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公開番号2024146283
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-15
出願番号2023059083
出願日2023-03-31
発明の名称運転支援装置、運転支援方法およびコンピュータプログラム
出願人株式会社東芝,東芝インフラシステムズ株式会社
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類G05B 23/02 20060101AFI20241004BHJP(制御;調整)
要約
【課題】過去の運転実績を活用した運転の省力化と最適化を実現する運転支援装置を提供することができる。
【解決手段】実施形態による運転支援装置1は、監視対象に対する操作量を含む過去運転データの時系列情報を格納する過去運転データ格納部12と、ユーザの入力による入力情報に基づく又は予め設定された、過去運転データの選択情報を格納する選択情報格納部11と、過去運転データを用いて操作適切度を演算する操作適切度演算部15と、過去運転データを用いて全体類似度を演算する類似度演算部16と、操作適切度と全体類似度とを示す散布図を表示する表示データと、過去運転データの時系列情報と選択情報とに基づき操作量のトレンドグラフを表示する表示データとを生成する表示部18、19と、表示データを用いて生成した支援情報を出力する出力部17と、を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
監視対象に対する操作量と前記監視対象に設置された一又は複数のセンサの検出値とを含む過去運転データの時系列情報を用いて、前記過去運転データの各々について操作適切度と全体類似度とを演算する演算部と、
ユーザの入力による入力情報に基づく又は予め設定された、前記過去運転データの選択情報を格納する選択情報格納部と、
前記過去運転データの前記操作適切度と前記全体類似度とを示す散布図を表示する第１表示データを生成する散布図表示部と、
前記過去運転データの時系列情報と前記選択情報とを用いて前記操作量のトレンドグラフを表示する第２表示データを生成する操作量トレンド表示部と、
前記第１表示データと、前記第２表示データとを用いて生成した支援情報を出力する出力部と、を備えた運転支援装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記選択情報格納部は、前記選択情報と、前記入力情報に基づく前記過去運転データの仮選択情報とを格納し、前記仮選択情報を前記選択情報とする前記入力情報に基づき前記仮選択情報を前記選択情報とし、
前記散布図表示部は、前記過去運転データの時系列情報、前記選択情報および前記仮選択情報を用いて、前記散布図を表示するように前記第１表示データを生成する、請求項１記載の運転支援装置。
【請求項３】
前記操作量トレンド表示部は、前記選択情報に対応する前記過去運転データを含む所定期間の前記過去運転データの前記操作量のトレンドグラフと、現在時刻を含む前記所定期間の前記過去運転データの前記操作量のトレンドグラフとを表示するように前記第２表示データを生成する、請求項１記載の運転支援装置。
【請求項４】
前記選択情報格納部に複数の選択情報が格納され、
前記操作量トレンド表示部は、前記選択情報を含む所定期間の前記過去運転データの前記操作量のトレンドグラフを複数合成したグラフを表示するように前記第２表示データを生成する、請求項１記載の運転支援装置。
【請求項５】
前記散布図表示部は、選択された日時範囲を示す前記入力情報に基づき若しくは予め設定された日時範囲の、前記過去運転データの前記操作適切度と前記全体類似度とを示す前記散布図を表示するように前記第２表示データを生成する、請求項１記載の運転支援装置。
【請求項６】
前記散布図表示部は、前記散布図が表示された表示画面の領域に対するユーザの操作による前記入力情報に基づき、前記散布図の表示範囲を変更するように前記第１表示データを生成する、請求項１に記載の運転支援装置。
【請求項７】
前記散布図表示部は、ユーザが予め設定された操作を行ったことによる前記入力情報に基づいて、ユーザが前記選択情報として選択可能な前記過去運転データを制限するように前記第１表示データを生成する、請求項１記載の運転支援装置。
【請求項８】
前記選択情報格納部は、前記入力情報に基づくセンサ値表示選択情報を更に格納し、
現在時刻から過去の所定期間における前記センサの検出値のトレンドと、前記センサ値表示選択情報に対応する日時から過去の前記所定期間の前記センサの検出値のトレンドとの類似度を表示する第３表示データを生成するセンサ値類似度表示部を更に備え、
前記支援情報は、前記第３表示データを更に用いて生成される、請求項１記載の運転支援装置。
【請求項９】
前記過去運転データの時系列情報と前記センサ値表示選択情報とに基づき前記センサの検出値のトレンドグラフを表示する第４表示データを生成するセンサ値トレンド表示部を更に備え、
前記支援情報は、前記第４表示データを更に用いて生成される、請求項８記載の運転支援装置。
【請求項１０】
前記操作適切度および前記全体類似度に基づいて、前記第１表示データの生成に用いられる前記過去運転データを自動抽出する自動抽出部を更に備えた、請求項１に記載の運転支援装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、運転支援装置、運転支援方法およびコンピュータプログラムに関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
上下水道プラントでは、人工減少に伴う給水収入の減少や運転員数の減少に伴い、データ活用による運転の省力化と最適化へのニーズが高まっている。例えば、プラント運転自動化を目的に、最適運転操作量決定技術の確立が望まれている。機械学習モデルベースでの操作量決定手法では、大量の過去データを用いた学習が必要となるが、非定常時は参考となる過去データが比較的少なく、モデル構築が困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開2021-107962号公報
特開2021-60749号公報
特許第6701421号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
浄水場等のプラント運用において運転員が操作量を決定する際、過去の実績に対する信頼度は高く、現在でも多くのプラントにおいて参考として用いられている。運転員は、例えば以下の２点に着目して過去の運転データを参考とすることが想定される。
（１）どれだけ似ているかどうか（類似度）：過去の各センサ値の示す値が現在のものと似ている度合いを示す指標
（２）どれだけ良い運転であったかどうか（操作適切度）：コスト最適性などの観点から、過去の運転員が実施した操作量が適切であったかを示す指標
しかしながら、従来のプラント運転時のユーザ支援は、異常予兆検知やデータ分析を行うものが主であり、上記（１）（２）の指標を運転員に示すことによる操作量決定の支援は実現されていなかった。
【０００５】
本発明の実施形態は上記事情を鑑みて成されたものであって、運転員による操作量決定を支援する運転支援装置、運転支援方法およびコンピュータプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態による運転支援装置は、監視対象に対する操作量を含む過去運転データの時系列情報を格納する過去運転データ格納部と、ユーザの入力による入力情報を取得する入力情報取得部と、前記入力情報に基づく又は予め設定された、前記過去運転データの選択情報を格納する選択情報格納部と、前記過去運転データを用いて操作適切度を演算する操作適切度演算部と、前記過去運転データを用いて全体類似度を演算する類似度演算部と、前記過去運転データの前記操作適切度と前記全体類似度とを示す散布図を表示する表示データを生成する散布図表示部と、前記過去運転データの時系列情報と前記選択情報とに基づき前記操作量のトレンドグラフを表示する表示データを生成する操作量トレンド表示部と、前記散布図表示部により生成された表示データと、操作量トレンド表示部により生成された表示データとを用いて生成した支援情報を出力する出力部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、第１実施形態の運転支援装置を含むプラント制御システムの一構成例を概略的に示す図である。
図２は、第１実施形態の運転支援装置の一構成例を概略的に示すブロック図である。
図３は、図２に示す過去運転データ格納部に格納される過去運転データの一例を示す図である。
図４は、第１実施形態の運転支援装置による運転支援情報の画面構成例を示す図である。
図５は、第１実施形態の運転支援装置による運転支援情報の画面構成の他の例を示す図である。
図６は、第１実施形態の運転支援装置による運転支援情報の画面構成の他の例を示す図である。
図７は、第２実施形態の運転支援装置の一構成例を概略的に示すブロック図である。
図８は、第２実施形態の運転支援装置におけるセンサ値トレンドおよび類似度表示の一例を示す図である。
図９は、第３実施形態の運転支援装置の一構成例を概略的に示すブロック図である。
図１０は、第４実施形態の運転支援装置の一構成例を概略的に示すブロック図である。
図１１は、第４実施形態の運転支援装置におけるフィルタリング機能の一例について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態の運転支援装置、運転支援方法およびコンピュータプログラムについて、図面を参照して説明する。
図１は、第１実施形態の運転支援装置を含むプラント制御システムの一構成例を概略的に示す図である。
【０００９】
プラント制御システム１００は、運転支援装置１と、監視制御システム３と、１以上の計測装置４とを備え、監視対象である上下水道プラント５に流入する流入水６が処理水７として排出されるまでの処理の操作量を制御する。上下水道プラント５が上水道施設の場合は河川からの流入水６が処理された後に配水場や需要家へ処理水７として供給され、下水道施設の場合は下水管網からの流入水６が処理された後に河川へ処理水７として供給される。
【００１０】
運転支援装置１は、監視制御システム３から送信される過去運転データおよびユーザにより入力される選択情報を元に運転支援情報を生成し、ユーザに提供する。ユーザは、運転支援情報に必要となる選択情報を運転支援装置１に入力し、運転支援情報を取得する。ユーザは、運転支援情報を元に操作量を決定し、監視制御システム３に操作量指令を入力する。本実施形態の運転支援装置１において、操作量とは、例えば上下水道プラント５が上水道施設の場合は、塩素注入率や凝集剤注入率などが該当し、上下水道プラント５が下水道施設の場合は、曝気風量や汚泥返送率などが該当する。操作量情報の入力と運転支援情報の出力とはユーザが操作量を決定するまで繰り返し実行可能である。
（【００１１】以降は省略されています）

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