JP2001188614A

JP2001188614A - 末端圧制御装置

Info

Publication number: JP2001188614A
Application number: JP37485899A
Authority: JP
Inventors: Eisaku Nanba; 波栄作難; Minoru Saito; 藤実斉; Yoshihiro Motokura; 蔵義弘本; Futoshi Kurokawa; 川太黒
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-12-28
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2001-07-10

Abstract

(57)【要約】【課題】多点注入型の配水管路網の多点の末端圧力を
制御可能な末端圧制御装置を提供すること。【解決手段】本発明の末端圧制御装置３０は、配水管
路網４０の各末端圧力測定地点ｍ１〜ｍ７に影響を及ぼ
す各機場１０ａ〜１０ｆの配水流量と配水圧力との関係
に基づいて圧力特性を求める圧力特性作成手段４を備え
る。圧力制御機場選択手段５が、圧力特性作成手段４に
て作成した圧力特性に基づいて、圧力制御の対象とする
機場を選択する。配水圧力目標値決定手段６が、配水流
量実績値に基づいて、圧力制御機場選択手段５にて選択
された機場の配水圧力目標値を決定する。配水圧力制御
手段８ａ〜８ｆが、配水圧力実績値が配水圧力目標値に
追従するように機場を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、配水ポンプ等によ
り供給される配水管路網の末端圧力を許容範囲内に制御
する末端圧制御装置に係り、とりわけ、複数の末端圧力
を同時に制御可能な末端圧力制御装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、各家庭に供給される水道水は、
各家庭付近に埋設されている配水管から配水されるよう
になっている。所定地域内の配水管全体は、配水管路網
と呼ばれており、河川から送られてくる水は、浄水場を
経由して配水池に溜められ、この溜められた水が配水ポ
ンプによって配水管路網に送り出されている。

【０００３】ところで、各家庭で水道水を快適に使用す
るためには、水道水の圧力はできるだけ一定であること
が望ましい。このため、配水管路網の末端圧力を一定に
するための制御技術が利用されている。

【０００４】このような制御技術として、従来は、推定
末端圧制御やＰＩ制御が行われていた。しかしながら、
これらの制御方法では、複数の末端圧力点に対して、全
ての末端圧力点を一定に制御することが未だに困難な状
況にある。

【０００５】近年、ファジイ推論を応用した末端圧力制
御装置（特開平９−６２３６９号公報参照）が提案され
ている。この制御装置について、図８を用いて説明す
る。

【０００６】図８に示すように、配水管路網には２つの
浄水場６１ａ、６１ｂが接続されており、２つの浄水場
６１ａ、６１ｂから配水管路網に浄水が供給されるよう
になっている。

【０００７】末端圧力収集手段６２は、配水管路網内に
設定された２点の圧力計６３ａ、６３ｂの信号を収集し
て、各末端圧力を、各浄水場６１ａ、６２ｂに対応して
設けられた吐出圧力目標値設定手段６５ａ、６５ｂに送
っている。

【０００８】各吐出圧力目標値設定手段６５ａ、６５ｂ
では、送られてきた各末端圧力から、ファジイ推論によ
って適切な吐出圧力目標値を演算する。

【０００９】演算により得られた吐出圧力目標値は、配
水ポンプ回転数制御手段６７ａ、６７ｂに送られる。配
水ポンプ回転数制御手段６７ａ、６７ｂは、吐出圧力実
績値が吐出圧力目標値に追従するように、浄水場６１
ａ、６１ｂ内の配水ポンプの回転数を制御する。

【００１０】しかしながら、浄水場（機場）が３機以上
設置され、３点以上の末端圧力を一定にする必要がある
システムに、図８に示す制御装置を適用することは困難
である。このようなシステムにおいては、オペレータ
が、経験に基づいて時々刻々変化する需要量等を考慮し
て、各浄水場の吐出流量を制御している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、これま
でに提案された制御装置は、利用可能なシステムの条件
が厳しく、例えば、１点注入型もしくは２点注入型の配
水管路網に対してしか十分な実効が得られていない。例
えば前述の特開平９−６２３６９号公報に記載の制御装
置の場合、制御対象となる末端圧が３点以上設定された
配水管路網では、ファジィ推論で使用されるルールテー
ブル等のファジィ特有のパラメータを設定するのが困難
になるとともに、必要でない機場の配水ポンプ操作を行
って、システムの運用が非効率的になる可能性がある。

【００１２】従って、多点注入型の配水管路網に関して
は、オペレータの経験に基づいて複数点の末端圧力を制
御しているのが実状である。このため、経験の浅いオペ
レータでは、複数点の末端圧力を制御するのは困難であ
る。

【００１３】本件発明者は、本件発明に至る前に、浄水
場（機場）が３機以上設置された場合のシステムとして
図９に示すシステムを開発した。図９に示すシステムで
は、対象となる配水管網に、３機以上、この場合６機の
浄配水場１００ａ〜１００ｆが接続されており、そこか
ら浄水が供給されている。

【００１４】ここで、図９にシステムについて説明す
る。

【００１５】需要量予測手段１０１は、配水管網で使わ
れる一日分の浄水を時間単位で予測する。予測にはニュ
ーラルネットワーク、ＧＭＤＨ、自己回帰法等が使われ
る。

【００１６】需要量分担手段１０２は、需要量予測手段
１０１で予測した需要量を各浄配水場１００ａ〜１００
ｆの配水能力に合わせて分配する。

【００１７】配水流量目標値設定手段１０３は、需要量
分担手段１０２にて各浄配水場毎に分配された需要量を
基に、その機場特有の配水池運用を考慮した浄配水場の
運用計画を作成する。

【００１８】制御量出力手段１０４は、配水流量目標値
設定手段１０３にて設定された配水流量目標値を、各浄
配水場１００ａ〜１００ｆに設置されている共通制御手
段１０５ａ〜１０５ｆに送る。

【００１９】共通制御手段１０５は、配水流量実績値が
目標値に追従するように配水ポンプを回転数制御する。

【００２０】しかしながら、図９に示すシステムは、基
本的に配水流量のみに基づく制御であり、配水圧力を考
慮して制御するシステムではない。このため、配水圧力
の制御を高精度に行うことができない。

【００２１】本発明は、このような点を考慮してなされ
たものであり、多点注入型の配水管路網の多点の末端圧
力を制御可能であり、経験の浅いオペレータでも使用可
能な末端圧制御装置を提供することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明は、配水管路網の
各末端圧力測定地点に影響を及ぼす各機場の配水流量と
配水圧力との関係に基づいて圧力特性を求める圧力特性
作成手段と、圧力特性作成手段にて作成した圧力特性に
基づいて、圧力制御の対象とする機場を選択する圧力制
御機場選択手段と、配水流量実績値に基づいて、圧力制
御機場選択手段にて選択された機場の配水圧力目標値を
決定する配水圧力目標値決定手段と、配水圧力実績値が
配水圧力目標値に追従するように機場を制御する配水圧
力制御手段と、を備えたことを特徴とする末端圧制御装
置である。

【００２３】本発明によれば、圧力特性作成手段にて作
成した圧力特性に基づいて、圧力制御の対象とする機場
が選択されると共に選択された機場の配水圧力目標値が
決定され、選択された機場の配水圧力実績値が当該配水
圧力目標値に追従するように制御されることにより、多
点注入型の配水管路網の多点の末端圧力を制御可能であ
る。

【００２４】

【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。

【００２５】図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態
による末端圧制御装置３０を示すブロック図である。図
１（ａ）に示すように、本発明の第１の実施の形態の末
端圧制御装置３０は、配水管路網４０の各末端圧力監視
点ｍ１〜ｍ７に影響を及ぼす各機場１０ａ〜１０ｆの配
水流量と配水圧力との関係に基づいて圧力特性を求める
圧力特性作成手段４を有している。

【００２６】圧力制御機場選択手段５が、圧力特性作成
手段４に接続され、圧力特性作成手段４にて作成した圧
力特性に基づいて、圧力制御の対象とする機場１０ａ〜
１０ｆを選択するようになっている。

【００２７】圧力制御機場選択手段５には、配水圧力目
標値決定手段６が接続されている。配水圧力目標値決定
手段６は、機場１０ａ〜１０ｆの配水流量実績値に基づ
いて、圧力制御機場選択手段５にて選択された機場１０
ａ〜１０ｆの配水圧力目標値を決定するようになってい
る。

【００２８】配水圧力目標値決定手段６には、制御量出
力手段７を介して、各機場１０ａ〜１０ｆを制御する共
通制御手段８ａ〜８ｆが接続されている。共通制御手段
８ａ〜８ｆは、配水圧力実績値が配水圧力目標値に追従
するように機場１０ａ〜１０ｆを制御する配水圧力制御
手段として機能する。

【００２９】本実施の形態の圧力特性作成手段４は、各
機場１０ａ〜１０ｆの配水流量と配水圧力の実績データ
のうち、評価基準を満たす実績データのみに基づいて圧
力特性を求めるようになっている。

【００３０】ここで、実績データの評価基準は、各末端
圧力実績値Ｐ（Ｐ＝１，２，…，７（一般にはｎ））の
許容範囲からの偏差Ｅｒｒ_ｐと、当該末端圧力Ｐの監
視点に対する重要度Ｗ_ｐとの積の総和ｐｔｙに基づい
て設定されている。この総和ｐｔｙは、ペナルティと呼
ばれ、下式で表される。

【００３１】

【数１】各重要度Ｗ_ｐの値は、目的に応じて任意に設定される。
また、偏差Ｅｒｒ_ｐの代わりに、自乗偏差を用いてもよ
い。

【００３２】各末端圧力実績値Ｐは、各機場１０ａ〜１
０ｆの配水流量及び配水圧力の実績データと共に、デー
タ収集手段１によって収集されるようになっている。デ
ータ収集手段１にて収集されたデータは、実績データの
ためのデータベース１５に格納されるようになってい
る。

【００３３】データベース１５には、データベース１５
に格納された末端圧力実績値Ｐから、ペナルティｐｔｙ
が基準値よりも下回る末端圧力実績値Ｐのみを抽出し、
当該末端圧力実績値Ｐに対応する各機場１０ａ〜１０ｆ
の配水流量と配水圧力との相関図を作成する相関図作成
手段３が接続されている。相関図作成手段３によって作
成された相関図の具体例を、図２（ａ）及び図２（ｂ）
に示す。

【００３４】圧力特性作成手段４は、相関図作成手段３
にて作成された相関図に基づいて、例えば下式のような
関係式において、各パラメータを最小自乗法で求める。

【００３５】

【数２】ここで、ｈ_ｊは機場１０ｊ（ｊ＝１，…，６（一般には
ｎ））の配水圧力であり、ｑ_ｊは機場１０ｊの配水流量
であり、ｋ_ｊ、ｎ_ｊ及びＣ_ｊは、機場１０ｊのパラメー
タである。

【００３６】本実施の形態の圧力制御機場選択手段５
は、圧力特性作成手段４にて作成された各機場の関係式
（２）に基づいて、配水流量の変化に伴って配水圧力が
効果的に変化するような機場を選択するようになってい
る。このような選択は、関係式（２）の場合、パラメー
タｋ_ｊ及びｎ_ｊの積を用いて判定可能である。すなわ
ち、

【数３】で求められるａｉｍ_ｊの値が大きい機場が選択されるよ
うになっている。このａｉｍ_ｊは、図２（ａ）及び図２
（ｂ）におけるＹ軸方向の傾き度に対応するものであ
る。

【００３７】圧力制御機場選択手段５は、オペレータか
らの指示に基づいて制御対象となる機場を選択するよう
に構成されてもよい。

【００３８】本実施の形態の末端圧制御装置３０は、特
定監視点を選択入力する注目監視点設定手段２を更に備
えている。そして、配水圧力目標値決定手段６は、注目
監視点設定手段２により選択入力された監視点における
末端圧力実績値Ｐに基づいて、制御対象の機場１０ａ〜
１０ｆの配水流量実績値を用いて圧力制御機場選択手段
５にて選択された機場の配水圧力目標値を決定するよう
になっている。

【００３９】具体的には、注目監視点設定手段２により
選択入力された特定監視点の末端圧力実績値Ｐが許容範
囲に入るように、当該機場の配水圧力目標値を演算で求
める。すなわち、特定監視点の末端圧力実績値Ｐが許容
範囲外にある場合、制御対象とした機場の配水流量と圧
力特性の関係式とから、配水圧力目標値を求める。

【００４０】本実施の形態では、注目監視点設定手段２
が相関図作成手段３に接続されており、相関図作成手段
３が作成する相関図中に、対応する特定監視点の末端圧
力実績値Ｐをも表示可能となっている。

【００４１】その他、本実施の形態の末端圧制御装置３
０は、配水エリアの需要量を予測する需要量予測手段１
１と、需要量予測手段１１にて予測した需要量を各機場
１０ａ〜１０ｆの配水能力に応じて分配する需要量分配
手段１２と、需要量分配手段１２にて分配された需要量
に基づいて、各機場１０ａ〜１０ｆの配水流量目標値を
決定する配水流量目標値決定手段１３とを有している。

【００４２】本実施の形態の共通制御手段８ａ〜８ｆ
は、制御量出力手段７を介して配水流量目標値決定手段
１３にも接続されており、図１（ｂ）に示すように、配
水圧力目標値決定手段６にて決定された配水圧力目標値
と、配水流量目標値決定手段１３にて決定された配水圧
力目標値との、いずれによって機場を制御するかを決定
する圧力／流量判定手段２１を有している。

【００４３】圧力／流量判定手段２１には、配水圧力実
績値が配水圧力目標値に追従するように機場の配水ポン
プの回転数等を制御する配水圧力制御手段２２と、配水
流量実績値が配水流量目標値に追従するように機場の配
水ポンプの回転数等を制御する配水流量制御手段２３と
が、選択的に接続されるようになっている。

【００４４】次に、このような構成よりなる本実施の形
態の作用について説明する。

【００４５】まず、各末端圧力実績値と各機場１０ａ〜
１０ｆの配水流量及び配水圧力の実績データが、データ
収集手段１によって収集され、実績データのためのデー
タベース１５に格納される。

【００４６】一方、注目監視点設定手段２において、特
定監視点が選択入力される。

【００４７】相関図作成手段３は、データベース１５に
格納された実績値から、ペナルティｐｔｙが基準値より
も下回る実績値のみを抽出し、当該末端圧力実績値に対
応する各機場１０ａ〜１０ｆの配水流量と配水圧力との
相関図を作成する。本実施の形態において作成される相
関図には、対応する特定監視点の末端圧力実績値Ｐをも
表示される（図２（ａ）及び図２（ｂ）参照）。

【００４８】圧力特性作成手段４は、相関図作成手段３
にて作成された相関図に基づいて、

【数４】における各パラメータｋ_ｊ、ｎ_ｊ及びＣ_ｊを最小自乗法
で求め、圧力特性を示す関係式を導出する。

【００４９】圧力制御機場選択手段５は、圧力特性作成
手段４にて作成した圧力特性に基づいて、あるいは、オ
ペレータの選択によって、圧力制御の対象とする機場１
０ａ〜１０ｆを選択する。

【００５０】配水圧力目標値決定手段６は、特定監視点
における末端圧力実績値Ｐに基づいて、制御対象の機場
１０ａ〜１０ｆの配水流量実績値を用いて、圧力制御機
場選択手段５にて選択された機場１０ａ〜１０ｆの配水
圧力目標値を決定する。

【００５１】需要量予測手段１１は、配水エリアの需要
量を予測し、需要量分配手段１２は、需要量予測手段１
１にて予測した需要量を各機場１０ａ〜１０ｆの配水能
力に応じて分配し、配水流量目標値設定手段１３は、需
要量分配手段１２にて分配された需要量に基づいて、各
機場１０ａ〜１０ｆの配水流量目標値を決定する。

【００５２】制御量出力手段７は、配水圧力目標値及び
配水流量目標値を共通制御手段８ａ〜８ｆに送る。

【００５３】共通制御手段８ａ〜８ｆの圧力／流量判定
手段２１は、配水圧力目標値決定手段６にて決定された
配水流量目標値と、配水流量目標値決定手段１３にて決
定された配水圧力目標値との、いずれによって機場を制
御するかを決定する。

【００５４】圧力／流量判定手段２１の決定に応じて、
圧力／流量判定手段２１に配水圧力制御手段２２または
配水流量制御手段２３のいずれかが接続され、配水圧力
実績値が配水圧力目標値に追従するように機場の配水ポ
ンプの回転数等が制御される、または、配水流量実績値
が配水流量目標値に追従するように機場の配水ポンプの
回転数等が制御される。

【００５５】以上のように本実施の形態によれば、配水
圧力目標値を用いることによって、適切な圧力分布に配
水管網を制御できるため、機場１０ａ〜１０ｆを効率的
に運用することが可能となる。

【００５６】また、圧力制御機場選択手段５によって制
御対象とする機場を特定することにより、制御演算の簡
潔化を図ることができる。

【００５７】また、本実施の形態では、配水管網の圧力
分布が良好な時の実績データのみに基づいて圧力特性を
導出しているため、より適切な制御の実現が図れる。

【００５８】また、配水圧力目標値の設定（変更）を、
特定監視点の末端圧力実績値によって判定することによ
り、制御の一層の簡易化が図れる。

【００５９】次に、本発明の第２の実施の形態の末端圧
制御装置について図３を用いて説明する。図３は、本発
明の第２の実施の形態の末端圧制御装置のブロック図で
ある。

【００６０】図３に示すように、本実施の形態の末端圧
制御装置３０の配水流量目標値決定手段１３には、末端
圧力実績値に基づいて、需要量分配手段１３にて分配さ
れた需要量に基づいて決定された配水流量目標値を補正
する配水流量目標値変更手段１６が接続されている。

【００６１】配水流量目標値変更手段１６は、末端圧力
実績値の許容範囲からの偏差に対応して設定された各機
場１０ａ〜１０ｆの配水流量目標値の補正量データを記
憶する補正量記憶部１６ａと、補正の必要性を判断する
補正判断手段１６ｂと、を有している。

【００６２】その他の構成は、図１に示す第１の実施の
形態と同様の構成である。第２の実施の形態において、
図１に示す第１の実施の形態と同一の部分には同一の符
号を付して詳細な説明は省略する。

【００６３】補正量記憶部１６ａには、例えば、どこの
末端圧力監視点の圧力がどの程度許容範囲を超えたかに
対応して各機場１０ａ〜１０ｆの配水流量目標値の補正
量を記述したテーブルデータが記憶される。テーブルデ
ータは、経験のあるオペレータによって構築または確認
されていることが好ましい。

【００６４】補正判断手段１６ｂは、例えば、各末端圧
力実績値による式（１）のペナルティｐｔｙの値が基準
値よりも悪く、かつ、配水流量目標値が維持されている
場合にのみ、補正量を出力するようになっている。

【００６５】本実施の形態によれば、各末端圧力実績値
に基づいてテーブルデータに記述された配水流量目標値
の補正量が決定されているため、配水流量目標値を適切
に補正することができる。

【００６６】次に、本発明の第３の実施の形態の末端圧
制御装置について図４を用いて説明する。図４は、本発
明の第３の実施の形態の末端圧制御装置のブロック図で
ある。

【００６７】図４に示すように、本実施の形態の末端圧
制御装置３０の配水流量目標値変更手段１６は、補正量
記憶部１６ａの代わりに、正規化手段１６ｃ、補正量演
算手段１６ｄ及び逆正規化手段１６ｅが設けられている
他は、図３に示す第２の実施の形態と同様の構成であ
る。第３の実施の形態において、図３に示す第２の実施
の形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明
は省略する。

【００６８】正規化手段１６ｃは、末端圧力実績値、配
水流量実績値、天候及び気温が入力される。正規化手段
１６ｃは、各末端圧力実績値の許容範囲からの各偏差を
演算し、末端圧力が上限値以上ならプラスの値、下限値
以下ならマイナスの値、許容範囲内なら０．０とする。

【００６９】正規化手段１６ｃは、これらの各データの
正規化を行う。具体的には、例えば天候については、晴
天を１．０、豪雨を−１．０として、各種の天候を−
１．０〜１．０の値に当てはめる。気温、末端圧力偏差
及び配水流量については、データベース１５に格納され
ているデータを用いて、下式に示すように、標準偏差か
らの偏りを導出する。

【００７０】

【数５】尚、天候、気温等の入力は、対応するセンサを用いてそ
の出力を利用してもよいし、オペレータによるマニュア
ル入力で行われてもよい。

【００７１】補正量演算手段１６ｄは、正規化手段１６
ｃで正規化された各データに例えばファジイ推論（多入
力多出力）を適用して、それぞれの機場１０ａ〜１０ｆ
に対して適切な補正量を導出する。ファジイ推論で紙葉
されるルールテーブル及びメンバシップ関数は、対象プ
ロセスの特性を考慮して作成されることが好ましく、必
要に応じてオペレータに変更され得る。

【００７２】逆正規化手段１６ｅは、補正量演算手段１
６ｄによって導出された補正量（正規化された状態であ
る）を逆正規化して、流量としての値に戻す。

【００７３】本実施の形態によれば、ファジイ推論を利
用して配水流量目標値の補正量が決定されるため、テー
ブルデータ作成の手間が不要である。

【００７４】次に、本発明の第４の実施の形態の末端圧
制御装置について図５を用いて説明する。図５は、本発
明の第４の実施の形態の末端圧制御装置のブロック図で
ある。

【００７５】図５に示すように、本実施の形態の末端圧
制御装置３０の配水流量目標値変更手段１６は、補正量
演算手段１６ｄに、補正量学習手段１６ｎが接続され、
補正量学習手段１６ｎに正規化手段１６ｃを介してＮＮ
（ニューラルネットワーク）用データベース１６ｍが接
続されている他は、図４に示す第３の実施の形態と同様
の構成である。第４の実施の形態において、図４に示す
第３の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して
詳細な説明は省略する。

【００７６】ＮＮ用データベース１６ｍには、流量補
正を行った時の各機場の配水流量及び配水圧力、流量
補正を行った時の末端圧力、流量補正を行った時の天
候、気温等の気象情報、及び、流量補正を行った時の
各機場の流量補正値、が格納されている。〜のデー
タは、入力信号として用いられ、のデータは教示信号
として用いられる。

【００７７】補正量学習手段１６ｎは、ＮＮ用データベ
ース１６ｍのデータを正規化手段１６ｃにて正規化した
値を、ニューラルネットワークを用いて、入力データと
出力データとの関係をバックプロパゲーションを用いて
学習させる。学習した重み係数は、補正量演算手段１６
ｄに出力される。

【００７８】本実施の形態の補正量演算手段１６ｄは、
補正量学習手段１６ｎにて学習された重み係数を用い
て、現状の配水管網の状況に合わせた適切な補正量を演
算する。この時、入力は〜のデータであり、出力は
のデータである。

【００７９】本実施の形態によれば、過去の実績データ
から配水流量の補正値をニューラルネットワークを利用
して演算するため、熟年オペレータのノウハウを反映し
た配水流量目標値の補正量が得られる。

【００８０】次に、本発明の第５の実施の形態の末端圧
制御装置について図６を用いて説明する。図６は、本発
明の第５の実施の形態の末端圧制御装置のブロック図で
ある。

【００８１】図６に示すように、本実施の形態の末端圧
制御装置３０の配水流量目標値変更手段１６には、補正
後の配水流量目標値を表示する表示手段１８が接続され
ている他は、図１に示す第１の実施の形態と同様の構成
である。第５の実施の形態において、図１に示す第１の
実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な
説明は省略する。

【００８２】本実施の形態によれば、補正後の配水流量
目標値をオペレータに表示することが可能であるため、
経験の浅いオペレータに、状況に応じた制御対応の仕方
を教育することができる。

【００８３】次に、本発明の第６の実施の形態の末端圧
制御装置について図７を用いて説明する。図７は、本発
明の第６の実施の形態の末端圧制御装置のブロック図で
ある。

【００８４】図７に示すように、本実施の形態の末端圧
制御装置３０の配水流量手動変更手段１６には、入力さ
れる補正量に基づいて、需要量分配手段１２にて分配さ
れた需要量に基づいて決定された配水流量目標値を補正
する配水流量手動変更手段１９が接続されている他は、
図６に示す第５の実施の形態と同様の構成である。第５
の実施の形態において、図６に示す第５の実施の形態と
同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略す
る。

【００８５】本実施の形態によれば、経験豊富なオペレ
ータの制御への介入が可能である。これは、経年変化等
により演算結果に誤差が生じた時、あるいは、住宅事情
や都市開発等により環境が変更した時等に、特に有効で
ある。

【００８６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
圧力特性作成手段にて作成した圧力特性に基づいて、圧
力制御の対象とする機場が選択されると共に選択された
機場の配水圧力目標値が決定され、選択された機場の配
水圧力実績値が当該配水圧力目標値に追従するように制
御されることにより、多点注入型の配水管路網の多点の
末端圧力を制御可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による末端圧制御装置の第１の実施の形
態を示すブロック図。

【図２】配水流量と配水圧力との相関図の例を示す図。

【図３】本発明による末端圧制御装置の第２の実施の形
態を示すブロック図。

【図４】本発明による末端圧制御装置の第３の実施の形
態を示すブロック図。

【図５】本発明による末端圧制御装置の第４の実施の形
態を示すブロック図。

【図６】本発明による末端圧制御装置の第５の実施の形
態を示すブロック図。

【図７】本発明による末端圧制御装置の第６の実施の形
態を示すブロック図。

【図８】従来の末端圧制御装置を示すブロック図。

【図９】本件発明者提案の末端圧制御装置を示すブロッ
ク図。

【符号の説明】

１データ収集手段２注目監視点設定手段３圧力相関図作成手段４圧力特性作成手段５圧力制御機場選択手段６配水圧力目標値決定手段７制御量出力手段８ａ〜８ｆ共通制御手段１０ａ〜１０ｆ機場１１需要量予測手段１２需要量分配手段１３配水流量目標値決定手段１５データベース１６配水流量変更手段１６ａ補正量記憶部１６ｂ補正判断手段１６ｃ正規化手段１６ｄ補正量演算手段１６ｅ逆正規化手段１６ｎ補正量学習手段１６ｍＮＮ用データベース１８表示手段１９配水流量手動変更手段２１圧力／流量判定手段２２配水圧力制御手段２３配水流量制御手段３０末端圧制御装置４０多点注入型配水管網

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者本蔵義弘東京都府中市東芝町１番地株式会社東芝府中工場内 (72)発明者黒川太東京都府中市東芝町１番地株式会社東芝府中工場内Ｆターム(参考） 5H316 AA07 BB08 CC05 EE22 ES01 FF05 FF22 FF31 GG06 GG09 HH04 HH10 HH12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】配水管路網の各末端圧力監視点に影響を及
ぼす各機場の配水流量と配水圧力との関係に基づいて圧
力特性を求める圧力特性作成手段と、圧力特性作成手段にて作成した圧力特性に基づいて、圧
力制御の対象とする機場を選択する圧力制御機場選択手
段と、配水流量実績値に基づいて、圧力制御機場選択手段にて
選択された機場の配水圧力目標値を決定する配水圧力目
標値決定手段と、配水圧力実績値が配水圧力目標値に追従するように機場
を制御する配水圧力制御手段と、を備えたことを特徴と
する末端圧制御装置。
【請求項２】圧力特性作成手段は、各機場の配水流量と
配水圧力の実績データのうち、評価基準を満たす実績デ
ータのみに基づいて圧力特性を求めるようになっている
ことを特徴とする請求項１に記載の末端圧制御装置。
【請求項３】実績データの評価基準は、各末端圧力実績
値の許容範囲からの偏差と当該末端圧力の監視点に対す
る重要度との積の総和に基づいて設定されていることを
特徴とする請求項２に記載の末端圧制御装置。
【請求項４】各末端圧力実績値及び各機場の配水流量と
配水圧力の実績データを収集するデータ収集手段と、データ収集手段にて収集したデータを格納しておくデー
タベースと、を更に備えたことを特徴とする請求項１乃
至３のいずれかに記載の末端圧制御装置。
【請求項５】圧力特性は、配水流量を入力、配水圧力を
出力とし、１以上のパラメータを有する関数式によって
表されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに
記載の末端圧制御装置。
【請求項６】特定の末端圧力監視点を選択入力する注目
監視点設定手段を更に備え、配水圧力目標値決定手段は、注目監視点設定手段により
選択入力された監視点における末端圧力実績値にも基づ
いて、圧力制御機場選択手段にて選択された機場の配水
圧力目標値を決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５のいずれかに記載の末端圧制御装置。
【請求項７】配水エリアの需要量を予測する需要量予測
手段と、需要量予測手段にて予測した需要量を各機場の配水能力
に応じて分配する需要量分配手段と、需要量分配手段にて分配された需要量に基づいて、各機
場の配水流量目標値を決定する配水流量目標値決定手段
と、配水圧力目標値決定手段にて決定された配水流量目標値
と、配水圧力目標値決定手段にて決定された配水圧力目
標値との、いずれによって機場を制御するかを決定する
圧力／流量判定手段と、を更に備えたことを特徴とする
請求項１乃至６のいずれかに記載の末端圧制御装置。
【請求項８】配水流量目標値決定手段には、末端圧力実
績値に基づいて、需要量分配手段にて分配された需要量
に基づいて決定された配水流量目標値を補正する配水流
量目標値変更手段が接続されていることを特徴とする請
求項７に記載の末端圧制御装置。
【請求項９】配水流量目標値変更手段は、補正の必要性
を判断する補正判断手段を有していることを特徴とする
請求項８記載の末端圧制御装置。
【請求項１０】配水流量目標値変更手段は、末端圧力実
績値の許容範囲からの偏差に対応して設定された配水流
量目標値の補正量データを記憶していることを特徴とす
る請求項８または９に記載の末端圧制御装置。
【請求項１１】配水流量目標値変更手段は、末端圧力実
績値に加えて、天候、気温及び配水流量のいずれかを考
慮して配水流量目標値を補正するようになっていること
を特徴とする請求項８または９に記載の末端圧制御装
置。
【請求項１２】配水流量目標値変更手段には、補正後の
配水流量目標値を表示する表示手段が接続されているこ
とを特徴とする請求項８乃至１１に記載の末端圧制御装
置。
【請求項１３】配水流量目標値設定手段には、入力され
る補正量に基づいて、需要量分配手段にて分配された需
要量に基づいて決定された配水流量目標値を補正する配
水流量手動変更手段が接続されていることを特徴とする
請求項７乃至１２のいずれかに記載の末端圧制御装置。