(57)【要約】 【課題】  大規模複雑システムの頑健性を定量的に評価する。【解決手段】  本発明に係る頑健性評価装は、入室者Ｗがとる行動の結果が区画Ｅ１内の重要機器Ｍ１の安全性に対して及ぼす影響の度合からこのシステムの頑健性を評価する頑健性評価装置において、予め想定した事象のシステムの安全性への影響度を評価する事象影響度評価手段と、事象影響度評価手段で評価された各事象を惹起するために要する時間を評価する事象発生時間評価手段と、評価された事象影響度及び事象発生時間を基にシステムの健全性を維持する度合を評価する頑健性評価手段と、を有する。【選択図】  図１
2006301681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入室者がとる行動の結果がシステムの安全性に対して及ぼす影響の度合からこのシステムの頑健性を評価する頑健性評価装置において、
予め想定した事象の前記システムの安全性への影響度を評価する事象影響度評価手段と、
この事象影響度評価手段で評価された各事象を惹起するのに要する時間を評価する事象発生時間評価手段と、
前記評価された事象影響度及び事象発生時間を基に前記システムの健全性を維持する度合を評価する頑健性評価手段と、
を有することを特徴とする頑健性評価装置。
【請求項２】
前記事象影響度評価手段は、
前記入室者が通過する前記システム内の地点を入力する入力手段と、
前記システム内機器の配置情報を基に前記作業者がこの機器へ接触する事象を探索する事象探索手段と、
を有し、
前記事象探索手段は、予め評価された発生事象の影響波及範囲及び影響進展結果として惹起される事象の重篤度から事象影響度を評価するものであること、
を特徴とする請求項１記載の頑健性評価装置。
【請求項３】
前記頑健性評価手段は、対象となる事象として特定の条件に合致する複数事象を選定し、この選択された事象毎に評価される事象影響度及び事象発生時間とから前記システムの頑健性を合算する合算手段と、を有することを特徴とする請求項１又は２記載の頑健性評価装置。
【請求項４】
入室者がとる行動の結果がシステムの安全性に対して及ぼす影響の度合からこのシステムの頑健性を評価する頑健性評価方法において、
予め想定した事象の前記システムの安全性への影響度を評価する事象影響度評価ステップと、
この事象影響度評価ステップで評価された各事象を惹起するために要する時間を評価する事象発生時間評価ステップと、
前記評価された事象影響度及び事象発生時間を基に前記システムの健全性を維持する度合を評価する頑健性評価ステップと、
を有することを特徴とする頑健性評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラント等の大規模システムにおいて作業者又は侵入者（以下、入室者という。）がシステムに対して及ぼし得る影響度合を評価する頑健性評価装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プラントや航空機といった高度な安全性が要求される、いわゆる社会基盤を形成している大規模複雑システムにおける安全性の評価は、監視制御システムの健全性や信頼性、プラントの動特性等の客観的指標による物理的・合理的な評価手法を導入した安全解析の方法の適用が主要なテーマとして扱われてきた。
【０００３】
これら重要な社会基盤システムに関しては、より広い意味での安全性の確保という観点から、その運用の様々な局面において様々な危機を想定しそれに迅速かつ適切に対応する方法を常時に整備しておく必要がある。
【０００４】
しかしながら現状では、セキュリティ技術の複雑性、セキュリティ技術者の不足、組織内でのセキュリティ対応体制の不整備等が原因となってセキュリティ対策は万全であるとは言い難い。
【０００５】
上述の状況を鑑み、管理対象となる重要な社会基盤を形成する大規模システムの脆弱性を評価するための評価方法を策定し、作成した評価プランに基づき評価対象である仮想的なシステム又は実際の基盤システムの対応挙動シミュレーションを通して、システムセキュリティの頑健性の評価を行う仕組みの整備が必要とされている。
【０００６】
従来の既知の技術においては、情報セキュリティを組織体制全体の問題として捉え、それを体制として周知徹底させるために、マネジメントの枠組みの中で情報セキュリティを構築するシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
また、情報セキュリティ監査システムやネットワークのセキュリティ向上のために作成した検査プランに従って検査対象に対して攻撃を加え、攻撃に対して検査対象がとった挙動をもとに脆弱性の検査結果を出す脆弱性検査システムが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
また、通行管理情報記憶媒体を携行した通行者が被管理区域を通行した際、各ゲート毎の通過情報に基づいて次ゲートの通行可否判定を行う通行管理システム等が知られている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００４−２５９１９７号公報
【特許文献２】特開２００２−２２９９４６号公報
【特許文献３】特開平５−７３７８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述の従来の頑健性評価装置及びその方法装置においては、例えば特許文献１、２に示すように、その評価対象をインターネットに代表される計算機ネットワークシステムにおけるセキュリティレベルの評価やその脆弱性を検査することを目的とするものである。また、物理的実体としては、複数の計算機間の情報通信の方法にその評価手段が限定されるという特徴がある。
【００１０】
このため、社会基盤システムの実際的運用における本質的なセキュリティ対策が難しく、リスク管理の多様性に単純に拡張することが困難であり更にシステムの実体や監視システムの物理的構造や機能実現方法に起因する様々な制約条件を加味することが難しい、という課題があった。
【００１１】
また、特許文献３に示すように、単純な通行管理システムの場合には作業者や侵入者の行動をゲート通過の可否によって制約するための実現方法であるが、ゲート間のエリアに存在する機器の重要度等、社会基盤システムの円滑な運用に対する脅威や影響の波及度合等を総合的に勘案した評価検査を行うことが困難である、という課題があった。
【００１２】
さらに、プラント等大規模システムの従来よりも広い意味での安全を確保する設計思想を導入するという観点からは、現場作業者の故意の妨害活動や過誤による手続き処理が発生した場合でも、システムの安全性が一定レベル以下に低下しないような設計指針を採用し、具体的な検証プロセスを設計段階で繰り返し実施することが重要であり、現状の評価装置においては、このような広義の安全概念に基づく評価システムの整備が確立されていない、という課題があった。
【００１３】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、実際のシステム内部での機器の空間的配置や作業活動の状況を加味した作業時間・移動時間の評価データ並びに各機器の動作不具合や機能喪失に起因するシステム挙動への影響の波及範囲等の推定情報を基に、大規模複雑システムの頑健性を定量的に評価することのできる頑健性評価装置及びその方法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】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明は、入室者がとる行動の結果がシステムの安全性に対して及ぼす影響の度合からこのシステムの頑健性を評価する頑健性評価装置において、予め想定した事象の前記システムの安全性への影響度を評価する事象影響度評価手段と、この事象影響度評価手段で評価された各事象を惹起するのに要する時間を評価する事象発生時間評価手段と、前記評価された事象影響度及び事象発生時間を基に前記システムの健全性を維持する度合を評価する頑健性評価手段と、を有することを特徴とするものである。
【００１５】
また、上記目的を達成するため、本発明は、入室者がとる行動の結果がシステムの安全性に対して及ぼす影響の度合からこのシステムの頑健性を評価する頑健性評価方法において、予め想定した事象の前記システムの安全性への影響度を評価する事象影響度評価ステップと、この事象影響度評価ステップで評価された各事象を惹起するために要する時間を評価する事象発生時間評価ステップと、前記評価された事象影響度及び事象発生時間を基に前記システムの健全性を維持する度合を評価する頑健性評価ステップと、を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の頑健性評価装置及びその方法によれば、実際のシステム内部での機器の空間的配置や作業活動の状況を加味した作業時間・移動時間の評価データや各機器の動作不具合や機能喪失に起因するシステム挙動への影響の波及範囲等の推定情報を基に、大規模複雑システムの頑健性を定量的に評価することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る頑健性評価装置及びその方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
【００１８】
この頑健性評価装置は、予め想定した事象の前記システムの安全性への影響度を評価する事象影響度評価手段と、この事象影響度評価手段で評価された各事象を惹起するのに要する時間を評価する事象発生時間評価手段と、前記評価された事象影響度及び事象発生時間を基に前記システムの健全性を維持する度合を評価する頑健性評価手段とから構成される。この事象影響度評価手段、事象発生時間評価手段及び頑健性評価手段について説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態の頑健性評価装置の基本構成を示す構成図である。
【００２０】
本図に示すように、本実施の形態においては、最も基本的な頑健性の評価を行うために、ただ一つの区画Ｅ１を対象として考え、入室者Ｗがとる行動の結果がシステムの安全性に対して及ぼす影響の度合からこのシステムの頑健性を評価する。
【００２１】
事象影響度評価手段及び事象発生時間評価手段において、入室者Ｗは、この区画Ｅ１にゲートＧ１を通って入室すると仮定する。この入室者Ｗは、区画Ｅ１内においてある行動経路Ｄ１を選択して区画Ｅ１内である種の行動を行い、行動の結果ゲートＧ２を通って次の区画Ｅ２に至るものとする。なお、区画Ｅ１、Ｅ２は、それぞれ障壁Ｂ１、Ｂ２で仕切られている。
【００２２】
頑健性評価手段において、このときの入室者Ｗの属性は、作業者又は侵入者Ｗの持つ様々な能力又は所持品とその能力に基づいて決定される。区画Ｅ１内での行動の選択肢の中から１つの行動を選択し、その行動の結果区画Ｅ１内において、例えば重要機器Ｍ１に対して何らかの影響を及ぼすことができるとする。この重要機器Ｍ１の影響の他の区画への波及の度合又は事象進展速度等の属性を基に、システムの頑健性の評価を行う。
【００２３】
すなわち、本評価手法は予め定められた入室者Ｗの行動に従い、この行動における時間や影響の大きさを数値的に表現し、この表現された数値データを基にシステムの頑健性への影響度という観点から定量的評価を実施するものである。
【００２４】
これら区画Ｅ１における対象システムと入室者Ｗの相互作用の頑健性評価結果をＲとする。このＲと上述の区画Ｅ１内での侵入者Ｗの行動の関係を関数ｆ１とすれば、下記のような（１）式によって表現することが可能である。この関数ｆ１は、上記頑健性の評価方法や評価の目的に応じて異なる形式を採りうるものとする。
【数１】
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【００２５】
ここで、Ｅ１は区画の環境属性（雰囲気等区画そのものが侵入者Ｗの行動に及ぼす特徴等）であり、Ｍ１は区画Ｅ１に設置された機器であり、他の区画への潜在的な影響可能性に該当する。
【００２６】
行動経路Ｄ１は、基本的に入室者Ｗの区画Ｅ１内における行動の経路に相当するものである。この属性値も単純な経路長である他に、侵入者Ｗの属性としての移動速度等関係するパラメータに応じた経路通過時間等へ換算を行った結果も入力対象となり得る。
【００２７】
また、入室者Ｗが区画Ｅ１に出入りするゲートについても、実際には避難行動や妨害行動といった入室者Ｗの目的によっては障壁Ｂ１等を破壊する等の破壊行動が選択された場合、必ずしもゲートＧ１を通過するわけではない。しかし、パラメータＧ１の選択肢の中には自ずとそのようなシナリオの選択も可能である。
【００２８】
このように構成された本実施の形態において、上述の（１）式による計算方法の導入により、選択経路長による所要時間だけでなく、入室者Ｗの行動に伴う潜在的なシステムへの影響度合を評価できる。
【００２９】
本実施の形態によれば、実際のシステム内部での機器の空間的配置や作業活動の状況を加味した作業時間・移動時間の評価データ並びに各機器の動作不具合や機能喪失に起因するシステム挙動への影響の波及範囲等の推定情報を基に、大規模複雑システムの頑健性を定量的に評価することができる。
【００３０】
上述の事象影響度評価手段は、入室者Ｗが通過する区画Ｅ１内の地点を入力する入力手段と区画Ｅ１内の重要機器Ｍ１の配置情報を基に入室者Ｗがこの重要機器Ｍ１へ接触する事象を探索する事象探索手段から構成される。この入力手段と重要機器Ｍ１へ接触する事象を探索する事象探索手段について説明する。
【００３１】
図２は、本発明の実施の形態の頑健性評価装置の経路探索の基本構成を示す構成図である。本図は、図１に示す頑健性評価装置のうち経路探索に係る基本構成を示すものであり、図１に示す構成と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
【００３２】
また本図では、図１で説明した１区画Ｅ１内において入室者Ｗがとる行動を基にして説明を行う。図１では、区画Ｅ１内における入室者Ｗの行動経路を予め設定しているとの前提であった。しかし、実際の場合には、ある通過点すなわち極端な例でいえばゲートＧ１とゲートＧ２だけ、という通過点のみを初期条件とする場合がある。外的に評価を行う時点で入力情報とし、その途中経路についてはすべて探索処理をシミュレーションプロセスの一部として自動的に演算を行う方法の導入が考えられる。
【００３３】
本図においては、このような入口と出口であるゲートＧ１とゲートＧ２の他に、区画Ｅ１内の特定の地点を１つ通過点として入力する場合を想定している。このような条件の下で、複数の行動経路Ｄ１１、Ｄ１２を例示している。ここで、図１における行動経路Ｄ１が行動経路Ｄ１１であり、新たに探索された行動経路はＤ１２として示している。
【００３４】
このように複数の行動経路Ｄ１１、Ｄ１２が求められる場合の本区画Ｅ１内におけるシステムの頑健性の評価においては、各々の探索された行動経路の候補に対して、それぞれの対象システムと入室者Ｗの相互作用の頑健性評価結果の評価値Ｒは、下記のような（２）式によって表現することが可能である。
【数２】
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【００３５】
このように構成された本実施の形態において、いわゆる頑健性の評価においては、この評価値Ｒは、最も小さいものが頑健性の指標として選択される。
【００３６】
本実施の形態によれば、重要機器への接触すなわち入室者Ｗの作用に関しては、探索された経路に応じて行動経路Ｄ１１、Ｄ１２と重要機器Ｍ１との最短距離等の情報を入力することにより評価する。
【００３７】
しかしながら、実際の入室者Ｗのとる行動における偶発性をシミュレーションにおける不確定性としてとらえる場合は、上述の最小値Ｒを採択する方法の他に、選択される経路とその経路の選択確率（入室者Ｗの目的や区画内での活動パターン等シミュレーションの外部から設定可能な条件に応じて確率を算出）を乗じ、区画Ｅ１内における頑健性を評価するときは、下記のような（３）式によって表現することが可能である。
【数３】
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【００３８】
本実施の形態において、複数の行動経路Ｄ１１、Ｄ１２の探索の結果を加味した頑健性の評価が円滑に実現できる。
【００３９】
本実施の形態によれば、複数の行動経路Ｄ１１、Ｄ１２の探索の結果を加味した頑健性の評価ができるので、実際のシステム内部での機器の空間的配置や作業活動の状況を踏まえた作業時間・移動時間の評価データや各機器の動作不具合や機能喪失に起因するシステム挙動への影響の波及範囲等の推定情報を基に、大規模複雑システムの頑健性を定量的に評価することができる。
【００４０】
上述の頑健性評価手段は、対象となる事象として特定の条件に合致する複数事象を選定し、この選択された事象毎に評価される事象影響度及び事象発生時間とから前記システムの頑健性を合算する合算手段から構成される。この合算手段について説明する。
【００４１】
図３は、本発明の実施の形態の頑健性評価装置の複数区画の事例における頑健性評価結果の合算方法を示す構成図である。本図は、図１に示す頑健性評価結果の合算方法に係る基本構成を示すものであり、図１に示す構成と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
【００４２】
本図に示すように、実際の重要設備を内包するような大規模システムにおいては、図１及び図２で説明で示す区画Ｅ１が複数連結して、例えば区画Ｅ１〜Ｅ３形成されていると考えることができる。
【００４３】
この場合の大規模システムにおける具体的な評価対象の頑健性の評価方法として、上述の各区画Ｅ１〜Ｅ３内での複数の行動経路Ｄ１１、Ｄ１２の探索に加え、各区画Ｅ１〜Ｅ３毎の評価結果を合算して評価する方法について、下記のような（４）式によって表現することが可能である。
【数４】
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【００４４】
このように構成された本実施の形態において、各区画単位での探索・評価を各区画の連結構造に応じて実施可能である。
【００４５】
本実施の形態によれば、より現実的なシステムを対象とし、システム全体の連結構造を考慮に入れた総合的な安全性評価を実現することができる。また、連結構造が多重に連結している場合についてもゲートの選択が可能であるため、評価を実施可能である。
【００４６】
図４は、本発明の実施の形態の頑健性評価方法の手順を示すフロー図である。
【００４７】
本図に示すように、最初に評価対象となるシステムを選定する（Ｓ１）。このときに、この対象機器・システムに関する構成等の設計情報を評価し（Ｓ２）、対象固有情報を設定する（Ｓ３）。
【００４８】
この対象固有情報設定（Ｓ３）の後に、基本的枠組みとして予め評価者が設定するシナリオの内容に基づきモデルシミュレーションを開始する（Ｓ４）。この際、シナリオ設定のオプションとして通過地点等を制約条件として外的に設定可能である（Ｓ５）。
【００４９】
これらの条件に基づき、行動経路Ｄとして通過する区画等を入力し（Ｓ６）、行動経路Ｄの候補の探索を行う（Ｓ７）。この後、図１に示す重要機器Ｍに対して入室者Ｗが及ぼしうる作用を発生事象として探索すると共に（Ｓ８）、また事象の発生に要する時間の評価を探索する（Ｓ９）。
【００５０】
これら一連の探索結果に基づき候補として選定された経路についてタイムラインを分析し（Ｓ１０）、入室者Ｗの行動の所要時間を積算評価する（Ｓ１１）。このとき、行動経路Ｄ並びに事象を発生させる入室者Ｗ、区画Ｅ及び重要機器Ｍとの相互作用の結果として所要時間を積算評価する（Ｓ１１）。
【００５１】
この所要時間の積算評価の後で入室者Ｗが発生させた事象の評価対象システムの運用への影響度合いを事象影響度として評価する（Ｓ１２）。この事象影響度評価の後で、探索結果全体における所要時間と影響度からシステム全体の頑健性を評価する評価する（Ｓ１３）。
【００５２】
本実施の形態において、上述の評価ステップを経由して、選択経路長による所要時間だけでなく、入室者Ｗの行動に伴う潜在的なシステムへの影響度合を評価できる。
【００５３】
本実施の形態によれば、実際のシステム内部での機器の空間的配置や作業活動の状況を加味した作業時間・移動時間の評価データに起因するシステム挙動への影響の波及範囲等の推定情報を基に、大規模複雑システムの頑健性を定量的に評価することができる。
【００５４】
さらに、本発明は、上述したような各実施の形態に何ら限定されるものではなく、各区画内の重要機器を複数台に変更してもよく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施の形態の頑健性評価装置の基本構成を示す構成図。
【図２】本発明の実施の形態の頑健性評価装置の経路探索の基本構成を示す構成図。
【図３】本発明の実施の形態の頑健性評価装置の複数区画の事例における頑健性評価結果の合算方法を示す構成図。
【図４】本発明の実施の形態の頑健性評価方法の手順を示すフロー図。
【符号の説明】
【００５６】
Ｂ１,Ｂ２…障壁、Ｄ,Ｄ１〜Ｄ３,Ｄ１１,Ｄ１２…行動経路、Ｅ,Ｅ１〜Ｅ３…区画、Ｇ１,Ｇ２…ゲート、Ｍ,Ｍ１〜Ｍ３…重要機器、Ｗ…入室者。
【図１】
2006301681.tif 000007
【図２】
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【図３】
2006301681.tif 000009
【図４】
2006301681.tif 000010