JP4812639B2 - 浄水場運用状態表示システム - Google Patents

Description

本発明は、浄水場運用状態表示システムに係り、特に、問い合わせに対して浄水場の運用状態を迅速に回答し表示することのできる浄水場運用状態表示システムに関する。

水道事業体等が管理・運営する浄水場および末端需要家への配水システムでは、維持管理のための日常点検、定期点検、改修工事、設備更新工事などが計画され実行されている。 また、水道施設における安定した水道水の供給、市民への情報提供サービスは日々の水道事業体の事業の一環として重要である。

各水道事業体が管理・運営する浄水場および末端需要家への配水システムは、運転管理のためにコンピュータを用いた監視制御システムを備え、自動制御によって監視・操作されている。また、この監視制御システムには、浄水場内のプロセスデータを蓄積するファイルサーバを導入している例が多い。

浄水場における運転管理は、前記監視制御システムを用いて実施されているが、一般市民に対しては、配水システムが健全、かつ安定して運転されていること、および事故が発生したこと、すなわち水道水の供給品質あるいは品質管理情報を「水の出かた」、「水のにおい」、「水の色」等の分かりやすい言葉を用いて公表し説明することが今後一層求められる。

ところで、近年では、市町村合併および水道事業への補助金削減等の流れから、複数の水道事業体の統合・広域化の議論が行われている。水道事業の広域化に伴い、維持管理のための人員削減や外部への委託がなされると予想されるが、水需要家に対する説明責任を果たすためには、十分なレベルの管理水準を維持しつつ、維持管理業務の効率化を図る必要がある。

特許文献１には、上水道の維持管理会社の業務を効率化しつつ、情報公開や説明責任の遂行を果し、水需要家に適切な水道水に関する情報を提供するために、ＨＡＣＣＰ（Hazard Analysis and Critical Control Point of evaluation：危害分析及び重要管理点手法）の概念に基づき管理を行なう上水道施設における情報利用システムが示されている。 このシステムでは、重要管理点（原水）水質モニタリング結果のうち、設定値を逸脱した原水水質モニタリング結果、水道水精製の処理工程におけるプロセスデータ、および水需要家、浄水施設、給配水施設の地理情報を組み合わせて、危害項目と危害項目の時間的変動、およびそれらの地理的分布を地図上に表示することが示されている。

特許文献２には、現在、稼働中の監視制御装置およびプロセスコントローラ装置にデータ抽出機能などを追加することなく、これら監視制御装置およびプロセスコントローラ装置の監視データ、制御データなどを抽出し、各種サービスを行なうデータ収集装置およびサービス情報提供システムが示されている。このシステムでは、監視制御システムの各種データを抽出し、イベントデータや周期データ（これらのデータを「正規化監視制御データ」という）に加工し、時刻データを付与して、結果として異常発生信号を生成あるいはデータ分析結果を生成して各ユーザの端末に配信している。
特開２００６−３９７９号公報 特開２００６−６５７４６号公報

特許文献１に示すシステムでは、前述のように重要管理点（原水）における水質モニタリング結果のうち、設定値を逸脱した原水水質モニタリング結果、水道水精製の処理工程におけるプロセスデータ、および水需要家、浄水施設、給配水施設の地理情報を組み合わせて、危害項目と危害項目の時間的変動、およびそれらの地理的分布を地図上に表示している。

しかし、地理情報格納手段を具備したシステム、あるいは管網計算などの前提とするシステムの普及の程度は未だ低水準にある。このため地理情報システムや管網計算システムの導入を前提として、配水システムの健全性、安定性を確保することは、設備の導入コストの増加あるいは解析結果を判断する際に要求される専門技術を考慮すると必ずしも満足できるものではない。

また、特許文献１に示すシステムでは、前述のように、監視制御システムの各種データを抽出し、イベントデータや周期データ（これらのデータを「正規化監視制御データ」という）に加工し、時刻データを付与して、結果として異常発生信号を生成あるいはデータ分析結果を生成して各ユーザの端末に配信している。

この方式では、既存の監視制御装置、各プロセスコントローラ装置にデータ抽出機能などを追加することなく、各種サービスを行なうデータ収集装置およびサービス情報提供システムを構成することが可能である。しかし、プラント側の既存の監視制御装置、各プロセスコントローラ装置に現有するデータベースの外にデータ収集装置およびサービス情報提供システムの保有するデータベースが二重に必要になり、データベースの二重定義に伴うプラント側の既存の監視制御装置、各プロセスコントローラ装置の改造に伴うデータ収集装置およびサービス情報提供システムの改造が必須となり、保守管理が困難となる。

また、各種サービスと称する設備運転方法、設備導入計画、更新計画、人員計画の提示の具体的な手段が説明されておらず、異常発生情報、数点程度の現場状況をユーザ側のＰＤＡ、パソコンなどに配信することは可能であっても、この具体的な配信結果とその情報が何を意味するか、どう対処するのがよいかといったガイダンスに直結しないため利便性の向上には結びつかない。

特許文献２で指摘する水質管理サービス、エネルギー管理サービス、設備保守サービスへの適用についても、具体的な手段が説明されておらず、ガイダンスに直結しないため、このままでは実地応用が困難である。

本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたもので、簡易な問い合わせ操作で、浄水場の運用を管理するデータベースに登録された監視結果あるいは点検情報を検索して、迅速に回答を表示することのできる浄水場運用状態表示システムを提供するものである。

本発明は上記課題を解決するため、次のような手段を採用した。

浄水場を構成する機器を監視制御するとともに前記機器の点検結果を入力できる入力手段を備えた監視制御装置と、前記浄水場の場外に配置した配水設備の水質を監視する測定局と、前記浄水場を構成する機器の動作状態を表す状態信号および故障の状態を表す故障信号、並びに前記測定局の監視結果を受信して蓄積するファイルサーバと、前記監視制御装置と通信回線を介して接続した情報端末装置を備え、前記情報端末装置は、ファイルサーバに蓄積された入力項目毎の入力値を取り込み、取り込んだ入力アナログ値が異常値である場合に該異常値を示した機器を検索用データとするデータベース、および表示装置を備え、該表示装置に対話形式の入力画面を表示して係員による問い合わせ操作を待機し、問い合わせ操作があったときその操作入力にしたがって前記データベースを検索し、問い合わせ内容に該当する異常値データが存在するか否かを判別し、異常値データが存在する場合、前記ファイルサーバに蓄積された、前記浄水場を構成する機器の内、前記異常値データに関係する機器の動作状態を表す状態信号あるいは故障の状態を表す故障信号を検索して、前記問い合わせに対する回答を作成して表示する。

本発明は、以上の構成を備えるため、浄水場の運用を管理するデータベースに登録された監視結果あるいは点検情報を検索して、迅速に回答を表示することのできる浄水場運用状態表示システムを提供することができる。

以下、最良の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態にかかる浄水場運用状態表示システムを説明する図である。図１に示すように、浄水場運用状態表示システムは、浄水場を監視制御する監視制御装置１０および監視制御装置１０にネットワーク１０６を介して接続した情報端末装置１１を備える。なお、前記監視制御装置１０は浄水場側に設けられ、情報端末装置１１は、例えば水道局の事務所に設けられる。また、図２は、図１に示すシステムを構成する機器の機能および入力項目を説明する図である。

図１，２において、１０１は情報端末装置１１を構成するノートＰＣなどのパソコン、１０４はパソコン１０１の表示装置である。１０２、１１０はルータ、１０６はルータ１０２，１１０間をを接続するネットワークである。１１２は情報用ハブであり、該ハブ１１２にはプリンタ１１１Ａ，１１１Ｂ、およびファイルサーバ１１３が接続される。

制御用ハブ１１４には、自所制御用シーケンスコントローラ（ＳＱＣ）１１６Ａ，１１６Ｂ、浄水場の外にネットワーク１１８を介して設置された場外測定局１１９Ａ，１１９Ｂ，１９Ｃを統括する遠方制御用シーケンスコントローラ（ＳＱＣ）１１７、浄水場を監視操作する制御卓（ＰＯＣ：Process Operator's Console)１１５Ａ，１１５Ｂ、およびデータ蓄積用ファイルサーバ１１３が接続される。

自所制御用シーケンスコントローラ（ＳＱＣ）１１６Ａ，１１６Ｂ、浄水場の外に設置された場外測定局１１９Ａ，１１９Ｂ，１９Ｃを統括する遠方制御用シーケンスコントローラ（ＳＱＣ）１１７から制御用ハブ１１４を介して入力されるデータは、ファイルサーバ１１３の履歴データ格納部３１７（図３参照）に格納される。また、浄水場を監視操作する制御卓ＰＯＣ１１５Ａ，１１５Ｂから制御用ハブ１１４を介して入力されるデータは、ファイルサーバ１１３のＰＯＣ入力データ格納部３１６（図３参照）に格納される。

ファイルサーバ１１３、プリンタ１１１Ａ，１１１Ｂを接続する情報用ハブ１１２に、ネットワーク１０６を介して事務所設置のパソコン１０１を接続し、水運用主体の浄水場と事務処理主体の事務所とを接続する。

パソコン１０１は検索システムを搭載し、係員は利用者の問い合わせに対して前記パソコン１０１を操作してファイルサーバ１１３に蓄積された情報を検索して、前記問い合わせに対する回答である故障原因を推定する。推定された情報は映像分配器１０３を介して液晶テレビ等の表示装置１０４に表示する。係員は表示装置１０４に表示された情報を参照して前記問い合わせに回答することができる。

ファイルサーバ１１３内には、制御卓１１５からの入力条件２０２，状態信号２０３，故障信号２０４，トレンドデータ２０５を格納する。状態信号２０３は、例えばポンプ設備が運転されているか否かを表す信号であり、故障信号２０４は、例えばポンプ設備の故障の程度を表す信号であり、トレンドデータ２０５は、測定したアナログ信号のトレンドデータである。また、入力条件２０２は、前記故障原因の推定に際して予め除外しておくべき入力データ（あるいは機器）を特定する情報であり、例えば現在点検中の機器を表す情報、あるいは申し送りされた機器を表す情報が含まれる。

パソコン１０１内の検索用データベースは、表示装置１０４に対話形式の入力画面を表示する表示プログラムを備え、前記入力画面を表示して係員による問い合わせ操作を待機している。該プログラムの機能により、係員は前記入力画面に所定の事項（例えば、水の出方が悪い、水が臭う、水に色が付いている、あるいはこのような現象の生じた地域名）を入力するのみで、故障原因を推定し、推定結果を表示装置１０４に表示することができる。

このように、本実施形態によれば、故障原因を推定する機能を事務所設置のパソコン１０１に持たせている。このため、浄水場水運用業務に支障をきたすことなく運用状態を検索して故障原因を推定して表示することができる。また、入力条件として、点検中の機器を表す情報等を設定している。このため、不要なデータ（点検中の機器を表すデータ）が検索対象として設定されることがない。したがって、故障原因の推定するための演算処理を、迅速かつ正確に実行することができる。

図３は、パソコン１０１およびファイルサーバ１１３の詳細を説明する図である。図に示すようにパソコン１０１は、表示装置１０４、操作部３０２、データ収集部３０３、通信処理部３０４、問い合わせデータ格納部３０６、問い合わせ地名データ格納部３０７、問い合わせ情報Ｎｏ格納部３０８を備える。

また、ファイルサーバ１１３は、通信処理部３１１、発報処理部３１２、信号処理部３１３、データ収集部３１４、データ検索処理部３１５、制御卓入力データ格納部２０２、および履歴データ（状態信号２０３、故障信号２０４およびトレンドデータ２０５）格納部３１７を備える。

図４は、本実施形態における問い合わせデータの入力から、問い合わせに対する回答を表示するまでの処理を説明する図である。

まず、ファイルサーバへの入力項目毎に割り当てた情報番号および各入力項目毎に予め設定された基準値などの数値情報をパソコン１０１に入力する。また、パソコン１０１は、ファイルサーバ１１３に蓄積された入力項目毎の入力値（例えば、配水圧力等のアナログ値）を取り込み、取り込んだ入力アナログ値が異常値である場合に、該異常値を検索用データとして取り込んで検索用データベースを作成する（ステップＳ４０１，Ｓ４０２）。

一方、係員は外部からの問い合わせ内容（水の出方が悪い、水が臭う、水に色が付いている、あるいはこのような現象の生じた地域名）にしたがった検索キーを入力する（ステップＳ４０４，Ｓ４０５）。

パソコン１０１では、入力された検索キーを用いて前記検索用データベースを検索し、前記問い合わせ内容に該当するデータ（異常値）が存在するか否かを判別する（ステップＳ４０６）。存在する場合は該当する入力項目の抽出結果リストをファイルサーバ１１３に送信する（ステップＳ４０７）。該当するデータが存在しない場合は表示装置１０４に「異常なし」を表示する（ステップＳ４１４）。

一方、浄水場側勤務の操作員は、点検中の機器の有無を判断し、点検中の機器があるときはその機器からの入力項目に割り当てた情報番号に点検フラグを付与して図２に示す入力条件２０２としてファイルサーバ内に蓄積する（ステップＳ４１５，Ｓ４１６，Ｓ４１７，Ｓ４１８）。

前記ファイルサーバに送信された抽出データは、ファイルサーバ１１３内を検索しファイルサーバ内のデータベースあるいは履歴データから該当する情報番号のデータを抽出し、抽出したデータをパソコン１０１に伝送する（ステップＳ４０７）。

このとき前記ステップＳ４１５ないしＳ４１８で入力された点検中の機器から取得したデータは異常値から除去して「異常なし」の処理とする（ステップＳ４０８，Ｓ４０９）。パソコン１０１は、この抽出結果をもとに表示装置１０４に異常内容等をガイダンス表示する（ステップＳ４１０，Ｓ４１１）。

図７は、ガイダンス表示処理を更に説明する図である。前述のように、パソコン１０１内のデータベース３０９には、対象の計測値毎（ファイルサーバへの入力項目毎に割り当てた情報番号および各入力項目毎）に、それぞれその上限値、下限値、通常値を設定しておく。係員（オペレータ）は、外部からの問い合わせを受け付けると、表示装置１０４に表示されるている入力画面を見ながら、問い合わせ内容および発生場所を入力する（ステップＳ４０４，Ｓ４０５）。パソコン１０１では、入力した問い合わせ内容および発生場所のデータを前記上限値、下限値、通常値と合体させて前記ファイルサーバ１１３に問い合わせる内容（例えば、上限値あるいは下限値を超えたトレンドデータを示す機器名）を確定し、ファイルサーバ１１３に問い合わせる（ステップＳ４０７）。

ファイルサーバ１１３は、点検中である旨が登録された機器を除いたトレンドデータ２０５（アナログ信号データ）内に前記問い合わせ内容に合致する項目があるか比較し（ステップＳＳ４０８，Ｓ４０９）、比較結果をパソコン１０１に戻す。前記パソコン１０１は前記比較結果に基きガイダンスを生成し出力する（ステップＳ４１１）。

図５は、ガイダンス作成処理を説明する図である。パソコン１０１は、ファイルサーバ１１３に蓄積された入力項目毎の入力値（例えば、配水圧力等のアナログ値）を取り込み、取り込んだ入力アナログ値が異常値である場合に、該異常値をガイダンス表示用データとして取り込む（ステップＳ５０１，Ｓ５０２）。

前記ステップＳ４１４において「異常なし」と判断した場合、前記表示装置１０４に予め設定した文書に問い合わせのあった地区名を合成して、例えば「ＯＯ地区においては異常は発生していません。」を表示する（ステップＳ５０６）。一方、「異常あり」と判断した場合、予め設定した文書に問い合わせのあった地区名、および前記ガイダンス表示用データを合成して、例えば「ＯＯ地区において、ＯＯが発生しています。ＯＯ値が基準値を超えています。」を表示する（ステップＳ５０５）。これにより、係員は前記表示装置に表示されたガイダンスを読み上げることにより、前記問い合わせに回答することができる。

図６は、ガイダンス作成時における表示画面の例を説明する図である。図１に示す運用状態表示システムを起動すると、システムは、まず、図６（ａ）に示す問い合わせ開始画面を表示して問い合わせに対する受付を開始する。次に、システムは図６（ｂ）に示す画面を表示して係員の入力を待つ。係員は、外部からの問い合わせ内容にしたがって図６（ｂ）に示す画面から、該当する問い合わせ内容を選択する。

次に、図６（ｃ）に示す画面を表示して係員の入力を待つ。係員は外部からの問い合わせ内容にしたがって図６（ｃ）に示す画面から該当する問い合わせ内容を選択する。

システムは、入力された前記データにしたがってファイルサーバを検索して、異常データを確認し（図６（ｄ））、確認結果を図６（ｅ）に示すように表示する。

このように、本実施形態によれば、外部の需要家からの問い合わせを受けた係員は、パソコンを操作して、外部からの問い合わせ内容（水の出方が悪い、水が臭う、水に色が付いている、あるいはこのような現象の生じた地域名）にしたがった検索キーを入力する。パソコン１０１では、入力された検索キーを用いて検索用データベースを検索し、前記問い合わせ内容に該当するデータ（異常値）が存在するか否かを判別する。異常値が存在する場合は該当する入力項目の抽出結果リストをファイルサーバ１１３に送信して異常の有無を確認する。ここで「異常あり」と判断した場合には、予め設定した文書に問い合わせのあった地区名、および前記ガイダンス表示用データを合成してガイダンスを表示する。これにより、係員は前記表示装置に表示されたガイダンスを読み上げることにより、前記問い合わせに回答することができる。

以上、浄水場と情報端末装置を設置した事務所が離れて配置した例について説明したが、前記情報端末装置を浄水場内に配置することができる。また、ファイルサーバは制御卓および制御卓が備える記憶装置で構成することができる。

本発明の実施形態にかかる浄水場運用状態状態表示システムを説明する図である。 図１に示すシステムを構成する機器の機能および入力項目を説明する図である。 パソコン１０１およびファイルサーバ１１３の詳細を説明する図である。 問い合わせデータの入力から、問い合わせに対する回答を表示するまでの処理を説明する図である。 ガイダンス作成処理を説明する図である。 ガイダンス作成時における表示画面の例を説明する図である。 ガイダンス表示処理を説明する図である

符号の説明

１０ 浄水場監視制御装置
１１ 情報端末装置
１０１ パソコン
１０４ 表示装置
１１２ 情報用ハブ
１１３ ファイルサーバ
１１４ 制御用ハブ
１１５ 制御卓
１１６ 自所制御用シーケンスコントローラ
１１７ 遠方監視用シーケンスコントローラ
１１９ 場外測定局

Claims (3)

1. 浄水場を構成する機器を監視制御するとともに前記機器の点検結果を入力できる入力手段を備えた監視制御装置と、
   前記浄水場の場外に配置した配水設備の水質を監視する測定局と、
   前記浄水場を構成する機器の動作状態を表す状態信号および故障の状態を表す故障信号、並びに前記測定局の監視結果を受信して蓄積するファイルサーバと、
   前記監視制御装置と通信回線を介して接続した情報端末装置を備え、
   前記情報端末装置は、ファイルサーバに蓄積された入力項目毎の入力値を取り込み、取り込んだ入力アナログ値が異常値である場合に該異常値を示した機器を検索用データとするデータベース、および表示装置を備え、該表示装置に対話形式の入力画面を表示して係員による問い合わせ操作を待機し、問い合わせ操作があったときその操作入力にしたがって前記データベースを検索し、問い合わせ内容に該当する異常値データが存在するか否かを判別し、異常値データが存在する場合、前記ファイルサーバに蓄積された、前記浄水場を構成する機器の内、前記異常値データに関係する機器の動作状態を表す状態信号あるいは故障の状態を表す故障信号を検索して、前記問い合わせに対する回答を作成して表示することを特徴とする浄水場運用状態表示システム。
2. 請求項１記載の浄水場運用状態表示システムにおいて、
   前記監視制御装置は浄水場を監視操作する制御卓を備え、該制御卓の操作にしたがって浄水場を構成する機器のうち点検中である機器を表す情報および申し送り事項を前記ファイルサーバに入力することを特徴とする浄水場運用状態表示システム。
3. 請求項２記載の浄水場運用状態表示システムにおいて、点検中の機器を検索対象から除外することを特徴とする浄水場運用状態表示システム。

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