JP5912018B2 - 動的設備管理システム - Google Patents

Description

本発明は、動的設備管理システムに関する。さらに詳述すると、本発明は、対象設備の監視や維持や保全等のための状態把握を行って設備管理に用いる情報を収集・活用するシステムに適用して好適な技術に関する。

変圧器や開閉器などの電力流通設備においては、運転開始後３０年以上経過する高経年化した設備の割合が増加している。また、年間に実施できる工事件数にも限りがあり、同時期に多数の設備等を一斉に更新することは不可能な状況にある。このため、高経年設備を安定的に維持し、経済性を考えて効率的に運用することが課題になっている。このような課題を克服するため、状態監視保全（ＣＢＭ：Ｃondition Ｂased Ｍaintenance の略）や信頼性重視保全（ＲＣＭ：Ｒeliability Ｃentered Ｍaintenance の略）等の手法の導入が進んでいる。これらの手法を実施する際には、運転している電力流通設備の状態把握が必要となる。このため、設備保全に用いる種々の情報（以下、保全情報或いは設備保全データとも呼ぶ）を収集・活用するシステムが重要な役割を担う。本発明では、このようなシステムを設備保全システムと呼ぶ。

設備保全システムにおいては、状態監視保全等が必要になった段階で、設備保全に用いる情報を収集・活用する仕組みが迅速且つ簡便に構築できることが求められる。これは、設備保全システムを構成するセンサや情報通信機器の寿命が１０年程度若しくはそれ以下と短いために監視・保全対象設備に故障が発生しにくい時期に常設してもコスト的に見合わないので、平常時には最小限のセンサで状態を収集するようにして予兆が見られる段階或いはバスタブ曲線におけるランダム破壊段階から劣化破壊段階に移行する付近でセンサを追加するようにすれば費用対効果を高めることが期待できることなどに基づく。

このため、監視・保全対象設備へのセンサの取り付けや取り外しに際し、設備保全データの収集・管理・処理を行うソフトウェアが設備保全システム内で自動的に設定され、状態監視を迅速且つ簡便に開始できることが望ましい。このような自動設定機能を本発明ではプラグアンドプレイ（以下、ＰｎＰとも表記する）と呼ぶ。本発明者らは、このようなＰｎＰを実現するために情報モデルに基づく設備保全システムの検討を行ってきた。情報モデルは、保全情報を処理・交換するオブジェクト（ソフトウェアモジュールの一種）の設計図に相当する。オブジェクトというモジュールを扱えるようにすることで、ＰｎＰにおける組合せの単位を明確にすることができる。

そして、上述の設備保全システムを含む、対象設備の監視や維持や保全等を行う設備管理システムにおいては、複数のオブジェクトを相互に関連づける必要があり、さらに、関連するオブジェクト同士が通信ネットワークを経由して保全情報・設備保全データなどの設備管理に用いる種々の情報（以下、設備管理データとも呼ぶ）の収集と管理と処理とを行う必要がある。本発明では、このような、複数のオブジェクトが相互に関連づけられると共にこれら関連づけられたオブジェクト同士が状況に自律的に対応しながらデータ等の収集・管理・処理を行うシステムのことを動的設備管理システムと呼ぶ。

通信ネットワークへの接続に関する従来の技術としては、Ｕniversal Ｐlug and Ｐlay（以下、ＵＰｎＰと表記する）がある（特許文献１）。

特開２００７−１８８２５５号

しかしながら、ＵＰｎＰでは、通信ネットワークに接続した装置に対するＩＰアドレス取得，装置検出，装置が提供する機能の情報提供はできても、設備管理データの収集や処理に関する手順やオブジェクト間関連の情報をどのように整理し、提供するかというところまではカバーされていないという問題がある。このため、本発明が対象とするような設備管理システムにおいて状態監視保全等が必要になった段階で設備管理に用いる情報を収集・活用する仕組みが迅速且つ簡便に構築できる、言い換えると、監視・維持・保全等を行う管理対象設備への各種計測機器の取り付けや取り外しに際して関連するソフトウェアが設備管理システム内で自動的に設定されて状態監視を迅速且つ簡便に開始することができるとは言い難い。

そこで、本発明は、監視・維持・保全対象設備などのシステムが取り扱う対象設備への各種計測機器の取り付けや取り外しに際し、関連するソフトウェアが設備管理システム内で自動的に設定され、状態監視を迅速且つ簡便に開始することができるプラグアンドプレイ型の動的設備管理システムを提供することを目的とする。

かかる目的を達成するため、請求項１記載の動的設備管理システムは、システムとして取り扱う対象設備の情報を取得する計測機器と、当該計測機器と直接若しくは通信網を介して信号の入出力を行う下位レベルの装置と、当該下位レベルの装置と直接若しくは通信網を介して信号の入出力を行う上位レベルの装置と、下位レベルの装置及び上位レベルの装置との間で信号の入出力を行い且つ計測機器を接続した目的が入力されるサーバとを備え、計測機器によって取得されるシステムとして取り扱う対象設備の情報の項目（以下、クラス名という），当該クラス名で示されるクラスに対応させて生成されるインスタンスの名前を含むクラス毎のクラス情報と、インスタンスの名前，インスタンスの配置場所，クラス名を含むインスタンス毎のインスタンス情報と、上位レベルの設備管理データに対応するクラス名，上位レベルの設備管理データを生成するために使われる下位レベルの設備管理データに対応するクラス名，上位レベルの設備管理データを生成するための下位レベルの設備管理データの使い方，上位レベルの設備管理データに対応するクラス名で示されるクラスと下位レベルの設備管理データに対応するクラス名で示されるクラスとの組み合わせを含むクラス間関係と、上位レベルの装置に配置されるインスタンスの名前と下位レベルの装置に配置されるインスタンスの名前との組み合わせを含むインスタンス間関係とをサーバに格納し、計測機器が下位レベルの装置若しくは下位レベルの装置との間で信号の入出力を行う通信網に接続されたときに、接続された計測機器の種別を下位レベルの装置がサーバに伝送し、当該サーバに、接続された計測機器を接続した目的が入力され、当該サーバが、クラス情報を参照して、接続された計測機器を接続した目的に相当するクラス名で示されるクラスに対応するインスタンスを生成すると共に、クラス間関係を参照して、上位レベルの設備管理データに対応するクラス名が接続された計測機器を接続した目的に相当するクラス名になっているエントリのすべての下位レベルの設備管理データに対応するクラス名で示されるクラスに対応するインスタンスを生成し、その上で、インスタンス情報を検索して生成したインスタンスが存在していない場合には生成したインスタンスに関するインスタンス情報をサーバに格納すると共にクラス間関係を参照して生成したインスタンスに関係するインスタンス間関係をサーバに格納し、また、生成したインスタンスをインスタンス間関係に基づいて下位レベルの装置や上位レベルの装置に送付し、そして、インスタンス間関係に基づいてインスタンス同士で設備管理データを交換するようにしている。

また、請求項４記載の発明は、請求項１記載の動的設備管理システムにおいて、システムとして取り扱う対象設備が変電所の遮断器であると共に、計測機器が遮断器の通過電流とパレットスイッチ動作信号とを情報として取得するセンサであるようにしている。

したがって、これらの動的設備管理システムによると、サーバが計測機器の種別などに基づいてインスタンスを生成して関係装置に送付すると共に当該インスタンスに係る関係インスタンスを生成しサーバに登録してインスタンス同士で設備管理データを交換するようにしているので、システムとして取り扱う対象設備即ち管理対象設備への各種計測機器の取り付けや取り外しに際し、関連するソフトウェアがシステム内で自動的に設定され、状態監視が迅速且つ簡便に開始される。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の動的設備管理システムにおいて、計測機器が下位レベルの装置若しくは通信網から取り外されたときに、当該取り外された計測機器に対応するものとして生成されて送付されたインスタンスの名前を下位レベルの装置がサーバに伝送し、当該サーバが、インスタンス間関係を参照して、下位レベルの装置に配置されるインスタンスの名前が取り外された計測機器に対応するインスタンスの名前になっているエントリの上位レベルの装置に配置されるインスタンスの名前で示されるインスタンスを設備管理データの収集及び処理は停止する一方で当該インスタンス内に保存されている設備管理データの読み出しは可能な状態（以下、不完全状態という）にするようにインスタンス情報を更新すると共に、下位レベルの装置に配置されるインスタンスの名前が不完全状態にされたインスタンスの名前になっているエントリの上位レベルの装置に配置されるインスタンスの名前で示されるインスタンスを不完全状態にするようにインスタンス情報を更新し、その上で、取り外された計測機器に対応するインスタンスの名前で示されるインスタンスの削除を下位レベルの装置に指示し、そして、当該下位レベルの装置が当該装置に配置されているインスタンスのうちの取り外された計測機器に対応するインスタンスの名前で示されるインスタンスを削除し、さらに、更新されたインスタンス情報に基づいて上位レベルの装置とサーバとのそれぞれが当該装置に配置されているインスタンスのうちの取り外された計測機器に対応するインスタンスの名前で示されるインスタンスを不完全状態にするようにしている。また、請求項３記載の発明は、請求項１記載の動的設備管理システムにおいて、インスタンス間関係のデータが全て文字列であるようにしている。この場合には、リフレクションを用いてインスタンス間関係の情報に基づいてメソッドを呼び出すことができる。

本発明の動的設備管理システムによれば、システムとして取り扱う対象設備即ち管理対象設備への各種計測機器の取り付けや取り外しに際し、関連するソフトウェアがシステム内で自動的に設定され、状態監視を迅速且つ簡便に開始することができるので、設備管理に用いる情報の収集・活用に纏わる作業の効率性の向上を図ることが可能になる。

本発明の動的設備管理システムの実施形態の概要を示す装置構成図である。 本発明の動的設備管理システムのシステムアーキテクチャを示す図である。 本発明の動的設備管理システムの基本構成を示す図である。 実施形態の設備管理システム（設備保全システム）の概要を示す機能ブロック図である。 実施形態の設備管理システム（設備保全システム）の働きを説明する機能ブロック図（センサが接続されたとき−その１）である。 実施形態の設備管理システム（設備保全システム）の働きを説明する機能ブロック図（センサが接続されたとき−その２）である。 レベル毎のオブジェクトとそのデータフローとを説明する図である。 実施形態の設備管理システム（設備保全システム）の働きを説明する機能ブロック図（センサが接続されたとき−その３）である。 実施形態の設備管理システム（設備保全システム）の働きを説明する機能ブロック図（センサが接続されたとき−その４）である。 実施形態の設備管理システム（設備保全システム）の働きを説明する機能ブロック図（センサが取り外されたとき−その１）である。 実施形態の設備管理システム（設備保全システム）の働きを説明する機能ブロック図（センサが取り外されたとき−その２）である。 実施形態の設備管理システム（設備保全システム）の働きを説明する機能ブロック図（センサが取り外されたとき−その３）である。 レベル毎のオブジェクトと「不完全」状態への遷移を説明する図である。 実施形態の設備管理システム（設備保全システム）の働きを説明する機能ブロック図（センサが取り外されたとき−その４）である。 プラグアンドプレイ機能の配置とその間のデータ交換を説明する図である。 下位レベルのデータから上位レベルのデータを算出するイメージを説明する図である。 下位レベルのデータから上位レベルのデータを算出するイメージを説明する図である。 下位レベルのデータから上位レベルのデータを算出するイメージを説明する図である。 論理ノード「ＳＣＢＲ」に対応するオブジェクトクラスの定義を説明する図である。 データ更新モジュールの内部構成を説明する図である。 データ更新モジュール内の収集スレッドにおける処理フローを説明する図である。

以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。

本発明の動的設備管理システムは、システムとして取り扱う対象設備の情報を取得する計測機器との間で信号の入出力を行う計測機器読取装置と、当該計測機器読取装置との間で信号の入出力を行う第一の装置と、ソフトウェアの集合を有すると共に第一の装置との間で信号の入出力を行う第二の装置とを備え、計測機器が計測機器読取装置に接続されたときに、計測機器の情報を元にシステムに必要となるソフトウェアを第二の装置が決定し、当該ソフトウェアを第二の装置から第一の装置と計測機器読取装置とに送付するものである。

図１から図２１に、監視・維持・保全等を行うシステムが取り扱う対象設備即ち管理対象設備として電力流通設備を取り上げ、本発明の動的設備管理システムを電力流通設備の設備保全システムに適用した実施形態の一例を示す。具体的には、本実施形態では、本発明の適用対象として電力流通設備である変電所設備の設備保全データを取得するための計測機器（種々のセンサ等；以下、単にセンサとも適宜呼ぶ）が追加されたときに設備保全システムの設定を自動的に実行するプラグアンドプレイを行う場合を例に挙げて説明する。具体的には、図１に示すように、変電所１内の遮断器１Ａにセンサ２Ｂ，２Ｃが取り付けられていると共にガス絶縁開閉装置１Ｂにセンサ２Ｄ，２Ｅが取り付けられており、これらに加え、管理対象設備としての遮断器１Ａに計測機器としてのセンサ２Ａを新たに取り付ける場合を例に挙げて説明する。

なお、遮断器１Ａに取り付けられている（或いは取り付けられる）センサ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの測定データは計測機器ネットワーク４を介して計測機器読取装置５Ａに入力され、ガス絶縁開閉装置１Ｂに取り付けられているセンサ２Ｄ，２Ｅの測定データは各センサ２Ｄ，２Ｅから計測機器読取装置５Ｂに直接入力される（即ち、計測機器ネットワーク４を介在させることは本発明において必須の構成ではない）。なお、計測機器ネットワーク４は、センサネットワークとも呼ばれるものであり、具体的には例えばZigBeeを用いて構成することが可能である。なお、以下では、各センサ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅを区別する必要がない場合やこれらセンサ全体を指す場合には単にセンサ２と適宜表記する。なお、本発明の構成と対比すると、上述の設備保全データや上記の測定データが、システムとして取り扱う対象設備の情報に該当する。また、計測機器の種別と計測機器を接続した目的（監視項目・計測項目）が、計測機器の情報に該当する。

計測機器読取装置５Ａ，５Ｂとしてはセンサ２からケーブルを介して送信された電気信号を取り込む装置や無線によって通信されている無線信号を取り込む装置が用いられる（具体的には例えば、土屋武彦・庄野貴也・関口勝彦：「ネットワーク情報端末で広がる電力・電気設備監視計測」，東芝レビュー，Vol.61，No.11，pp.44-47，2006年 を参照）。なお、センサ２から送られてくる信号としてはアナログ信号，ディジタル信号が考えられる。

なお、本発明では、計測機器（即ちセンサ２）としてどのような種類の計測機器を用いてどのように設置するか、また、計測機器読取装置５Ａ，５Ｂとしてどのような種類の信号読取装置を用いるか、そして、計測機器（即ちセンサ２）と計測機器読取装置５Ａ，５Ｂとをどのように接続するか、については、特定のものに限定されるものではなく、システムとして取り扱う対象設備即ち管理対象設備の種類や設備管理の内容などに基づいて適宜選択される。

計測機器読取装置５Ａ，５Ｂはセンサ２から送られてくる信号を設備保全システムで扱うデータ形式にして取り込む。また、計測機器読取装置５Ａ，５Ｂは変電所１内の構内ＬＡＮ６を通じてデータ管理装置７との間でデータ信号や指令信号等の信号の入出力を行う。ただし、計測機器読取装置５Ａ，５Ｂとデータ管理装置７との間にＬＡＮなどの通信網を介在させることは必須ではなく計測機器読取装置とデータ管理装置７とを直接接続するようにしても良い。なお、本発明の構成と対比すると、データ管理装置７は第一の装置である。

そして、センサ２から送られたデータ信号は計測機器読取装置５Ａ，５Ｂを経由してデータ管理装置７に集められる。データ管理装置７は、計測機器読取装置５Ａ，５Ｂから送られてきたデータを必要に応じて時系列順に整理・保存したり、複数のデータを組み合わせて新たなデータを計算したりする。データ管理装置７としては具体的には例えばＰＣ（パーソナルコンピュータ）が用いられる。

データ管理装置７に集められて必要に応じて加工されたデータは通信網８（社内網或いはインターネット網など）を経由して設備保全アプリケーションサーバ９に伝送される。設備保全アプリケーションサーバ９は、例えば故障解析や設備状態判定などの保全の業務要素に相当する機能を提供する。設備保全アプリケーションサーバ９としては具体的には例えばＰＣが用いられる。なお、設備保全アプリケーションサーバ９においてどのような機能やデータを提供するかは本発明が対象とすることではなく、さらに言えば、設備保全アプリケーションサーバ９を設けること自体が本発明の必須の要素ではないし、作業管理等を行う他のシステムが連係されていても良い。

（１）設備管理システムの概要
本発明では、全体としては、図２に示すように、４階層(レベル)のシステムアーキテクチャを想定する。各レベルの概要は以下の通りである。

＜レベル１＞計測機器読取部
接続された計測機器から送られてくる信号を読み取り、ディジタルデータとして扱えるように変換し、オブジェクトに取り込む。図１に示す例の場合には、センサ２から送られてくる信号を読み取って変換するものであり、計測機器読取装置５Ａ，５Ｂが対応する。

＜レベル1.5＞データ整理部
上記計測機器読取部からのデータについて、監視項目（計測項目）毎の時系列データの管理や、複数の監視項目における測定値から得られる新たな監視項目のデータ計算を行う。図１に示す例の場合には、計測機器読取装置５Ａ，５Ｂの監視項目（例えば電流値等）毎の時系列データの管理や複数の監視項目における測定値から得られる新たな監視項目のデータ計算を行うものであり、データ管理装置７が対応する。

＜レベル２＞統計処理・異常診断部
上記データ整理部に蓄積されているデータの例えば最大・最小値やトレンドを管理して閾値超過やトレンド変化等の異常発生が疑われる場合を抽出する。図１に示す例の場合には、設備保全アプリケーションサーバ９が対応する。ただし、前述の通り、設備保全アプリケーションサーバ９を設けることは本発明の必須の要素ではない。

＜レベル３＞システム連係部
他のシステムとの間で必要なデータ交換を行う。図１に示す例の場合には、本発明の動的設備管理システム以外のシステム（例えば作業管理システム）との間で必要なデータ交換を行うものであり、設備保全アプリケーションサーバ９が対応し得る。ただし、前述の通り、設備保全アプリケーションサーバ９を設けることは本発明の必須の要素ではない。

（２）本発明におけるプラグアンドプレイの概要
本実施形態では、設備管理データを取得するための計測機器が追加されたときに設備管理システム（設備保全システム）の設定を自動的に行うプラグアンドプレイを対象にする。計測機器を取り付ける際には、設備管理システム（設備保全システム）において以下のような作業や機能追加を行う。なお、設備管理データのことを、本実施形態の設備保全システムにおけるものとして設備保全データともいう。

ｉ）測定対象である管理対象設備（本実施形態では、遮断器１Ａ）に計測機器
（本実施形態では、センサ２Ａ）を取り付ける。
ii）センサ２Ａと計測機器読取装置５Ａとの通信路を設置・設定する。
iii)計測機器としてのセンサ２Ａの種別や測定対象としての遮断器１Ａの認識に基づ
いて、センサ２Ａからの信号を適切なデータ形式に取り込むためのオブジェクト
を生成し、計測機器読取装置５Ａに展開する。
iv）センサ２Ａから得られたデータに基づいて、各保全業務に必要なデータ形式を準
備し、関連する情報処理機能を備えたオブジェクトをデータ管理装置７や設備保
全アプリケーションサーバ９に追加或いは変更する。

ここで、本発明におけるプラグアンドプレイでは、測定対象（遮断器１Ａ）に計測機器（センサ２Ａ）を取り付けて当該計測機器を読み取る部分（計測機器読取装置５Ａ）と有線又は無線を用いて物理的に接続すれば、残りの設定は自動的且つ高信頼に設備管理システムが行うようにする。すなわち、上記ｉ）及びii）を手動で行えば、上記iii）及びiv）は自動で行われるようにする。

上述のような計測機器（センサ２）の追加は、計測機器や関連データを既に利用しているか否かによって以下の３種類に分類される。

１）取り付ける計測機器とその利用方法とについて利用実績があるもの（既知の計測機器の追加）。
２）取り付ける計測機器については利用実績がある一方で、利用方法については新しいもの（新規データの追加）。
３）取り付ける計測機器とその利用方法とについて利用実績がないもの（新規計測機器の追加）。

一方、計測機器を取り外すときには、i)センサの取外し検出，ii)センサに対応するオブジェクトの削除，iii)データ管理装置７に搭載されているオブジェクトの停止を自動的に行う。

そして、本実施形態の動的設備管理システムは、システムとして取り扱う対象設備としての遮断器１Ａの情報を取得する計測機器としてのセンサ２Ａと、当該計測機器としてのセンサ２Ａと直接若しくは通信網４を介して信号の入出力を行う下位レベルの装置としての計測機器読取装置５Ａと、当該下位レベルの装置としての計測機器読取装置５Ａと直接若しくは通信網６を介して信号の入出力を行う上位レベルの装置としてのデータ管理装置７と、下位レベルの装置としての計測機器読取装置５Ａ及び上位レベルの装置としてのデータ管理装置７との間で信号の入出力を行うディレクトリサーバ３とを備え、計測機器によって取得されるシステムとして取り扱う対象設備の情報の項目（以下、クラス名ともいう），当該クラスに対応させて生成されるインスタンスの名前を含むクラス毎のクラス情報と、インスタンスの名前，インスタンスの配置場所，クラス名を含むインスタンス毎のインスタンス情報と、上位レベルの設備管理データに対応するクラス名，上位レベルの設備管理データを生成するために使われる下位レベルの設備管理データに対応するクラス名，上位レベルの設備管理データを生成するための下位レベルの設備管理データの使い方，上位レベルの設備管理データに対応するクラスと下位レベルの設備管理データに対応するクラスとの組み合わせに対応させて生成される関係インスタンスの名前を含むクラス間関係と、上位レベルの装置に配置されるインスタンスの名前，下位レベルの装置に配置されるインスタンスの名前を含む関係インスタンス毎のインスタンス間関係とをディレクトリサーバ３に格納し、計測機器としてのセンサ２Ａが下位レベルの装置若しくは下位レベルの装置との間で信号の入出力を行う通信網４に接続されたときに、下位レベルの装置としての計測機器読取装置５Ａが計測機器としてのセンサ２Ａが接続されたことを検出し（機能１）、計測機器の種別とシステムとして取り扱う対象設備の情報の項目としての計測機器を接続した目的とを下位レベルの装置としての計測機器読取装置５Ａがディレクトリサーバ３に伝送し（機能２）、当該ディレクトリサーバ３が、計測機器の種別とシステムとして取り扱う対象設備の情報の項目としての計測機器を接続した目的とに基づいてクラス情報を参照してインスタンスを生成し（機能３）、インスタンス情報を検索して生成したインスタンスが存在していない場合には登録すると共にクラス間関係を参照して関係インスタンスを生成して登録し（機能４）、生成したインスタンスをインスタンス間関係に基づいて下位レベルの装置や上位レベルの装置に送付し（機能５，機能６）、そして、インスタンス間関係に基づいてインスタンス同士で設備管理データを交換する（機能７，機能８，機能９）ようにしている。

（３）本発明におけるプラグアンドプレイ実現方法の概要
本発明のプラグアンドプレイ機能を備えた動的設備管理システムの基本構成を図３に示す。図３における上位レベルと下位レベルとは、図２に示す４階層のシステムアーキテクチャにおけるレベルの上位と下位とに対応・相当する。具体的には例えば、上位レベルがレベル1.5であって下位レベルがレベル１である、のようになる。

本発明におけるプラグアンドプレイを実現するシステムを構成する要素は以下の通りである。
ｉ）プラグアンドプレイモジュール（図３中ではＰｎＰと表記）
情報モデルのインスタンスを動的設備管理システムに展開し、設備管理データの管理・処理を可能にする。
ii）ディレクトリサーバ
プラグアンドプレイを実現するために必要なデータを管理する。
iii）情報モデル
設備管理データの管理・処理を行う。
iv）データ更新モジュール
設備管理データを下位レベルの情報モデルから集め、適切な情報モデルに入力する。

ここで、以下の説明では、図１に示す装置構成と対応させた図４に示す装置・機能構成によって計測機器としてのセンサ２Ａが接続された場合のプラグアンドプレイ実現について説明する。具体的には、計測機器読取装置５Ａとして情報端末（具体的には例えば、株式会社東芝製 ＮＣＴ(Ｎetwork Ｃomputing Ｔerminal の略)；センサ信号を直接取り込む装置）が設けられ、データ管理装置７として変電所サーバが設けられ、設備保全アプリケーションサーバ９として保全サーバが設けられている。さらに、ディレクトリサーバ３が通信網８に接続されており、当該通信網８を介してデータ信号や指令信号等の送受信が行われる。なお、ディレクトリサーバ３としては具体的には例えばＰＣが用いられる。なお、本発明の構成と対比すると、前述の通りデータ管理装置７は第一の装置であり、ディレクトリサーバ３は第二の装置である。

（４）プラグアンドプレイモジュール
（４−１）プラグアンドプレイシステムの機能仕様
プラグアンドプレイモジュールは、それ単独で必要な機能を実現するのではなく、複数のプラグアンドプレイモジュール同士、またはディレクトリサービスとの連携によって、情報モデルに基づくソフトウェアモジュールのＰｎＰを実現する。

情報モデルとは、電力流通設備やその関連事項をオブジェクト指向に基づいてソフトウェアモジュールの仕様としてまとめられているものである。国際電気標準会議（ＩＥＣ：Ｉnternational Ｅlectrotechnical Ｃommittee の略）では、変電所監視制御システムを主な用途として考えられているＩＥＣ 61850の情報モデル（ＩＥＣ：「Communication network and systems for power utility automation − Part7-4: Basic communication structure − Compatible logical node classes and data classes」,IEC 61850-7-4 Ed.2 2009年）や、給電指令所のシステムにおけるＡＰＩ（Ａpplication Ｐrogram Ｉnterface の略）を対象とした共通情報モデル（ＩＥＣ：「Energy management system application program interface (EMS-API) − Part 301: Common information model (CIM) base」，IEC 61970-301 Ed.2 2009年）、さらには、共通情報モデルを配電管理の各種業務に適用したＩＥＣ 61968（ＩＥＣ：「System interfaces for distribution management − Part 11: Distribution information exchange model」，IEC 61968-11 INF，2004年）がある。ＩＥＣにおける情報モデル活用の主目的は相互運用性の確保にある。これに対し、本発明では、オブジェクト指向技術が持つ特長を生かし、機能性と保守性とを確保する目的で情報モデルを利用する。なお、機能性とは「ソフトウェアが、指定された条件の下で広く利用されるときに明示的及び暗示的必要に合致する機能を提供するソフトウェア製品の能力」のこといい、保守性とは「修正のしやすさに関するソフトウェア製品の能力。修正は、是正若しくは向上、又は環境の変化、要求仕様の変更及び機能仕様の変更にソフトウェアを適応させることを含めてもよい」ことをいう（ＪＩＳ X0129 参照）。これらを踏まえ、本発明の動的設備管理システムでは、情報モデルのオブジェクトがメソッドを提供し、アプリケーションがメソッドを呼び出すことで情報モデルのオブジェクトを利用する（なお、本発明の情報モデルの詳細については後記（６）参照）。このとき、オブジェクトの位置がアプリケーションと同じ装置内にある場合と遠隔の装置にある場合との違いを意識しない仕組みとする。

本実施形態では、センサ２Ａが計測機器読取装置５Ａに接続されたときと取り外されたときとのそれぞれにおける場合を例に挙げて本発明におけるプラグアンドプレイ機能全体の振る舞いを時系列に沿って説明する。

より具体的には、本実施形態では、変電所１の遮断器をシステムとして取り扱う対象設備即ち管理対象設備として当該遮断器の通過電流とパレットスイッチ動作信号とを監視し、遮断電流とパレットスイッチ動作回数とを管理する場合を例に取り上げて説明する。

ｉ）センサが接続されたときの振る舞い
まず、センサ２Ａが計測機器読取装置５Ａに接続されたときの振る舞いを以下に説明する。本発明の動的設備管理システムにおけるプラグアンドプレイでは、センサを取り付ける際にセンサ自身の種別・仕様や測定対象（即ち、センサの設置場所）の情報、センサを取り付ける目的などから自動的に情報モデルのオブジェクトを生成・展開する。

（ステップ１）
計測機器読取装置５Ａにセンサ２Ａが計測機器ネットワーク４を介して接続される（図５参照）。図５では、計測機器読取装置５Ａが図３の「下位レベル(の装置)」，変電所サーバ７が「上位レベル(の装置)」，ディレクトリサーバ３が「ディレクトリサーバ」にそれぞれ該当する。

計測機器読取装置５Ａのプラグアンドプレイモジュール５ａによってセンサ２Ａの取り付けが検出される。その際、プラグアンドプレイモジュール５ａに対する入力として、センサ２Ａの種別情報が作業者によって与えられる（図５中の符号１１）。

（ステップ２）
計測機器読取装置５Ａのプラグアンドプレイモジュール５ａは、ディレクトリサーバ３のプラグアンドプレイモジュール３ａに対し、センサ２Ａが取り付けられた旨を通知すると共に、当該取り付けられたセンサ２Ａの種別，センサの取り付けの目的，センサの設置場所について通知する（図５中の符号１２）。ここで、センサの取り付けの目的はクラス間関係を参照して識別される。なお、本実施形態では、センサ２Ａの種別はパレットスイッチ，取り付けの目的は遮断器累積動作回数，設置場所は変電所１の遮断器であるとする。なお、本実施形態の説明においては、遮断器のことを「ＣＢ」や「ＣＢ１」とも表記する。

（ステップ３）
ディレクトリサーバ３のプラグアンドプレイモジュール３ａは、与えられた情報を元にディレクトリサーバ３内のディレクトリ３ｂを検索し、必要なクラスファイルを取り出すと共に、当該クラス（情報モデルクラス）からインスタンスを生成する（即ち、インスタンス化を実行する）（図６参照；図中では、「クラス情報」における「生成インスタンス」が、生成されるインスタンスの名前を表す）。なお、本発明の構成と対比すると、図中の「クラス情報」における「クラス名」は、システムとして取り扱う対象設備即ち管理対象設備の情報の項目に該当するものであり、後出のセンサを接続した目的（取付目的：監視項目・計測項目）にも該当する。また、図６においては、実線の楕円は「完全状態」（すなわち、設備管理データの処理を行っている状態）のインスタンスを表し、破線の矢印は設備管理データの流れを示す。

この際、取り付けられたセンサ２Ａに対応するインスタンスだけでなく、レベルツリーにおいて与えられた目的をルートとするサブツリー（図７の破線部分）に含まれる全てのクラスのインスタンスを生成する。図６に示す例では、＜レベル１＞に対応するインスタンス「パレットスイッチ１」並びに＜レベル２＞に対応するインスタンス「ＣＢ累積動作回数１」が生成される。そして、プラグアンドプレイモジュール３ａは生成したインスタンスの情報をディレクトリサーバ３のディレクトリ３ｂに登録する。なお、図６中の「インスタンス情報」の「設置場所」(：計測機器の設置場所)では、変電所１を「ＳＳＡ」と表記し、遮断器を「ＣＢ１」と表記し、また、図６中の「クラス情報」の「場所」では、ディレクトリサーバ３を「ＤＢ１」と表記している。

（ステップ４）
ディレクトリサーバ３のプラグアンドプレイモジュール３ａが生成したインスタンスをいずれの計算機に配置するか決定する（図８，図９参照；図中では、「インスタンス情報」における「場所」がインスタンスの配置場所を表す。なお、図８においては、実線の楕円は「完全状態」（すなわち、設備管理データの処理を行っている状態）のインスタンスを表す）。この配置の決定は、例えば、各インスタンスの配置場所として作業者が指定したものをプラグアンドプレイモジュール３ａに入力することによって行われる（図９中の符号１８）。

そして、生成されたインスタンスが、ディレクトリサーバ３のプラグアンドプレイモジュール３ａから指定された各計算機のプラグアンドプレイモジュールに配送される。図８及び図９に示す例では、インスタンス「パレットスイッチ１」は計測機器読取装置５Ａ（図８中の「インスタンス情報」の「場所」(：インスタンスの配置場所)では「ＮＣＴ１」と表記）のプラグアンドプレイモジュール５ａに（図９中の符号１３）、インスタンス「ＣＢ累積動作回数１」は変電所サーバ７（図８中の「インスタンス情報」の「場所」(：インスタンスの配置場所)では「ＳＳＡ」と表記）のプラグアンドプレイモジュール７ａに（図９中の符号１４）それぞれ配送される。

なお、ディレクトリサーバ３のプラグアンドプレイモジュール３ａから計測機器読取装置５Ａのプラグアンドプレイモジュール５ａや変電所サーバ７のプラグアンドプレイモジュール７ａへの各インスタンスの送信は、例えばＲＭＩ(Ｒemote Ｍethod Ｉnvocation の略)を用いて行われる。

そして、プラグアンドプレイモジュール３ａは、各インスタンスの場所をディレクトリサーバ３のディレクトリ３ｂに登録する。

インスタンスを受け入れたプラグアンドプレイモジュールは、データ更新モジュール（後記（７）参照）に対し、データ更新のために必要な情報（インスタンス間関係(の関係インスタンス)で表されている情報であり、具体的には、データを提供する側のインスタンスとそのgetter及びデータを保存する側のインスタンスとそのsetter）をディレクトリサーバ３内のディレクトリ３ｂから検索して当該情報を渡す。以降、後記（７）の内容に沿って、管理情報を取り扱うオブジェクトインスタンスのデータが予め設定された周期で或いは状態変化が生じる毎に更新される。なお、本実施形態では、データ更新モジュールは、データ管理装置７や設備保全アプリケーションサーバ９に配置される。

図６等に示す構成と本発明の構成とを対比すると、図中の「クラス間関係」における「データ受信側」が上位レベルの設備管理データに対応するクラス名を表すと共に「データ送信側」が上位レベルの設備管理データを生成するために使われる下位レベルの設備管理データに対応するクラス名を表し、「関係の詳細」が上位レベルの設備管理データを生成するための下位レベルの設備管理データの使い方を表し、「生成インスタンス」が上位レベルの設備管理データに対応するクラスと下位レベルの設備管理データに対応するクラスとの組み合わせに対応させて生成される関係インスタンスの名前を表す。また、図中の「インスタンス間関係」における「受信インスタンス名」が上位レベルの装置に配置されるインスタンスの名前を表すと共に「送信インスタンス名」が下位レベルの装置に配置されるインスタンスの名前を表す。

また、図６中の「クラス間関係」における「データ送信側」は設備管理データを送る側のクラスのことであり、「データ受信側」は設備管理データを受け取る側のクラスのことである。具体的には、「クラス間関係」の表内３段目「ＣＢ累積動作回数算出」では、「パレットスイッチ」クラスからパレットスイッチの状態（ON／OFF）が「ＣＢ累積動作回数」クラスに送られることを意味する。また、図６中の「インスタンス間関係」における「送信インスタンス名」は設備管理データを送る側のインスタンスのことであり、「受信インスタンス名」は設備管理データを受け取る側のインスタンスのことである。具体的には、「インスタンス間関係」の表内「ＣＢ累積動作回数算出１」では、「パレットスイッチ１」インスタンスから「ＣＢ累積動作回数１」インスタンスに送られることを意味する。

ii）センサが取り外されたときの振る舞い
次に、センサ２Ａが計測機器読取装置５Ａから取り外されたときの振る舞いを以下に説明する。

（ステップ１）
センサ２Ａが取り外されたことが計測機器読取装置５Ａのプラグアンドプレイモジュール５ａによって検出される。ここで、ディレクトリサーバ３のディレクトリ３ｂ内のインスタンス情報に基づき、取り外されたセンサ２Ａに対応するインスタンスが「パレットスイッチ１」であることが識別される（図１０中の符号１５）。

（ステップ２）
計測機器読取装置５Ａのプラグアンドプレイモジュール５ａは、ディレクトリサーバ３のプラグアンドプレイモジュール３ａに対し、センサ２Ａが取り外された旨を通知すると共に、当該取り外されたセンサ２Ａに対応するインスタンス名と装置名とについて通知する（図１１中の符号１６）。

（ステップ３）
通知を受け取ったディレクトリサーバ３のプラグアンドプレイモジュール３ａは、インスタンスによるレベルツリーを検索し、このセンサインスタンスが削除されることによって必要なデータが全て揃わなくなるレベル1.5以上のインスタンスの状態を再帰的に「不完全」状態としてディレクトリ３ｂに書き込む（図１２及び図１３参照；なお、図１２においては、実線の楕円は「完全状態」（すなわち、設備管理データの処理を行っている状態）のインスタンスを表し、破線の楕円は「不完全状態」のインスタンスを表し、破線の矢印は設備管理データの流れを示す）。

（ステップ４）
ディレクトリサーバ３のプラグアンドプレイモジュール３ａは、センサインスタンスを有している装置（本実施形態では計測機器読取装置５Ａ）のプラグアンドプレイモジュール（本実施形態では符号５ａ）に対し、当該センサインスタンスの削除を指示し、指示を受けたプラグアンドプレイモジュールは当該インスタンスを削除する（図１４中の符号１７）。

この仕様により、本発明のシステムでは、一度生成されたレベル1.5以上のインスタンスは、状態が再帰的に「不完全」状態にされるものの、センサを取り外してもシステムから削除はされない。

（４−２）各モジュールの機能仕様
上述したように、本発明において実現されるプラグアンドプレイの機能は装置によって異なる。各機能が、いずれの装置で動作するプラグアンドプレイモジュールによって実現されるかを表１に示す。この表１においては、横軸は各装置で動作するプラグアンドプレイモジュールを意味する。

また、本発明のシステムにおいて表１に記載の各機能を実現する場所を図１５に示す。

以下に、表１に記載の＜機能１＞〜＜機能１４＞を以下のように［機能群Ａ］〜［機能群Ｆ］に分類し、各プラグアンドプレイモジュールが実現する機能を説明する。

ｉ）機能群Ａ
計測機器読取装置５Ａのプラグアンドプレイモジュール５ａで実現する機能であり、具体的には以下の通りである。

＜機能１＞センサ接続の検出
センサ２Ａ（計測機器）が接続されたことを検出する。

＜機能１０＞センサ取り外しの検出
センサ２Ａが取り外されたことを検出する。
＜機能８＞機器監視データの情報モデルインスタンスへの反映
機器監視演算結果を、計測機器読取装置５Ａ（計測機器読取装置）が持つ情報モデルインスタンスに随時反映する。

ii）機能群Ｂ
ディレクトリサーバ３のプラグアンドプレイモジュール３ａで実現する機能であり、具体的には以下の通りである。

＜機能３＞情報モデルインスタンスの生成
次のステップに従って処理を行う。
（ステップ１）
「＜機能２＞センサ接続の通知」の機能により、計測機器読取装置５Ａのプラグアンドプレイモジュール５ａから「センサの種別」，「センサを接続した目的（取付目的）」，「監視している主機の名称（センサの設置場所）」が与えられる。
（ステップ２）
ディレクトリサーバ３のディレクトリ３ｂの「クラス情報」を参照して「センサの種別」及び「センサを接続した目的（取付目的）」に相当する情報モデルクラスを見つけると共に、それらの情報モデルインスタンスを生成する。
（ステップ３）
ディレクトリ３ｂの「クラス間関係」情報を一覧検索し、「センサを接続した目的（取付目的）」が上位レベルのクラスとなっているエントリを見つけ、そのすべての下位レベルのクラスのオブジェクトインスタンスを生成する。

＜機能４＞情報モデルインスタンス間の関連付け
次のステップに従って処理を行う。
（ステップ１）
ディレクトリサーバ３のディレクトリ３ｂの「インスタンス情報」を検索し、「＜機能３＞情報モデルインスタンスの生成」の機能で生成したインスタンスと同一のインスタンスが既存か否かを調べる。そして、既存の場合は＜機能３＞で生成したインスタンスを削除し、未だ存在していない場合には登録する。
（ステップ２）
＜機能３＞のステップ３の処理にて見つけたクラス間関係エントリをインスタンス化して（言い換えると、クラス間関係を参照しながら関係インスタンスを生成して）「インスタンス間関係」テーブルに登録する。

＜機能５＞情報モデルインスタンス配送先の指定
本発明のシステムでは、各情報モデルインスタンスの配置先を記載したファイルをディレクトリサーバ３の配置先情報管理部３ｃに予め置いておき、この内容に応じて情報モデルインスタンスの配送先を決定する。

＜機能１２＞関連する情報モデルインスタンスの情報の更新
次のステップに従って処理を行う。
（ステップ１）
ディレクトリサーバ３のディレクトリ３ｂの「インスタンス間関係」テーブルを検索し、削除するセンサインスタンスが「下位レベル」にあるエントリを見つけ、その上位レベルインスタンスの状態を「不完全」にする。
（ステップ２）
上記で、上位レベルインスタンスが「下位レベル」にあるエントリを見つけ、見つかったらその上位インスタンスを「不完全」にする。これを再帰的に繰り返す。

iii）機能群Ｃ
変電所サーバ７のプラグアンドプレイモジュール７ａと保全サーバ９のプラグアンドプレイモジュール９ａとで実現する機能であり、具体的には以下の通りである。

＜機能９＞情報モデルインスタンス間関係の検索→データ更新モジュールへの通知
次のステップに従って処理を行う。
（ステップ１）
ディレクトリサーバ３のディレクトリ３ｂの「インスタンス間関係」テーブルを検索し、自身が保持している情報モデルインスタンスが「上位レベルのインスタンス」として登録されているエントリを探す。
（ステップ２）
上記ステップ１の条件を満たすエントリが存在する場合、以下の情報をデータ更新モジュールに通知する。
1)下位インスタンスのデータを取得するための下位インスタンスＵＲＬ及びgetter名
2)下位インスタンスのデータを渡す宛先となる上位インスタンスＵＲＬ及びsetter名
3)ＲＰＣ(Ｒemote Ｐrocedure Ｃall の略)の方式（例えばＲＭＩ）
4)上記ＲＰＣの方式に関するパラメータの指定が必要な場合はそのパラメータ

以下、２０℃換算ガス圧を具体例として説明する。

クラス間関係テーブルの情報として表２に示す情報をディレクトリサーバ３のディレクトリ３ｂに登録しておく。

このとき、下位レベルのデータから上位レベルのデータを算出するイメージを図１６に示す。なお、図１６に示される式において、記号「＋」は単純な加算を意味するのではなく、２０℃換算ガス圧は圧力と温度とから算出されることを意味する。

一方、インスタンス間関係テーブルの情報として表３に示す情報をディレクトリサーバ３のディレクトリ３ｂに登録しておく。なお、表３等において「ＣＢ１」は遮断器を表す。

同じく、インスタンス情報テーブルの情報として表４に示す情報をディレクトリサーバ３のディレクトリ３ｂに登録しておく。なお、表４中の「XXX」は、高度通信に関するパラメータの指定が必要な場合のそのパラメータを表す。

上記三つのテーブルの情報から、プラグアンドプレイ機能は表５に示す情報を抽出し、データ更新モジュールに渡す。

本実施形態のシステムでは、以下の仕様に従う。
1)下位レベルの情報モデルインスタンスからデータを取得するメソッド(getter)の引数は時刻のみとする。そして、getterは引数で渡された時刻以降のデータを返す。
2)下位レベルの情報モデルインスタンスからデータを取得するタイミングはデータ更新モジュールに一任する。
3)上記例のように、下位レベルのデータが複数必要な場合は、それぞれのgetter処理やsetter処理はデータ毎に実行される。

iv）機能群Ｄ
ディレクトリサーバ３以外のプラグアンドプレイモジュール（即ち、符号５ａ，７ａ，９ａ）で実現する機能であり、具体的には以下の通りである。

＜機能７＞情報モデルインスタンスの外部への公開
ディレクトリサーバ３から送られてきたインスタンスを、外部からメソッド呼出しが可能な状態にする。

ｖ）機能群Ｅ
プラグアンドプレイモジュール同士の協調によって実現する機能であり、具体的には以下の通りである。

＜機能２＞センサ接続の通知
計測機器読取装置５Ａのプラグアンドプレイモジュール５ａはディレクトリサーバ３のプラグアンドプレイモジュール３ａに対し、「センサの種別」「センサを接続した目的（取付目的）」「監視している主機の名称（センサの設置場所）」の情報を通知する。
＜機能６＞情報モデルインスタンスの配置
ディレクトリサーバ３のプラグアンドプレイモジュール３ａは、指定された配置先のプラグアンドプレイモジュールに情報モデルインスタンスを送付する。
＜機能１１＞センサ取り外しの通知
計測機器読取装置５Ａのプラグアンドプレイモジュール５ａは、「センサの種別」を引数にディレクトリサーバ３のプラグアンドプレイモジュール３ａのメソッドを遠隔呼出しする。
＜機能１３＞該当情報モデルインスタンスの削除
次のステップに従って処理を行う。
（ステップ１）
指示を受けたインスタンスのメソッドを外部から呼び出せない状態にする。
（ステップ２）
ディレクトリサーバ３のプラグアンドプレイモジュール３ａが削除の指示を出し、当該指示を受けた計測機器読取装置５のプラグアンドプレイモジュール５ａがインスタンスの参照を削除する。また、ガベージコレクションを実行する。

vi）機能群Ｆ
計測機器読取装置５以外のプラグアンドプレイモジュール（即ち、符号３ａ，７ａ，９ａ）で実現する機能であり、具体的には以下の通りである。

＜機能１４＞不完全状態への移行
計測機器読取装置，変電所サーバ，保全サーバにある当該インスタンスを不完全状態に移行させる。不完全状態に移行した前記インスタンスは，データの収集・処理を停止する。なお，前記インスタンス内に保存されているデータの読み出しは可能とする。

（５）ディレクトリサービス
ディレクトリサービスはディレクトリサーバ３上で動作するサービスである。設備管理システムで動作するプラグアンドプレイ機能やアプリケーションが必要とする情報を登録／検索／削除する機能を提供する。

（５−１）スキーマ
ディレクトリサービスが管理する情報は４種類であり、以下、それぞれのスキーマについて記載する。ここで、スキーマとは、関係データベース（ＲＤＢ(Ｒelational Ｄatabase の略)とも表記される）で用いられている定義と同等であり、関係，関係内の属性，属性や関連の定義を指す。

ｉ）クラス情報
クラス情報は、情報モデルにおける「クラス」に関する情報を表現する。具体的には例えば表６に示す表形式にてその情報を管理する。なお、表６中の「xxxx」はＵＲＬを構成する任意の文字列を表す。

ここで、本実施形態のシステムでは、「クラス」をＪａｖａ(登録商標)のクラスで実現する。表６の各項目の意味は次の通りである。
1)クラス名（key） ：クラスの名前
2)項目名 ：保全データ項目の名前
3)ＵＲＬ ：クラスファイルが保管されている場所としてのＵＲＬ
4)インスタンス名一覧：そのクラスから生成されたインスタンスの名称の一覧

なお、クラス情報について、クラス名は設備管理システムのオブジェクトのクラスファイル名から得られ、項目名はクラスファイルに保存されている情報から得られ，場所としてのＵＲＬは当該クラスファイルが保存されているＵＲＬから得られ、インスタンス名一覧は当該クラスからインスタンスが生成される度に追加される。そして、クラス名と場所とは、クラスファイルが保存されたことを検出して自動生成するか、或いは作業者が直接入力して与える。また、インスタンス名一覧はインスタンス生成処理の中で追加される。

ii）クラス間関係
クラス間関係は、上位レベルの設備保全データを生成するために下位レベルの設備保全データをどのように使うかを表現する。具体的には例えば表７に示す表形式にてその情報を管理する。なお、表７における「上位レベルの設備保全データを計算するための関数」の例はsetterメソッド名であり、実際の設備保全データの演算はsetterメソッド内で実行する。

また、クラス間の関係は数式１として捉えることができる。ただし、ｙは上位レベルの設備保全データを、(ｘ1，ｘ2，ｘ3，…)は下位レベルの設備保全データを、ｆは上位レベルの設備保全データを計算するための関数をそれぞれ意味する。そして、数式１は、上位レベルの設備保全データと下位レベルの設備保全データとはそれぞれ複数入力，複数出力があり得ることを意味する。
（数式１） ｙ＝ｆ(ｘ1，ｘ2，ｘ3，…)

数式１に照らし合わせて、表７の各項目の意味は次の通りである。
1)クラス間関係名（key） ：クラス間関係の名前
2)上位レベルの設備保全データの一覧 ：ｙ
3)下位レベルの設備保全データの一覧 ：ｘ1，ｘ2，ｘ3，…
4)上位レベルの設備保全データを計算するための関数：ｆ

これらの情報から導出される関係式は図１７に示す通りである。なお、図１７に示される式において、記号「＋」は単純な加算を意味するのではなく、２０℃換算ガス圧は圧力と温度とから算出されることを意味する。

iii）インスタンス情報
インスタンス情報は、情報モデルにおける「インスタンス」に関する情報を表現する。具体的には例えば表８に示す表形式にてその情報を管理する。なお、表８中の「xxx」は任意の文字列を表す。

ここで、本実施形態の設備保全システムでは、「インスタンス」をＪａｖａ(登録商標)のインスタンスで実現する。表８の各項目の意味は次の通りである。
1)インスタンス名（key） ：インスタンスの名前
2)ＵＲＬ ：インスタンスが保管されている場所としてのＵＲＬ
3)監視対象機器名 ：監視している主機(ここでは遮断器)を特定する名称
（即ち、計測機器の設置場所）
4)クラス名 ：元になったクラスの名前
5)完全／不完全 ：自身の下位レベルにある設備保全データが全て揃ってい
る場合か否かの区別
6)参照アプリケーション名一覧：
当該インスタンスを参照しているアプリケーションの名称の一覧
7)ＲＰＣ方式：
当該情報モデルインスタンスのメソッドを遠隔呼出しする方式がＲＭＩや他の方式
のいずれの方式であるかの指定
8)ＲＰＣ方式パラメータ：
遠隔メソッド呼出しの方式によってパラメータの指定が必要である場合の、通信機
能に渡すパラメータ

iv）インスタンス間関係
インスタンス間関係(の関係インスタンス)は、インスタンス同士で実際にデータを交換する方法を表現する。具体的には例えば表９に示す表形式にてその情報を管理する。

表９の各項目の意味は次の通りである。
1)インスタンス間関係名（key） ：インスタンス間関係(関係インスタンス)の名前
2)クラス間関係名 ：クラス間関係(関係クラス)の名前
3)上位レベルのインスタンス一覧：設備保全データを受信する全インスタンスの名前
4)下位レベルのインスタンス一覧：設備保全データを送信する全インスタンスの名前

このインスタンス間関係及びそこに関連づけされているクラス間関係から導出される関係式は図１８に示す通りである。なお、図１８に示される式において、記号「＋」は単純な加算を意味するのではなく、２０℃換算ガス圧は圧力と温度とから算出されることを意味する。

（５−２）サービス
設備管理システムで動作するプラグアンドプレイ機能やアプリケーションに対して提供されるサービスは次の４つである。

ｉ）データ登録
上記（５−１）で説明した４つのスキーマ情報それぞれを登録する機能である。

ii）データ検索
上記（５−１）で説明した４つのスキーマ情報それぞれを検索する機能である。

iii）全データ取得
上記（５−１）で説明した４つのスキーマ情報それぞれで、ディレクトリサービスが有する全ての情報を返す機能である。

iv）データ削除
上記（５−１）で説明した４つのスキーマ情報それぞれで、情報を削除する機能である。

（６）情報モデル
保全情報を扱う情報モデルは、システムアーキテクチャで示した階層毎にＩＥＣ 61850の情報モデルと、共通情報モデル（ＣＩＭ：Ｃommon Ｉnformation Ｍodel の略）とを使い分ける。具体的には、レベル１及びレベル1.5においてはＩＥＣ 61850の情報モデルを用い、レベル２及びレベル３においては共通情報モデルを用いる。

なお、規格で定められたインタフェース（例えば、ＩＥＣ 61850であればＡＣＳＩ：Ａbstract Ｃommunication Ｓervice Ｉnterface の略）又は独自に定義したメソッドを利用する。

独自に定義したメソッドについて、具体的には、共通データクラスの配列を用いて測定値を運び、メソッド名を用いて監視項目を指定する。ＩＥＣ 61850をベースとした情報モデルに関しては、一つの論理ノードをレベル別クラス／インタフェース／実装クラスの三つにて構成する。その一例として、遮断器の診断を行う論理ノードであるＳＣＢＲ（遮断器の接点損耗率等の処理を担う情報モデル）に対応するオブジェクトクラスの定義を図１９に示す。ＳＣＢＲを実現するため、LV1_5，SCBR_IF，SCBRImplの三つのオブジェクトクラスを用いる。それぞれが、レベル別クラス，インタフェース，実装クラスに対応する。

＜LV1_5＞は、レベル1.5に配置される全ての論理ノードが有する特性を定義したオブジェクトクラスである。具体的には、レベルl.5に配置される論理ノードにおいて、設備保全データの加工（例えば、遮断器の接点損耗率の演算）を行うcalculateDataメソッドを、仮想メソッドとして用意する。仮想メソッドとは、上位のクラスにおいて処理の実体は定義せず、このクラスから派生したクラスにおいて同じ名前のメソッドの処理を定義しておき、呼出し側からは上位のクラスに対するメソッド呼出しにて派生クラスのメソッドを呼び出すことを可能とするオブジェクト指向技術の機能である。

＜SCBR_IF＞は、外部のソフトウェアモジュールからアクセス可能なメソッドを定義する。ここで、外部のソフトウェアモジュールとは、異なるレベルに位置する情報モデルやデータ更新モジュール等を指す。ＳＣＢＲを用いた接点損耗率監視の場合には、例えば、設備保全データを外部のソフトウェアモジュールに提供するgetterを３種類、外部からのデータを登録するためのsetterを３種類用意する。呼出し側から見た機能は以下の通りである。

＜getter＞
パラメータとして時刻を指定する。各メソッドでは、この時刻以降の設備保全データを返す。設備保全データは時刻順の配列である。設備保全データの型は該当する共通データクラスである。
1)getActAbrCoef：接点損耗率の値を取得する。
2)getPos ：開閉装置の位置(具体的には、投入・開放・切換中)を取得する。
3)getTripA ：遮断電流の値を取得する。

＜setter＞
パラメータとして、保存すべき設備保全データの配列を指定する。保存した設備保全データの中で最も新しいものの時刻を返す。
1)setACon：Ａ接点のデータを保存する。
なお、Ａ接点は、遮断器が投入されているときにONとなる接点である。
2)setBCon：Ｂ接点のデータを保存する。
なお、Ｂ接点は、遮断器が開放されているときにONとなる接点である。
3)setTripA：遮断電流の瞬時値を保存する。

なお、＜SCBR_IF＞は、インタフェースであるため、具体的な処理手順は持たない。

＜LV1_5＞と＜SCBR_IF＞とで定められたメソッドの具体的な処理手順を定めるのが実装クラスである＜SCBRImpl＞である。すなわち、実装クラスは、＜LV1_5＞を継承して＜SCBR_IF＞を実装する関係にある。もし、異なる処理方法を定めたり併用したりする場合には、＜LV1_5＞を継承して＜SCBR_IF＞を実装する別のオブジェクトクラス（例えば＜SCBRImpl2＞）を定義することも可能である。この場合でも，外部ソフトウェアモジュールからは＜SCBR_IF＞として見ているので、外部ソフトウェアモジュールの修正は不要である。

（７）データ更新モジュール
本発明のプラグアンドプレイ機能では、ポーリング方式に基づいて設備管理データを収集する。この収集処理を担うのがデータ更新モジュールである。ポーリング方式は、設定が簡潔であり、具体的には、データ更新モジュールが収集すべきデータを保持するオブジェクトとそれを格納すべきオブジェクトとを把握していれば良いので一元管理が可能である。なお、ポーリング方式は周期的にデータ収集を行うので状態変化に対する即応性はないものの、演算の結果得られるデータに基づいて管理作業等の決定を行う用途であればこの即応性を強く求められるものではないので大きな問題とはならない。また、データ更新モジュールは、４階層のシステムアーキテクチャにおける＜レベル1.5＞以上の全てのレベルに格納される。

データ更新モジュールの内部構成を図２０に示す。データ更新モジュールは以下の三つの様相から構成される。

ｉ）インスタンス間関係管理
インスタンス間関係管理では、いずれの情報モデルから情報を集め、どこに保存するかという関係をリスト構造にて管理する（上述の（５）ディレクトリサーバにおけるインスタンス間関係を参照）。インスタンス間関係(の関係インスタンス)としては、以下の情報を全て文字列として保存する（コロンの右側はデータ例）。
情報源クラス名 ：dam61850.logicalnode.l.TCTR
情報源インスタンスＵＲＬ：TCTR1
getterメソッド名 ：getAmdSv
保存先クラス名 ：dam61850.logicalnode.s.SCBR
保存先インスタンス名 ：SCBR1
setterメソッド名 ：setTripA
setterパラメータクラス名：dam61850.cdc.SAV

なお、ＴＣＴＲ，ＳＣＢＲ，ＳＡＶはいずれもＩＥＣ 61850による国際規格である。各々の概要は、ＴＣＴＲは、電流センサに相当するオブジェクトであり、電流のサンプリング値等を管理・提供する機能を備える。ＳＣＢＲは、遮断器の保守情報全般を管理するオブジェクトであり、本実施形態の場合には接点損耗率の値を処理・管理・提供する機能を備える。また、ＳＡＶはサンプリングデータを表すデータタイプであり、ＴＣＴＲにおける電流のサンプリング値はこのＳＡＶを用いて表される。

ii）getter呼出し時刻管理
getter呼出し時刻管理では、情報源インスタンスＵＲＬとgetterメソッド名とを併せた文字列をキーとし、対応する時刻を一対にして管理する。時刻は、保存先インスタンスのsetterメソッドが返す値とする。これにより、下位レベルから収集すべきデータの時間範囲が特定可能となる。

iii）収集スレッド
収集スレッドは設備管理データの収集と保存とを担う。この処理フローをＵＭＬ（Ｕnified Ｍodeling Ｌanguage の略）のアクティビティ図を用いて図２１に示す。なお、ＵＭＬとは、ソフトウェアの設計結果を表すための表記法であり、オブジェクト指向技術の業界標準を作成する団体であるＯＭＧ（Ｏbject Ｍanagement Ｇroup の略）によって定められており、ソフトウェアの分野では広く利用されている。

収集スレッドによる設備管理データの収集と保存とに係る処理内容は以下の通りである。まず、インスタンス間関係リストの先頭を参照し（Ｓ１）、次のインスタンス間関係が存在するか否かを判定する（Ｓ２）。そして、次のインスタンス間関係が存在する場合には（Ｓ２：Ｙ）、当該次のインスタンス間関係のデータを取得する（Ｓ３）。

そして、Ｓ３の処理において取得したインスタンス間関係のデータを基に情報源インスタンスの getter を呼出し、設備管理データを取得する（Ｓ５）。このとき、getter を呼び出す際には、getter呼出し時刻管理から取得済みの最新データの(言い換えると、対応する)getter呼出し時刻を取得し、これをgetterメソッドのパラメータに指定する（Ｓ４）。なお、インスタンス間関係データは全て文字列であるので、この情報に基づいてメソッドを呼び出す仕組みを収集スレッドは備える。具体的には例えば、リフレクションを用いてこの仕組みを実現することが考えられる。リフレクションとは、プログラムの実行過程でプログラム自身の構造を読み取ったり書き換えたりする技術である。すなわち、メソッドの名前（具体的には文字列）からプログラム上の参照データを取得すること等ができる。なお、リフレクションをサポートする言語としては、Ｊａｖａ(登録商標)，Ｃ＃，Ｐｅｒｌ，Objective−Ｃ等が存在する。

Ｓ５の処理において取得された設備管理データは、インスタンス間関係に示された保存先インスタンスにsetterメソッドの呼出しを通じて保存する（Ｓ６）。setterメソッドの戻り値として受け取った時刻は、getter呼出し時刻管理の、対応するgetter呼出し時刻の更新に用いる（Ｓ７）。インスタンス間関係管理に保存されているデータ毎に上記の処理を繰り返して実行する（Ｓ１，Ｓ２：Ｙ，Ｓ３〜Ｓ７）。なお、Ｓ７の処理からＳ２の処理に戻る毎に、インスタンス間関係リストにおけるＳ２の処理対象を一つずつ次に進める。

そして、すべてのデータに関する処理が終了してインスタンス間関係リストに次のインスタンス間関係が存在しない場合には（Ｓ２：Ｎ）、保存先インスタンスにおいて設備管理データの加工（例えば、遮断器の接点損耗率の演算）を行うために保存先インスタンスのcalculateDataメソッドを呼び出す（Ｓ８）。その後、最初のインスタンス間関係に戻って処理を再開する（Ｓ１〜）。

なお、インスタンス間関係管理のデータが途中で更新されたときは、修正後のデータに従って収集スレッドによる処理が行われる。

以上のように構成された本発明の動的設備管理システムによれば、ディレクトリサーバ３が計測機器の種別などに基づいてインスタンスを自動的に生成して当該生成インスタンスに係るインスタンス間関係をディレクトリサーバ３に登録するようにしているので、システムとして取り扱う対象設備即ち管理対象設備への各種計測機器の取り付けや取り外しに際し、関連するソフトウェアがシステム内で自動的に設定され、状態監視を迅速且つ簡便に開始することができる。

また、本発明の動的設備管理システムによれば、インスタンス間関係のデータを全て文字列にすることによってクラス及びメソッドの名称だけを通知すればデータ更新モジュールが対応することができるようになっているので、新たな計測機器が接続されて新たなクラスがシステムに導入された場合でも、データ更新モジュールを修正する必要がなく、また、システムを停止する必要もないという利点を有する。

なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、上述の実施形態では電力流通設備である変電所の遮断器をシステムとして取り扱う対象設備即ち管理対象設備とし当該遮断器の通過電流とパレットスイッチ動作信号とを計測機器(センサ)によって計測して遮断電流とパレットスイッチ動作回数とを管理する場合を例に取り上げて説明したが、システムが取り扱う対象設備や計測機器の種類は上述の実施形態のものに限られず、例えばガス絶縁開閉装置をシステムが取り扱う対象設備としても良いし、例えば電流計，電圧計，油圧計，ガス圧計，温度計を計測機器としても良い。さらに言えば、システムが取り扱う対象設備は電力流通設備でなくても良い。なお、上述の実施形態ではシステムが取り扱う対象設備として電力流通設備をとりあげているのでＩＥＣ 61850のオブジェクトクラスを利用するようにしているが、電力流通設備以外に本発明を適用する場合には例えば独自に定義したオブジェクトクラスを用いるようにする。

また、上述の実施形態ではディレクトリサーバ３と保全サーバ９とを機器構成として別体のものであるように表したが、ディレクトリサーバと保全サーバとを機器構成として一体のものとしても良い。具体的には例えば一台のＰＣによって両者を構成するようにしても良い。

１Ａ 管理対象設備（遮断器）
２Ａ 計測機器（センサ）
３ 第二の装置（ディレクトリサーバ）
３ｂ ディレクトリ
５Ａ 計測機器読取装置
７ 第一の装置（データ管理装置）
８ 通信網

Claims (4)

1. システムとして取り扱う対象設備の情報を取得する計測機器と、当該計測機器と直接若しくは通信網を介して信号の入出力を行う下位レベルの装置と、当該下位レベルの装置と直接若しくは通信網を介して信号の入出力を行う上位レベルの装置と、前記下位レベルの装置及び前記上位レベルの装置との間で信号の入出力を行い且つ計測機器を接続した目的が入力されるサーバとを備え、
   前記計測機器によって取得される前記システムとして取り扱う対象設備の情報の項目（以下、クラス名という），当該クラス名で示されるクラスに対応させて生成されるインスタンスの名前を含むクラス毎のクラス情報と、前記インスタンスの名前，前記インスタンスの配置場所，前記クラス名を含むインスタンス毎のインスタンス情報と、上位レベルの設備管理データに対応するクラス名，前記上位レベルの設備管理データを生成するために使われる下位レベルの設備管理データに対応するクラス名，前記上位レベルの設備管理データを生成するための前記下位レベルの設備管理データの使い方，前記上位レベルの設備管理データに対応するクラス名で示されるクラスと前記下位レベルの設備管理データに対応するクラス名で示されるクラスとの組み合わせを含むクラス間関係と、前記上位レベルの装置に配置される前記インスタンスの名前と前記下位レベルの装置に配置される前記インスタンスの名前との組み合わせを含むインスタンス間関係とを前記サーバに格納し、
   前記計測機器が前記下位レベルの装置若しくは前記下位レベルの装置との間で信号の入出力を行う通信網に接続されたときに、
   前記接続された計測機器の種別を前記下位レベルの装置が前記サーバに伝送し、
   当該サーバに、前記接続された計測機器を接続した目的が入力され、
   当該サーバが、前記クラス情報を参照して、前記接続された計測機器を接続した目的に相当するクラス名で示されるクラスに対応するインスタンスを生成すると共に、前記クラス間関係を参照して、前記上位レベルの設備管理データに対応するクラス名が前記接続された計測機器を接続した目的に相当するクラス名になっているエントリのすべての前記下位レベルの設備管理データに対応するクラス名で示されるクラスに対応するインスタンスを生成し、その上で、前記インスタンス情報を検索して前記生成したインスタンスが存在していない場合には前記生成したインスタンスに関する前記インスタンス情報を前記サーバに格納すると共に前記クラス間関係を参照して前記生成したインスタンスに関係する前記インスタンス間関係を前記サーバに格納し、また、前記生成したインスタンスを前記インスタンス間関係に基づいて前記下位レベルの装置や前記上位レベルの装置に送付し、
   そして、前記インスタンス間関係に基づいて前記インスタンス同士で前記設備管理データを交換することを特徴とする動的設備管理システム。
2. 前記計測機器が前記下位レベルの装置若しくは前記通信網から取り外されたときに、
   当該取り外された計測機器に対応するものとして前記生成されて送付されたインスタンスの名前を前記下位レベルの装置が前記サーバに伝送し、
   当該サーバが、前記インスタンス間関係を参照して、前記下位レベルの装置に配置される前記インスタンスの名前が前記取り外された計測機器に対応する前記インスタンスの名前になっているエントリの前記上位レベルの装置に配置される前記インスタンスの名前で示されるインスタンスを前記設備管理データの収集及び処理は停止する一方で当該インスタンス内に保存されている前記設備管理データの読み出しは可能な状態（以下、不完全状態という）にするように前記インスタンス情報を更新すると共に、前記下位レベルの装置に配置される前記インスタンスの名前が前記不完全状態にされた前記インスタンスの名前になっているエントリの前記上位レベルの装置に配置される前記インスタンスの名前で示されるインスタンスを前記不完全状態にするように前記インスタンス情報を更新し、その上で、前記取り外された計測機器に対応する前記インスタンスの名前で示されるインスタンスの削除を前記下位レベルの装置に指示し、そして、当該下位レベルの装置が当該装置に配置されているインスタンスのうちの前記取り外された計測機器に対応する前記インスタンスの名前で示されるインスタンスを削除し、さらに、前記更新されたインスタンス情報に基づいて前記上位レベルの装置と前記サーバとのそれぞれが当該装置に配置されているインスタンスのうちの前記取り外された計測機器に対応する前記インスタンスの名前で示されるインスタンスを前記不完全状態にすることを特徴とする請求項１記載の動的設備管理システム。
3. 前記インスタンス間関係のデータが全て文字列であることを特徴とする請求項１記載の動的設備管理システム。
4. 前記システムとして取り扱う対象設備が変電所の遮断器であると共に、前記計測機器が前記遮断器の通過電流とパレットスイッチ動作信号とを前記情報として取得するセンサであることを特徴とする請求項１記載の動的設備管理システム。