JPH08232245A - 水利施設のゲート制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各ゲート制御装置が独立動作可能なゲート制
御システムを提供する。 【構成】 情報処理装置１１０が、複数のゲート制御装
置１２０を介して、電源供給装置１０１から共通に電力
の供給を受ける複数のゲート１０２の開閉動作を所定の
優先順位に従って制御するゲート制御システムにおい
て、情報処理装置１１０は、ゲート情報格納手段１１１
に保持された各ゲート１０２に関するゲート情報に基づ
いて、目標開度算出手段１１２および開始時刻算出手段
１１３が、それぞれ目標開度と動作開始時刻を算出し、
第１の通信手段１１４を介して対応するゲート制御装置
１２０に送出する構成であり、複数のゲート制御装置１
２０は、第１の通信手段１２３を介して受け取った動作
開始時刻に応じて、時刻監視手段１２２が動作制御手段
１２１によるゲート１０２の制御動作を起動する構成で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ダムや河口堰などに設
けられたゲートの開閉を制御して、ダムの貯水量や河川
の流量を調節するゲート制御システムに関するものであ
る。上述したゲート制御システムにおいては、センタに
備えられた情報処理装置により、流域の各地に設置され
たゲートを集中して管理している場合が多い。

【０００２】しかし、一般に、信頼性を向上するために
は、情報処理機能を一か所に集中させておくよりも、幾
つかの地点に分散させておくほうが望ましい。特に、公
共性の高いシステムでは、高い信頼性が必要であるた
め、ゲート制御システムにおいても、情報処理装置に集
中している機能の分散化を図り、信頼性を向上すること
が必要とされている。

【０００３】

【従来の技術】ここで、１つのゲート制御システムが管
轄する流域の各地には、様々な種類のゲートが混在して
設置されており、ゲートの種類ごとにゲート駆動装置が
設けられ、センタに備えられた情報処理装置からの指示
に応じて、個々のゲートの開閉動作を制御する構成とな
っている。

【０００４】図４に、従来のゲート制御システムの構成
例を示す。図４に示すように、ゲート制御システムは、
センタに備えられた情報処理装置４１０からの指示に応
じて、例えば、２つのゲートシステム４２０ａ，４２０
ｂがそれぞれ動作する構成となっている。図４に示した
ゲートシステム４２０ａにおいて、コンジットゲート４
２１ａ，４２１ｂおよびクレストゲート４２２ｂ，４２
２ｂは、それぞれ異なる種類のゲートであり、ゲート制
御装置４２３，４２４は、それぞれクレストゲート４２
１，コンジットゲート４２２に対応して設けられてい
る。

【０００５】これらのゲート制御装置４３０ａ，４３０
ｂは、情報処理装置４１０からの指示として、コンジッ
トゲート４２１ａ，４２１ｂおよびクレストゲート４２
２ｂ，４２２ｂそれぞれの開放の度合いの目標値（以
下、目標開度）を受け取り、この目標開度に基づいて、
それぞれの配下のゲートの開閉動作を制御する構成とな
っいる。

【０００６】また、図４において、電源供給装置４２３
は、上述したコンジットゲート４２１およびクレスト４
２２に作動用の電源を供給する構成となっている。ここ
で、上述したコンジットゲート４２１およびクレストゲ
ート４２２は、両者共に開閉動作の際に非常に大きな電
源を必要としており、このため、各ゲートシステム４２
０に設けられた電源供給装置４２３は、同時に複数のゲ
ートに作動用の電源を供給することはできない。また、
１つのゲートの動作が終了した後に、別のゲートに電力
の供給を開始する際には、電力を安定化するために、所
定の待ち時間t1が必要である。

【０００７】このため、上述したコンジットゲート４２
１ａ，４２１ｂおよびクレストゲート４２２ａ，４２２
ｂには、動作の際の優先順位が設定されており、２つの
ゲート制御装置４３０ａ，４３０ｂは、それぞれに備え
られた通信処理部４３１を介して互いに情報を交換する
構成となっている。また、ゲート制御装置４３０ａ，４
３０ｂは、自装置の配下のゲートに関する状態情報を格
納する自装置情報格納部４３２を備えており、動作タイ
ミング制御部４３３は、上述した通信処理部４３１を介
して得られる相手装置からの情報と自装置情報格納部４
３２の内容とに基づいて、自装置とともに相手装置の動
作状態を把握し、上述した優先順位に従って自身の配下
のゲートを制御する構成となっている。

【０００８】図５に、従来のゲート制御動作を表す流れ
図を示す。ここでは、コンジットゲート４２１に対応す
るゲート制御装置４３０ａに注目して、その動作を説明
する。ステップ５０１において、センタの情報処理装置
４１０から各コンジットゲート４２１ａ，４２１ｂに対
応する目標開度を受け取ると、ゲート制御装置４３０ａ
の動作タイミング制御部４３３は、まず、自装置情報格
納部４３２に保持されたコンジットゲート４２１ａ ，
４２１ｂ に対応する状態情報に基づいて、必要とされ
る動作量をそれぞれ算出するとともに、それぞれのコン
ジットゲート４２１ａ ，４２１ｂ に与えられた優先
順位に従って動作対象を決定する（ステップ５０２，５
０３）。

【０００９】次に、相手側のゲート制御装置４３０ｂに
対して、その配下のクレストゲート４２２に関する状態
情報を要求して、通信処理部４３１を介して必要な情報
を受け取り（ステップ５０４）、この情報と自装置の状
態情報とから動作中のゲートがあるか否かを判定する
（ステップ５０５）。このステップ５０５の肯定判定の
場合はステップ５０４に戻り、否定判定の場合は、次
に、動作対象のゲートよりも高い優先順位が与えられた
ゲートが全て動作済となっているか否かに基づいて、動
作対象のゲートの動作を開始することが可能か否かを判
定する（ステップ５０６）。

【００１０】例えば、ゲート制御装置４３０ｂにゲート
制御装置４３０ａよりも高い優先順位が与えられ、更
に、それぞれの配下のゲートに優先順位を与えられてい
る場合は、上述したステップ５０４で受け取った情報に
基づいて、ゲート制御装置４３０ｂの配下の全てのクレ
ストゲート４２２が動作済みとなったか否かを判定すれ
ばよい。

【００１１】上述したステップ５０５およびこのステッ
プ５０６の否定判定の場合はステップ５０４に戻り、一
方、ステップ５０６の肯定判定の場合は、ステップ５０
７を繰り返すことにより、所定の待ち時間t1だけ待った
のちに、ステップ５０８に進めばよい。ステップ５０８
において、動作タイミング制御部４３３は、動作対象の
コンジットゲート４２１に動作量を指示して開閉動作を
起動するとともに、このコンジットゲート４２１の開度
の監視を開始し、一定時間ごとに開度が目標開度と等し
くなったか否かを判定し（ステップ５０９）、肯定判定
の場合に、開閉動作が終了したと判定する。

【００１２】ステップ５０９の肯定判定の場合は、動作
タイミング制御部４３３は、配下の全てのゲートの動作
が終了したか否かを判定し（ステップ５１０）、否定判
定の場合は、ステップ５０３に戻り、新しい動作対象に
ついての処理を行う。このようにして、配下の全てのゲ
ートについての処理が終了したときに、上述したステッ
プ５１０の肯定判定に応じて、処理を終了すればよい。

【００１３】この場合は、センタ側の情報処理装置４１
０において、目標開度算出部４１１は、目標量入力部４
１２を介して入力される管理者からの指示に応じて、ゲ
ート情報保持部４１３に保持されたゲートの状態情報を
参照し、各ゲートについての目標開度のみを算出して、
通信処理部４１４を介して各ゲートシステム４２０ａ，
４２０ｂに送出すればよい。

【００１４】なお、情報処理装置４１０のゲート情報格
納部４１３の内容は、例えば、各ゲートの開閉動作が終
了したときに、対応するゲート制御装置４３０から終了
通知とともに該当するゲートの現在の状態の通知を受け
取り、この新しい情報によって更新していけばよい。こ
のように、従来のゲート制御システムにおいては、各ゲ
ート制御装置は、センタの情報処理装置から各ゲートの
目標開度のみを受け取り、その後は、自装置と同一のゲ
ートシステムに含まれる他のゲート制御装置との間で状
態情報の授受を行い、それぞれの優先順位を考慮しなが
ら、自身が動作可能なタイミングを判定して動作を開始
することにより、複数のゲートを重複しないタイミング
で動作させている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来方式においては、各ゲートの動作開始時間をそれぞれ
に対応するゲート制御装置に完全に任せてしまうことに
より、情報処理装置のタイミング制御処理を各ゲート制
御装置に分散し、情報処理装置の処理負担を大幅に軽減
している。

【００１６】しかしながら、上述した従来方式では、１
つのゲートシステムが多種類のゲートを含んでいると、
それに対応して多数のゲート制御装置を設置して、これ
らのゲート制御装置の間で互いに情報を交換するため
に、複雑なネットワークを形成することが必要となり、
この情報交換処理のためにゲート制御装置に大きな処理
負担がかかってしまう。

【００１７】また、各ゲート制御装置が互いに依存しな
がら動作しているため、例えば、ゲート制御装置４３０
ｂに障害が発生すると、上述したステップ５０４で相手
装置からの状態情報を受け取ることができないために、
ゲート制御装置４３０ａも動作できなくなってしまう可
能性がある。本発明は、複数のゲート制御装置がそれぞ
れ独立に動作可能なゲート制御システムを提供すること
を目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明のゲート
制御システムの原理ブロック図である。請求項１の発明
は、水利施設の管理センタに備えられた情報処理装置１
１０が、複数のゲート制御装置１２０を介して、１つの
電源供給装置１０１から共通に電力の供給を受けて動作
する複数のゲート１０２の開閉動作を所定の優先順位に
従って制御することで水量を制御する構成の水利施設の
ゲート制御システムにおいて、情報処理装置１１０は、
複数のゲート１０２のそれぞれの能力，優先順位および
状態に関するゲート情報を保持するゲート情報格納手段
１１１と、制御すべき水量についての目標量の入力に応
じて、ゲート情報に含まれる各ゲート１０２の能力に関
する情報に基づいて、複数のゲート１０２のそれぞれの
開放の度合いの目標値を示す目標開度を算出する目標開
度算出手段１１２と、各ゲート１０２に対応する目標開
度とゲート情報に含まれる各ゲート１０２の動作優先順
位および状態に関する情報とに基づいて、各ゲート１０
２の動作開始時刻を算出する開始時刻算出手段１１３
と、各ゲート１０２に対応する目標開度と動作開始時刻
とを対応するゲート制御装置１２０に送出する第１の通
信手段１１４とを備えた構成であり、複数のゲート制御
装置１２０は、対応する少なくとも１つのゲート１０２
のそれぞれについて入力される目標開度に基づいて、該
当するゲート１０２の開閉動作を制御する動作制御手段
１２１と、対応する少なくとも１つのゲート１０２のそ
れぞれについて入力される動作開始時刻と現在の時刻と
が一致したときに、動作制御手段１２１に該当するゲー
ト１０２の開閉動作を開始する旨を指示する時刻監視手
段１２２と、第１の通信手段１１４から対応する少なく
とも１つのゲートに関する指示を受け取って、動作制御
手段１２１と時刻監視手段１２２とにそれぞれに送出す
る第２の通信手段１２３とを備えた構成であることを特
徴とする。

【００１９】

【作用】本発明は、情報処理装置１１０に備えられたゲ
ート情報格納手段１１１に各ゲート１０２の優先順位に
関する情報が能力や状態に関する情報とともに格納され
ており、これらの情報に基づいて、目標開度算出手段１
１２および開始時刻算出手段１１３が動作することによ
り、各ゲート１０２の目標開度とともに優先順位を考慮
した動作開始時刻が算出され、第１の通信手段１１４を
介して、該当するゲート制御装置１２０に送出すること
ができる。

【００２０】したがって、各ゲート制御装置１２０にお
いて、第２の通信手段１２３を介して受け取った目標開
度および動作開始時刻に基づいて、動作制御手段１２１
と時刻監視手段１２２とがそれぞれ動作することによ
り、対応する複数のゲート１０２をそれぞれに設定され
た優先順位にしたがって動作させることができる。この
場合に、開始時刻算出手段１１３が、各ゲート１０２の
動作に要する時間や電源供給装置１０１が電力の供給対
象を切り替える作業に伴う待ち時間を考慮して動作開始
時刻を算出すれば、複数のゲート１０２を重複すること
なく動作させることができ、電源供給装置１０１の保護
を図ることができる。

【００２１】また、この場合は、各ゲート制御装置１２
０は、他のゲート制御装置１２０の状態に関する情報を
必要としないから、各ゲート制御装置１２０の処理負担
を大幅に軽減することができ、また、それぞれ情報処理
装置１１０からの指示に応じて独立に動作することがで
きる。これにより、１つのゲート制御装置１２０に障害
が発生し、該当するゲート制御装置１２０によって制御
されているゲート１０２の開閉ができなくなった場合に
おいても、他のゲート制御装置１２０に対応するゲート
１０２を全く問題なく動作させることができ、ゲート制
御システム全体としての信頼性を向上することができ
る。

【００２２】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例につい
て詳細に説明する。図２は、本発明のゲート制御システ
ムの実施例構成図である。図２において、例えばダムの
管理センタの情報処理装置２１０は、図４に示した情報
処理装置４１０に、開始時刻算出部２１１と開始時刻テ
ーブル２１２と送信データ作成部２１３とを付加して構
成されている。

【００２３】この情報処理装置２１０において、開始時
刻算出部２１１は、目標開度算出部４１１で得られた各
ゲートの目標開度とゲート情報保持部４１２に保持され
た各ゲートの情報とに基づいて、各ゲートが動作を開始
すべき時刻を算出して開始時刻テーブル２１２に格納す
る構成となっている。また、送信データ作成部２１３
は、目標開度算出手段１１２に相当する目標開度算出部
４１２で得られた各ゲートの目標開度と開始時刻テーブ
ル２１２に格納された各ゲートの動作開始時刻とを組み
合わせて、通信処理部４１３を介して、２つのゲートシ
ステム２２０ａ，２２０ｂに送出する構成となってい
る。

【００２４】ここで、ゲート情報保持部４１２はゲート
情報格納手段１１１に相当するものであり、図４に示し
たゲートシステム４２０ａ，４２０ｂに相当するゲート
システム２２０ａ，２２０ｂのそれぞれに対応して、設
置されているゲートの種類，数量，優先順位および各ゲ
ートの現在の開度を保持するとともに、ゲートの種類に
対応して、動作速度や動作を終了したのちに必要とされ
る待ち時間をゲート情報として保持する構成とすればよ
い。

【００２５】また、開始時刻算出部２１１は、ゲートの
目標開度をゲートシステム２２０ａ，２２０ｂごとに分
類し、まず、最も優先順位の高いゲートの動作開始時刻
T1を設定して開始時刻テーブル２１２に格納し、その後
は、ｉ−１番目の優先順位を持つゲートが目標開度まで
動作するために要する時間τ(i-1) と所定の待ち時間t1
とを加算し、この加算結果に開始時刻テーブル２１２か
ら得られるｉ−１番目のゲートの動作開始時刻Ti-1を加
算して、ｉ番目の優先順位を持つゲートの動作開始時刻
Tiを求め、開始時刻テーブル２１２に格納すればよい。

【００２６】このように、開始時刻算出部２１１が開始
時刻テーブル２１２を参照しながら動作することによ
り、開始時刻算出手段１１３の機能を実現し、各ゲート
に設定された優先順位およびその動作に要する時間を考
慮して、各ゲートに適切な動作開始時刻を算出すること
ができる。また、図２において、ゲートシステム２２０
ａは、図４に示したゲートシステム４２０ａと同様に、
コンジットゲート４２１ａ，４２１ｂとクレストゲート
４２２ａ，４２２ｂとの動作をそれぞれゲート制御装置
２３０ａ，２３０ｂが制御する構成となっている。

【００２７】このゲート制御装置２３０ａ，２３０ｂ
は、図４に示したゲート制御装置４３０ａ，４３０ｂと
同様に、通信処理部２３１を介して受け取った指示に応
じて、動作タイミング制御部２３２が、自装置情報保持
部２３３に保持された配下のゲートに関する情報に基づ
いて、それぞれコンジットゲート４２１ａ，４２１ｂと
クレストゲート４２２ａ，４２２ｂの動作を制御する構
成となっている。

【００２８】また、コンジットゲート４２１ａ，４２１
ｂとクレストゲート４２２ａ，４２２ｂの状態に関する
情報は、対応するゲート制御装置２３０ａ，２３０ｂの
自装置情報保持部２３３に保持され、通信処理部２２１
を介して情報処理装置２１０に送出され、ゲート情報格
納部４１３の内容の更新に供されている。以下、図３に
示す流れ図を参照しながら、コンジットゲート４２１
ａ，４２１ｂの動作を制御するゲート制御装置２３０ａ
の動作を説明する。

【００２９】ゲート制御装置２３０ｂの動作タイミング
制御部２２２は、まず、通信処理部２３１を介して情報
処理装置２１０からコンジットゲート４２１ａ，４２１
ｂのそれぞれに対応する目標開度と動作開始時刻とを受
け取り（ステップ３０１）、上述したステップ５０２と
同様にして、各ゲートの動作量を算出し、また、ステッ
プ５０３と同様にして動作対象のコンジットゲート４２
１を決定する（ステップ３０２，３０３）。

【００３０】次に、動作タイミング制御部２３２は、ス
テップ３０４を繰り返して、動作対象のコンジットゲー
ト４２１に対応する動作開始時刻まで待つことにより、
時刻監視手段１２２の機能を果たし、ステップ３０４の
肯定判定となったときにステップ３０５に進み、動作対
象のコンジットゲート４２１に対して、動作量を指定し
て動作を指示すればよい。

【００３１】これに応じて、該当するコンジットゲート
４２１が動作を開始したのちは、動作タイミング制御部
２３２は、動作制御手段１２１として動作し、このコン
ジットゲート４２１の現在の開度が目標開度に達したか
否かを逐次判定し（ステップ３０６）、このステップ３
０６の肯定判定の場合に、該当するコンジットゲート４
２１の動作が終了したと判断してステップ３０７に進
み、全てのゲートの動作が終了したか否かを判定する。

【００３２】このステップ３０７の否定判定の場合は、
ステップ３０３に戻って新しい動作対象のゲートについ
ての処理を開始し、一方、ステップ３０７の肯定判定の
場合は処理を終了すればよい。この場合は、ダムの管理
センタに備えられた情報処理装置２１０の開始時刻算出
部２１１により、各ゲートシステムにおける動作優先順
位を考慮して、各ゲートの動作開始時刻が与えられてい
るから、例えば、ゲート制御装置２３０ａの動作タイミ
ング制御部２３２が、通信処理部２３１を介してゲート
制御装置２３０ｂの配下のゲートの動作状態を確認する
必要はない。

【００３３】すなわち、自装置が制御するゲートの動作
を確認するだけでよいから、ゲート制御装置２３０の処
理負担を大幅に軽減するとともに、電源供給装置１０１
を共有する他のゲート制御装置に障害が発生しても、独
立して動作が可能である。例えば、ゲート駆動装置２３
０ｂに障害が発生した場合には、このゲート制御装置２
３０ｂの配下のクレストゲート４２２への電源を切断す
る構成としておけば、ゲート駆動装置２３０ａの配下の
コンジットゲート４２１の動作開始時刻には、ゲート駆
動装置２３０ｂのクレストゲート４２２への電源を確実
に切断しておくことができる。したがって、ゲート駆動
装置２３０ａの配下のコンジットゲート４２１を何の支
障もなく開閉することができる。

【００３４】このようにして、各ゲート制御装置を独立
動作可能としたことにより、１つのゲート制御装置に障
害が発生した場合にも、他のゲート制御装置を介してそ
の配下のゲートを確実に動作させることができるから、
ゲート制御システム全体としての信頼性を向上すること
ができる。これにより、緊急に放水が必要となった場合
などに、ゲートシステム２２０内に障害があるゲート制
御装置があるか否かにかかわらず、個々のゲート制御装
置が正常であれば確実に動作することが期待でき、緊急
事態にも柔軟に対応することが可能なゲート制御システ
ムを提供することができる。

【００３５】また、各ゲートシステム２２０において、
ゲート制御装置２３０相互を接続する通信回線が不要で
あるから、ゲート制御システムの拡張が容易である。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、ゲート制
御装置相互間の情報交換が不要となるので、各ゲート制
御装置の処理負担を大幅に軽減することができ、また、
各ゲート制御装置が独立に動作可能であるので、１つの
ゲート制御装置に障害が発生した場合においても、他の
ゲート制御装置に対応するゲートを全く問題なく動作さ
せることができ、ゲート管理システム全体としての信頼
性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理ブロック図である。

【図２】本発明のゲート制御システムの実施例構成図で
ある。

【図３】ゲート制御動作を表す流れ図である。

【図４】従来のゲート制御システムの構成例を示す図で
ある。

【図５】従来のゲート制御動作を表す流れ図である。

【符号の説明】

１０１，４２３ 電源供給装置 １０２ ゲート １１０，２１０，４１０ 情報処理装置 １１１ ゲート情報格納手段 １１２ 目標開度算出手段 １１３ 開始時刻算出手段 １１４ 第１の通信手段 １２０，２３０，４３０ ゲート制御装置 １２１ 動作制御手段 １２２ 時刻監視手段 １２３ 第２の通信手段 ２１１ 開始時刻算出部 ２１２ 開始時刻テーブル ２１３ 送信データ作成部 ２２０ ゲートシステム ２３１ 通信処理部 ２３２ 動作タイミング制御部 ２３３ 自装置情報保持部 ４１１ 目標量入力部 ４１２ 目標開度算出部 ４１３ ゲート情報格納部 ４１４ 通信処理部 ４２１ コンジットゲート ４２２ クレストゲート ４３１ 通信処理部 ４３２ 自装置情報保持部 ４３３ 動作タイミング制御部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水利施設の管理センタに備えられた情報
   処理装置が、複数のゲート制御装置を介して、１つの電
   源供給装置から共通に電力の供給を受けて動作する複数
   のゲートの開閉動作を所定の優先順位に従って制御する
   ことで水量を制御する構成の水利施設のゲート制御シス
   テムにおいて、 前記情報処理装置は、 前記複数のゲートのそれぞれの能力，前記優先順位およ
   び状態に関するゲート情報を保持するゲート情報格納手
   段と、 制御すべき水量についての目標量の入力に応じて、前記
   ゲート情報に含まれる各ゲートの能力に関する情報に基
   づいて、前記複数のゲートのそれぞれの開放の度合いの
   目標値を示す目標開度を算出する目標開度算出手段と、 前記各ゲートに対応する目標開度と前記ゲート情報に含
   まれる前記各ゲートの動作優先順位および状態に関する
   情報とに基づいて、前記各ゲートの動作開始時刻を算出
   する開始時刻算出手段と、 前記各ゲートに対応する目標開度と動作開始時刻とを対
   応するゲート制御装置に送出する第１の通信手段とを備
   えた構成であり、 複数のゲート制御装置は、 対応する少なくとも１つのゲートのそれぞれについて入
   力される目標開度に基づいて、該当するゲートの開閉動
   作を制御する動作制御手段と、 対応する少なくとも１つのゲートのそれぞれについて入
   力される動作開始時刻と現在の時刻とが一致したとき
   に、前記動作制御手段に該当するゲートの開閉動作を開
   始する旨を指示する時刻監視手段と、 前記第１の通信手段から前記対応する少なくとも１つの
   ゲートに関する指示を受け取って、前記動作制御手段と
   前記時刻監視手段とにそれぞれに送出する第２の通信手
   段とを備えた構成であることを特徴とする水利施設のゲ
   ート制御システム。