状態量が突然減少したと判断する
   プラント異常監視システム。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載されたプラント異常監視システムであって、
   更に、
   表示装置と、
   表示装置制御部と、
   を具備し、
   前記特徴量群は２種類の特徴量であり、
   前記表示装置制御部は、前記表示装置が、出力された２種類の前記特徴量の間の関係を、２種類の前記特徴量のうちの一方を第１座標軸とし、他方を第２座標軸とした二次元座標上に、時刻Ｔをパラメータとした軌跡データとして表示するように、前記表示装置を制御する
   プラント異常監視システム。
5. 請求項１乃至３のいずれかに記載されたプラント異常監視システムであって、
   更に、
   表示装置と、
   表示装置制御部と、
   を具備し、
   前記特徴量群は３種類の特徴量であり、
   前記表示装置制御部は、前記表示装置が、出力された３種類の前記特徴量の間の関係を、第１座標軸、第２座標軸、及び第３座標軸の各々が３種類の前記特徴量の各々である仮想的３次元座標上に、時刻Ｔをパラメータとした軌跡データとして表示するように、前記表示装置を制御する
   プラント異常監視システム。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載されたプラント異常監視システムであって、
   更に、
   抽出条件決定部
   を具備し、
   前記抽出条件決定部は、前記データベースに格納された前記状態量と時刻Ｔとの関係に基づいて、前記特徴量抽出部が前記特徴量を生成する為の条件を決定する
   プラント異常監視システム。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載されたプラント異常監視システムであって、
   更に、
   送信部
   を具備し、
   前記検出部によって検出された前記状態量は、前記送信部を介して、遠隔地に設けられた前記特徴量抽出部及び前記データベースへ送信される
   プラント異常監視システム。
8. プラントの運転状態を示す状態量を検出し、前記状態量を時系列的にデータベースに格納するステップと、
   複数の時刻Ｔ（ｉ）の各々において、前記各々の時刻Ｔ（ｉ）までの所定の期間内に得られた前記状態量に基いて、尖度及び歪度を含む特徴量群を生成するステップと、
   前記特徴量群を前記複数の時刻Ｔ（ｉ）の各々について出力するステップと、
   時刻Ｔ（ｉ−ｊ）から時刻Ｔ（ｉ）の間に生成された前記尖度の全てが負の値であり、且つ、時刻Ｔ（ｉ−ｊ）から時刻Ｔ（ｉ）の間に生成された前記歪度の全てが、前記状態量に有意な変化が認められない範囲を示す閾値の範囲内である場合に、前記状態量が増加傾向又は減少傾向であると判断するステップと、
   を具備する
   プラント異常監視方法。
9. プラントの運転状態を示す状態量を検出し、前記状態量を時系列的にデータベースに格納するステップと、
   複数の時刻Ｔ（ｉ）の各々において、前記各々の時刻Ｔ（ｉ）までの所定の期間内に得られた前記状態量に基いて、尖度及び歪度を含む特徴量群を生成するステップと、
   前記特徴量群を前記複数の時刻Ｔ（ｉ）の各々について出力するステップと、
   前記尖度及び歪度が、それぞれ、前記状態量に有意な変化が認められない範囲を示す閾値の範囲外である値を示した後に、前記歪度が減少し続け、前記尖度が減少し続けた後に増加し続ける挙動を示した場合に、前記状態量が突然増加したと判断するステップと、
   を具備する
   プラント異常監視方法。
10. プラントの運転状態を示す状態量を検出し、前記状態量を時系列的にデータベースに格納するステップと、
    複数の時刻Ｔ（ｉ）の各々において、前記各々の時刻Ｔ（ｉ）までの所定の期間内に得られた前記状態量に基いて、尖度及び歪度を含む特徴量群を生成するステップと、
    前記特徴量群を前記複数の時刻Ｔ（ｉ）の各々について出力するステップと、
    前記尖度及び歪度が、それぞれ、前記状態量に有意な変化が認められない範囲を示す閾値の範囲外である値を示した後に、前記歪度が増加し続け、前記尖度が減少し続けた後に増加し続ける挙動を示した場合に、前記状態量が突然減少したと判断するステップと、
    を具備する
    プラント異常監視方法。
11. 請求項８乃至１０のいずれかに記載されたプラント異常監視方法であって、
    更に、
    出力された前記特徴量群のうちの２種の関係を、２種類の前記特徴量のうちの一方を第１座標軸とし、他方を第２座標軸とした二次元座標上に、時刻Ｔをパラメータとした軌跡データとして表示するステップ、
    を具備する
    プラント異常監視方法。
12. 請求項８乃至１０のいずれかに記載されたプラント異常監視方法であって、
    更に、
    出力された前記特徴量群のうちの３種の間の関係を、第１座標軸、第２座標軸、及び第３座標軸の各々が３種類の前記特徴量の各々である仮想的３次元座標上に、時刻Ｔをパラメータとした軌跡データとして表示するステップ、
    を具備する
    プラント異常監視方法。
13. 請求項８乃至１２のいずれかに記載されたプラント異常監視方法であって、
    更に、
    前記状態量と時刻Ｔとの関係に基づいて、前記特徴量を生成する為の条件を決定するステップ、
    を具備する
    プラント異常監視方法。
14. 請求項８乃至１３のいずれかに記載されたプラント異常監視方法であって、
    更に、
    検出された前記状態量を、前記プラントとは離れた遠隔地に送信するステップ、
    を具備し、
    前記特徴量群を生成するステップは、前記遠隔地において前記特徴量群を生成するステップを含んでいる
    プラント異常監視方法。

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