(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記判定手段は、前記音声分析手段から出力された前記分析信号と前記制御信号取得手段により取得された前記制御信号との相関が予め定められた基準以上である場合に、前記機器が前記制御信号に従って正しく動作していると判定することを特徴とする請求項1に記載の機器動作監視装置。
【発明を実施するための形態】
【0011】
この発明を添付の図面に従い説明する。各図を通じて同符号は同一部分又は相当部分を示しており、その重複説明は適宜に簡略化又は省略する。
【0012】
実施の形態1.
図1から
図10は、この発明の実施の形態1に係るもので、
図1は機器動作監視装置を備えたエレベーターシステムの全体構成を模式的に示す図、
図2は機器動作監視装置の全体構成を示すブロック図、
図3は機器動作監視装置の動作判定部分を取り出して示すブロック図、
図4は機器動作監視装置の分析処理及び動作判定処理を説明する図、
図5は機器動作監視装置の機器制御部分及び動作判定部分を取り出して示すブロック図、
図6は機器動作監視装置の機器制御信号を用いた動作判定処理の第1の例を説明する図、
図7は機器動作監視装置の機器制御信号を用いた動作判定処理の第2の例を説明する図、
図8は機器動作監視装置の分析処理におけるフィルタリングを説明する図、
図9及び
図10は機器動作監視装置の全体構成の他の例を示すブロック図である。
【0013】
まず、ここでは、この発明に係る機器動作監視装置をエレベーターシステム10に適用した場合を例に挙げて説明する。ただし、エレベーターシステム10はこの発明に係る機器動作監視装置が適用される施設の一例である。この発明に係る機器動作監視装置は、エレベーターシステム10に限られず種々の施設に対して当該施設が備える機器を監視対象として適用することができる。
【0014】
図1に示すように、この発明に係る機器動作監視装置が適用されるエレベーターシステム10は、乗りかご11を備えている。乗りかご11は、エレベーターシステム10が設置される建物内に設けられた図示しない昇降路内に配置される。乗りかご11は、昇降路内において昇降自在に設けられている。
【0015】
乗りかご11内には、かご内操作盤12が設置されている。かご内操作盤12には、図示しない行先階ボタン、戸開ボタン及び戸閉ボタンが設けられている。行先階ボタンは、乗りかご11内の利用者が所望する行先階を登録するためのものである。戸開ボタン及び戸閉ボタンは、乗りかご11内の利用者が乗りかご11のドアを開閉操作するためのものである。
【0016】
かご内操作盤12には、マイク13aも設けられている。このマイク13aは、乗りかご11の利用者が外部(例えば、後述する遠隔監視センター20等)と通話するためのインターフォンで用いるためのものである。また、このマイク13aは、
図2に示す音声取得手段13としても用いられる。音声取得手段13とは、監視対象である機器の動作音を含む環境音を取得し、音声信号として出力する手段である。
【0017】
乗りかご11には、ファン14aが設けられている。このファン14aは、機器動作監視装置の監視対象として
図2に示されるかご搭載機器14の一例である。すなわち、音声取得手段13であるマイク13aは、監視対象のかご搭載機器14であるファン14aの動作音を含む環境音を取得し、音声信号として出力する。
【0018】
エレベーターシステム10は、乗りかご11が備える各種機器の動作を制御するための制御部15を備えている。制御部15は、例えばファン14aの動作を制御する。また、マイク13aから出力された音声信号は、この制御部15へと入力される。
【0019】
エレベーターシステム10の状況は、当該エレベーターシステム10が設置された建物とは別の場所に設けられた遠隔監視センター20において監視される。遠隔監視センター20には、センター側通信部21、操作部22、分析部23及びI/F部24aが設けられている。当該エレベーターシステム10と遠隔監視センター20とは、通信回線30を介して通信可能に接続されている。
【0020】
エレベーターシステム10には、エレベーター側通信部16が設けられている。このエレベーター側通信部16は、制御部15と通信回線30との間での信号のやり取りを仲介する通信インターフェイスである。同様に、遠隔監視センター20のセンター側通信部21は、遠隔監視センター20に設けられた操作部22と通信回線30との間での信号のやり取りを仲介する通信インターフェイスである。エレベーター側通信部16、センター側通信部21及び通信回線30は、監視対象であるかご搭載機器14が設けられた施設であるエレベーターシステム10と遠隔監視センター20との間で信号通信可能に接続する通信手段を構成している。
【0021】
操作部22は、遠隔監視センター20内における、センター側通信部21、分析部23及びI/F部24aの間での信号のやり取りを仲介している。
分析部23は、主に、エレベーターシステム10から送られてきたマイク13aが取得した音声信号を分析し、ファン14aの動作状態の判定を行う。
【0022】
I/F部24aは、遠隔監視センター20の監視員40に対するユーザ・インターフェイスである。すなわち、I/F部24aには、例えば、監視員40によるエレベーターシステム10のファン14aに対する操作を受け付けるための手段及び分析部23による判定結果を監視員40に対し表示するための手段等が設けられる。
【0023】
遠隔監視センター20からエレベーターシステム10のファン14aの動作を操作する場合、まず、遠隔監視センター20の監視員40は、I/F部24aを操作する。I/F部24aが操作されると、I/F部24aから操作信号が出力される。この操作信号は、操作部22、センター側通信部21、通信回線30、エレベーター側通信部16と辿り、エレベーターシステム10の制御部15に入力される。
【0024】
制御部15は、入力された操作信号に応じて、ファン14aへと制御信号を出力する。ファン14aは、この制御信号に応じて動作状態を変化させる。こうして、遠隔監視センター20からエレベーターシステム10のファン14aの動作を制御することができる。
【0025】
一方、エレベーターシステム10のファン14aの動作音を含む乗りかご11内の環境音は、マイク13aにより取得され、音声信号として出力される。この音声信号は制御部15に入力される。そして、制御部15からエレベーター側通信部16、通信回線30、センター側通信部21及び操作部22を経て分析部23に入力される。また、制御部15からファン14aへと出力された制御信号も、エレベーター側通信部16、通信回線30、センター側通信部21及び操作部22を経て分析部23に入力される。
【0026】
分析部23は、入力された音声信号及び制御信号に基づいて、ファン14aが制御信号に従って正しく動作しているか否かを判定する。この判定結果は、操作部22を介してI/F部24aに送られる。そして、I/F部24aは表示手段によりこの判定結果を監視員40に対して表示する。
【0027】
以上のように構成されたエレベーターシステム10が備える機器動作監視装置について、
図2を参照しながら今一度詳細に説明する。
図1のI/F部24aの一部は、
図2の操作入力手段24に対応している。監視員40が操作入力手段24を操作すると操作信号が出力される。この操作信号は、センター側通信部21、通信回線30及びエレベーター側通信部16を介して制御部15に入力される。
【0028】
制御部15は、入力された操作信号に応じて制御信号を出力する。この制御信号はかご搭載機器14に入力され、かご搭載機器14は入力された制御信号に応じてその動作状態を変化させる。
【0029】
監視対象であるかご搭載機器14の動作音を含む環境音は、音声取得手段13により取得される。音声取得手段13は取得した環境音を音声信号として出力する。音声取得手段13から出力された音声信号は、エレベーター側通信部16、通信回線30、センター側通信部21を介して音声分析手段231に入力される。
【0030】
音声分析手段231は、音声取得手段13から出力された音声信号を処理し、環境音に含まれるかご搭載機器14の動作音の判別に適した分析信号として出力する。音声分析手段231から出力された分析信号は、動作判定手段232へと入力される。また、制御部15から出力された制御信号も、エレベーター側通信部16、通信回線30、センター側通信部21を介して動作判定手段232に入力される。すなわち、特にエレベーター側通信部16は、かご搭載機器14の動作を制御するための制御信号を取得する制御信号取得手段としても機能している。
【0031】
動作判定手段232は、入力された分析信号と制御信号とに基づいて、かご搭載機器14が制御信号に従って正しく動作しているか否かを判定する。そして、この動作判定手段232による判定結果を確認することで、監視員40は、操作入力手段24に行った操作に応じてかご搭載機器14が正しく動作しているか否かの状態を認識することができる。なお、音声分析手段231及び動作判定手段232は、
図1の分析部23に対応している。
【0032】
図3は、
図2の機器動作監視装置における、音声取得手段13、音声分析手段231及び動作判定手段232による処理過程を抜き出したものである。
図4は、
図3の音声分析手段231及び動作判定手段232における分析処理及び動作判定処理を説明する図である。
図4の下部にある振幅波形及びスペクトラムは、音声取得手段13から出力された音声信号を可視化したものである。
【0033】
音声分析手段231は、まず、この音声信号の自乗を演算することで元信号の振幅を増幅させるとともに、正負の値をとっていたものを正の値のみとなるようにする。次に、直近の一定時間についてこの自乗した信号値の平均を演算する、すなわち、移動平均を演算することで平滑化する。音声分析手段231は、入力された音声信号に以上の演算を施したものを分析信号(
図4上部の「電力波形」)として出力する。
【0034】
動作判定手段232は、音声分析手段231から出力された分析信号に基づいて、かご搭載機器14の推定動作状態を判定する。動作判定手段232は、分析信号の電力波形について、予め定められた閾値以上であればかご搭載機器14の推定動作状態はONであると判定する。また、逆に、分析信号の電力波形について前記閾値未満であれば、動作判定手段232は、かご搭載機器14の推定動作状態はOFFであると判定する。
【0035】
この動作判定手段232による判定結果を例えば表示装置等に表示することで、監視員40は、離れた場所からかご搭載機器14の推定動作状態を認識することができる。
【0036】
図5は、
図2の機器動作監視装置における、操作入力手段24及び制御部15による機器制御過程、並びに、音声取得手段13、音声分析手段231及び動作判定手段232による処理過程を抜き出したものである。また、
図6及び
図7は、
図5の音声分析手段231及び動作判定手段232における分析処理及び動作判定処理の第1及び第2の例を説明する図である。
【0037】
まず、
図6に示す分析処理及び動作判定処理の第1の例について説明する。音声分析手段231は、
図4に示した場合と同様に、音声取得手段13から出力された音声信号を自乗した上で移動平均をとって電力波形を算出する。そして、さらに、電力波形の値が予め定められた閾値以上であるか否かによって、電力値の時間変化を2値化(数値化)する。音声分析手段231は、こうして2値化したものを分析信号として出力する。
【0038】
音声分析手段231から出力された分析信号は、動作判定手段232に入力される。また、操作入力手段24からの操作信号に応じて制御部15から出力された制御信号も、動作判定手段232に入力される。動作判定手段232は、分析信号と制御信号とに基づいて、かご搭載機器14が制御信号に従って正しく動作しているか否かを判定する。
【0039】
この判定は分析信号と制御信号との相関に基づいて行われる。すなわち、動作判定手段232は、分析信号と制御信号との相関が予め定められた基準以上である場合に、かご搭載機器14が制御信号に従って正しく動作していると判定する。一方、分析信号と制御信号との相関が基準未満である場合には、動作判定手段232は、かご搭載機器14が制御信号に従って正しく動作していないと判定する。
【0040】
この動作判定手段232による判定結果を例えば表示装置等に表示することで、監視員40は、離れた場所からかご搭載機器14の推定動作状態を認識することができる。あるいは、音声分析手段231から出力された分析信号を表示する分析信号表示手段と、制御信号取得手段により取得された制御信号を表示する制御信号表示手段とを設け、監視員40がこれらの信号を目視にて確認することができるようにしてもよい。
【0041】
この場合、監視員40は、分析信号と制御信号とを比較することで、動作判定手段232による判定結果の妥当性を確認することができる。あるいは、動作判定手段232に頼ることなく、これらの信号の比較によりかご搭載機器14が制御信号に従って正しく動作しているか否かを監視員40自ら判断することもできる。したがって、動作判定手段232を設けなくとも、かご搭載機器14の動作状態確認について一定の効果を期待することができる。
【0042】
次に、
図7に示す分析処理及び動作判定処理の第2の例について説明する。この第2の例においては、音声分析手段231は、音声取得手段13から出力された音声信号の周波数分布(スペクトラム)の時間変化に基づいて数値化処理を行って分析信号として出力する。具体的には、音声分析手段231は、
図7に示すように、音声信号の周波数分布(スペクトラム)の時系列データを描画し、周波数分布の時間変化の強度差あるいは濃度のエッジを検出することにより、音声信号を2値化(数値化)する。音声分析手段231は、こうして2値化したものを分析信号として出力する。
【0043】
動作判定手段232における処理は、基本的に
図6の第1の例の場合と同様である。すなわち、動作判定手段232は、音声分析手段231から出力された分析信号と制御部15から出力された制御信号とに基づいて、かご搭載機器14が制御信号に従って正しく動作しているか否かを判定する。
【0044】
この判定は分析信号と制御信号との相関に基づいて行われる。すなわち、動作判定手段232は、分析信号と制御信号との相関が予め定められた基準以上である場合に、かご搭載機器14が制御信号に従って正しく動作していると判定する。一方、分析信号と制御信号との相関が基準未満である場合には、動作判定手段232は、かご搭載機器14が制御信号に従って正しく動作していないと判定する。
【0045】
この動作判定手段232による判定結果を例えば表示装置等に表示することで、監視員40は、離れた場所からかご搭載機器14の推定動作状態を認識することができる。
なお、この
図7の第2の例においては、分析処理の対象とする時系列データとして少なくともかご搭載機器14の動作状態が変化した時点が含まれるものを用いる。また、
図6の第1の例と
図7の第2の例とは適宜に組み合わせて使用することも可能である。
【0046】
音声分析手段231は、音声信号に対して以上のような第1の例及び第2の例で説明した数値化処理を施して分析信号として出力する。この際、数値化処理を施す前の音声信号には、かご搭載機器14の動作音の他に、当該動作音とは関係のない背景音(雑音)も含まれている。この背景音としては、エレベーターシステム10の場合には例えば、乗りかご11の走行音、乗りかご11内の利用者の会話あるいは乗りかご11内に流れるBGM(背景音楽)等がある。
【0047】
そして、音声取得手段13が取得した環境音中における背景音の成分が多い場合には、音声分析手段231における数値化処理によっても、かご搭載機器14の動作音の判別に適した分析信号を生成することができない可能性がある。そこで、音声分析手段231において、数値化処理の前に、予め設定されたフィルタ周波数帯域の信号を抑圧するフィルタ処理を音声信号に対して施すようにしてもよい。
【0048】
図8に、この音声分析手段231におけるフィルタ処理の一例を示す。
図8(a)はフィルタ処理(フィルタリング)を施す前の音声信号を数値化した場合を示している。環境音中における背景音の成分が多いと、振幅波形の大小及びスペクトラムの時間変化における濃淡(エッジ)が明瞭でない。このため、例えば前述した第1の例で数値化を行って得た電力波形おいても、かご搭載機器14の動作状態の判別を適切に行うことが困難となる可能性が考えられる。
【0049】
そこで、音声信号にフィルタ処理(フィルタリング)を施した後に数値化した場合を
図8(b)に示す。このフィルタ処理にはハイパス・フィルタ又はバンドパス・フィルタを用いることができる。この際、例えば、かご搭載機器14の動作状態がON/OFFの間で変化しているにもかかわらず、周波数分布(スペクトラム)の時間変化において全く濃淡(強度のエッジ)が見られない周波数帯域は、かご搭載機器14の動作音ではなく動作音との因果関係が低い背景音の周波数帯域である可能性が高い。
【0050】
そこで、かご搭載機器14の動作状態が変化しているにもかかわらず、周波数分布の時間変化において濃淡(強度のエッジ)が見られない周波数帯域を予め見定めておき、当該周波数帯域を抑圧し、当該周波数帯域以外を通過させるようにフィルタ周波数帯域を予め設定する。
【0051】
あるいは、かご搭載機器14の動作を停止した状態で取得した音声信号には、かご搭載機器14の動作音は含まれておらず背景音だけである。そこで、かご搭載機器14の動作を停止した状態で取得した音声信号の周波数分布からフィルタ周波数帯域を予め設定するようにしてもよい。
【0052】
このようにしてフィルタ処理を施して背景音の成分が少ない周波数帯域の信号を取り出した上で、数値化処理を行うようにすることで、
図8(b)に示すように、数値化後の分析信号から、より明瞭にかご搭載機器14の動作状態を判別することができるようになる。
【0053】
以上においては、機器動作監視装置をエレベーターシステム10に適用した場合を例に挙げて説明してきた。この例においては、エレベーターシステム10を遠隔監視センター20から監視制御するため、エレベーターシステム10と遠隔監視センター20との間は通信回線30により接続されている。
【0054】
そして、かご搭載機器14及び音声取得手段13はエレベーターシステム10側に設けられる一方で、動作判定手段232は遠隔監視センター20側に設けられるため、通信回線30は、音声取得手段13と動作判定手段232との間の何らかの箇所に設けられることになる。
【0055】
図2に示したのは、特に、音声分析手段231は、遠隔監視センター20側に設けて通信回線30を音声取得手段13と音声分析手段231との間に設けるようにしたものである。この
図2の構成では、通信回線30により、音声取得手段13から出力された音声信号が音声分析手段231へ送信されることになる。
【0056】
この
図2に示した構成以外にも、どの手段とどの手段との間に通信回線30を挟むようにするのかという点については、種々の変形例が考えられる。
図9はそのうちの1つの例を示すものである。
図9においては、音声取得手段13及び音声分析手段231がエレベーターシステム10側に設けられており、通信回線30により、音声分析手段231から出力された分析信号が判動作定手段0へと送信される。
【0057】
また、
図10は別の例を示すものである。まず、
図10の構成例においては、音声分析手段231は、
図8で説明したフィルタ処理を行った上で、
図6又は
図7で説明した数値化処理を行うものであることが前提である。そして、音声分析手段231のうちフィルタ処理を行うフィルタ処理手段231aをエレベーターシステム10側に設け、音声分析手段231のうち数値化処理を行う数値化処理手段231bを遠隔監視センター20側に設けるようにしたものである。
【0058】
この
図10の例においては、音声取得手段13が取得した音声信号に対してフィルタ処理手段231aによりフィルタ処理された途中信号が、通信回線30を介して数値化処理手段231bへと送られる。このフィルタ処理により背景音が取り除かれた途中信号が通信回線30により送られることになるため、通信回線30上を流れるデータ量を削減することができる。
【0059】
また、乗りかご11内のマイク13aを音声取得手段13として利用した場合、背景音として乗りかご11内の利用者の会話等が含まれることは前述した通りであるが、このような会話等の内容が判別可能な状態で通信回線30を介して遠隔監視センター20へと送信されることは、プライバシー上の観点等から好ましくない。
【0060】
この
図10の例においては、通信回線30を介して遠隔監視センター20に送られる途中信号には、フィルタ処理手段231aによりかご搭載機器14の動作判定に不要な背景音が極力取り除かれて乗りかご11内での会話等が含まれないため、上述したようなプライバシー上の観点等からも望ましいものとなる。
【0061】
さらに、このフィルタ処理手段231aにおいて、音声取得手段13からの音声信号をアナログ−デジタル変換してから通信回線30に乗せるようにすることで、さらなる通信データ量の削減及び通信の信頼性向上を図ることができる。
【0062】
以上のように、通信回線30を介することにより、遠隔地からエレベーターシステム10のかご搭載機器14の動作状態を把握することができる。なお、遠隔地からの監視が必要ない場合等において通信回線30を設けないときには、エレベーター側通信部16及びセンター側通信部21も不要である。この場合、エレベーター側通信部16が設けられないため、かご搭載機器14の動作を制御するための制御信号を取得する制御信号取得手段を別途設ければよい。
【0063】
以上のように構成された機器動作監視装置は、監視対象であるかご搭載機器14の動作音を含む環境音を取得し、音声信号として出力する音声取得手段13と、この音声取得手段13から出力された音声信号を処理し、環境音に含まれる動作音の判別に適した分析信号として出力する音声分析手段231と、かご搭載機器14の動作を制御するための制御信号を取得する制御信号取得手段(例えば、エレベーター側通信部16)と、音声分析手段231から出力された分析信号と制御信号取得手段により取得された制御信号とに基づいて、かご搭載機器14が制御信号に従って正しく動作しているか否かを判定する動作判定手段232と、を備えたものである。
【0064】
このため、制御信号に基づいて動作が制御される機器について、制御信号に従って当該機器の動作状態が正しく変化しているか否かを容易に確認することができる。
【0065】
また、以上のように構成された機器動作監視装置を備えたエレベーターシステムにおいて、音声取得手段13として乗りかご11内に設置されたインターフォンのマイク13aを用いることにより、既設のマイク13aを活用してかご搭載機器14の動作状態の監視を行うことができる。