(57)【要約】配管設備から漏洩するガスを継続的に監視して、当該配管設備の保全時期を予測する。本システムの情報処理装置（コンピューター）は、赤外線画像に基づき漏洩ガスの濃度厚み積を算出するステップ（Ｅ３）と、時系列の複数フレームに亘る赤外線画像に基づき同画像中にある漏洩ガスのガス漏れ位置を推定するステップ（Ｅ４）と、配管設備の流通物質情報を参照してＥ４のガス漏れ位置と照合し漏洩ガスのガス種を設定するステップ（Ｅ５）と、Ｅ５で設定されたガス種の漏洩ガスの濃度厚み積について保全閾値を設定するステップ（Ｅ６）と、単位時間あたりの漏洩量を時系列の複数フレームに亘る赤外線画像に基づき推算するステップ（Ｅ１０）と、Ｅ１０の単位時間あたりの漏洩量の時間変化に基づき、Ｅ３の濃度厚み積がＥ６の保全閾値を超える時期を予測計算する保全時期予測計算ステップ（Ｅ１１）とを実行する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視対象とする配管設備を含む範囲を撮影した赤外線画像の連続するフレームを順次取得する画像取得ステップと、
前記画像取得ステップで取得した前記赤外線画像に基づき同画像中にある漏洩ガスの濃度厚み積を算出する濃度厚み積算出ステップと、
前記画像取得ステップで取得した時系列の複数フレームに亘る前記赤外線画像に基づき同画像中にある漏洩ガスのガス漏れ位置を推定するガス漏れ位置推定ステップと、
前記配管設備の流通物質情報を参照して、前記ガス漏れ位置推定ステップにより推定されたガス漏れ位置と照合し、当該ガス漏れ位置直近の配管に流通するガス種を当該ガス漏れ位置からの漏洩ガスのガス種として設定するガス種設定ステップと、
前記ガス種設定ステップにより設定されたガス種の漏洩ガスの濃度厚み積について保全閾値を設定する保全閾値設定ステップと、
前記ガス漏れ位置推定ステップにより推定されたガス漏れ位置からの前記ガス種設定ステップにより設定されたガス種の単位時間あたりの漏洩量を、前記画像取得ステップで取得した時系列の複数フレームに亘る前記赤外線画像に基づき推算する漏洩量推算ステップと、
前記漏洩量推算ステップにより推算される単位時間あたりの漏洩量の時間変化に基づき、前記濃度厚み積算出ステップにより算出した濃度厚み積が前記保全閾値を超える時期を予測計算する保全時期予測計算ステップと、
をコンピューターに実行させるためのガス監視プログラム。
【請求項２】
前記濃度厚み積算出ステップにより算出した濃度厚み積が前記保全閾値を超えたか否か判断する保全閾値判断ステップと、
前記保全閾値判断ステップにより前記保全閾値を超えたと判断した場合に、前記保全閾値を超えたことを報知する報知ステップと、
をコンピューターに実行させるための請求項１に記載のガス監視プログラム。
【請求項３】
入力信号に基づき前記ガス種設定ステップにより設定されたガス種を修正設定するガス種修正ステップをコンピューターに実行させるための請求項１又は請求項２に記載のガス監視プログラム。
【請求項４】
監視対象とする配管設備を含む範囲を撮影した赤外線画像の連続するフレームを順次取得する画像取得ステップと、
前記画像取得ステップで取得した前記赤外線画像に基づき同画像中にある漏洩ガスの濃度厚み積を算出する濃度厚み積算出ステップと、
前記画像取得ステップで取得した時系列の複数フレームに亘る前記赤外線画像に基づき同画像中にある漏洩ガスのガス漏れ位置を推定するガス漏れ位置推定ステップと、
前記配管設備の流通ガス種情報を参照して、前記ガス漏れ位置推定ステップにより推定されたガス漏れ位置と照合し、当該ガス漏れ位置直近の配管に流通するガス種を当該ガス漏れ位置からの漏洩ガスのガス種として設定するガス種設定ステップと、
前記ガス種設定ステップにより設定されたガス種の漏洩ガスの濃度厚み積について保全閾値を設定する保全閾値設定ステップと、
前記ガス漏れ位置推定ステップにより推定されたガス漏れ位置からの前記ガス種設定ステップにより設定されたガス種の単位時間あたりの漏洩量を推算する漏洩量推算ステップと、
前記漏洩量推算ステップにより推算される単位時間あたりの漏洩量の時間変化に基づき、前記濃度厚み積算出ステップにより算出した濃度厚み積が前記保全閾値を超える時期を予測計算する保全時期予測計算ステップと、
を実行可能にされたコンピューターを備えるガス監視システム。
【請求項５】
前記濃度厚み積算出ステップにより算出した濃度厚み積が前記保全閾値を超えたか否か判断する保全閾値判断ステップと、
前記保全閾値判断ステップにより前記保全閾値を超えたと判断した場合に、前記保全閾値を超えたことを報知する報知ステップと、
を実行可能にされたコンピューターを備える請求項４に記載のガス監視システム。
【請求項６】
入力信号に基づき前記ガス種設定ステップにより設定されたガス種を修正設定するガス種修正ステップを実行可能にされたコンピューターを備える請求項４又は請求項５に記載のガス監視システム。
【請求項７】
監視対象とする配管設備を含む範囲を撮影した赤外線画像の連続するフレームを順次取得する画像取得ステップと、
前記画像取得ステップで取得した前記赤外線画像に基づき同画像中にある漏洩ガスの濃度厚み積を算出する濃度厚み積算出ステップと、
前記画像取得ステップで取得した時系列の複数フレームに亘る前記赤外線画像に基づき同画像中にある漏洩ガスのガス漏れ位置を推定するガス漏れ位置推定ステップと、
前記配管設備の流通物質情報を参照して、前記ガス漏れ位置推定ステップにより推定されたガス漏れ位置と照合し、当該ガス漏れ位置直近の配管に流通するガス種を当該ガス漏れ位置からの漏洩ガスのガス種として設定するガス種設定ステップと、
前記ガス種設定ステップにより設定されたガス種の漏洩ガスの濃度厚み積について保全閾値を設定する保全閾値設定ステップと、
前記ガス漏れ位置推定ステップにより推定されたガス漏れ位置からの前記ガス種設定ステップにより設定されたガス種の単位時間あたりの漏洩量を、前記画像取得ステップで取得した時系列の複数フレームに亘る前記赤外線画像に基づき推算する漏洩量推算ステップと、
前記漏洩量推算ステップにより推算される単位時間あたりの漏洩量の時間変化に基づき、前記濃度厚み積算出ステップにより算出した濃度厚み積が前記保全閾値を超える時期を予測計算する保全時期予測計算ステップと、
をコンピューターに実行させるためのガス監視プログラムを記録したコンピューター読み取り可能な記録媒体。
【請求項８】
コンピューターを用いて、
監視対象とする配管設備を含む範囲を撮影した赤外線画像の連続するフレームを順次取得する画像取得ステップと、
前記画像取得ステップで取得した前記赤外線画像に基づき同画像中にある漏洩ガスの濃度厚み積を算出する濃度厚み積算出ステップと、
前記画像取得ステップで取得した時系列の複数フレームに亘る前記赤外線画像に基づき同画像中にある漏洩ガスのガス漏れ位置を推定するガス漏れ位置推定ステップと、
前記配管設備の流通物質情報を参照して、前記ガス漏れ位置推定ステップにより推定されたガス漏れ位置と照合し、当該ガス漏れ位置直近の配管に流通するガス種を当該ガス漏れ位置からの漏洩ガスのガス種として設定するガス種設定ステップと、
前記ガス種設定ステップにより設定されたガス種の漏洩ガスの濃度厚み積について保全閾値を設定する保全閾値設定ステップと、
前記ガス漏れ位置推定ステップにより推定されたガス漏れ位置からの前記ガス種設定ステップにより設定されたガス種の単位時間あたりの漏洩量を、前記画像取得ステップで取得した時系列の複数フレームに亘る前記赤外線画像に基づき推算する漏洩量推算ステップと、
前記漏洩量推算ステップにより推算される単位時間あたりの漏洩量の時間変化に基づき、前記濃度厚み積算出ステップにより算出した濃度厚み積が前記保全閾値を超える時期を予測計算する保全時期予測計算ステップと、
を実行する監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、予知保全に有用な赤外線撮影画像に基づくガス監視に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラントにおける配管のフランジ部やバルブ部からのガス類のリークはその構造上避けられないが、長時間のランニングが必要となる大型のプラントにおいては、環境に与える影響が小さく、問題にならない範囲であれば、経過観察をしながらリークした状態のまま製造を継続し、定期補修時、あるいは臨時補修時に製造を止めて部品交換などのメンテナンスを実施している。
これは過剰な設備投資を抑えながら、合理的に事故を無くすALARP（As Low As Reasonably Practicable）という考え方に基づいており、平成18年3月  厚生労働省安全衛生部安全課「危険性または有毒性等の調査等に関する指針（通称  リスクアセスメント指針）同解説」p.24にも記載されている。
しかし、経過観察を行う場合でも作業者が見回りを実施する必要が有り、その漏れの状況を定量的で連続的、一括に管理する手段が無く、修繕やそれに伴う製造、販売計画は不確実な情報に基づいたものであり、過剰な安全マージンが必要になるなど十分合理的なものではなかった。【０００３】
特許文献１には、機械の動作状態を示す値を持つ物理パラメータを解析し、予知保全のための診断を行うシステムが記載されている。
特許文献２には、運転状態を示すパラメータを参照し予知保全のための診断を行い、必要に応じて遠隔地にある管理コンピューターと通信し管理者が詳細に診断するシステムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−９３０１８号公報
【特許文献２】特開平５−４６８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１，２に記載のシステムにあっては、予知保全に用いるパラメータとして機械の動作そのものを参照しており、実際に発生している漏洩（異常）そのものをパラメータとして監視することがなかった。【０００６】
本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、配管設備から漏洩するガスを継続的に監視して、当該配管設備の保全時期を予測することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、監視対象とする配管設備を含む範囲を撮影した赤外線画像の連続するフレームを順次取得する画像取得ステップと、
前記画像取得ステップで取得した前記赤外線画像に基づき同画像中にある漏洩ガスの濃度厚み積を算出する濃度厚み積算出ステップと、
前記画像取得ステップで取得した時系列の複数フレームに亘る前記赤外線画像に基づき同画像中にある漏洩ガスのガス漏れ位置を推定するガス漏れ位置推定ステップと、
前記配管設備の流通物質情報を参照して、前記ガス漏れ位置推定ステップにより推定されたガス漏れ位置と照合し、当該ガス漏れ位置直近の配管に流通するガス種を当該ガス漏れ位置からの漏洩ガスのガス種として設定するガス種設定ステップと、
前記ガス種設定ステップにより設定されたガス種の漏洩ガスの濃度厚み積について保全閾値を設定する保全閾値設定ステップと、
前記ガス漏れ位置推定ステップにより推定されたガス漏れ位置からの前記ガス種設定ステップにより設定されたガス種の単位時間あたりの漏洩量を、前記画像取得ステップで取得した時系列の複数フレームに亘る前記赤外線画像に基づき推算する漏洩量推算ステップと、
前記漏洩量推算ステップにより推算される単位時間あたりの漏洩量の時間変化に基づき、前記濃度厚み積算出ステップにより算出した濃度厚み積が前記保全閾値を超える時期を予測計算する保全時期予測計算ステップと、
をコンピューターに実行させるためのガス監視プログラムである。【０００８】
請求項２記載の発明は、前記濃度厚み積算出ステップにより算出した濃度厚み積が前記保全閾値を超えたか否か判断する保全閾値判断ステップと、
前記保全閾値判断ステップにより前記保全閾値を超えたと判断した場合に、前記保全閾値を超えたことを報知する報知ステップと、
をコンピューターに実行させるための請求項１に記載のガス監視プログラムである。【０００９】
請求項３記載の発明は、入力信号に基づき前記ガス種設定ステップにより設定されたガス種を修正設定するガス種修正ステップをコンピューターに実行させるための請求項１又は請求項２に記載のガス監視プログラムである。【００１０】
請求項４記載の発明は、監視対象とする配管設備を含む範囲を撮影した赤外線画像の連続するフレームを順次取得する画像取得ステップと、
前記画像取得ステップで取得した前記赤外線画像に基づき同画像中にある漏洩ガスの濃度厚み積を算出する濃度厚み積算出ステップと、
前記画像取得ステップで取得した時系列の複数フレームに亘る前記赤外線画像に基づき同画像中にある漏洩ガスのガス漏れ位置を推定するガス漏れ位置推定ステップと、
前記配管設備の流通ガス種情報を参照して、前記ガス漏れ位置推定ステップにより推定されたガス漏れ位置と照合し、当該ガス漏れ位置直近の配管に流通するガス種を当該ガス漏れ位置からの漏洩ガスのガス種として設定するガス種設定ステップと、
前記ガス種設定ステップにより設定されたガス種の漏洩ガスの濃度厚み積について保全閾値を設定する保全閾値設定ステップと、
前記ガス漏れ位置推定ステップにより推定されたガス漏れ位置からの前記ガス種設定ステップにより設定されたガス種の単位時間あたりの漏洩量を推算する漏洩量推算ステップと、
前記漏洩量推算ステップにより推算される単位時間あたりの漏洩量の時間変化に基づき、前記濃度厚み積算出ステップにより算出した濃度厚み積が前記保全閾値を超える時期を予測計算する保全時期予測計算ステップと、
を実行可能にされたコンピューターを備えるガス監視システムである。【００１１】
請求項５記載の発明は、前記濃度厚み積算出ステップにより算出した濃度厚み積が前記保全閾値を超えたか否か判断する保全閾値判断ステップと、
前記保全閾値判断ステップにより前記保全閾値を超えたと判断した場合に、前記保全閾値を超えたことを報知する報知ステップと、
を実行可能にされたコンピューターを備える請求項４に記載のガス監視システムである。【００１２】
請求項６記載の発明は、入力信号に基づき前記ガス種設定ステップにより設定されたガス種を修正設定するガス種修正ステップを実行可能にされたコンピューターを備える請求項４又は請求項５に記載のガス監視システムである。【００１３】
請求項７記載の発明は、監視対象とする配管設備を含む範囲を撮影した赤外線画像の連続するフレームを順次取得する画像取得ステップと、
前記画像取得ステップで取得した前記赤外線画像に基づき同画像中にある漏洩ガスの濃度厚み積を算出する濃度厚み積算出ステップと、
前記画像取得ステップで取得した時系列の複数フレームに亘る前記赤外線画像に基づき同画像中にある漏洩ガスのガス漏れ位置を推定するガス漏れ位置推定ステップと、
前記配管設備の流通物質情報を参照して、前記ガス漏れ位置推定ステップにより推定されたガス漏れ位置と照合し、当該ガス漏れ位置直近の配管に流通するガス種を当該ガス漏れ位置からの漏洩ガスのガス種として設定するガス種設定ステップと、
前記ガス種設定ステップにより設定されたガス種の漏洩ガスの濃度厚み積について保全閾値を設定する保全閾値設定ステップと、
前記ガス漏れ位置推定ステップにより推定されたガス漏れ位置からの前記ガス種設定ステップにより設定されたガス種の単位時間あたりの漏洩量を、前記画像取得ステップで取得した時系列の複数フレームに亘る前記赤外線画像に基づき推算する漏洩量推算ステップと、
前記漏洩量推算ステップにより推算される単位時間あたりの漏洩量の時間変化に基づき、前記濃度厚み積算出ステップにより算出した濃度厚み積が前記保全閾値を超える時期を予測計算する保全時期予測計算ステップと、
をコンピューターに実行させるためのガス監視プログラムを記録したコンピューター読み取り可能な記録媒体である。【００１４】
請求項８記載の発明は、コンピューターを用いて、
監視対象とする配管設備を含む範囲を撮影した赤外線画像の連続するフレームを順次取得する画像取得ステップと、
前記画像取得ステップで取得した前記赤外線画像に基づき同画像中にある漏洩ガスの濃度厚み積を算出する濃度厚み積算出ステップと、
前記画像取得ステップで取得した時系列の複数フレームに亘る前記赤外線画像に基づき同画像中にある漏洩ガスのガス漏れ位置を推定するガス漏れ位置推定ステップと、
前記配管設備の流通物質情報を参照して、前記ガス漏れ位置推定ステップにより推定されたガス漏れ位置と照合し、当該ガス漏れ位置直近の配管に流通するガス種を当該ガス漏れ位置からの漏洩ガスのガス種として設定するガス種設定ステップと、
前記ガス種設定ステップにより設定されたガス種の漏洩ガスの濃度厚み積について保全閾値を設定する保全閾値設定ステップと、
前記ガス漏れ位置推定ステップにより推定されたガス漏れ位置からの前記ガス種設定ステップにより設定されたガス種の単位時間あたりの漏洩量を、前記画像取得ステップで取得した時系列の複数フレームに亘る前記赤外線画像に基づき推算する漏洩量推算ステップと、
前記漏洩量推算ステップにより推算される単位時間あたりの漏洩量の時間変化に基づき、前記濃度厚み積算出ステップにより算出した濃度厚み積が前記保全閾値を超える時期を予測計算する保全時期予測計算ステップと、
を実行する監視方法である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、配管設備から漏洩するガスを継続的に監視して、当該配管設備の保全時期を予測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係るガス監視システムのブロック図である。
【図２】本実施形態に係るガス監視システムにより撮影する一例の赤外線画像を可視化した模式図である。
【図３】本実施形態に係るガス監視システムによる処理内容を示すフローチャートである。
【図４】爆発下限濃度の１０％の濃度で１ｍの厚みがあるときの吸光度係数を縦軸とした各ガス種の吸光度係数の波長分布を示すグラフである。
【図５】本発明の一実施形態に係るガス監視システムにより計算した単位時間あたりの漏洩量の時間変化を示すグラフであり、実線部分は既に起こった漏洩に関し、破線部分は予測に関する。
【図６】空間を漂っているガスと、空間に仮想的に設定された座標系との関係を説明する説明図である。
【図７】空間の水平方向及び奥行き方向のガスの濃度分布を示すグラフである。
【図８】ガスの濃度厚み積の分布を示すグラフである。
【図９】本実施形態に係るガス監視システムのガス濃度分布算出機能を構成する要素等を明示したブロック図である。
【図１０】赤外線撮像部において、フィルタが光学系と赤外線イメージセンサとの間から除かれた状態で撮影された赤外線画像とガスを含む背景との関係を説明する説明図である。
【図１１】赤外線撮像部において、フィルタが光学系と赤外線イメージセンサとの間に配置された状態で撮影された赤外線画像とガスを含む背景との関係を説明する説明図である。
【図１２】本実施形態に係るガス監視システムのガス濃度分布算出動作を説明するフローチャートである。
【図１３】表示部に表示された赤外線画像を示す画像図である。
【図１４】表示部に表示された赤外線画像上に設定された水平軸を示す模式図である。
【図１５】ステップＳ２で算出されたガスの濃度厚み積の分布を示すグラフ、及び、このグラフをガウスフィッティングしたグラフである。
【図１６】ステップＳ４で生成されたグラフである。
【図１７】赤外線画像、及び、空間の奥行き方向のガスの濃度分布を示すグラフを示す画像図である。
【図１８】本実施形態に係るガス監視システムのガス漏れ位置推定機能を構成する要素等を明示したブロック図である。
【図１９Ａ１】本実施形態のガス漏れ位置推定機能に係り、ガス領域が検出された１番目の画像フレームの模式図である。
【図１９Ｂ１】図１９Ａ１の画像フレームに対するガス領域の判別結果を示す図である。
【図１９Ａ２】本実施形態のガス漏れ位置推定機能に係り、ガス領域が検出された２番目の画像フレームの模式図である。
【図１９Ｂ２】図１９Ａ２の画像フレームに対するガス領域の判別結果を示す図である。
【図１９Ａ３】本実施形態のガス漏れ位置推定機能に係り、ガス領域が検出された３番目の画像フレームの模式図である。
【図１９Ｂ３】図１９Ａ３の画像フレームに対するガス領域の判別結果を示す図である。
【図２０Ａ】本実施形態のガス漏れ位置推定機能に係り、画像フレームに対するカウント処理結果及びガス漏れ位置推定ブロックを示す模式図である。
【図２０Ｂ】本実施形態のガス漏れ位置推定機能に係り、推定結果表示用の合成画像の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。
【００１８】
〔ガス監視システム（プログラム、方法）の概要〕
図１に示すように、本実施形態のガス監視方法を実行するガス監視システム１は、赤外線カメラ２と、情報処理装置３と、表示装置４と、入力装置５と、情報記憶装置６とを備えて構成される。
情報処理装置３は、赤外線カメラ２により撮影された赤外線画像や、入力装置５からの入力信号に基づき、コンピューター読み取り可能な記録媒体に記録されたガス監視プログラムに従って各種演算を実行するコンピューターの演算部を含む。
情報処理装置３は、赤外線カメラ２により撮影された赤外線画像や、情報処理装置３の演算結果を記憶する。
表示装置４は画像や音声を表示し、入力装置５は操作信号を情報処理装置３に入力する。
ハードウエアの構成の形態は問わず、情報処理装置３、表示装置４、入力装置５及び情報記憶装置６が一台のコンピューターに構成されていてもよいし、サーバーと一又は複数のクライアントコンピューターと分散して構成されていてもよい。好ましくは、情報処理装置３をメインコンピューターに設けて以下に説明する演算を担わせ、情報記憶装置６をサーバーに設け、表示装置４及び入力装置５をメインコンピューター及び他の閲覧用コンピューターに設けて、情報共有システムを構成するとよい。その場合、設定変更については、メインコンピューター及び他の権限を付与したコンピューター（ユーザー）からの入力に限定して運用する。
【００１９】
いま、赤外線カメラ２が図２に示す監視対象とする配管設備を含む範囲を撮影しているとする。図２には、配管１１，配管１２及び配管１３、並びに配管１１に設けられたバルブ１１ａ、配管１３に設けられた継手１３ａが映っている。
図３に示すフローチャートに沿って説明する。
まず、情報処理装置３は、赤外線画像の連続するフレームを順次取得する画像取得ステップを実行する（ステップＥ１でＹＥＳでステップＥ２）。なお、赤外線画像はすべて情報記憶装置６に記録するものとする（ステップＥ２）。
次に、情報処理装置３は、画像取得ステップ（Ｅ２）で取得した赤外線画像に基づき同画像中にある漏洩ガスの濃度厚み積を算出する濃度厚み積算出ステップ（Ｅ３）を実行する。なお、算出した濃度厚み積を情報記憶装置６に記録する（Ｅ３）。
【００２０】
次に、情報処理装置３は、画像取得ステップ（Ｅ２）で取得した時系列の複数フレームに亘る赤外線画像に基づき同画像中にある漏洩ガスのガス漏れ位置を推定するガス漏れ位置推定ステップ（Ｅ４）を実行する。なお、ガス漏れ位置推定に必要なフレーム数が得られる前は、本ステップはスルーされる。本ステップで推定したガス漏れ位置を情報記憶装置６に記録する（Ｅ４）。例えば、図２に示す漏洩ガス１１ｃの漏出元としてガス漏れ位置１１ｂを推定し、漏洩ガス１３ｃの漏出元としてガス漏れ位置１３ｂが推定される。
【００２１】
次に、情報処理装置３は、情報記憶装置６に保存されている配管設備の流通物質情報を参照して、ガス漏れ位置推定ステップ（Ｅ４）により推定されたガス漏れ位置１１ｂ、１３ｂと照合し、当該ガス漏れ位置直近の配管に流通するガス種を当該ガス漏れ位置１１ｂ、１３ｂからの漏洩ガスのガス種として設定するガス種設定ステップ（Ｅ５）を実行する。例えば、図２に示すガス漏れ位置１１ｂからの漏洩ガスのガス種は、配管１１の流通物質情報が用水であることから、水蒸気と設定される。従って、漏洩ガス１１ｃを水蒸気と設定する。また、図２に示すガス漏れ位置１３ｂからの漏洩ガスのガス種は、配管１３の流通物質情報がメタンであることから、メタンと設定される。従って、漏洩ガス１３ｃをメタンと設定する。
【００２２】
次に、情報処理装置３は、ガス種設定ステップ（Ｅ５）により設定されたガス種の漏洩ガスの濃度厚み積について保全閾値を設定する保全閾値設定ステップ（Ｅ６）を実行する。保全閾値は、図４に示すガス種ごとの吸光度係数に基づき設定される。図４のグラフの縦軸は、爆発下限濃度の１０％の濃度で１ｍの厚みがあるときの吸光度係数である。このようなガス種ごとの吸光度係数の情報は、情報記憶装置６に保存されおり、情報処理装置３がガス種設定ステップ（Ｅ５）により設定されたガス種について参照して保全閾値を設定する。図２に示すガス漏れ位置１３ｂからの漏洩ガスのガス種はメタンと設定されているから、メタンの情報を参照して保全閾値を設定する。このようにガス監視システムに監視する漏洩ガスのガス種を設定する機能を設けることで使用環境を反映し、評価尺度であるプラントの危険度を正確に把握することが可能になる。なお、情報処理装置３は、入力装置５からガス種修正の入力信号があった場合には、当該入力信号に基づきガス種設定ステップ（Ｅ５）により設定されたガス種を修正設定するガス種修正ステップを実行する。修正に応じて保全閾値も修正設定する。監視員等により誤りが発見された場合に修正できるようにするためである。
【００２３】
次に、情報処理装置３は、濃度厚み積算出ステップ（Ｅ３）により算出した濃度厚み積が保全閾値を超えたか否か判断する保全閾値判断ステップ（Ｅ７）と、保全閾値判断ステップ（Ｅ７）により保全閾値を超えたと判断した場合に、保全閾値を超えたことを報知する報知ステップ、すなわち警報発報ステップ（Ｅ８）を実行する。情報処理装置３は、警報発報ステップ（Ｅ８）を実行したら、発報歴を情報記憶装置６に記録する発報歴記録ステップ（Ｅ９）を実行する。発報歴には、発報日時、設定ガス種、発報対象の位置情報（ガス漏れ推定位置）などが含まれる。  
警報発報ステップ（Ｅ８）により警報発報があると、直ちに保全作業を実施しなければならない。
しかし、いつごろ警報発報が有り得るかを予測する情報があれば保全作業の計画を立てる上で便宜がよい。そこで、以下のステップを実行する。
【００２４】
すなわち、情報処理装置３は、ガス漏れ位置推定ステップ（Ｅ４）により推定されたガス漏れ位置からのガス種設定ステップ（Ｅ５）により設定されたガス種の単位時間あたりの漏洩量を、画像取得ステップ（Ｅ２）で取得した時系列の複数フレームに亘る赤外線画像に基づき推算する漏洩量推算ステップ（Ｅ１０）を実行する。なお、漏洩量推算に必要なフレーム数が得られる前は、本ステップはスルーされる。また、情報処理装置３は、推算した単位時間あたりの漏洩量を情報記憶装置６に記録する（Ｅ１０）。例えば、図５のグラフの実線部分のように、入力されるフレーム数が増えて最新の推定値が更新されるたびに記録されることで、その推移が記録される。
【００２５】
次に、情報処理装置３は、漏洩量推算ステップ（Ｅ１０）により推算される単位時間あたりの漏洩量の時間変化に基づき、濃度厚み積算出ステップ（Ｅ３）により算出した濃度厚み積が、保全閾値設定ステップ（Ｅ６）で設定した保全閾値を超える時期を予測計算する保全時期予測計算ステップ（Ｅ１１）を実行する。
保全時期の予測計算は、図５に示すように、既に記録された推移（実線部分）からその増加傾向をモデル化し、予測推移（破線部分）を外挿入して閾値Ｔ１になる時期Ｔ２を保全時期として予測することで行う。この閾値Ｔ１に相当する単位時間あたりの漏洩量があるときに、濃度厚み積算出ステップ（Ｅ３）により算出した濃度厚み積が、保全閾値設定ステップ（Ｅ６）で設定した保全閾値を超えるとの基準により、当該閾値Ｔ１を設定する。
【００２６】
以上のように、配管設備から漏洩するガスを継続的に監視して、当該配管設備の保全時期を予測することができる。
したがって、配管設備の部位ごとに保全時期の予測が出力されるので、これを閲覧した管理者は、効率の良い保全計画を立案することができる。しかしながら、設備が大規模であるとその立案は困難を極める。
そこで情報処理装置３は、情報記憶装置６に記憶された設備情報、保全能力情報（保全作業者人員、保全作業機械器具等）、生産（販売）実績データ、需要実績・予測データ等を参照して、保全作業計画を立案し出力する。
この保全作業計画は、各保全対象部位が予測した保全期間までに保全されることを条件とし、需要にマッチングすること優先し、保全作業が効率よく実施できることをも考慮して立案される。
情報処理装置３は、立案した保全作業計画に対応した製造計画、販売計画も立案し出力する。
【００２７】
〔濃度厚み積の算出方法と奥行き方向のガスの濃度分布の算出方法〕
ここでは、上記濃度厚み積算出ステップ（Ｅ３）を実施するための濃度厚み積の算出方法、及び上記漏洩量推算ステップ（Ｅ１０）を実施するための基礎技術となる奥行き方向のガスの濃度分布の算出方法につき説明する。
【００２８】
図６は、空間を漂っているガスと、空間に仮想的に設定された座標系との関係を説明する説明図である。空間には、ガス漏れの監視対象（例えば、ガス輸送管どうしが接続されている場所）がある。その場所にガス漏れ箇所Ｐが発生し、ガス漏れ箇所Ｐから漏れたガスが空間を漂っている。
【００２９】
ガス漏れ箇所Ｐの真上方向（鉛直方向）を示す軸をｙ軸とする。ｘ１軸、ｘ２軸、ｘ３軸は、それぞれ、ｙ軸と直交し、水平方向を示す軸である。ｚ１軸は、ｘ１軸及びｙ軸と直交し、ｘ１軸、ｙ軸及びｚ１軸の座標系において、奥行き方向を示す軸である。ｚ２軸は、ｘ２軸及びｙ軸と直交し、ｘ２軸、ｙ軸及びｚ２軸の座標系において、奥行き方向を示す軸である。ｚ３軸は、ｘ３軸及びｙ軸と直交し、ｘ３軸、ｙ軸及びｚ３軸の座標系において、奥行き方向を示す軸である。平面ＰＬ１は、ｘ１軸とｚ１軸とで規定される平面である。平面ＰＬ２は、ｘ２軸とｚ２軸とで規定される平面である。平面ＰＬ３は、ｘ３軸とｚ３軸とで規定される平面である。
【００３０】
空間において、ガス漏れ箇所Ｐの真上方向を示す軸を第２の軸（ｙ軸）とし、第２の軸と直交し、水平方向を示す軸を第１の軸（ｘ１軸、ｘ２軸、ｘ３軸）とし、第２の軸及び第１の軸と直交し、奥行き方向を示す軸を第３の軸（ｚ１軸、ｚ２軸、ｚ３軸）とする。第１の軸は、後で説明するように、赤外線画像上に設定された水平軸（図１４）と対応する。漏れたガスは、空間の水平方向と奥行き方向とに均等に広がるので、空間の水平方向を示す第１の軸上のガスの濃度分布と、空間の奥行き方向を示す第３の軸上のガスの濃度分布とは、等しいと見なすことができる。
【００３１】
これを図面で説明する。図７は、空間の水平方向及び奥行き方向のガスの濃度分布を示すグラフである。図６及び図７を参照して、水平方向がｘ１軸のとき、奥行き方向はｚ１軸となる。水平方向がｘ２軸のとき、奥行き方向はｚ２軸となる。水平方向がｘ３軸のとき、奥行き方向はｚ３軸となる。ガスの濃度は、ガス漏れ箇所Ｐから離れるに従って低くなる。ガスの濃度の最大値Ｖ１を、ｘ１軸とｚ１軸との場合、ｘ２軸とｚ２軸との場合、ｘ３軸とｚ３軸との場合とで比較すると、ｘ１軸とｚ１軸との場合の最大値Ｖ１＞ｘ２軸とｚ２軸との場合の最大値＞ｘ３軸とｚ３軸との場合の最大値Ｖ１となる。
【００３２】
本実施形態は、ｘ軸上のガスの濃度分布を示すグラフの形状、及び、ｚ軸上のガスの濃度分布を示すグラフの形状は、正規分布のグラフの形状と見なすことができ、同じ座標系の場合、ｘ軸上のガスの濃度分布とｚ軸上のガスの濃度分布とが、同じであることを前提とする。すなわち、ｘ軸上のガスの濃度分布は、式（１）となり、ｚ軸上のガスの濃度分布は、式（２）となる。
【数１】
2017179599.tif 000003
【００３３】
ｃは、ガスの濃度分布を示す。σは、標準偏差、つまり、ガスの広がりを示す。ｙは、ガス漏れ箇所Ｐまでの距離を示す。ａは、指数を示す。ガス漏れ箇所Ｐから離れるに従ってガスが広がり、かつ、濃度が低下する。
【００３４】
例えば、ｘ１軸上のガスの濃度分布とｚ１軸上のガスの濃度分布とが同じであり、ｘ２軸上のガスの濃度分布とｚ２軸上のガスの濃度分布とが同じであり、ｘ３軸上のガスの濃度分布とｚ３軸上のガスの濃度分布とが同じである。
【００３５】
図８は、ガスの濃度厚み積の分布を示すグラフである。図６及び図８を参照して、グラフ１は、ｘ１軸上のガスの濃度厚み積の分布を示す。グラフ２は、ｘ２軸上のガスの濃度厚み積の分布を示す。グラフ３は、ｘ３軸上のガスの濃度厚み積の分布を示す。本実施形態では、これらのグラフの形状が正規分布のグラフの形状と見なす。グラフ１、グラフ２及びグラフ３から分かるように、ガス漏れ箇所Ｐから離れるに従ってガスの濃度厚み積が小さくなり、かつ、水平方向（ｘ１軸、ｘ２軸、ｘ３軸）の広がりが大きくなる。
【００３６】
本実施形態では、ｘ軸上のガスの濃度厚み積を基にして、ｘ軸上のガスの濃度分布を求め、これを、ｚ軸上のガスの濃度分布と見なすのである。
【００３７】
図９は、本ガス監視システム１のガス濃度分布算出機能を構成する要素等を明示したブロック図である。
【００３８】
赤外線カメラ２は、ガスが漂っている空間（言い換えれば、ガスを含む背景）を被写体とし、被写体の赤外線画像を撮影し、赤外線画像を示す画像データを生成する。赤外線カメラ２は、光学系２０、フィルタ２１、赤外線イメージセンサ２２及び信号処理部２３を備える。
【００３９】
光学系２０は、ガスが漂っている空間の熱画像を赤外線イメージセンサ２２上で結像させる。測定対象となるガスは、例えば、メタンである。空間には、ガス漏れの監視対象（例えば、ガス輸送管どうしが接続されている場所）がある。
【００４０】
フィルタ２１は、測定対象となるガスの吸収線をカットする。フィルタ２１は、切り替え機構（不図示）によって、光学系２０と赤外線イメージセンサ２２との間から除かれた状態（第１の状態）と光学系２０と赤外線イメージセンサ２２との間に配置された状態（第２の状態）とに切り替え可能にされている。
【００４１】
赤外線イメージセンサ２２は、赤外線を検知できる複数のセンサ画素が二次元に配列された構造を有する。赤外線イメージセンサ２２は、第１の状態のとき、光学系２０を通過した赤外線を受光し、第２の状態のとき、光学系２０及びフィルタ２１を通過した赤外線を受光する。
【００４２】
信号処理部２３は、赤外線イメージセンサ２２から出力されたアナログ信号を、デジタル信号に変換し、公知の画像処理をする。このデジタル信号が、画像データＤ１となる。
【００４３】
表示装置４は、赤外線カメラ２によって撮影された赤外線画像等が表示される。表示装置４は、例えば、液晶ディスプレイにより実現される。
【００４４】
入力装置５は、キーボードや表示装置４に設けられたタッチパネルにより実現され、ガス測定に関連する各種入力がされる。
【００４５】
情報処理装置３は、機能ブロックとして、表示制御部３０、算出部３１、第１の生成部３２、第２の生成部３３、設定部３４及び取得部３５を備える。なお、情報処理装置３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、及び、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等によって実現される。
【００４６】
取得部３５は、赤外線カメラ２の通信部（不図示）と通信する通信インターフェイスである。取得部３５は、赤外線カメラ２の通信部から送られてきた動画データＤ１（空間の赤外線画像を示す画像データ）を取得する。
【００４７】
表示制御部３０は、取得部３５によって取得された動画データＤ１で示される赤外線画像等を表示装置４に表示させる。表示制御部３０及び表示装置４は、出力部として機能する。出力部は、空間の奥行き方向のガスの濃度分布を示すグラフ（第３のグラフ）を出力する。
【００４８】
算出部３１は、空間を漂っているガスの濃度厚み積を算出する。濃度厚み積の算出について説明する。図１０は、赤外線カメラ２において、フィルタ２１が光学系２０と赤外線イメージセンサ２２との間から除かれた状態で撮影された赤外線画像とガスを含む背景との関係を説明する説明図である。図１１は、赤外線カメラ２において、フィルタ２１が光学系２０と赤外線イメージセンサ２２との間に配置された状態で撮影された赤外線画像とガスを含む背景との関係を説明する説明図である。ガスは、ガス漏れの監視対象から漏れており、空間を漂っている。赤外線画像は、１番目からＭ番目までのＭ個（複数）の画素が二次元に配列されて構成される。赤外線画像は、例えば、横１２８画素×縦９６画素で構成される。この場合、画素数Ｍは、１２８×９６となる。赤外線画像を示す画像データＤ１は、Ｍ個の画素データを含む。画素データは、画素に対応する領域の背景温度を示す。
【００４９】
背景は、Ｍ個の画素のそれぞれに対応する１番目からＭ番目までのＭ個の領域に仮想的に分割されている。例えば、１番目の画素は、１番目の領域に対応しており、１番目の画素の画素データは、１番目の領域の背景温度を示している。Ｊ番目の画素は、Ｊ番目の領域に対応しており、Ｊ番目の画素の画素データは、Ｊ番目の領域の背景温度を示している。
【００５０】
ある領域に位置するガスの濃度厚み積を算出するためには、その領域にガスが有る場合のその領域の背景温度（ガス有り背景温度）、及び、その領域にガスが無い場合のその領域の背景温度（ガス無し背景温度）が必要となる。例えば、Ｊ番目の領域に位置するガスの濃度厚み積を算出するためには、Ｊ番目の領域のガス有り背景温度、及び、Ｊ番目の領域のガス無し背景温度が必要となる。
【００５１】
本実施形態では、まず、フィルタ２１を光学系２０と赤外線イメージセンサ２２との間から除いた状態で、赤外線画像を撮影する（図１０）。次に、フィルタ２１を光学系２０と赤外線イメージセンサ２２との間に配置した状態で、赤外線画像を撮影する（図１１）。後者の状態のとき、フィルタ２１によりガスの吸収線がカットされるので、ガスが無い場合と同じ場合が実現される。これにより、ある領域（例えば、Ｊ番目の領域）にガスが有る場合とその領域（Ｊ番目の領域）にガスが無い場合とを実現する。
【００５２】
本実施形態では、いわゆるセカンドサイト（Ｓｅｃｏｎｄ  Ｓｉｇｈｔ）方式を利用して、ガスの濃度厚み積を算出する。この方式では、漏れたガスが漂っており、かつ、背景温度が異なる２つの領域のそれぞれの赤外線量を求める。２つの領域は、Ｍ個の領域のいずれかであり、以下、領域Ａ、領域Ｂとする。セカンドサイト方式では、次式で濃度厚み積ｃｔの値を振り、次式の両辺が最も等しくなる濃度厚み積ｃｔを、領域Ａ及び領域Ｂにおけるガスの濃度厚み積ｃｔとして求めている。
【数２】
2017179599.tif 000004
【００５３】
ここで、ＰＡは、領域Ａにおける赤外線カメラ２によって観測された赤外線量であり、Ｂ（Ｔｂａｃｋ＿Ａ，λ）は、領域Ａにおける背景輻射赤外線量であり（Ｔｂａｃｋ＿Ａは、領域Ａにおける背景温度であり、λは波長である）、ＰＢは、領域Ｂにおける赤外線カメラ２によって観測された赤外線量であり、Ｂ（Ｔｂａｃｋ＿Ｂ，λ）は、領域Ｂにおける背景輻射赤外線量であり（Ｔｂａｃｋ＿Ｂは、領域Ｂにおける背景温度である）、Ｓ（λ）は、光学系透過率であり、ｃｔは、ガスの濃度厚み積であり（ｃは濃度であり、ｔは厚みである）、εおよびα（λ）それぞれは、パラメータ（係数）である。積分∫は、観測した赤外線の波長範囲に亘って実行される。
【００５４】
領域Ａにおける赤外線量は、Ｍ個の画素のうち、領域Ａに対応する画素の画素データを基にして求められる。領域Ｂにおける赤外線量は、Ｍ個の画素のうち、領域Ｂに対応する画素の画素データを基にして求められる。このように、ある領域のガスの濃度厚み積は、その領域に対応する画素の画素データを基にして求められる。算出部３１は、ガスの濃度厚み積を、Ｍ個の領域（Ｍ個の画素）のそれぞれに対応させて算出する。
【００５５】
第１の生成部３２、第２の生成部３３及び設定部３４については、本ガス監視システム１のガス濃度分布算出動作で説明する。図１２は、本実施形態に係る本システム１のガス濃度分布算出動作を説明するフローチャートである。図９及び図１２を参照して、表示制御部３０は、赤外線カメラ２によって撮影された赤外線画像を表示装置４に表示させる（ステップＳ１）。図１３は、表示装置４に表示された赤外線画像を示す画像図である。
【００５６】
本ガス監視システム１の操作者は、入力装置５を操作して、表示装置４に表示された赤外線画像において、ガス漏れ箇所（例えば、図６に示すガス漏れ箇所Ｐ）の位置をカーソル１００で指定する。すなわち、表示装置４に表示された赤外線画像において、操作者が注目する位置を注目位置とし、操作者が入力装置５を操作して、注目位置を指定する入力がされる。又はこれに代えて、設定部３４はガス漏れ位置推定ステップ（Ｅ４）で推定したガス漏れ位置を注目位置に指定する。設定部３４は、指定された注目位置を通る水平軸を赤外線画像上に設定する。水平軸は、漏れたガスが漂っている空間の水平方向を示す軸である。図１４は、表示装置４に表示された赤外線画像上に設定された水平軸を示す模式図である。水平軸は、赤外線画像のＪ行目に設定されている。図１４では、簡単のために、各行の画素を７個にしているが、横が１２８画素の赤外線画像の場合、各行の画素は１２８個となる。水平軸は、図６のｘ軸（例えば、ｘ１軸、ｘ２軸、ｘ３軸）で示される空間の水平方向を示す軸と対応する。
【００５７】
算出部３１は、表示装置４に表示された赤外線画像を構成する全画素のうち、水平軸と重なる方向に並ぶ各画素について、赤外線画像を示す画像データＤ１に含まれる各画素の画素データを基にして、ガスの濃度厚み積を各画素に対応させて算出する（ステップＳ２）。図１４を参照して、算出部３１は、水平軸と重なる方向に並ぶ各画素（Ｊ−３番目の画素、Ｊ−２番目の画素、Ｊ−１番目の画素、Ｊ番目の画素、Ｊ＋１番目の画素、Ｊ＋２番目の画素、Ｊ＋３番目の画素）について、赤外線画像を示す画像データＤ１に含まれる各画素の画素データを基にして、ガスの濃度厚み積を各画素に対応させて算出する。
【００５８】
詳しく説明すると、算出部３１は、Ｊ−３番目の画素の画素データを基にして、Ｊ−３番目の画素に対応するガスの濃度厚み積（Ｊ−３番目の領域のガスの濃度厚み積）を算出し、Ｊ−２番目の画素の画素データを基にして、Ｊ−２番目の画素に対応するガスの濃度厚み積（Ｊ−２番目の領域のガスの濃度厚み積）を算出し、Ｊ−１番目の画素の画素データを基にして、Ｊ−１番目の画素に対応するガスの濃度厚み積（Ｊ−１番目の領域のガスの濃度厚み積）を算出し、Ｊ番目の画素の画素データを基にして、Ｊ番目の画素に対応するガスの濃度厚み積（Ｊ番目の領域のガスの濃度厚み積）を算出し、Ｊ＋１番目の画素の画素データを基にして、Ｊ＋１番目の画素に対応するガスの濃度厚み積（Ｊ＋１番目の領域のガスの濃度厚み積）を算出し、Ｊ＋２番目の画素の画素データを基にして、Ｊ＋２番目の画素に対応するガスの濃度厚み積（Ｊ＋２番目の領域のガスの濃度厚み積）を算出し、Ｊ＋３番目の画素の画素データを基にして、Ｊ＋３番目の画素に対応するガスの濃度厚み積（Ｊ＋３番目の領域のガスの濃度厚み積）を算出する。
【００５９】
第１の生成部３２は、ステップＳ２で算出された濃度厚み積を用いて、図１４に示す水平軸上のガスの濃度厚み積の分布を示すグラフ（第１のグラフ）を生成する（ステップＳ３）。図１５は、ステップＳ２で算出されたガスの濃度厚み積の分布を示すグラフ、及び、このグラフをガウスフィッティングしたグラフである。前者のグラフは、ｃｔ（実測）で示す線であり、後者のグラフは、ｃｔ（計算）で示す線である。グラフの横軸は、画素の順番（０番目から１２７番目までの画素の順番）を示している。例えば、Ｊ行目の場合、Ｊ行目の０番目から１２７番目までの画素の順番を示している。グラフの縦軸は、ガスの濃度厚み積を示している。
【００６０】
第１の生成部３２は、ｃｔ（実測）のグラフ、すなわち、ステップＳ２で算出されたガスの濃度厚み積の分布を示すグラフ（第４のグラフ）を生成する。そして、第１の生成部３２は、正規分布の形状になるように、ｃｔ（実測）のグラフを、最小二乗法を用いてフィッティングして、ｃｔ（実測）のグラフからｃｔ（計算）のグラフを生成する。ｃｔ（計算）のグラフが、上記第１のグラフとなる。本実施形態では、ｃｔ（計算）のグラフを、第１のグラフにしているが、ｃｔ（実測）のグラフを第１のグラフにしてもよい。
【００６１】
第２の生成部３３は、ステップＳ３で生成されたグラフ（第１のグラフ）を用いて、０番目から１２７番目までの画素（各画素）の中からガスの濃度厚み積がゼロとなる所定の画素を基準画素として決定する。図１５を参照して、第１のグラフであるｃｔ（計算）のグラフは、０番目から３２番目までの画素に対応するガスの濃度厚み積がゼロであり、３３番目の画素に対応するガスの濃度厚み積がゼロより大きいとする。第２の生成部３３は、ガスの濃度厚み積がゼロからゼロより大きい値に切り替わる画素である３２番目の画素を基準画素として決定する。
【００６２】
第２の生成部３３は、空間の水平方向を示し、水平軸（図１４）と対応する軸を第１の軸とし、基準画素と各画素（０番目から１２７番目までの画素）との距離を空間での距離に換算した値を換算値とし、第１のグラフで示される各画素（０番目から１２７番目までの画素）に対応するガスの濃度厚み積を、各画素（０番目から１２７番目までの画素）に対応する換算値で割ることにより、第１の軸上のガスの濃度分布を示すグラフ（第２のグラフ）を生成する（ステップＳ４）。第１の軸は、例えば、図６のｘ１軸、ｘ２軸又はｘ３軸である。
【００６３】
具体的に説明すると、水平軸（図１４）と重なる方向に並ぶ各画素の中で、基準画素の順番を、３２とする。一つの画素のサイズを空間での距離に換算した値を、１メートルとする。ｃｔ（計算）のグラフで示される５０番目の画素に対応するガスの濃度厚み積が、５００とする。５０番目の画素に対応するガスの濃度は、５００÷（５０−３２）×１となる。第２の生成部３３は、各画素について、ガスの濃度を算出する。
【００６４】
図１６は、ステップＳ４で生成されたグラフ（第２のグラフ）である。グラフの横軸は、画素の順番（０番目から１２７番目までの画素の順番）を示している。例えば、Ｊ行目の場合、Ｊ行目の０番目から１２７番目までの画素の順番を示している。グラフの縦軸は、ガスの濃度を示している。
【００６５】
表示制御部３０は、ステップＳ４で生成されたグラフ（第２のグラフ）を、空間の奥行き方向のガスの濃度分布を示すグラフ（第３のグラフ）として表示装置４に表示させる（ステップＳ５）。図１７は、赤外線画像、及び、空間の奥行き方向のガスの濃度分布を示すグラフ１０１（第３のグラフ）を示す画像図である。グラフ１０１は、図１３の赤外線画像上に重ねて表示装置４に表示されている。
【００６６】
本実施形態では、図６に示す原点の位置から奥行き方向を示す軸（例えば、ｚ１軸、ｚ２軸、ｚ３軸）上のガスの濃度分布を求めている。これを求めるための一般式は、以下の通りである。
ガスの濃度＝ガスの濃度厚み積÷距離
（距離は、ガス漏れ箇所Ｐの位置と注目位置との距離である。）
【００６７】
本実施形態では、同じ平面（例えば、平面ＰＬ１）の場合、奥行き方向のガスの濃度分布が同じと仮定して、ガスの濃度を求める。つまり、原点から水平方向にずれた位置（例えば、ｘ１軸上の任意の位置）において、この位置から奥行き方向を示す軸上のガスの濃度は、原点の位置（ｘ１軸の原点）から奥行き方向を示す軸上のガス濃度分布を用いて、ガスの濃度を求める。
【００６８】
本実施形態の主な効果を説明する。図９及び図１２を参照して、第１の生成部３２は、図１３に示す赤外線画像上に設定された水平軸上のガスの濃度厚み積の分布を示すグラフ（第１のグラフ）を生成する（ステップＳ３）。第２の生成部３３は、第１のグラフを基にして、ガスの濃度分布を示すグラフ（第２のグラフ）を生成する（ステップＳ４）。第２のグラフは、ガスが漂っている空間において、水平軸と対応する軸を第１の軸としたとき、第１の軸上のガスの濃度分布を示すグラフである。例えば、第１の軸が図６に示すｘ１軸のとき、ｘ１軸上のガスの濃度分布を示すグラフであり、第１の軸がｘ２軸のとき、ｘ２軸上のガスの濃度分布を示すグラフであり、第１の軸がｘ３軸のとき、ｘ３軸上のガスの濃度分布を示すグラフである。
【００６９】
表示制御部３０は、第２のグラフを、空間の奥行き方向のガスの濃度分布を示すグラフ（第３のグラフ）として、表示装置４に表示させる（ステップＳ５）。第３のグラフは、空間において、第１の軸と直交し、奥行き方向を示す軸を第３の軸としたとき、第３の軸上のガスの濃度分布を示す。例えば、第１の軸が図６に示すｘ１軸であり、かつ、第３の軸がｚ１軸のとき、ｚ１軸上のガスの濃度分布を示すグラフであり、第１の軸がｘ２軸であり、かつ、第３の軸がｚ２軸のとき、ｚ２軸上のガスの濃度分布を示すグラフであり、第１の軸がｘ３軸であり、かつ、第３の軸がｚ３軸のとき、ｚ３軸上のガスの濃度分布を示すグラフである。従って、本ガス監視システム１によれば、空間の奥行き方向のガスの濃度分布を測定することができる。
【００７０】
また、本実施形態によれば、図１７に示すように、表示制御部３０は、赤外線カメラ２によって撮像された赤外線画像と、奥行き方向のガスの濃度分布を示すグラフ（第３のグラフ）とを一緒に表示装置４に表示させている。これにより、本ガス監視システム１の操作者は、赤外線画像からガスが漏れている様子を認識できると共に、奥行き方向のガスの濃度分布を認識することができる。
なお、上記濃度厚み積算出ステップ（Ｅ３）、上記漏洩量推算ステップ（Ｅ１０）を実行するためには、以上の表示は必須ではない。
【００７１】
〔単位時間あたりの漏洩量の推算方法〕
以上の説明に加えて、上記漏洩量推算ステップ（Ｅ１０）を実施するための単位時間あたりの漏洩量の推算方法につき説明する。
【００７２】
１）上述のように奥行き方向のガスの濃度分布を測定することができる。
２）奥行き方向のガスの濃度は、濃度厚み積がガスの透過像から得られているので、ある断面のガス分布が推定できる。
３）ガス雲の形状は、途切れる部分などがあるので、この途切れた部分をパターンマッチングし追跡することでガスの移動速度を算出する。
４）ガスの移動速度×断面ガス濃度＝漏出速度として、ガスの単位時間あたりの漏洩量を推算する。
【００７３】
〔ガス漏れ位置の推定方法〕
ここでは、上記ガス漏れ位置推定ステップ（Ｅ４）を実施するためのガス漏れ位置の推定方法につき説明する。
【００７４】
本ガス監視システム１のガス漏れ位置推定機能につき説明する。
図１８に示すように本ガス監視システム１は、既出の要素のほか可視光カメラＡ２０を備える。情報処理装置３０は、機能部ブロックとして、ガス検出部Ａ３１と、ブロック分割部Ａ３２と、ブロック判別部Ａ３３と、カウント部Ａ３４と、漏れ位置推定部Ａ３５と、画像合成部Ａ３６とを有する。
【００７５】
赤外線カメラ２は、監視対象物から出ている赤外線放射エネルギーを検出し、それをデジタル画像信号に変換する。可視光カメラＡ２０は、監視対象物から放射される可視光を検出し、それをデジタル画像信号に変換する。赤外線カメラ２及び可視光カメラＡ２０の画角は一致している。工業プラントの配管設備などが監視対象物となる。
赤外線カメラ２及び可視光カメラＡ２０が所定のフレームレート（例えば３０ｆｐｓ）で連続撮像を行い、そのフレームデータが順次に情報処理装置３０に入力される。
【００７６】
ガス検出部Ａ３１は、赤外線カメラ２から入力された赤外線画像信号から、温度閾値法や動体検出法などの方法を用いて、画素単位でガス領域を検出する。温度閾値法は、監視対象物の置かれる通常の環境温度範囲より漏洩時に高温又は低温になるガスを検出対象とする場合に、環境温度範囲と弁別する温度閾値によってガス領域か否か判別する方法である。動体検出法は、基準となる他のフレームに対する、例えば特定画素の輝度信号の差分信号が所定の閾値より大きい領域を動体領域と判別し、動体領域をガス領域とする方法である。基準となる他のフレームとしては、直前又は数フレーム前のフレームや、一定期間画像全体として静止していた過去のフレームが選ばれる。
ブロック分割部Ａ３２は、赤外線画像信号の各フレーム画像を所定のサイズで複数のブロックに分割する。１ブロックのサイズとしては、例えば１０×１０画素である。
ブロック判別部Ａ３３では、各フレームの各ブロックに対して、ガス検出部Ａ３１の検出結果を用いて、そのブロックはガス領域であるか否かを判別するブロック判別処理を実行する。ブロック内の画素のうち所定の割合（例えば５０％）以上の画素がガス検出部Ａ３１によりガス領域と検出されていれば、ガス領域と判別する。ブロック判別部Ａ３３は、ガス領域と判別したブロックに１、ガス領域でないと判別したブロックに０との識別値を与える。
カウント部Ａ３４は、時系列の複数のフレームに亘り、ブロック判別処理によりガス領域と判別された回数をブロックごとにカウントするカウント処理を実行する。
漏れ位置推定部Ａ３５は、カウント部Ａ３４によるカウント値が所定値以上のブロックをガス漏れ推定位置として設定する漏れ位置推定処理を実行する。
画像合成部Ａ３６は、可視光カメラＡ２０から入力された可視光画像をバックレイヤーとし、赤外線カメラ２から入力された赤外線画像信号のうちガス検出部Ａ３１によりガス領域と検出された画素を抽出してこれを可視光範囲に変換した赤外線撮像可視化画像を所定の透過率を設定して重ね合わせるとともに、漏れ位置推定部Ａ３５によりガス漏れ推定位置として設定されたブロックを明示する画像を重ね合わせる画像合成処理を実行する。画像合成部Ａ３６による合成画像は表示装置４に表示出力される。ユーザーはこの画像を見てガスの分布領域及びガス漏れ位置を把握することができる。
【００７７】
以上の処理内容を図１９及び図２０を参照して説明する。簡単のため３フレーム分を処理する場合につき説明する。
ガス検出部Ａ３１により、図１９Ａ１に示すように最初のフレームＦ１中にガス領域Ｇ１が検出されたとする。
これを受けブロック判別部Ａ３３は、図１９Ｂ１に示すようにガス領域と判別したブロックに１、ガス領域でないと判別したブロックに０との識別値を与える。
次に、ガス検出部Ａ３１により、図１９Ａ２に示すように２番目のフレームＦ２中にガス領域Ｇ２が検出されたとする。
これを受けブロック判別部Ａ３３は、図１９Ｂ２に示すようにガス領域と判別したブロックに１、ガス領域でないと判別したブロックに０との識別値を与える。
次に、ガス検出部Ａ３１により、図１９Ａ３に示すように３番目のフレームＦ３中にガス領域Ｇ３が検出されたとする。
これを受けブロック判別部Ａ３３は、図１９Ｂ３に示すようにガス領域と判別したブロックに１、ガス領域でないと判別したブロックに０との識別値を与える。
以上の過程を経てカウント部Ａ３４がカウントしたブロックごとのカウント値は図２０Ａに示す通りとなる。また、図２０Ａに示すようにカウント値が所定値以上のブロックＢ４７を漏れ位置推定部Ａ３５がガス漏れ推定位置として設定する。ここでは、所定値を最多値とする。
画像合成部Ａ３６は、図２０Ｂに示すように可視光カメラＡ２０から入力された可視光画像Ｉ３をバックレイヤーとし、赤外線カメラ２から入力された赤外線画像信号のうちガス検出部Ａ３１によりガス領域と検出された画素を抽出してこれを可視光範囲に変換した赤外線撮像可視化画像（Ｇ３）を所定の透過率を設定して重ね合わせるとともに、漏れ位置推定部Ａ３５によりガス漏れ推定位置として設定されたブロックＢ４７を明示する画像を重ね合わせた画像を合成する。
合成する可視光画像と赤外線撮像可視化画像は、以上の処理に使用したフレームのうち最新の１フレームとして静止画とし表示するか、最新の数フレームとして動画様に再生表示する。
なお、上記ガス漏れ位置推定ステップ（Ｅ４）を実行するためには、以上の表示は必須ではない。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、配管設備から漏洩するガスを継続的に監視して、当該配管設備の保全時期を予測することに利用することができる。
【符号の説明】
【００７９】
１  ガス監視システム
２  赤外線カメラ
３  情報処理装置
４  表示装置
５  入力装置
６  情報記憶装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ１】
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【図１９Ｂ１】
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【図１９Ａ２】
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【図１９Ｂ２】
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【図１９Ａ３】
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【図１９Ｂ３】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【国際調査報告】
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