JP2001081851A - 下水道雨水排水設備の運転制御装置 - Google Patents
下水道雨水排水設備の運転制御装置Info
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- JP2001081851A JP2001081851A JP25939299A JP25939299A JP2001081851A JP 2001081851 A JP2001081851 A JP 2001081851A JP 25939299 A JP25939299 A JP 25939299A JP 25939299 A JP25939299 A JP 25939299A JP 2001081851 A JP2001081851 A JP 2001081851A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 安全確実な運転が可能で、急激な雨水流入に
も対応できる、下水道雨水排水設備の運転制御装置を提
供すること。 【解決手段】 本発明の運転制御装置２０は、降雨状態
情報を検知する降雨検知装置１と、降雨検知装置１が検
知した降雨状態情報に基づいて下水道雨水排水設備３０
の運転戦略を選定する運転戦略選定装置２と、運転戦略
選定装置２が選定した運転戦略に基づいて運転シミュレ
ーションを実行するシミュレーション実行装置３と、シ
ミュレーション実行装置３による運転シミュレーション
実行結果を判定する結果判定装置４と、を備える。運転
戦略選定装置２は、結果判定装置４による判定結果に基
づいて下水道雨水排水設備３０の運転戦略を変更する。
シミュレーション実行装置３は、運転戦略選定装置が変
更した運転戦略に基づいて運転シミュレーションを繰り
返す。
も対応できる、下水道雨水排水設備の運転制御装置を提
供すること。 【解決手段】 本発明の運転制御装置２０は、降雨状態
情報を検知する降雨検知装置１と、降雨検知装置１が検
知した降雨状態情報に基づいて下水道雨水排水設備３０
の運転戦略を選定する運転戦略選定装置２と、運転戦略
選定装置２が選定した運転戦略に基づいて運転シミュレ
ーションを実行するシミュレーション実行装置３と、シ
ミュレーション実行装置３による運転シミュレーション
実行結果を判定する結果判定装置４と、を備える。運転
戦略選定装置２は、結果判定装置４による判定結果に基
づいて下水道雨水排水設備３０の運転戦略を変更する。
シミュレーション実行装置３は、運転戦略選定装置が変
更した運転戦略に基づいて運転シミュレーションを繰り
返す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、雨水排水ポンプ所
施設等の下水道雨水排水設備の流入ゲートの開閉や排水
ポンプの起動などを制御する運転制御装置に係り、とり
わけ、安全確実な運転が可能で、急激な雨水流入にも対
応できる運転制御装置に関する。
施設等の下水道雨水排水設備の流入ゲートの開閉や排水
ポンプの起動などを制御する運転制御装置に係り、とり
わけ、安全確実な運転が可能で、急激な雨水流入にも対
応できる運転制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】都市化の進展にともない、降雨が地面に
浸透可能な面積が減少し、降雨時に下水道管へ流入する
雨水流入量が増加している。このため、大雨時には、雨
水流入量が都市部の下水道幹線および幹線下流にあるポ
ンプ所の雨水排水能力を超えてしまって、地域周辺の浸
水被害をひき起こす場合がある。
浸透可能な面積が減少し、降雨時に下水道管へ流入する
雨水流入量が増加している。このため、大雨時には、雨
水流入量が都市部の下水道幹線および幹線下流にあるポ
ンプ所の雨水排水能力を超えてしまって、地域周辺の浸
水被害をひき起こす場合がある。
【０００３】下水道の雨水排水能力の設備面の増強は、
土木工事に伴うコストや工事期間中の不便など、社会的
損失が大きい。
土木工事に伴うコストや工事期間中の不便など、社会的
損失が大きい。
【０００４】一方、設備面での強化と同時に、設備運用
を最適に行うことで浸水を回避する方法が考えられてい
る。ポンプ所設備の雨水排水能力を最大限活かすには、
流入ゲートの開閉と、容量の異なる複数台のポンプの起
動とをタイミングよく行い、効果的な河川排水を行うこ
とによってポンプ所の水位上昇を抑制することが可能で
ある。
を最適に行うことで浸水を回避する方法が考えられてい
る。ポンプ所設備の雨水排水能力を最大限活かすには、
流入ゲートの開閉と、容量の異なる複数台のポンプの起
動とをタイミングよく行い、効果的な河川排水を行うこ
とによってポンプ所の水位上昇を抑制することが可能で
ある。
【０００５】このようなゲート開閉とポンプ起動のタイ
ミングの制御は、簡単な運転要領書の指示に従って、ポ
ンプ所の運転員の経験と勘によってなされている。
ミングの制御は、簡単な運転要領書の指示に従って、ポ
ンプ所の運転員の経験と勘によってなされている。
【０００６】さらには、ポンプの後追い自動運転が提案
されている。この運転方法は、予めポンプを起動させる
起動水位を決めておいて、実際の水位がその起動水位に
到達した時にポンプを起動するという運転方法である。
されている。この運転方法は、予めポンプを起動させる
起動水位を決めておいて、実際の水位がその起動水位に
到達した時にポンプを起動するという運転方法である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ポンプ
所の運転員の経験と勘による制御では、制御内容が運転
員個々のスキルに依存するため、常に安全確実な設備運
用を行うことが保証されない。
所の運転員の経験と勘による制御では、制御内容が運転
員個々のスキルに依存するため、常に安全確実な設備運
用を行うことが保証されない。
【０００８】また、ポンプの後追い自動運転では、急激
な雨水流入に対応できない場合がある。
な雨水流入に対応できない場合がある。
【０００９】本発明は、このような点を考慮してなされ
たものであり、安全確実な運転が可能で、急激な雨水流
入にも対応できるような、下水道雨水排水設備の運転制
御装置を提供することを目的とする。
たものであり、安全確実な運転が可能で、急激な雨水流
入にも対応できるような、下水道雨水排水設備の運転制
御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、降雨状態情報
を検知する降雨検知装置と、降雨検知装置が検知した降
雨状態情報に基づいて、下水道雨水排水設備の運転戦略
を選定する運転戦略選定装置と、運転戦略選定装置が選
定した運転戦略に基づいて、運転シミュレーションを実
行するシミュレーション実行装置と、シミュレーション
実行装置による運転シミュレーション実行結果を判定す
る結果判定装置と、を備え、運転戦略選定装置は、結果
判定装置による判定結果に基づいて、下水道雨水排水設
備の運転戦略を変更するようになっており、シミュレー
ション実行装置は、運転戦略選定装置が変更した運転戦
略に基づいて、運転シミュレーションを繰り返すように
なっていることを特徴とする運転制御装置である。
を検知する降雨検知装置と、降雨検知装置が検知した降
雨状態情報に基づいて、下水道雨水排水設備の運転戦略
を選定する運転戦略選定装置と、運転戦略選定装置が選
定した運転戦略に基づいて、運転シミュレーションを実
行するシミュレーション実行装置と、シミュレーション
実行装置による運転シミュレーション実行結果を判定す
る結果判定装置と、を備え、運転戦略選定装置は、結果
判定装置による判定結果に基づいて、下水道雨水排水設
備の運転戦略を変更するようになっており、シミュレー
ション実行装置は、運転戦略選定装置が変更した運転戦
略に基づいて、運転シミュレーションを繰り返すように
なっていることを特徴とする運転制御装置である。
【００１１】本発明によれば、降雨検知装置により検知
された降雨状態情報に基づいて運転戦略を選定し、運転
シミュレーションを実行してその結果を判定し、判定結
果に基づいて運転戦略を変更して運転シミュレーション
を繰り返すため、下水道雨水排水設備の運転制御にとっ
て好適な運転戦略を有効に特定することができる。
された降雨状態情報に基づいて運転戦略を選定し、運転
シミュレーションを実行してその結果を判定し、判定結
果に基づいて運転戦略を変更して運転シミュレーション
を繰り返すため、下水道雨水排水設備の運転制御にとっ
て好適な運転戦略を有効に特定することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。
施の形態について説明する。
【００１３】図１は、本発明の一実施の形態による下水
道雨水排水設備の運転制御装置を示す構成概略図であ
る。図１に示すように、本発明の一実施の形態の運転制
御装置２０は、流入ゲート３１を介して下水管３２から
下水が流入するポンプ井３３と、ポンプ井３３から下水
を排出するポンプ３４とを有する下水道雨水排水設備３
０に対して設けられている。
道雨水排水設備の運転制御装置を示す構成概略図であ
る。図１に示すように、本発明の一実施の形態の運転制
御装置２０は、流入ゲート３１を介して下水管３２から
下水が流入するポンプ井３３と、ポンプ井３３から下水
を排出するポンプ３４とを有する下水道雨水排水設備３
０に対して設けられている。
【００１４】本実施の形態の運転制御装置２０は、降雨
状態情報を検知する降雨検知装置１を備えている。ここ
で降雨状態情報とは、下水道雨水排水設備３０の排水担
当地区と降雨領域との位置関係と、下水道雨水排水設備
３０に雨水が流入するまでの時間的余裕と、を含んだ情
報である。
状態情報を検知する降雨検知装置１を備えている。ここ
で降雨状態情報とは、下水道雨水排水設備３０の排水担
当地区と降雨領域との位置関係と、下水道雨水排水設備
３０に雨水が流入するまでの時間的余裕と、を含んだ情
報である。
【００１５】本実施の形態の降雨検知装置１は、レーダ
雨量計１ａと、地上雨量計１ｂと、状態判別部１ｃと、
検知情報出力部１ｄと、を有している。
雨量計１ａと、地上雨量計１ｂと、状態判別部１ｃと、
検知情報出力部１ｄと、を有している。
【００１６】状態判別部１ｃは、レーダ雨量計１ａの計
測結果に基づいて、降雨領域（雨域の一団）が排水担当
地区上空にかかる１時間前時の「雨域接近時」、降雨領
域が排水担当地区上空に到達して降雨量の観測が開始さ
れる「雨域上空到達時」、及び、下水道雨水排水設備３
０への雨水流入が始まってポンプ井３４の水位上昇が始
まる「雨水流入開始時」の各タイミングを判別するよう
になっている。
測結果に基づいて、降雨領域（雨域の一団）が排水担当
地区上空にかかる１時間前時の「雨域接近時」、降雨領
域が排水担当地区上空に到達して降雨量の観測が開始さ
れる「雨域上空到達時」、及び、下水道雨水排水設備３
０への雨水流入が始まってポンプ井３４の水位上昇が始
まる「雨水流入開始時」の各タイミングを判別するよう
になっている。
【００１７】検知情報出力部１ｄは、状態判別部１ｃに
よる判別結果に基づいて、「雨域接近時」から「雨域上
空到達時」までは、レーダ雨量計１ａを主体にして降雨
量を出力し、「雨域上空到達時」から「雨水流入開始
時」までは、地上雨量計１ｂを主体にして降雨量を出力
するようになっている。これは、レーダ雨量計１ａが降
雨領域の二次元的分布を捕らえるのに好適である一方、
地上雨量計１ｂが実際の雨量計測に好適であるという互
いの利点を活かすものである。地上雨量計１ｂは、通
常、排水担当地区内に複数が設けられる。
よる判別結果に基づいて、「雨域接近時」から「雨域上
空到達時」までは、レーダ雨量計１ａを主体にして降雨
量を出力し、「雨域上空到達時」から「雨水流入開始
時」までは、地上雨量計１ｂを主体にして降雨量を出力
するようになっている。これは、レーダ雨量計１ａが降
雨領域の二次元的分布を捕らえるのに好適である一方、
地上雨量計１ｂが実際の雨量計測に好適であるという互
いの利点を活かすものである。地上雨量計１ｂは、通
常、排水担当地区内に複数が設けられる。
【００１８】降雨検知装置１には、降雨検知装置１が検
知した降雨状態情報に基づいて、下水道雨水排水設備３
０の運転戦略を選定する運転戦略選定装置２が接続され
ている。
知した降雨状態情報に基づいて、下水道雨水排水設備３
０の運転戦略を選定する運転戦略選定装置２が接続され
ている。
【００１９】本実施の形態における運転戦略は、ポンプ
３４の起動タイミングと、流入ゲート３１の開閉タイミ
ングとを含んでいる。より具体的には、本実施の形態に
おける運転戦略は、雨水流入前のポンプ３４の起動によ
りポンプ井３３の水位を低くしてバッファ効果を持たせ
る「低水位待機制御」と、流入ゲート３１のいくつかを
締め切ってポンプ井３３への雨水侵入を絞り込む「流入
ゲート制御」と、ポンプ３４の運転台数を調整する「ポ
ンプ台数制御」と、をそれぞれ有している。
３４の起動タイミングと、流入ゲート３１の開閉タイミ
ングとを含んでいる。より具体的には、本実施の形態に
おける運転戦略は、雨水流入前のポンプ３４の起動によ
りポンプ井３３の水位を低くしてバッファ効果を持たせ
る「低水位待機制御」と、流入ゲート３１のいくつかを
締め切ってポンプ井３３への雨水侵入を絞り込む「流入
ゲート制御」と、ポンプ３４の運転台数を調整する「ポ
ンプ台数制御」と、をそれぞれ有している。
【００２０】本実施の形態の運転戦略選定装置２は、複
数の運転戦略を運転戦略テーブルとして記憶しており、
運転戦略テーブルとして記憶された複数の運転戦略か
ら、降雨検知装置１が検知した降雨状態情報に基づい
て、降雨量等に応じて好適な運転戦略を選定するように
なっている。運転戦略テーブルの一例を、図２に示す。
数の運転戦略を運転戦略テーブルとして記憶しており、
運転戦略テーブルとして記憶された複数の運転戦略か
ら、降雨検知装置１が検知した降雨状態情報に基づい
て、降雨量等に応じて好適な運転戦略を選定するように
なっている。運転戦略テーブルの一例を、図２に示す。
【００２１】運転戦略選定装置２には、運転戦略選定装
置２が選定した運転戦略に基づいて、運転シミュレーシ
ョンを実行するシミュレーション実行装置３が接続され
ている。
置２が選定した運転戦略に基づいて、運転シミュレーシ
ョンを実行するシミュレーション実行装置３が接続され
ている。
【００２２】本実施の形態のシミュレーション実行装置
３は、現在時刻の１時間先から所定時間の雨水排水制御
時の下水道雨水排水設備３０の状態をシミュレーション
するようになっている。また、シミュレーション実行装
置３は、シミュレーションの初期条件を実プロセスに一
致させるために下水道雨水排水設備３０の状態を取り込
む初期状態検出部３ａと、降雨検知装置１が検知した降
雨状態情報に基づいて下水道雨水排水設備３０への雨水
流入量を予測演算する雨水流入予測部３ｂと、を備えて
いる。
３は、現在時刻の１時間先から所定時間の雨水排水制御
時の下水道雨水排水設備３０の状態をシミュレーション
するようになっている。また、シミュレーション実行装
置３は、シミュレーションの初期条件を実プロセスに一
致させるために下水道雨水排水設備３０の状態を取り込
む初期状態検出部３ａと、降雨検知装置１が検知した降
雨状態情報に基づいて下水道雨水排水設備３０への雨水
流入量を予測演算する雨水流入予測部３ｂと、を備えて
いる。
【００２３】初期状態検出部３ａは、具体的には、現在
時刻の下水道幹線の水位、ポンプ井３３の水位、流入ゲ
ート３１の開閉状態、ポンプ３４の運転状態等を検出す
るようになっている。
時刻の下水道幹線の水位、ポンプ井３３の水位、流入ゲ
ート３１の開閉状態、ポンプ３４の運転状態等を検出す
るようになっている。
【００２４】雨水流入予測部３ｂは、降雨状態情報に基
づいて、例えば降雨強度の時間変化や降雨領域の移動変
化等を適宜の降雨予測モデルを用いて算定し（降雨量予
測計算）、下水道管への降雨流出量を算定し（降雨流出
量予測計算）、下水道幹線流下量を算定し（下水道管流
下量予測計算）、下水道雨水排水設備３０への雨水流入
量を算定する（雨水流入量予測計算）ようになってい
る。
づいて、例えば降雨強度の時間変化や降雨領域の移動変
化等を適宜の降雨予測モデルを用いて算定し（降雨量予
測計算）、下水道管への降雨流出量を算定し（降雨流出
量予測計算）、下水道幹線流下量を算定し（下水道管流
下量予測計算）、下水道雨水排水設備３０への雨水流入
量を算定する（雨水流入量予測計算）ようになってい
る。
【００２５】初期状態検出部３ａと雨水流入予測部３ｂ
とは、初期状態検出部３ａが取り込んだ下水道雨水排水
設備３０の状態と、運転戦略選定装置２が選定した運転
戦略と、雨水流入予測部３ｂが演算した雨水流入量とに
基づいて、下水道雨水排水設備３０の状態変化を予測す
る本体部３ｃに接続されている。
とは、初期状態検出部３ａが取り込んだ下水道雨水排水
設備３０の状態と、運転戦略選定装置２が選定した運転
戦略と、雨水流入予測部３ｂが演算した雨水流入量とに
基づいて、下水道雨水排水設備３０の状態変化を予測す
る本体部３ｃに接続されている。
【００２６】下水道雨水排水設備３０の状態変化は、ポ
ンプ井３３の水位変化を含んでいる。
ンプ井３３の水位変化を含んでいる。
【００２７】シミュレーション実行装置３には、シミュ
レーション実行装置３による運転シミュレーション実行
結果を判定する結果判定装置４が接続されている。
レーション実行装置３による運転シミュレーション実行
結果を判定する結果判定装置４が接続されている。
【００２８】本実施の形態の結果判定装置４は、シミュ
レーション実行装置３の本体部３ｃが予測するポンプ井
３３の水位変化に基づいて、運転シミュレーション実行
結果を判定するようになっている。具体的には、図３に
示すように、ポンプ井３３の水位の変化を、運用上限水
位との関係で評価するようになっている。
レーション実行装置３の本体部３ｃが予測するポンプ井
３３の水位変化に基づいて、運転シミュレーション実行
結果を判定するようになっている。具体的には、図３に
示すように、ポンプ井３３の水位の変化を、運用上限水
位との関係で評価するようになっている。
【００２９】ここで雨水流入量の予測演算は誤差を伴う
ので、図３に示すように、運用上限水位に対して安全余
裕（マージン）を設けることが必要である。もっとも、
ポンプ井３３の貯留能力を活かして、不必要なポンプ運
転コストを下げるためには、過剰な水位上昇抑制を行わ
ない方がよい。従って、好適な安全余裕ゾーンＬA を設
定することが重要である。
ので、図３に示すように、運用上限水位に対して安全余
裕（マージン）を設けることが必要である。もっとも、
ポンプ井３３の貯留能力を活かして、不必要なポンプ運
転コストを下げるためには、過剰な水位上昇抑制を行わ
ない方がよい。従って、好適な安全余裕ゾーンＬA を設
定することが重要である。
【００３０】すなわち、本実施の形態の結果判定装置４
は、ポンプ井３３の水位が安全余裕ゾーンＬA 内に収ま
る場合（図３のケース２）を「良好」と判定し、ポンプ
井３３の水位が安全余裕ゾーンＬA を超える（図３のケ
ース１）か下回る（図３のケース３）場合を「不良」と
判定するようになっている。
は、ポンプ井３３の水位が安全余裕ゾーンＬA 内に収ま
る場合（図３のケース２）を「良好」と判定し、ポンプ
井３３の水位が安全余裕ゾーンＬA を超える（図３のケ
ース１）か下回る（図３のケース３）場合を「不良」と
判定するようになっている。
【００３１】また、運転戦略選定装置２は、結果判定装
置４による判定結果に基づいて、下水道雨水排水設備３
０の運転戦略を変更するようになっている。そして、シ
ミュレーション実行装置３は、運転戦略選定装置２が変
更した運転戦略に基づいて、運転シミュレーションの実
行を繰り返すようになっている。
置４による判定結果に基づいて、下水道雨水排水設備３
０の運転戦略を変更するようになっている。そして、シ
ミュレーション実行装置３は、運転戦略選定装置２が変
更した運転戦略に基づいて、運転シミュレーションの実
行を繰り返すようになっている。
【００３２】この場合、ポンプ井３３の水位が安全余裕
ゾーンＬA を超える場合、浸水回避のため、例えば待機
時のポンプ井３３の水位レベルをさらに下げ、それでも
不十分であれば閉鎖する流入ゲート３１を増やし、それ
でも不十分であればポンプ３４の起動水位レベルを下げ
て対応するようになっている。
ゾーンＬA を超える場合、浸水回避のため、例えば待機
時のポンプ井３３の水位レベルをさらに下げ、それでも
不十分であれば閉鎖する流入ゲート３１を増やし、それ
でも不十分であればポンプ３４の起動水位レベルを下げ
て対応するようになっている。
【００３３】一方、ポンプ井３３の水位が安全余裕ゾー
ンＬA を下回る場合、例えば待機時のポンプ井３３の水
位レベルを上げ、それでも不十分であれば閉鎖する流入
ゲート３１を減らし、それでも不十分であればポンプ３
４の起動水位レベルを上げて対応するようになってい
る。
ンＬA を下回る場合、例えば待機時のポンプ井３３の水
位レベルを上げ、それでも不十分であれば閉鎖する流入
ゲート３１を減らし、それでも不十分であればポンプ３
４の起動水位レベルを上げて対応するようになってい
る。
【００３４】さらに本実施の形態のシミュレーション実
行装置３には、シミュレーション実行装置３による運転
シミュレーション実行結果を出力する結果出力装置１３
が接続されている。
行装置３には、シミュレーション実行装置３による運転
シミュレーション実行結果を出力する結果出力装置１３
が接続されている。
【００３５】結果出力装置１３は、運転シミュレーショ
ン実行結果（ポンプ井３３の水位等）と共に、当該運転
シミュレーションに用いた運転戦略（運転ポンプ台数
等）を出力するようになっている。
ン実行結果（ポンプ井３３の水位等）と共に、当該運転
シミュレーションに用いた運転戦略（運転ポンプ台数
等）を出力するようになっている。
【００３６】また、結果判定装置４には、結果判定装置
４がシミュレーション実行装置３による運転シミュレー
ション実行結果を「良好」と判定した場合に、当該運転
戦略に基づく制御指令を流入ゲート３１及びポンプ３４
に送る制御指令装置１４が接続されている。
４がシミュレーション実行装置３による運転シミュレー
ション実行結果を「良好」と判定した場合に、当該運転
戦略に基づく制御指令を流入ゲート３１及びポンプ３４
に送る制御指令装置１４が接続されている。
【００３７】その他、本実施の形態の運転制御装置２０
は、時刻制御装置を有している。
は、時刻制御装置を有している。
【００３８】次に、このような構成よりなる本実施の形
態の作用について、図４を用いて説明する。
態の作用について、図４を用いて説明する。
【００３９】図４に示すように、まず降雨検知装置１の
レーダ雨量計１ａが、降雨領域を計測する（ＳＴＥＰ
１）。
レーダ雨量計１ａが、降雨領域を計測する（ＳＴＥＰ
１）。
【００４０】続いて、状態判別部１ｃが、レーダ雨量計
１ａの計測結果に基づいて、降雨領域が排水担当地区上
空にかかる１時間前時の「雨域接近時」、降雨領域が排
水担当地区上空に到達して降雨量が観測されるが未だ幹
線水位の上昇には至っていない「雨域上空到達時」、及
び、下水道雨水排水設備３０への雨水流入が始まってポ
ンプ井３４の水位上昇が始まる「雨水流入開始時」の各
タイミングを判別する（ＳＴＥＰ２）。
１ａの計測結果に基づいて、降雨領域が排水担当地区上
空にかかる１時間前時の「雨域接近時」、降雨領域が排
水担当地区上空に到達して降雨量が観測されるが未だ幹
線水位の上昇には至っていない「雨域上空到達時」、及
び、下水道雨水排水設備３０への雨水流入が始まってポ
ンプ井３４の水位上昇が始まる「雨水流入開始時」の各
タイミングを判別する（ＳＴＥＰ２）。
【００４１】検知情報補正部１ｄは、位置関係判別部１
ｃによる判別結果に基づいて、「雨域接近時」から「雨
域上空到達時」までは、レーダ雨量計１ａによる計測結
果を主体にして降雨検知情報を出力し（ＳＴＥＰ４）、
「雨域上空到達時」から「雨水流入開始時」までは地上
雨量計１ｂによる計測を行って（ＳＴＥＰ３）、その結
果を主体にして降雨検知情報を出力する（ＳＴＥＰ
４）。
ｃによる判別結果に基づいて、「雨域接近時」から「雨
域上空到達時」までは、レーダ雨量計１ａによる計測結
果を主体にして降雨検知情報を出力し（ＳＴＥＰ４）、
「雨域上空到達時」から「雨水流入開始時」までは地上
雨量計１ｂによる計測を行って（ＳＴＥＰ３）、その結
果を主体にして降雨検知情報を出力する（ＳＴＥＰ
４）。
【００４２】次に、運転戦略選定装置２は、運転戦略テ
ーブルとして記憶された複数の運転戦略から、降雨検知
装置１が検知した降雨状態情報に基づいて、降雨量等に
応じて好適な運転戦略を選定する（ＳＴＥＰ５）。
ーブルとして記憶された複数の運転戦略から、降雨検知
装置１が検知した降雨状態情報に基づいて、降雨量等に
応じて好適な運転戦略を選定する（ＳＴＥＰ５）。
【００４３】次に、シミュレーション実行装置３は、選
定された運転戦略（「低水位待機制御」「流入ゲート制
御」及び「ポンプ台数制御」）に基づいて、現在時刻の
１時間先から所定時間の雨水排水制御時の下水道雨水排
水設備３０の状態をシミュレーションする（ＳＴＥＰ
６）。
定された運転戦略（「低水位待機制御」「流入ゲート制
御」及び「ポンプ台数制御」）に基づいて、現在時刻の
１時間先から所定時間の雨水排水制御時の下水道雨水排
水設備３０の状態をシミュレーションする（ＳＴＥＰ
６）。
【００４４】より詳細には、まず初期状態検出部３ａ
が、現在時刻の下水道幹線３２の水位、ポンプ井３３の
水位、流入ゲート３１の開閉状態、ポンプ３４の運転状
態等を検出する（ＳＴＥＰ６１）。
が、現在時刻の下水道幹線３２の水位、ポンプ井３３の
水位、流入ゲート３１の開閉状態、ポンプ３４の運転状
態等を検出する（ＳＴＥＰ６１）。
【００４５】次に、雨水流入予測部３ｂが、降雨状態情
報に基づいて、例えば降雨強度の時間変化や降雨領域の
移動変化等を適宜の降雨予測モデルを用いて算定し（Ｓ
ＴＥＰ６２）、下水道管への降雨流出量を算定し（ＳＴ
ＥＰ６３）、下水道幹線流下量を算定し（ＳＴＥＰ６
４）、下水道雨水排水設備３０への雨水流入量を算定す
る（ＳＴＥＰ６５）。
報に基づいて、例えば降雨強度の時間変化や降雨領域の
移動変化等を適宜の降雨予測モデルを用いて算定し（Ｓ
ＴＥＰ６２）、下水道管への降雨流出量を算定し（ＳＴ
ＥＰ６３）、下水道幹線流下量を算定し（ＳＴＥＰ６
４）、下水道雨水排水設備３０への雨水流入量を算定す
る（ＳＴＥＰ６５）。
【００４６】そして、本体部３ｃが、初期状態検出部３
ａが取り込んだ下水道雨水排水設備３０の状態と、運転
戦略選定装置２が選定した運転戦略と、雨水流入予測部
３ｂが演算した雨水流入量とに基づいて、下水道雨水排
水設備３０の状態変化を予測する（ＳＴＥＰ６６）。
ａが取り込んだ下水道雨水排水設備３０の状態と、運転
戦略選定装置２が選定した運転戦略と、雨水流入予測部
３ｂが演算した雨水流入量とに基づいて、下水道雨水排
水設備３０の状態変化を予測する（ＳＴＥＰ６６）。
【００４７】以上のＳＴＥＰ６２〜ＳＴＥＰ６６の工程
は、予測対象として設定した所定時間について、適宜の
サンプリング間隔で繰り返される。
は、予測対象として設定した所定時間について、適宜の
サンプリング間隔で繰り返される。
【００４８】そして、結果判定装置４が、シミュレーシ
ョン実行装置３の本体部３ｃが予測するポンプ井３３の
水位変化に基づいて、運転シミュレーション実行結果を
判定する。具体的には、図３に示すように、ポンプ井３
３の水位が安全余裕ゾーンＬ A 内に収まる場合（ケース
２）を「良好」と判定し、ポンプ井３３の水位が安全余
裕ゾーンＬA を超える（ケース１）か下回る（ケース
３）場合を「不良」と判定する（ＳＴＥＰ７）。
ョン実行装置３の本体部３ｃが予測するポンプ井３３の
水位変化に基づいて、運転シミュレーション実行結果を
判定する。具体的には、図３に示すように、ポンプ井３
３の水位が安全余裕ゾーンＬ A 内に収まる場合（ケース
２）を「良好」と判定し、ポンプ井３３の水位が安全余
裕ゾーンＬA を超える（ケース１）か下回る（ケース
３）場合を「不良」と判定する（ＳＴＥＰ７）。
【００４９】運転戦略選定装置２は、結果判定装置４に
よる判定結果が「不良」の場合に、下水道雨水排水設備
３０の運転戦略を変更する。
よる判定結果が「不良」の場合に、下水道雨水排水設備
３０の運転戦略を変更する。
【００５０】シミュレーション実行装置３は、運転戦略
選定装置２が変更した運転戦略に基づいて運転シミュレ
ーションを繰り返す。すなわち、結果判定装置４が「良
好」を判定するまで、ＳＴＥＰ５〜ＳＴＥＰ７の工程が
繰り返される。
選定装置２が変更した運転戦略に基づいて運転シミュレ
ーションを繰り返す。すなわち、結果判定装置４が「良
好」を判定するまで、ＳＴＥＰ５〜ＳＴＥＰ７の工程が
繰り返される。
【００５１】この場合、ポンプ井３３の水位が安全余裕
ゾーンＬA を超える場合、待機時のポンプ井３３の水位
レベルをさらに下げ、それでも不十分であれば閉鎖する
流入ゲート３１を増やし、それでも不十分であればポン
プ３４の起動水位レベルを下げる。
ゾーンＬA を超える場合、待機時のポンプ井３３の水位
レベルをさらに下げ、それでも不十分であれば閉鎖する
流入ゲート３１を増やし、それでも不十分であればポン
プ３４の起動水位レベルを下げる。
【００５２】一方、ポンプ井３３の水位が安全余裕ゾー
ンＬA を下回る場合、待機時のポンプ井３３の水位レベ
ルを上げ、それでも不十分であれば閉鎖する流入ゲート
３１を減らし、それでも不十分であればポンプ３４の起
動水位レベルを上げる。
ンＬA を下回る場合、待機時のポンプ井３３の水位レベ
ルを上げ、それでも不十分であれば閉鎖する流入ゲート
３１を減らし、それでも不十分であればポンプ３４の起
動水位レベルを上げる。
【００５３】運転シミュレーション実行結果（ポンプ井
３３の水位等）は、当該運転シミュレーションに用いた
運転戦略（運転ポンプ台数等）と共に、結果出力装置１
３によって出力される（ＳＴＥＰ８）。図３に示す場
合、結果出力装置１３は、結果判定装置４が「良好」を
判定した場合にのみ出力を行うが、各運転シミュレーシ
ョン実行結果の全てについて出力を行ってもよいことは
勿論である。
３３の水位等）は、当該運転シミュレーションに用いた
運転戦略（運転ポンプ台数等）と共に、結果出力装置１
３によって出力される（ＳＴＥＰ８）。図３に示す場
合、結果出力装置１３は、結果判定装置４が「良好」を
判定した場合にのみ出力を行うが、各運転シミュレーシ
ョン実行結果の全てについて出力を行ってもよいことは
勿論である。
【００５４】また、結果判定装置４が「良好」を判定し
た場合、制御指令装置１４が、当該運転戦略に基づく制
御指令を、流入ゲート３１及びポンプ３４に送る（ＳＴ
ＥＰ９）。
た場合、制御指令装置１４が、当該運転戦略に基づく制
御指令を、流入ゲート３１及びポンプ３４に送る（ＳＴ
ＥＰ９）。
【００５５】以上のような運転制御（ＳＴＥＰ１〜ＳＴ
ＥＰ９）は、時刻制御装置を用いて、適宜の時間間隔で
行われる。
ＥＰ９）は、時刻制御装置を用いて、適宜の時間間隔で
行われる。
【００５６】以上のように、本実施の形態によれば、降
雨検知装置１により検知された降雨状態情報に基づいて
運転戦略を選定し、運転シミュレーションを実行してそ
の結果を判定し、判定結果に基づいて運転戦略を変更し
て運転シミュレーションを繰り返すため、下水道雨水排
水設備３０の運転制御にとって好適な運転戦略が有効に
特定される。
雨検知装置１により検知された降雨状態情報に基づいて
運転戦略を選定し、運転シミュレーションを実行してそ
の結果を判定し、判定結果に基づいて運転戦略を変更し
て運転シミュレーションを繰り返すため、下水道雨水排
水設備３０の運転制御にとって好適な運転戦略が有効に
特定される。
【００５７】また、本実施の形態によれば、降雨検知装
置１がレーダ雨量計１ａと地上雨量計１ｂとを有してお
り、レーダ雨量計１ａの計測データと地上雨量計１ｂの
計測データとを降雨状況に応じて使い分けるため、降雨
状態情報の精度が良い。
置１がレーダ雨量計１ａと地上雨量計１ｂとを有してお
り、レーダ雨量計１ａの計測データと地上雨量計１ｂの
計測データとを降雨状況に応じて使い分けるため、降雨
状態情報の精度が良い。
【００５８】また、本実施の形態によれば、ポンプ３４
の起動タイミングと流入ゲート３１の開閉タイミングと
を含む運転戦略を用いるため、複数の運転戦略を比較的
簡便に用意することができる。特に、本実施の形態で
は、複数の運転戦略を運転戦略テーブルとして記憶させ
ているため、複数の運転戦略をより簡便に用意すること
ができる。
の起動タイミングと流入ゲート３１の開閉タイミングと
を含む運転戦略を用いるため、複数の運転戦略を比較的
簡便に用意することができる。特に、本実施の形態で
は、複数の運転戦略を運転戦略テーブルとして記憶させ
ているため、複数の運転戦略をより簡便に用意すること
ができる。
【００５９】また、本実施の形態によれば、運転戦略を
「低水位待機制御」と「流入ゲート制御」と「ポンプ制
御」のそれぞれについて設定しているため、効果的な運
転制御が実現できる。
「低水位待機制御」と「流入ゲート制御」と「ポンプ制
御」のそれぞれについて設定しているため、効果的な運
転制御が実現できる。
【００６０】また、本実施の形態によれば、結果出力装
置１３が運転戦略とシミュレーション実行結果とを出力
するため、運転員に対する効果的な情報提供が可能で、
運転員は、運転戦略と将来状況とを容易に理解すること
ができる。
置１３が運転戦略とシミュレーション実行結果とを出力
するため、運転員に対する効果的な情報提供が可能で、
運転員は、運転戦略と将来状況とを容易に理解すること
ができる。
【００６１】なお、本実施の形態のシミュレーション実
行装置３は、実際にその都度シミュレーション演算を実
施するが、例えば種々のケースについての演算結果を記
憶しておいて、それらのデータを条件別に呼び出すよう
な装置として構成されてもよい。後者の場合、降雨状態
別×運転戦略別に、シミュレーション結果（ポンプ井３
３の水位、ポンプ３４の運転台数等）をキー検索するよ
うな態様が好ましい。
行装置３は、実際にその都度シミュレーション演算を実
施するが、例えば種々のケースについての演算結果を記
憶しておいて、それらのデータを条件別に呼び出すよう
な装置として構成されてもよい。後者の場合、降雨状態
別×運転戦略別に、シミュレーション結果（ポンプ井３
３の水位、ポンプ３４の運転台数等）をキー検索するよ
うな態様が好ましい。
【００６２】また、早期の予測演算は誤差が大きいた
め、制御指令装置１４は、「雨域接近時」及び「雨水上
空到達時」には粗い制御指令を行って、「雨水流入開始
時」に詳細な制御指令を行うことが好ましい。ここで、
粗い制御指令とは、最悪の事態に備えての設備の正常確
認指令、流入ゲートやポンプの立ち上げ準備指令、流入
ゲート設備回りのパトロール指令などである。
め、制御指令装置１４は、「雨域接近時」及び「雨水上
空到達時」には粗い制御指令を行って、「雨水流入開始
時」に詳細な制御指令を行うことが好ましい。ここで、
粗い制御指令とは、最悪の事態に備えての設備の正常確
認指令、流入ゲートやポンプの立ち上げ準備指令、流入
ゲート設備回りのパトロール指令などである。
【００６３】なお、運転員にガイダンス情報を送ること
を目的として本装置を使用する場合には、制御指令装置
１４は不要である。この場合、運転員は、結果出力装置
１３による出力結果に基づいて、必要に応じてさらなる
判断を加え、下水道雨水排水設備３０に対して制御指令
を行う。
を目的として本装置を使用する場合には、制御指令装置
１４は不要である。この場合、運転員は、結果出力装置
１３による出力結果に基づいて、必要に応じてさらなる
判断を加え、下水道雨水排水設備３０に対して制御指令
を行う。
【００６４】なお、結果判定装置４は、ポンプ井３３の
水位の他に、稼動可能なポンプ３４の台数を考慮しても
よい。
水位の他に、稼動可能なポンプ３４の台数を考慮しても
よい。
【００６５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
降雨検知装置により検知された降雨状態情報に基づいて
運転戦略を選定し、運転シミュレーションを実行してそ
の結果を判定し、判定結果に基づいて運転戦略を変更し
て運転シミュレーションを繰り返すため、下水道雨水排
水設備の運転制御にとって好適な運転戦略が有効に特定
される。
降雨検知装置により検知された降雨状態情報に基づいて
運転戦略を選定し、運転シミュレーションを実行してそ
の結果を判定し、判定結果に基づいて運転戦略を変更し
て運転シミュレーションを繰り返すため、下水道雨水排
水設備の運転制御にとって好適な運転戦略が有効に特定
される。
【００６６】従って、安全確実な運転が可能で、急激な
雨水流入にも対応することができる。
雨水流入にも対応することができる。
【図１】本発明の一実施の形態による下水道雨水排水設
備の運転制御装置を示す概略図。
備の運転制御装置を示す概略図。
【図２】運転戦略テーブルの一例を示す図。
【図３】運転戦略と下水道雨水排水設備の状況変化につ
いて説明する図。
いて説明する図。
【図４】図１の下水道雨水排水設備の運転制御装置の作
用を示す流れ図。
用を示す流れ図。
１ 降雨検知装置 １ａ レーダ雨量計 １ｂ 地上雨量計 １ｃ 状態判別部 １ｄ 検知情報出力部 ２ 運転戦略選定装置 ３ シミュレーション実行装置 ３ａ 初期状態検知部 ３ｂ 雨水流入予測部 ３ｃ 本体部 ４ 結果判定装置 １３ 結果出力装置 １４ 制御指令装置 ２０ 運転制御装置 ３０ 下水道雨水排水設備 ３１ 流入ゲート ３２ 下水管 ３３ ポンプ井 ３４ ポンプ
フロントページの続き (72)発明者 堀 江 一 宏 東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会社 東芝本社事務所内 Ｆターム(参考） 2D063 AA00 DC04 DC06 5H004 GA03 GA21 GB08 HA05 HB05 HB20 JA03 KA03 KA12 KC23 KC24 KC27 LA19 MA50
Claims (9)
- 【請求項１】降雨状態情報を検知する降雨検知装置と、 降雨検知装置が検知した降雨状態情報に基づいて、下水
道雨水排水設備の運転戦略を選定する運転戦略選定装置
と、 運転戦略選定装置が選定した運転戦略に基づいて、運転
シミュレーションを実行するシミュレーション実行装置
と、 シミュレーション実行装置による運転シミュレーション
実行結果を判定する結果判定装置と、を備え、 運転戦略選定装置は、結果判定装置による判定結果に基
づいて、下水道雨水排水設備の運転戦略を変更するよう
になっており、 シミュレーション実行装置は、運転戦略選定装置が変更
した運転戦略に基づいて、運転シミュレーションを繰り
返すようになっていることを特徴とする運転制御装置。 - 【請求項２】降雨検知装置は、レーダ雨量計と、地上雨
量計とを有し、 降雨状態情報は、下水道雨水排水設備の排水担当地区と
降雨領域との位置関係と、下水道雨水排水設備に雨水が
流入するまでの時間的余裕と、を含んでいることを特徴
とする請求項１に記載の運転制御装置。 - 【請求項３】下水道雨水排水設備は、流入ゲートを介し
て下水管から下水が流入するポンプ井と、ポンプ井から
下水を排出するポンプとを有しており、 運転戦略は、ポンプの起動タイミングと、流入ゲートの
開閉タイミングとを含んでいることを特徴とする請求項
１または２に記載の運転制御装置。 - 【請求項４】運転戦略は、雨水流入前のポンプ起動によ
りポンプ井の水位を低くしてバッファ効果を持たせる低
水位待機制御と、流入ゲートのいくつかを締め切ってポ
ンプ井への雨水侵入を絞り込む流入ゲート制御と、を有
することを特徴とする請求項３に記載の運転制御装置。 - 【請求項５】運転戦略選定装置は、複数の運転戦略を運
転戦略テーブルとして記憶し、運転戦略テーブルとして
記憶された複数の運転戦略から、降雨検知装置が検知し
た降雨状態情報に基づいて好適な運転戦略を選定するよ
うになっていることを特徴とする請求項１乃至４のいず
れかに記載の運転制御装置。 - 【請求項６】シミュレーション実行装置は、 下水道雨水排水設備の状態を取り込む初期状態検出部
と、 降雨検知装置が検知した降雨状態情報に基づいて、下水
道雨水排水設備への雨水流入量を予測演算する雨水流入
予測部と、 初期状態検出部が取り込んだ下水道雨水排水設備の状態
と、運転戦略選定装置が選定した運転戦略と、雨水流入
予測部が演算した雨水流入量とに基づいて、下水道雨水
排水設備の状態変化を予測する本体部と、を有すること
を特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の運転制
御装置。 - 【請求項７】下水道雨水排水設備は、ポンプ井を有して
おり、 シミュレーション実行装置の本体部が予測する下水道雨
水排水設備の状態変化は、ポンプ井の水位変化を含んで
おり、 結果判定装置は、シミュレーション実行装置の本体部が
予測するポンプ井の水位変化に基づいて、運転シミュレ
ーション実行結果を判定するようになっていることを特
徴とする請求項６に記載の運転制御装置。 - 【請求項８】シミュレーション実行装置には、シミュレ
ーション実行装置による運転シミュレーション実行結果
を出力する結果出力装置が接続されていることを特徴と
する請求項１乃至７のいずれかに記載の運転制御装置。 - 【請求項９】下水道雨水排水設備は、流入ゲートを介し
て下水管から下水が流入するポンプ井と、ポンプ井から
下水を排出するポンプとを有しており、 結果判定装置には、結果判定装置がシミュレーション実
行装置による運転シミュレーション実行結果を良好と判
定した場合に、当該運転戦略に基づく制御指令を流入ゲ
ート及びポンプに送る制御指令装置が接続されているこ
とを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の運転
制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25939299A JP3604970B2 (ja) | 1999-09-13 | 1999-09-13 | 下水道雨水排水設備の運転制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25939299A JP3604970B2 (ja) | 1999-09-13 | 1999-09-13 | 下水道雨水排水設備の運転制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001081851A true JP2001081851A (ja) | 2001-03-27 |
| JP3604970B2 JP3604970B2 (ja) | 2004-12-22 |
Family
ID=17333506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25939299A Expired - Fee Related JP3604970B2 (ja) | 1999-09-13 | 1999-09-13 | 下水道雨水排水設備の運転制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3604970B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012513563A (ja) * | 2008-12-23 | 2012-06-14 | カエザー・コンプレソーレン・ゲーエムベーハー | 圧縮エアステーションを制御及び／又は調整するためのシミュレーション支援型方法 |
| JP2018178405A (ja) * | 2017-04-05 | 2018-11-15 | 株式会社日立製作所 | 下水処理場制御装置及び下水処理場制御プログラム |
-
1999
- 1999-09-13 JP JP25939299A patent/JP3604970B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012513563A (ja) * | 2008-12-23 | 2012-06-14 | カエザー・コンプレソーレン・ゲーエムベーハー | 圧縮エアステーションを制御及び／又は調整するためのシミュレーション支援型方法 |
| JP2018178405A (ja) * | 2017-04-05 | 2018-11-15 | 株式会社日立製作所 | 下水処理場制御装置及び下水処理場制御プログラム |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3604970B2 (ja) | 2004-12-22 |
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