特許 7341809 無線伝送装置及びその故障予知方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-01

(45)【発行日】2023-09-11

(54)【発明の名称】無線伝送装置及びその故障予知方法

(51)【国際特許分類】

   H04B 1/74 20060101AFI20230904BHJP

   G05B 23/02 20060101ALI20230904BHJP

   H04B 17/26 20150101ALI20230904BHJP

   H04B 17/10 20150101ALI20230904BHJP

【ＦＩ】

H04B1/74

G05B23/02 R

G05B23/02 302Z

H04B17/26

H04B17/10 200

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2019167634

(22)【出願日】2019-09-13

(65)【公開番号】P2021044786

(43)【公開日】2021-03-18

【審査請求日】2022-06-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001737

【氏名又は名称】弁理士法人スズエ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】柳田 洋幸

【審査官】前田 典之

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－２０１９７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／１４５８６５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０８－１６７８６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５７６１２４５（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ １／７４

Ｇ０５Ｂ ２３／０２

Ｈ０４Ｂ １７／２６

Ｈ０４Ｂ １７／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに同一構成で、それぞれが伝送波を受信し増幅し送信する通信部と、前記通信部について監視対象項目の動作状況をセンシングしその結果を監視ログ情報として出力するセンサ部とを備える現用系装置及び予備系装置と、
前記現用系装置及び予備系装置からそれぞれ前記監視ログ情報を収集しそれぞれの動作状況を監視する監視制御装置とを具備し、
前記監視制御装置は、
前記現用系装置及び予備系装置を共通の制御対象とし、それぞれの前記センサ部から前記監視ログ情報を定期的あるいは要求時に収集するロギング処理部と、
前記現用系装置及び予備系装置それぞれの監視ログ情報を監視対象項目別に対応付けて時系列に格納する記録部と、
前記記録部に記録された監視対象項目別の監視ログ情報について、現用系装置と予備系装置との間で対応する情報を時系列で比較し、その比較結果の推移に生じる異常を検出することで故障発生の予兆を監視し、推移の異常検出によって故障発生を予知する予知処理部とを備える無線伝送装置。

【請求項2】

前記予知処理部は、故障発生を予知した場合にワーニングを発報する請求項１記載の無線伝送装置。

【請求項3】

前記監視制御装置は、外部に接続される保守端末からの要求に応じて前記記録部から必要な監視対象項目の監視ログ情報を提供すると共に、前記予知処理部の予知処理結果を提供して、前記保守端末に前記予知処理結果を検証させる外部出力部を備える請求項１記載の無線伝送装置。

【請求項4】

前記監視制御装置は、前記ロギング処理部で収集される前記現用系装置からの監視ログ情報の中に故障発生を判断するための閾値を超えるセンシング結果があるか判別し、閾値を超えた場合にはその運用を前記現用系装置から前記予備系装置に切り替える運用切替部を備える請求項１記載の無線伝送装置。

【請求項5】

同じ環境下に設置される３台以上の通信器と、
前記３台以上の通信器それぞれの動作状況を管理する管理制御装置とを具備し、
前記通信器は、伝送波を受信し増幅し送信する送受信部と、前記送受信部について監視対象項目の動作状況をセンシングしその結果を監視ログ情報として出力するセンサ部とを備え、
前記管理制御装置は、前記通信器を共通の制御対象とし、それぞれの前記センサ部から監視ログ情報を定期的あるいは要求時に収集してそれぞれの監視対象項目毎の推移を監視し、同一の監視対象項目の推移について他の通信器と異なる通信器を検出して故障発生を予知する無線伝送装置。

【請求項6】

前記管理制御装置は、故障発生を予知した場合にワーニングを発報する請求項５記載の無線伝送装置。

【請求項7】

同じ環境下に設置され、伝送波の受信、増幅、送信を行うための、各環境下で互いに同一である機能別の複数の電子回路ユニットと、
前記複数の電子回路ユニットそれぞれの動作状況を管理する管理制御ユニットとを具備し、
前記複数の電子回路ユニットは、それぞれ監視対象項目の動作状況をセンシングしその結果を監視ログ情報として出力するセンサ部とを備え、
前記管理制御ユニットは、前記複数の電子回路ユニットを共通の制御対象とし、それぞれの前記センサ部から監視ログ情報を定期的あるいは要求時に収集してそれぞれの監視対象項目毎の推移を監視し、同一の監視対象項目の推移について他の電子回路ユニットと異なる傾向を持つ電子回路ユニットを検出して故障発生を予知する無線伝送装置。

【請求項8】

前記管理制御ユニットは、故障発生を予知した場合にワーニングを発報する請求項７記載の無線伝送装置。

【請求項9】

互いに同一構成で、それぞれが伝送波を受信し増幅し送信する通信部と、前記通信部について監視対象項目の動作状況をセンシングしその結果を監視ログ情報として出力するセンサ部とを備える現用系装置及び予備系装置と、前記現用系装置及び予備系装置からそれぞれ前記監視ログ情報を収集しそれぞれの動作状況を監視する監視制御装置とを具備する無線伝送装置に用いられ、
前記現用系装置及び予備系装置を共通の制御対象とし、それぞれの前記センサ部から前記監視ログ情報を定期的あるいは要求時に収集し、
前記現用系装置及び予備系装置それぞれの監視ログ情報を監視対象項目別に対応付けて時系列に記録し、
前記記録された監視対象項目別の監視ログ情報について、現用系装置及び予備系装置の間で対応する情報を時系列で比較し、
前記監視ログ情報の比較結果の推移に生じる異常を検出することで故障発生の予兆を監視し、
前記推移の異常検出によって故障発生を予知する無線伝送装置の故障予知方法。

【請求項10】

同じ環境下に設置される３台以上の通信器と、前記３台以上の通信器それぞれの動作状況を管理する管理制御装置とを具備し、前記通信器は、伝送波を受信し増幅し送信する送受信部と、前記送受信部について監視対象項目の動作状況をセンシングしその結果を監視ログ情報として出力するセンサ部とを備える無線伝送装置に用いられ、
前記通信器を共通の制御対象とし、それぞれの前記センサ部から監視ログ情報を定期的あるいは要求時に収集してそれぞれの監視対象項目毎の推移を監視し、
同一の監視対象項目の推移について他の通信器と異なる通信器を検出して故障発生を予知する無線伝送装置の故障予知方法。

【請求項11】

同じ環境下に設置され、伝送波の受信、増幅、送信を行うための、各環境下で互いに同一である機能別の複数の電子回路ユニットと、前記複数の電子回路ユニットそれぞれの動作状況を管理する管理制御ユニットとを具備し、前記複数の電子回路ユニットは、それぞれ監視対象項目の動作状況をセンシングしその結果を監視ログ情報として出力するセンサ部とを備える無線伝送装置に用いられ、
前記複数の電子回路ユニットを共通の制御対象とし、それぞれの前記センサ部から監視ログ情報を定期的あるいは要求時に収集してそれぞれの監視対象項目毎の推移を監視し、
同一の監視対象項目の推移について他の電子回路ユニットと異なる傾向を持つ電子回路ユニットを検出して故障発生を予知する無線伝送装置の故障予知方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本実施形態は、無線伝送装置及びその故障予知方法に関する。

【背景技術】

【0002】

放送用のＳＴＬ（Studio to Transmitter Link）またはＴＴＬ(Transmitter to Transmitter Link)において、伝送波を無線伝送する無線伝送装置にあっては、内部温度、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）増幅器の駆動電流、出力レベル、入力レベルの他、各処理回路の制御電圧、ファンの回転数などを監視しており、監視項目の検出結果が閾値を外れた場合に、故障発生の警報を発報してた装置への切り替え、早期交換を促すことで、高信頼性を高めている。

【0003】

さらに、上記無線伝送装置は、有人環境の無線局だけでなく、山地などの僻地における無人環境の送信所や中継局でも運用している。このような僻地でいきなり故障してしまった場合を考慮して、現用系と予備系との２重系運用とし、現用系の故障検出と同時に予備系へ切替えて運用を継続するようにしている。ただし、できる限り片系運用の期間を短くしたいという要望もある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平１０－３２２２４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

以上述べたように、従来の無線伝送装置は、現用系と予備系との２重系運用とすることで、現用系側の故障を検出すると同時に予備系側へ切り替えることで、運用の継続を図っている。しかしながら、無人の僻地での装置交換には時間がかかってしまう。また、運用の継続のためには、出来る限り、片系運用の期間を短くしたいという要望がある。

【0006】

本実施形態は上記課題に鑑みなされたもので、故障発生を未然に防止して運用を確実に継続することのできる無線伝送装置及びその故障予知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】

【0007】

上記の課題を解決するために、本実施形態に係る無線伝送装置は、互いに同一構成で、それぞれが伝送波を受信し増幅し送信する通信部と、前記通信部について監視対象項目の動作状況をセンシングしその結果を監視ログ情報として出力するセンサ部とを備える現用系装置及び予備系装置と、前記現用系装置及び予備系装置からそれぞれ前記監視ログ情報を収集しそれぞれの動作状況を監視する監視制御装置とを具備する。前記監視制御装置は、ロギング処理部で、前記現用系装置及び予備系装置を共通の制御対象とし、それぞれの前記センサ部から前記監視ログ情報を定期的あるいは要求時に収集し、前記現用系装置及び予備系装置それぞれの監視ログ情報を監視対象項目別に対応付けて記録部に時系列に格納し、予知処理部で、記録された監視対象項目別の監視ログ情報について、現用系装置と予備系装置との間で対応する情報を時系列で比較し、その比較結果の推移に生じる異常を検出することで故障発生の予兆を監視し、推移の異常検出によって故障発生を予知する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、第１の実施形態に係る無線伝送装置の概略構成を示すブロック図である。

【図2】図２は、第１の実施形態に用いられる監視制御装置の制御内容を示すフローチャートである。

【図3】図３は、第１の実施形態に用いられる監視制御装置で現用系、予備系の監視項目の中で推移の違いが生じる様子を示す波形図である。

【図4】図４は、第２の実施形態として、３台以上の通信器（無線伝送装置）が同一環境下に置かれている場合の保守管理構成を示すブロック図である。

【図5】図５は、第３の実施形態に係る無線伝送装置の概略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】

【0009】

以下、実施形態について、図面を参照して説明する。

【0010】

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る無線伝送装置の概略構成を示すブロック図である。図１において、１００は現用系装置、２００は予備系装置、３００は監視制御装置、４００は保守端末である。

【0011】

現用系装置１００及び予備系装置２００は互いに同一構成であり、伝送波を受信する受信器１０１，２０１と、受信された伝送波を増幅するＦＥＴ増幅器を備え、増幅された伝送波を送出する送信器１０２，２０２とを備える。また、現用系装置１００及び予備系装置２００は、詳細は図示しないが、温度センサ１１１，２１１、ＦＥＴ電流センサ１１２，２１２、入力レベル検知器１１３，２１３、出力レベル検知器１１４，２１４、制御電圧センサ１１５，２１５等を備える。

【0012】

監視制御装置３００は、現用系装置１００及び予備系装置２００を共通の制御対象とし、それぞれの各センサから監視ログ情報を定期的あるいは要求時に収集するロギング処理部３０１と、収集された現用系及び予備系それぞれの監視ログ情報を項目別に対応付けて時系列に格納する記録部３０２と、記録部３０２に記録された項目別の監視ログ情報について、現用系と予備系との間で対応する情報を時系列で比較し、その比較結果の推移に生じる異常を検出することで故障発生の予兆を監視し、推移の異常検出によって故障発生を予知した場合には表示または音声によるワーニングを発報する予知処理部３０３と、外部からの要求に応じて記録器３０２から必要な監視ログ情報を提供すると共に、予知処理部３０３の予知処理結果を提供する出力部３０４と、上記ロギング処理部３０１で収集される現用系装置１００からの監視ログ情報の中に閾値を超えるセンサ出力があるか判別し、閾値を超えた場合にはその運用を現用系装置１００から予備系装置２００に切り替える運用切替部３０５とを備える。

【0013】

上記監視制御装置３００には、パーソナルコンピュータによる保守端末４００を接続可能とする。保守端末４００は、監視制御装置３００から現用系、予備系それぞれの項目別に対応付けられた監視ログ情報及び予知処理結果を入力し、項目毎に関しログ情報を比較して、その比較結果に基づいて監視制御装置３００の予知処理結果を検証する。

【0014】

図２は、第１の実施形態に用いられる監視制御装置の制御内容を示すフローチャート、図３は、第１の実施形態に用いられる監視制御装置で現用系、予備系の監視項目の中で推移の違いが生じる様子を示す波形図である。

【0015】

図２において、監視制御装置３００は、まず、運用開始により現用系装置１００及び予備系装置２００が稼働すると、現用系装置１００及び予備系装置２００の各センサから監視ログ情報を所定の周期で収集し（ステップＳ１）、収集された現用系及び予備系それぞれの監視ログ情報を項目別に対応付けて記録部３０２に時系列に記録する（ステップＳ２）。記録部３０２に記録された項目別の監視ログ情報について、現用系と予備系との間で対応する情報を比較し（ステップＳ３）、その比較結果の推移に基づいて故障発生の予兆を判定する（ステップＳ４）。具体的には、センサ観測値間の変化の度合い、例えば同一環境での差分値変化分の推移をモニタし、その変化分が閾値を超えるとき、故障の予兆があると判定する。故障発生の予兆ありと判定された場合には、ワーニングを発報して装置の検査、交換を促す（ステップＳ５）。

【0016】

すなわち、監視ログ情報は、現用系、予備系それぞれで個体ばらつきなどがあり、各装置で絶対値は異なるが、各装置は同じ環境下にあるため、状態の推移は同じ傾向になる。例えばＦＥＴが劣化している場合は出力電流が小さくなり、利得が下がるなどの傾向がある。それに伴い、各装置の制御電圧が変化し、各装置の入力レベル、出力レベルも変化する。そのため、現用系、予備系それぞれの各監視ログ情報を比較し、図３に示すように、推移に違いが見られる項目があれば、現用系、予備系のどちらかの監視項目に関わる箇所が劣化し始めている可能性が高いことがわかる。その場合は、ワーニングを発報して装置の検査、交換を促す。

【0017】

なお、上記ロギング処理部３０１で収集される現用系装置１００からの監視ログ情報は、故障と判断される閾値と比較され、閾値を超えた場合には、故障発生と判断して、その運用を現用系装置１００から予備系装置２００に切り替える。

【0018】

以上のように、本実施形態に係る無線伝送装置は、現用系、予備系それぞれの各監視ログ情報を比較し、推移に違いが見られる項目があれば、現用系、予備系のどちらかの監視項目に関わる箇所が劣化し始めている可能性が高いことに着目し、推移をモニタしてその変化分が閾値を超えるとき、故障の予兆があると判定し、ワーニングを発報して装置の検査、交換を促す。これにより、故障発生を事前に予知して現用系、予備系双方による運用継続を確実に行うことができる。

【0019】

なお、上記実施形態では、監視制御装置３００が監視項目毎の監視ログ情報の比較判定、ワーニング発報処理を行うようにしたが、これらの処理は保守端末４００で、その接続時に行うようにしてもよい。

【0020】

（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態として、同じ環境下に現用・予備、その他別回線の無線伝送装置（現用・予備もしくは現用のみ）５００（現用系装置５０１、予備系装置５０２、監視制御装置５０３），６００（現用系装置６０１、予備系装置６０２、監視制御装置６０３），７００（現用系装置７０１、監視制御装置７０３）…が設置されている場合、３台以上の無線伝送装置の監視制御装置を直接または保守端末を介して接続し、互いに監視ログ情報をロギングするシステム構成を示している。このように、３台以上の無線伝送装置の監視ログ情報のうち１つが他と異なる推移、状態になれば、その装置が劣化し始めている可能性が高いことが分かる。その場合はワーニングを発報して装置の検査、交換を促す。

【0021】

（第３の実施形態）
図５は、第３の実施形態に係る無線伝送装置の概略構成を示すブロック図である。図５において、本実施形態の無線伝送装置８００は、伝送波を受信し増幅し送信する無線ユニット８１０、各ユニットに電源を供給する電源ユニット８２０、各ユニットを制御する制御ユニット８３０、その他の電子回路ユニット８４０を備え、各ユニット８１０～８４０にはそれぞれ温度センサＴ１～Ｔ４が設けられる。制御ユニット８３０には、監視制御部８３１が設けられる。この監視制御部８３１は、各ユニット８１０～８４０それぞれの温度センサＴ１～Ｔ４の観測温度を定期的に収集して各ユニットの温度監視を行う。

【0022】

すなわち、各ユニットで温度の絶対値は異なるが、同じ環境下にあるため、温度の推移は同じ傾向になる。各ユニットの温度推移を比較し、傾向が異なるユニットは異常の兆し有りと判断してワーニングを発報し、装置故障の事前予知としてユニット交換を促す。

【0023】

以上のように、本実施形態に係る無線伝送装置によれば、故障発生を事前に予知して、完全に故障する前にワーニングを発報して交換を促すことができる。

【0024】

なお、本発明は上記実施形態をそのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0025】

１００…現用系装置、１０１…受信器、ＰＡ…ＦＥＴ増幅器、１０２…送信器、１１１…温度センサ、１１２…ＦＥＴ電流センサ、１１３…入力レベル検知器、１１４…出力レベル検知器、１１５…制御電圧センサ、２００…予備系装置、２０１…受信器、ＰＡ…ＦＥＴ増幅器、２０２…送信器、２１１…内部温度センサ、２１２…ＦＥＴ電流センサ、２１３…入力レベル検知器、２１４…出力レベル検知器、２１５…制御電圧センサ、３００…監視制御装置、３０１…ロギング処理部、３０２…記録部、３０３…予知処理部、３０４…出力部、３０５…運用切替部、４００…保守端末、５００，６００，７００…無線伝送装置、５０１，６０１，７０１…現用系装置、５０２，６０２…予備系装置、５０３，６０３，７０３…監視制御装置、８００…無線伝送装置、８１０…無線ユニット、８２０…電源ユニット、８３０…制御ユニット、８３１…監視制御部、８４０…電子回路ユニット、Ｔ１～Ｔ４…温度センサ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】