(57)【要約】【課題】  プラントの運用保守のために高い精度で位置特定を行って、プラントの運用保守を行うことができるプラントの運用保守方法を提供する。【解決手段】  端末装置１０の受信器１１は高精度衛星測位システムＰからの衛星電波を受信し、位置判定部１２は受信器１１が受信した衛星電波から端末装置１０の位置を判定し、情報記憶部１５に記憶した情報に基づいてプラントの運用保守に必要な情報を情報出力部１３から出力させる。情報記憶部１５にはプラント内の地図情報と、作業従事者が向かうべき現場に関する現場情報とを記憶し、これにより作業従事者を誘導する誘導情報を生成してヘッドマウントディスプレイ２１やスピーカー２２から出力する。プラント全体を管理するシステムと端末装置１０との間で通信を行うことなく作業従事者を誘導することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
防爆設備を有するプラントの運用保守のために前記プラント内を移動する作業従事者若しくは移動体または前記プラント内に設置されて外観が変化する保守対象設備の外観変化部分に、高精度衛星測位システムからの衛星電波を受信する受信器と、前記受信器が受信した衛星電波から前記作業従事者の位置若しくは前記移動体の位置または前記保守対象設備の前記外観変化部分の位置の変化を判定する位置判定部と、前記位置判定部が判定した位置に基づいて前記プラントの運用保守に必要な情報を出力する情報出力部とを備えたプラント運用保守用の端末装置を、前記作業従事者、前記移動体または前記保守対象の外観変化部分に装着して、前記情報出力部が出力する情報に基づいて前記プラントの運用保守を実施することを特徴とする衛星測位システムを用いたプラントの運用保守方法。
【請求項２】
前記作業従事者が装着する前記端末装置は、少なくとも前記プラント内の地図情報と、前記プラントの運用保守のために前記作業従事者が向かうべき現場に関する現場情報を記憶する情報記憶部を備えており、前記情報出力部は、前記位置判定部が判定した前記作業従事者の前記位置と、前記地図情報と前記現場情報とに基づいて、前記作業従事者を前記現場まで誘導する誘導情報を前記プラントの運用保守に必要な情報として出力することを特徴とする請求項１に記載の衛星測位システムを用いたプラントの運用保守方法。
【請求項３】
前記端末装置が、前記作業従事者のヘルメット、衣服、バッグ等の携行物に装着されている請求項２に記載の衛星測位システムを用いたプラントの運用保守方法。
【請求項４】
前記端末装置の前記情報出力部は、モニタを備えており、前記モニタに前記誘導情報を表示する請求項２に記載の衛星測位システムを用いたプラントの運用保守方法。
【請求項５】
前記端末装置の前記情報出力部は、音声表示部を備えており、前記音声表示部から前記誘導情報を前記作業従事者に伝える請求項２に記載の衛星測位システムを用いたプラントの運用保守方法。
【請求項６】
前記端末装置は、前記作業従事者の移動履歴を記憶する移動履歴記憶部をさらに備えている請求項２に記載の衛星測位システムを用いたプラントの運用保守方法。
【請求項７】
前記移動体が装着する前記端末装置は、少なくとも前記プラント内の地図情報と、前記プラントの運用保守のために前記移動体が向かうべき現場に関する現場情報を記憶する情報記憶部を備えており、前記情報出力部は、前記位置判定部が判定した前記移動体の前記位置と、前記地図情報と前記現場情報とに基づいて、前記移動体を前記現場まで誘導する誘導情報を前記プラントの運用保守に必要な情報として前記移動体の移動制御部に出力することを特徴とする請求項１に記載の衛星測位システムを用いたプラントの運用保守方法。
【請求項８】
前記移動体は、予め入力された運行予定ルート情報に基づいて、無人で移動する無人移動装置を備えており、前記移動制御部が前記無人移動装置を制御することを特徴とする請求項１に記載の衛星測位システムを用いたプラントの運用保守方法。
【請求項９】
前記移動体が、カメラを搭載した無人飛行体であり、
前記端末装置は前記カメラで撮影した映像を含む情報を記録する記録部を備えている請求項８に記載の衛星測位システムを用いたプラントの運用保守方法。
【請求項１０】
前記記録部に記録された映像を含む情報を取り出して、前記現場の状況を判定する請求項９に記載の衛星測位システムを用いたプラントの運用保守方法。
【請求項１１】
前記保守対象設備が、石油プラントのフローティング・ルーフ付きの石油タンクであり、前記外観変化部分が前記フローティング・ルーフである請求項１に記載の衛星測位システムを用いたプラントの運用保守方法。
【請求項１２】
前記端末装置の前記位置判定部は前記フローティング・ルーフの上下方向の位置を判定し、前記端末装置に接続された監視装置により、前記フローティング・ルーフの前記上下方向の位置から前記石油タンク内の残量を監視することを特徴とする衛星測位システムを用いたプラントの運用保守方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衛星測位システムを用いたプラントの運用保守方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特開平７−３３４７７８号公報（特許文献１）には、ビル施設やプラント施設等の監視対象設備内の各位置の状況を検知して、状況に応じて早急に巡回員を該当位置へ赴かせるために用いる保守監視装置が開示されている。この保守監視装置では、現場に行く作業者は携帯端末装置を携帯しており、携帯端末装置を用いて情報の通信を行っている。
【０００３】
また特許第４３２７５４５号公報（特許文献２）には、作業従事者に通信端末装置を携帯させて、現場での業務内容の記録や送信を可能にする技術が開示されている。
【０００４】
また特許第３８４０９７２号公報（特許文献３）には、準天頂衛星用システムから衛星電波を受信し、また準天頂衛星との間で通信を行って移動体の運行に必要な各種の情報を得る準天頂衛星システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−３３４７７８号公報
【特許文献２】特許第４３２７５４５号公報
【特許文献３】特許第３８４０９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
石油プラント等の多くのプラントでは、プラント内には、電波を反射する多くの建造物や構造物が存在する。そのためプラント内で一般的な無線通信設備を利用して、作業従事者や作業車の位置を高い精度で特定することが難しいという問題がある。
【０００７】
本発明は、プラントの運用保守のために高い精度で位置特定を行って、プラントの運用保守を行うことができるプラントの運用保守方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明では、プラントの運用保守のためにプラント内を移動する作業従事者若しくは移動体またはプラント内に設置されて外観が変化する保守対象設備の外観変化部分に、高精度衛星測位システムからの衛星電波を受信する受信器と、受信器が受信した衛星電波から作業従事者の位置若しくは移動体の位置または保守対象設備の外観変化部分の位置の変化を判定する位置判定部と、位置判定部が判定した位置に基づいてプラントの運用保守に必要な情報を出力する情報出力部とを備えた端末装置を、作業従事者、移動体または保守対象の外観変化部分に装着して、情報出力部が出力する情報に基づいてプラントの運用保守を実施する。
【０００９】
本願明細書において、「高精度衛星測位システム」とは、準天頂衛星等の高精度位置判定に利用可能な衛星電波を発信するシステムを意味する。
【００１０】
本発明では、作業従事者、移動体または保守対象の外観変化部分に装着した端末装置が、衛星電波から作業従事者、移動体または保守対象の外観変化部分の位置を判定し、判定した位置に基づいてプラントの運用保守に必要な情報を出力するため、高い精度で、作業従事者、移動体または保守対象の外観変化部分の位置を判定して、しかも情報出力部が出力する情報を用いてプラントの運用保守を実施する。その結果、プラントの運用保守のために特殊な通信設備を設置することなく、プラントの運用保守を行うことができる。
【００１１】
作業従事者が装着する端末装置は、少なくともプラント内の地図情報と、プラントの運用保守のために作業従事者が向かうべき現場に関する現場情報を記憶する情報記憶部を備えており、情報出力部が、位置判定部が判定した作業従事者の位置と、地図情報と現場情報とに基づいて、作業従事者を現場まで誘導する誘導情報をプラントの運用保守に必要な情報として出力するようにしてもよい。このようにすると、端末装置内で高い位置検出精度に基づいて、誘導情報を出力できるので、誘導情報入手のために、端末装置からの送信を行う必要がない。
【００１２】
端末装置は、作業従事者のヘルメット、衣服、バッグ等の携行物に装着されているのが好ましい。このようにすると意識することなく、しかも作業をしながら常に作業従事者の位置を検出できる。
【００１３】
端末装置の情報出力部は、モニタを備えており、モニタに誘導情報を表示してもよく、端末装置の情報出力部が、音声表示部を備えて、音声表示部から誘導情報を作業従事者に伝えるようにしてもよい。このようにすると確実に情報を伝達することができる。
【００１４】
また端末装置は、作業従事者の移動履歴を記憶する移動履歴記憶部をさらに備えているのが好ましい。移動履歴記憶部からの移動履歴は、作業従事者が管理ステーションに戻った際に、管理ステーション内の読み取り装置で読み出せばよい。
【００１５】
移動体が装着する端末装置は、少なくともプラント内の地図情報と、プラントの運用保守のために移動体が向かうべき現場に関する現場情報を記憶する情報記憶部を備えており、情報出力部は、位置判定部が判定した移動体の位置と、地図情報と現場情報とに基づいて、移動体を現場まで誘導する誘導情報をプラントの運用保守に必要な情報として移動体の移動制御部に出力する。端末装置内で、移動体の移動制御部に移動体を現場まで誘導する誘導情報を出力すれば、端末装置から送信を行うことなく、高い精度で移動体を誘導することができる。そして移動体が、予め入力された運行予定ルート情報に基づいて、無人で移動する無人移動装置を備えているものであれば、移動制御部が無人移動装置を制御する。その結果、無線送信を行うことなく、プラント内で安全且つ確実に移動体を移動させることができる。
【００１６】
移動体が、カメラを搭載した無人飛行体であれば、端末装置はカメラで撮影した映像を含む情報を記録する記録部を備えていることが好ましい。記録部に記録された映像を含む情報は、移動体を回収した後に取り出して、後から現場の状況を判定するデータとして利用すればよい。
【００１７】
保守対象設備が、石油プラントのフローティング・ルーフ付きの石油タンクの場合、外観変化部分はフローティング・ルーフである。したがって端末装置は、フローティング・ルーフに装着することになる。フローティング・ルーフは、タンク内の液面の変化に伴って変位する。したがってフローティング・ルーフの上下方向の位置情報を高い精度で入手できれば、石油プラントの運転及び保守を高い精度で実現できる。
【００１８】
なお端末装置の位置判定部がフローティング・ルーフの上下方向の位置を判定した場合、端末装置に接続された監視装置により、フローティング・ルーフの上下方向の位置から石油タンク内の残量を監視する。このようにすると常時タンク内の液面を監視することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の衛星測位システムを用いたプラントの運用保守方法によると、高い精度でプラントの運用保守のために必要な位置情報を入手してプラントの運用保守を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の衛星測位システムを用いたプラントの運用保守方法の一つの実施の形態における端末装置の構成を示すブロック図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、図１の端末装置の外観の例を示す正面図である。
【図３】本発明の衛星測位システムを用いたプラントの運用保守方法の他の実施の形態における端末装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の衛星測位システムを用いたプラントの運用保守方法のさらに他の実施の形態における端末装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の衛星測位システムを用いたプラントの運用保守方法の実施の形態について説明する。
【００２２】
（第１の実施の形態）
図１及び図２は、本発明の衛星測位システムを用いたプラントの運用保守方法の第１の実施の形態において使用される端末装置の構成を示すブロック図及び端末装置の外観を示す。
【００２３】
各図において端末装置１０は、プラント内を移動する作業従事者Ｗに装着して本発明の衛星測位システムを用いたプラントの運用保守方法に従ってプラントの運用保守を実施するためのものである。
【００２４】
端末装置１０は受信器１１と、位置判定部１２と、情報出力部１３とを備えている。受信器１１は、高精度衛星測位システムＰからの衛星電波を受信する。高精度衛星測位システムＰは、人工衛星（準天頂衛星）Ｓの高精度位置判定に利用可能な衛星電波を発信するシステムである。受信器１１は、衛星電波を受信するためのアンテナや、受信した衛星電波を増幅した信号を位置判定部１２に出力する増幅器等の通常の構成からなる。本実施の形態で用いる端末装置１０は無線送信機能を有しない端末装置であるが、送信機能を有する端末装置を用いてもよい。
【００２５】
位置判定部１２は、受信器１１が受信した衛星電波から、端末装置１０の位置、すなわち端末装置１０を装着した作業従事者Ｗの位置を判定する。本実施の形態では、位置判定部１２は情報記憶部１５からの情報に基づいてプラントの運用保守に必要な情報を出力するようにしている。すなわち情報記憶部１５にはプラント内の地図を表す地図情報が記憶されており、これと衛星電波から判定される絶対的な位置とを照合することにより、作業従事者Ｗのプラント内における現在位置を知ることができる。また情報記憶部１５には、プラントの運用保守のために作業従事者Ｗが向かうべき現場に関する現場情報を記憶しており、これにより作業従事者Ｗがプラントの運用保守のために向かうべき場所及び方向等を正確に選択して現場まで誘導するように情報を出力することが可能である。この際、プラント全体を管理するシステムと端末装置１０との間でデータの送受信を行う必要がなく、従って移動する作業従事者Ｗを無線通信を伴わずに誘導することができる。
【００２６】
本実施の形態にて用いられる作業従事者Ｗが装着する端末装置１０は、図２（ａ）に示すように作業従事者Ｗのヘルメット２０に装着されている。すなわちヘルメット２０に受信器１１のアンテナや各部材を構成する電子素子や基板が内蔵され、さらに情報出力部１３を構成するヘッドマウントディスプレイ２１やスピーカー２２（図２には図示していない）がヘルメット２０に取り付けられている。ヘッドマウントディスプレイ２１は位置判定部１２の出力する誘導情報を画像信号に変換して出力する画像信号出力部１６の生成する画像信号を表示する。スピーカー２２も位置判定部１２からの誘導情報に基づいて音声信号を生成する音声信号出力部１７により駆動される。
【００２７】
画像信号は、例えば画像地図情報と、矢印のような記号と、文字との組み合わせである。音声信号は、例えば「目的地は○○です」「右に曲がって下さい」「到着しました」のような想定される音声を予め録音しておいて適宜選択して読み出してもよく、または画像信号に含まれる文字を音声に変換して出力するようにしてもよい。
【００２８】
情報出力の方式は画像及び音声に限定するものではなく、例えば建設中のプラント内で使用する場合のように騒音が大きい場所ではバイブレーターの振動やランプの明滅で誘導方向や目的地に到着したことを報知するようにしてもよい。
【００２９】
作業従事者Ｗ用の端末装置１０はヘルメット２０のほか、他の実施の形態では、その一部又は全部が衣服、バッグ等の携行物に装着されている。図２（ｂ）では、受信器１０のアンテナのみをショルダーパッド２３に内蔵するようにしている。このようにヘルメット２０やショルダーパッド２３にアンテナを内蔵すると、天頂からの視認性が良好である。端末装置を携行物に装着すれば、意識することなく、しかも作業をしながら常に作業従事者Ｗの位置を検出できる。さらに他の実施の形態では、端末装置は作業従事者Ｗに装着されるものではなく、例えば作業従事者Ｗが携行可能なＰＤＡである。
【００３０】
ヘッドマウントディスプレイ２１及びスピーカー２２の出力する現場情報は、作業従事者が向かうべき現場の名称や地図上の位置や方向のような誘導情報のみならず、例えば現場に到着したら行うべき作業の内容をも報知するようにしてもよい。このような現場情報は、情報記憶部１５に記憶しておいて、現場に到着したら、情報記憶部１５から読み出して情報出力部１３から出力する。情報記憶部１５には、作業開始時に、プラントの運用保守を管理するシステムから、作業従事者Ｗごとに向かうべき現場及び現場における作業の内容を入力して記憶するようにすることができる。
【００３１】
端末装置１０は、作業従事者Ｗの移動履歴を記憶する移動履歴記憶部１８をさらに備えている。移動履歴記憶部１８からの移動履歴は、作業従事者Ｗが管理ステーションＭに戻った際に、管理ステーションＭ内の読み取り装置Ｒで読み出して、運用保守が指示通りに遂行されたか否かを確認したり、作業に要した時間等を分析して以後の作業の効率化や適正化に供することができる。
【００３２】
無線送信機能を有しない端末装置とは、端末装置が無線送信機能を有していたとしても、プラント内またはプラント内でも無線の使用が許される建物内で使用されるときには、無線送信機能が停止状態または無効状態にあることをも含むものとする。このような無線送信機能を有しない端末装置１０は管理ステーションＭ内において読み取り装置Ｒによりデータが読み取られるが、プラント内では電波を発しないように設定されている。他の実施の形態においては、読み取り装置を非接触ＩＤアンテナとしたり、メモリスティック（登録商標）のような着脱可能なメディアを端末装置から抜き取って読み取り装置に挿入するような方法が挙げられる。
【００３３】
本実施の形態の衛星測位システムを用いたプラントの運用保守方法によると、図１及び図２に示したような端末装置１０を作業従事者Ｗが装着して、情報出力部１３が出力するプラントの運用保守に必要な情報に基づいて、プラントの運用保守を実施する。
【００３４】
すなわち作業従事者Ｗは、まず管理ステーションＭにおいて情報記憶部１５に作業すべき現場や作業内容を記憶した端末装置１０が装着されたヘルメット２０を装着してプラントの運用保守の作業を開始する。携帯端末１０は、高精度衛星測位システムＰから衛生電波を受信して作業従事者Ｗの現在位置を取得し、情報記憶部１５から読み出した地図情報と照合し、情報記憶部１５から読み出した現場への誘導情報を情報出力部１３のヘッドマウントディスプレイ２１及びスピーカー２２から出力する。作業従事者Ｗが現場に到着すると、情報記憶部１５から現場情報である作業内容が読み出されてヘッドマウントディスプレイ２１に表示される。これにより、プラントの運用保守作業が実行される。
【００３５】
このように本実施の形態では、作業従事者Ｗに装着した無線送信機能を有しない端末装置１０が、衛星電波から作業従事者Ｗの位置を判定し、判定した位置に基づいてプラントの運用保守に必要な情報を出力するので、高い精度で作業従事者Ｗの位置を判定して、情報出力部１３が出力する情報を用いてプラントの運用保守を実施する。その結果、プラントの運用保守のために高い精度の位置情報に基づいて、プラントの運用保守を行うことができる。
【００３６】
（第２の実施の形態）
図３は、本発明の衛星測位システムを用いたプラントの運用保守方法の第２の実施の形態において用いられる端末装置３０を示す。
【００３７】
端末装置３０は防爆設備を有するプラントの運用保守のためにプラント内を移動する移動体の制御に用いられる。本実施の形態においては、移動体は無人飛行体（ドローン）である（図示していない）。
【００３８】
端末装置３０における受信器３１及び位置判定部３２は、第１の実施の形態における受信器１１及び位置判定部３２と同様の機能を有するので詳細な説明は省略する。
【００３９】
情報記憶部３５に記憶されるプラント内の地図情報は、無人飛行体の飛行に役立つように３Ｄ（三次元）の地図情報である。現場情報には、無人飛行体を現場まで誘導するために必要な２次元の運行予定ルートのほか、無人飛行体の飛行する高度やカメラ３４を向けて撮像する方向も含む。カメラ３４が撮影した映像は、撮影した位置に関連付けられて映像記録部３６に記録される。
【００４０】
情報出力部３３は、位置判定部３２が判定した無人飛行体の位置と、地図情報と、無人飛行体が向かうべき現場に関する現場情報とに基づいて、無人飛行体を現場まで誘導する誘導情報を、プラントの運用保守に必要な情報として、無人飛行体の移動制御部５０に誘導情報を出力する。移動制御部５０は無人移動装置５１を制御して、さらに無人移動装置５１が複数のプロペラをそれぞれ回転させる複数のモータ５２の駆動をそれぞれ制御することにより、無人飛行体は無線送信を行うことなくプラント内で安全且つ確実に移動体を移動させることができる。
【００４１】
無人飛行体が搭載したカメラが撮影した映像は、端末装置３０の映像記録部３６に記録され、無人飛行体が一連の飛行を終了して例えば管理ステーションに帰還した際に読み出されて、現場の状況を映像で見ることができ、プラントの運用保守に利用される。使用可能な読み出し方法については第１の実施の形態と同様であるが、第２の実施の形態においては映像記録部３６はメモリスティックである。
【００４２】
なお移動体が無人でない場合、例えば作業従事者が運転する自動車などの場合には、自動車に端末装置を搭載し、運転席に隣接して設置されたモニタに誘導情報を表示するようにすることができる。
【００４３】
（第３の実施の形態）
図４は、防爆設備を有するプラントの運用保守のために、プラント内に設置されて外観が変化する保守対象設備の外観変化部分に装着された本発明の衛星測位システムを用いた第３の実施の形態に用いられる端末装置４０を示す。
【００４４】
本実施の形態においては保守対象設備は石油プラントのフローティング・ルーフ付きの石油タンクであり、この場合、外観変化部分はフローティング・ルーフである。したがって端末装置４０は、フローティング・ルーフに装着される。
【００４５】
端末装置４０は、受信器４１と、位置判定部４２と、情報出力部４３とを備えており、受信器４１が高精度衛星測位システムＰからの衛星電波を受信し、位置判定部４２は受信した衛星電波に基づいてフローティング・ルーフの位置（高さ）の変化を判定し、情報出力部４３は判定した位置に基づいてプラントの運用保守に必要な情報を出力する。情報出力部４３は石油タンク内の液面を常時監視していて液の残量を知ることができるほか、例えば液面が急激に下がってフローティング・ルーフが短時間に低くなったような場合、これを異常と認めて、有線で接続された監視装置６０に異常を表示する信号を出力することができる。フローティング・ルーフの上下方向の位置情報を高い精度で入手できれば、石油プラントの運用及び保守を高い精度で実現できる。
【００４６】
その他、プラント内に設置されて外観が変化する保守対象設備の外観変化部分であって、位置の変化が高精度衛星測位システムを利用して検知可能であれば、どのような保守対象設備にも第３の実施の形態におけるような端末装置４０を装着してプラントの運用保守に供することができるほか、微細な変化を増幅したり、温度、圧力、体積、角度、重量、速度等の変化を測位可能な大きさ及び天頂からの視認性を有する位置の変化に変換することにより、プラントの運用保守のために端末装置を装着することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明によれば、作業従事者、移動体または保守対象の外観変化部分に装着した端末装置が、衛星電波から作業従事者、移動体または保守対象の外観変化部分の位置を判定し、判定した位置に基づいてプラントの運用保守に必要な情報を出力するため、高い精度で、作業従事者、移動体または保守対象の外観変化部分の位置を判定して、しかも情報出力部が出力する情報を用いてプラントの運用保守を実施する。その結果、プラントの運用保守のために高い精度の位置情報を取得してプラントの運用保守を行うことができる。
【符号の説明】
【００４８】
１０  端末装置
１１  受信器
１２  位置判定部
１３  情報出力部
１５  情報記憶部
１６  画像信号出力部
１７  音声信号出力部
１８  作業履歴記憶部
２０  ヘルメット
２１  ヘッドマウントディスプレイ
２２  スピーカー
Ｐ  高精度衛星測位システム
Ｍ  管理ステーション
Ｒ  読み取り装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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