JP2004246430A

JP2004246430A - Time factor adjusting method in pipe network hydrologic accounting and pipe network hydrologic accounting device using the same method

Info

Publication number: JP2004246430A
Application number: JP2003032993A
Authority: JP
Inventors: Masataka Ikeda; 雅孝池田; Koichi Nagata; 浩一永田; Naohito Takayama; 尚人高山; Shigeru Kato; 茂加藤
Original assignee: GEOPLAN KK; Fuji Subsurface Information Ltd
Current assignee: GEOPLAN KK; Fuji Subsurface Information Ltd
Priority date: 2003-02-10
Filing date: 2003-02-10
Publication date: 2004-09-02

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a time factor adjusting method for automatically setting and adjusting a time factor for each arbitrary time and area without being accompanied with any complicate calculation or huge operations and a pipe network hydrologic accounting device capable of efficiently executing pipe network hydrologic accounting by using the method. <P>SOLUTION: A pipe network in a target area is divided according to flow rate measuring places, and time factors are adjusted by using flow rate data for each of the divided pipe network blocks for time factor adjustment. A pipe network hydrologic accounting device 1 is constituted of an operating/displaying part 2, a time factor adjustment processing part 3 for executing the time factor adjustment processing, and for calculating the time factors while repeating the correction, a pipe network hydrologic accounting processing part 4 for executing the pipe network hydrologic accounting processing based on the calculated time factors, a time factor adjustment information data base 5 for successively storing the time factor data and a pipe network information data base 6 for storing facility information data, calculation condition data and calculation result data. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、管網水理計算を高精度に実行することによって、水道管路施設の現況把握や管路整備のシミュレーション等を効果的に実施できる、管網水理計算における時間係数調整方法及びそれを用いた管網水理計算装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
管網水理計算は水道管路施設の現況把握や管路整備のシミュレーション等において効果的な手法であるが、より効果的な現況把握、シミュレーション等を実施するためには、実態と整合した計算条件を設定する必要がある。そのような計算条件の一つとして設定されるものに給水量がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
管網水理計算において給水量を設定するため、日最大配水量の時間平均配水量と時間最大配水量の比である時間係数を使用する。時間係数は対象となる地域の人口、地域特性等によって異なり、一般的には使用水量の２ヶ月分の積算値等から算定している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−９３４０５
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、より高精度に給水量を設定するためには、時間毎の使用水量を基に時間係数を算定するのが効果的である。又、給水量の時間変動の傾向も地域毎に異なるため、全地域に亘って同一ではなく、地域毎に適切な時間係数を算定するのが効果的である。
【０００６】
しかし、時間毎、地域毎の使用水量を考慮して、時間係数を詳細に設定するためには、繁雑な計算を伴い、又、実態と整合させるための調整には、膨大な作業を伴い、実行は困難であった。
【０００７】
本発明は、かかる従来における問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、特に繁雑な計算、膨大な作業を伴うことなく、任意の時間毎、地域毎に時間係数を自動的に設定し、調整することができる時間係数調整方法を提供することにある。
【０００８】
本発明は、又、その時間係数調整方法を用いて、効率的に管網水理計算を実行することができる管網水理計算装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するべく、本発明の時間係数調整方法は、流量データを用いて任意の地域毎に時間係数を自動調整するようにしたものである。さらには、図１に示すように、流量測定個所によって対象となる地域の管網を分割し、分割された管網単位（以下、「時間係数調整用管網ブロック」という）毎に時間係数を調整するようにしたものである。又、時間係数の算出処理は、時間係数を固定した時間係数調整用管網ブロックを設定し、他の時間係数調整用管網ブロックについては時間係数を変動させるようにした。
【００１０】
以下、本発明の時間係数調整方法の具体的な実施手順について説明する。
図２に示すように、対象となる地域の管網が５ブロックの時間係数調整用管網ブロックに分割される場合について説明する。
ここで、ブロック１，２は管末が存在し、流入点が一個所である場合、ブロック３，４，５は相互に連絡している場合である。
【００１１】
（第１ステップ）
先ず、計算対象となる地域の管網について、管網全域及び各時間係数調整用管網ブロック関する必要な情報を取得する。ここで、取得する必要な情報は、以下のものである。
管網全域
総配水量：Ｑ
一人一日最大給水量：Ｄ
各時間係数調整用管網ブロック
時間係数：Ｋ
固定水量：Ｑａ
取り出し水量：Ｑｂ
給水人口：Ｐ
流入量実測値：Ｑｉｎ’
流出量実測値：Ｑｏｕｔ’
【００１２】
（第２ステップ）
次に、取得した情報に基づいて時間係数調整用管網ブロック毎に時間係数を算出する。
ブロック１，２は管末が存在するので、流入量実測値＝使用水量となるから、時間係数は固定とする。一方、ブロック３，４，５は相互に連絡しているので、使用水量は未確定であるから、仮の時間係数を算出することとする。
【００１３】
先ず、ブロック１，２の時間係数を算出する。
使用水量をＱｏとすると、
Ｑｏ１＝Ｑｉｎ１’
Ｑｏ２＝Ｑｉｎ２’
であるから、時間係数Ｋは、
Ｋ１＝（Ｑｏ１−Ｑａ１）／（Ｑｂ１＋（Ｐ１＊Ｄ／２４））
Ｋ２＝（Ｑｏ２−Ｑａ２）／（Ｑｂ２＋（Ｐ２＊Ｄ／２４））
【００１４】
次に、他のブロック３，４，５の時間係数を算出する。
使用水量をＱｏ３４５とすると、
Ｑｏ３４５＝Ｑ−（Ｑｏ１＋Ｑｏ２）
であるから、時間係数Ｋ３４５は、

【００１５】
以上の結果として、各ブロックの時間係数Ｋは、

【００１６】
（第３ステップ）
次に、各時間係数調整用管網ブロックに関して時間係数を設定し、管網に関するデータの初期状態を作成する。
【００１７】
（第４ステップ）
次に、初期状態の管網に関するデータに基づいて、管網水理計算を実行する。
【００１８】
（第５ステップ）
管網水理計算後、流量測定個所における流量の実測値と計算値との誤差を確認し、誤差が所定許容範囲を超えている場合に、その流量測定個所に関与するブロックを時間係数調整の対象とする。
【００１９】
（第６ステップ）
次に、誤差が所定許容範囲を超えている流量測定個所に関与するブロックについて使用水量補正値を算出する。
ここで、ブロック３，４，５について使用水量補正値を算出するとし、流入量計算値をＱｉｎ、流出量計算値をＱｏｕｔ、使用水量補正値をＱｄｉｆｆとすれば、
Ｑｄｉｆｆ３＝（Ｑｉｎ３’−Ｑｉｎ３）−（Ｑｏｕｔ３’−Ｑｏｕｔ３）
Ｑｄｉｆｆ４＝（Ｑｉｎ４’−Ｑｉｎ４）−（Ｑｏｕｔ４’−Ｑｏｕｔ４）
Ｑｄｉｆｆ５＝（Ｑｉｎ５’−Ｑｉｎ５）−（Ｑｏｕｔ５’−Ｑｏｕｔ５）
【００２０】
（第７ステップ）
次に、算出した使用水量補正値に基づいて、関与するブロックについて時間係数を補正する。
ここで、ブロック３，４，５について時間係数を補正するとすれば、

【００２１】
以上の結果として、各ブロックの時間係数Ｋは、

【００２２】
（第８ステップ）
次に、各時間係数調整用管網ブロックに関して補正された時間係数を設定し、管網に関するデータを更新する。
【００２３】
（第９ステップ）
次に、更新された管網に関するデータに基づいて、再度、管網水理計算を実行する。
【００２４】
（第１０ステップ）
管網水理計算を実行した後、流量測定個所における流量の実測値と計算値との誤差が所定許容範囲内に収まるまで、第５ステップから第９ステップまでの手順を繰り返す。
【００２５】
本発明の時間係数調整方法によれば、以上のような手順を実行することによって、流量測定個所によって分割された時間係数調整用管網ブロック毎に、時間係数を自動調整することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に、上記の如き時間係数調整方法を用いた管網水理計算装置について、図面を参照して具体的に説明する。
【００２７】
本発明の管網水理計算装置１は、図３に示すように、操作・表示部２、時間係数調整処理部３、水理計算処理部４、時間係数調整情報データベース５、管網情報データベース６とから構成され、各構成要素間はデータファイルの形態でデータを受け渡しする。
【００２８】
操作・表示部２は、キーボード、ディスプレイ等から構成され、処理に必要な各種データを入力し、処理の実行を指令し、処理の終了を受信し、算定結果を取得し、表示する等するものである。
【００２９】
時間係数調整処理部３は、上記の如き時間係数調整方法によって時間係数調整処理を実行し、補正を繰り返しつつ時間係数を算定するものである。
【００３０】
水理計算処理部４は、時間係数調整処理部３によって算定された時間係数に基づいて水理計算処理を実行するものである。
【００３１】
時間係数調整情報データベース５は、水理計算において必要となる時間係数データを逐次格納するものである。
【００３２】
管網情報データベース６は、水理計算において必要となる施設情報データ、計算条件データ、水理計算を実行した後の計算結果データを格納するものであり、施設情報データとしては管網構成、管口径、延長等のデータ、計算条件データとしては時間係数等のデータ、計算結果データとしては流量、水頭等のデータが格納される。
【００３３】
次に、本発明の管網水理計算装置１の機能及び作用について、図３を参照して処理手順に従って説明する。
【００３４】
操作・表示部２のキーボード又はディスプレイによって時間計数調整処理の実行を指令すれば（▲１▼）、時間計数調整処理部３は時間係数調整情報データベース５及び管網情報データベース６から処理に必要な情報データを読み込む（▲２▼）。
【００３５】
そして、時間計数調整処理部３は上記の如き時間係数調整方法によって時間係数調整処理を実行する（▲３▼）。初回時の処理においては、各ブロックについて時間係数を一律にした初期値に基づいて調整処理を行う。２回目以降の処理においては、時間係数調整方法によって各ブロックについて補正時間係数を算出する。
【００３６】
時間計数調整処理部３において調整処理され、算出された時間係数データは、時間係数調整情報データベース５及び管網情報データベース６に逐次格納される（▲４▼）。
【００３７】
時間係数調整処理部３において時間係数調整処理が実行されると、水理計算処理部４に対して水理計算処理の実行が指令され（▲５▼）、水理計算処理部４は管網情報データベース６から処理に必要な情報データを読み込む（▲６▼）。
【００３８】
そして、水理計算処理部４は水理計算処理を実行し（▲７▼）、その計算結果データを管網情報データベース６に逐次格納していく（▲８▼）。水理計算処理が終了したならば（▲９▼）、終了したことは時間係数調整処理部３へ通知される（１０）。
【００３９】
時間係数調整処理部３において、水理計算処理の計算結果の誤差が所定許容範囲内に収まることが確認されるまで、上記▲２▼〜１０の処理が繰り返される（１１）。
【００４０】
時間係数調整処理部３において、水理計算処理の計算結果の誤差が所定許容範囲内に収まることが確認されたならば、時間係数調整処理を終了する（１２）。
【００４１】
そして、時間係数調整処理が終了したことは操作・表示部２へ通知され（１３）、操作・表示部２は管網情報データベース６から計算結果データを読み込み、適宜ディスプレイに表示する（１４）。
【００４２】
以上のように、本発明の管網水理計算装置によれば、上記時間係数調整方法を用いて、効率的に管網水理計算を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】時間係数調整用管網ブロックの設定例を示す地形図である。
【図２】時間係数調整用管網ブロックの設定例を示す模式図である。
【図３】本発明の管網水理計算装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１管網水理計算装置
２操作・表示部
３時間係数調整処理部
４管網水理計算処理部
５時間係数調整情報データベース
６管網情報データベース[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention, by performing pipe network hydraulic calculation with high accuracy, it is possible to effectively carry out a simulation of the current state of water pipe facilities and pipe maintenance, etc., a time coefficient adjustment method in pipe network hydraulic calculation and The present invention relates to a pipe network hydraulic calculation device using the same.
[0002]
[Prior art]
Pipe network hydraulic calculation is an effective method for grasping the current situation of water pipe facilities and simulating pipe maintenance, etc. Conditions need to be set. The amount of water supply is set as one of such calculation conditions (for example, see Patent Document 1).
[0003]
In order to set the water supply amount in the pipe network hydraulic calculation, the time coefficient which is the ratio between the hourly average water distribution amount of the daily maximum water distribution amount and the time maximum water distribution amount is used. The time coefficient varies depending on the population, regional characteristics, etc. of the target area, and is generally calculated from the integrated value of the used water amount for two months.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-7-93405
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Here, in order to set the water supply amount with higher accuracy, it is effective to calculate the time coefficient based on the amount of water used for each time. Also, since the tendency of the time variation of the water supply amount varies from region to region, it is effective to calculate an appropriate time coefficient for each region instead of being the same over all regions.
[0006]
However, taking into account the amount of water used for each time and region, setting the time coefficient in detail involves complicated calculations, and adjusting to match the actual situation involves a huge amount of work. Implementation was difficult.
[0007]
The present invention has been made in view of the problems in the related art, and has as its object to provide a time coefficient for each arbitrary time and for each region without particularly complicated calculation and enormous work. It is an object of the present invention to provide a time coefficient adjusting method that can be automatically set and adjusted.
[0008]
Another object of the present invention is to provide a pipe hydraulic calculation apparatus capable of efficiently performing pipe hydraulic calculation using the time coefficient adjustment method.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the time coefficient adjusting method of the present invention is to automatically adjust the time coefficient for each arbitrary region using flow rate data. Further, as shown in FIG. 1, the pipe network of the target area is divided by the flow rate measurement point, and a time coefficient is set for each divided pipe network unit (hereinafter, referred to as a "time coefficient adjustment pipe network block"). It is intended to be adjusted. In the time coefficient calculation process, a time coefficient adjusting pipe network block having a fixed time coefficient is set, and the time coefficients of other time coefficient adjusting pipe network blocks are varied.
[0010]
Hereinafter, a specific procedure of the time coefficient adjusting method of the present invention will be described.
As shown in FIG. 2, a case will be described in which the pipe network in the target area is divided into five time coefficient adjustment pipe network blocks.
Here, blocks 1 and 2 correspond to the case where the pipe end is present and the inflow point is at one point, and blocks 3 to 4 are the cases where they are connected to each other.
[0011]
(First step)
First, for a pipe network in a region to be calculated, necessary information about the entire pipe network and each time coefficient adjusting pipe network block is acquired. Here, the necessary information to be acquired is as follows.
Total water distribution in the entire pipe network: Q
Maximum water supply per person per day: D
Pipe network block time coefficient for each time coefficient adjustment: K
Fixed water volume: Qa
Water taken out: Qb
Served population: P
Inflow measured value: Qin '
Outflow measured value: Qout '
[0012]
(2nd step)
Next, a time coefficient is calculated for each time coefficient adjusting pipe network block based on the acquired information.
Since the blocks 1 and 2 have a tube end, the actual measured value of the inflow amount = the amount of used water, the time coefficient is fixed. On the other hand, since the blocks 3, 4, and 5 are in communication with each other, the amount of used water is undetermined, so that a provisional time coefficient is calculated.
[0013]
First, the time coefficients of the blocks 1 and 2 are calculated.
If the amount of water used is Qo,
Qo1 = Qin1 '
Qo2 = Qin2 '
Therefore, the time coefficient K is
K1 = (Qo1-Qa1) / (Qb1 + (P1 * D / 24))
K2 = (Qo2-Qa2) / (Qb2 + (P2 * D / 24))
[0014]
Next, the time coefficients of the other blocks 3, 4, and 5 are calculated.
If the amount of water used is Qo345,
Qo345 = Q- (Qo1 + Qo2)
Therefore, the time coefficient K345 is

[0015]
As a result, the time coefficient K of each block is

[0016]
(3rd step)
Next, a time coefficient is set for each time coefficient adjusting pipe network block, and an initial state of data regarding the pipe network is created.
[0017]
(4th step)
Next, pipe network hydraulic calculation is performed based on data on the pipe network in the initial state.
[0018]
(Fifth step)
After calculating the hydraulic network, check the error between the measured value and the calculated value of the flow rate at the flow measurement point, and if the error exceeds a predetermined allowable range, block the block related to the flow rate measurement point for time coefficient adjustment. set to target.
[0019]
(Sixth step)
Next, a used water amount correction value is calculated for a block related to a flow rate measurement point where the error exceeds a predetermined allowable range.
Here, assuming that the used water amount correction values are calculated for the blocks 3, 4, and 5, if the inflow amount calculation value is Qin, the outflow amount calculation value is Qout, and the used water amount correction value is Qdiff,
Qdiff3 = (Qin3'-Qin3)-(Qout3'-Qout3)
Qdiff4 = (Qin4′−Qin4) − (Qout4′−Qout4)
Qdiff5 = (Qin5'-Qin5)-(Qout5'-Qout5)
[0020]
(7th step)
Next, the time coefficient of the involved block is corrected based on the calculated used water amount correction value.
Here, if the time coefficient is corrected for blocks 3, 4, and 5,

[0021]
As a result, the time coefficient K of each block is

[0022]
(8th step)
Next, a time coefficient corrected for each time coefficient adjusting pipe network block is set, and data on the pipe network is updated.
[0023]
(9th step)
Next, based on the updated data on the pipe network, the pipe network hydraulic calculation is performed again.
[0024]
(10th step)
After executing the pipe network hydraulic calculation, the procedure from the fifth step to the ninth step is repeated until the error between the measured value and the calculated value of the flow rate at the flow rate measuring point falls within a predetermined allowable range.
[0025]
According to the time coefficient adjusting method of the present invention, by executing the above-described procedure, the time coefficient can be automatically adjusted for each of the time coefficient adjusting pipe network blocks divided by the flow rate measuring points.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, a pipe network hydraulic calculation device using the time coefficient adjustment method as described above will be specifically described with reference to the drawings.
[0027]
As shown in FIG. 3, the pipe network hydraulic calculation device 1 of the present invention includes an operation / display unit 2, a time coefficient adjustment processing unit 3, a hydraulic calculation processing unit 4, a time coefficient adjustment information database 5, a pipe network information database. And data is transferred between components in the form of a data file.
[0028]
The operation / display unit 2 is composed of a keyboard, a display, etc., for inputting various data necessary for processing, instructing execution of processing, receiving an end of processing, acquiring a calculation result, displaying the result, and the like. It is.
[0029]
The time coefficient adjustment processing unit 3 executes the time coefficient adjustment processing by the time coefficient adjustment method as described above, and calculates the time coefficient while repeating the correction.
[0030]
The hydraulic calculation processing unit 4 executes hydraulic calculation processing based on the time coefficient calculated by the time coefficient adjustment processing unit 3.
[0031]
The time coefficient adjustment information database 5 sequentially stores time coefficient data required for hydraulic calculations.
[0032]
The pipe network information database 6 stores facility information data required for hydraulic calculations, calculation condition data, and calculation result data after hydraulic calculations are performed. Data such as diameter and extension, data such as time coefficient as calculation condition data, and data such as flow rate and water head as calculation result data are stored.
[0033]
Next, the function and operation of the pipe network hydraulic calculation device 1 of the present invention will be described according to the processing procedure with reference to FIG.
[0034]
When the execution of the time counting adjustment process is instructed by the keyboard or the display of the operation / display unit 2 ((1)), the time counting adjustment processing unit 3 uses the time coefficient adjustment information database 5 and the pipe network information database 6 to perform the necessary processing. The information data is read ((2)).
[0035]
Then, the time counting adjustment processing unit 3 executes the time coefficient adjustment processing by the time coefficient adjustment method as described above ((3)). In the process at the first time, the adjustment process is performed on each block based on an initial value with a uniform time coefficient. In the second and subsequent processes, the correction time coefficient is calculated for each block by the time coefficient adjustment method.
[0036]
The time coefficient data adjusted and calculated by the time counting adjustment processing unit 3 is sequentially stored in the time coefficient adjustment information database 5 and the pipe network information database 6 ((4)).
[0037]
When the time coefficient adjustment processing is executed in the time coefficient adjustment processing section 3, the execution of the hydraulic calculation processing is instructed to the hydraulic calculation processing section 4 ((5)), and the hydraulic calculation processing section 4 switches the pipe network. Information data necessary for processing is read from the information database 6 ([6]).
[0038]
Then, the hydraulic calculation processing unit 4 executes a hydraulic calculation process ((7)), and sequentially stores the calculation result data in the pipe network information database 6 ((8)). When the hydraulic calculation process is completed ([9]), the completion is notified to the time coefficient adjustment processing unit 3 (10).
[0039]
The processes (2) to (10) are repeated until the time coefficient adjustment processing unit 3 confirms that the error of the calculation result of the hydraulic calculation process falls within a predetermined allowable range (11).
[0040]
When the time coefficient adjustment processing unit 3 confirms that the error of the calculation result of the hydraulic calculation processing falls within a predetermined allowable range, the time coefficient adjustment processing ends (12).
[0041]
Then, the end of the time coefficient adjustment processing is notified to the operation / display unit 2 (13), and the operation / display unit 2 reads the calculation result data from the pipe network information database 6 and displays it on a display as appropriate (14).
[0042]
As described above, according to the pipe network hydraulic calculation device of the present invention, the pipe network hydraulic calculation can be efficiently performed using the time coefficient adjustment method.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a topographic map showing a setting example of a time coefficient adjusting pipe network block.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a setting example of a time coefficient adjusting pipe network block;
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a pipe network hydraulic calculation device of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pipe network hydraulic calculation device 2 Operation / display part 3 Time coefficient adjustment processing part 4 Pipe network hydraulic calculation processing part 5 Time coefficient adjustment information database 6 Pipe network information database

Claims

Pipe network hydraulic calculation characterized in that the pipe network of the target area is divided by the flow rate measurement point and the time coefficient is adjusted using the flow rate data for each of the divided time coefficient adjustment pipe network blocks. Time factor adjustment method in.

The time coefficient of at least one time coefficient adjusting pipe network block is fixed, and the time coefficient of another time coefficient adjusting pipe network block is varied to adjust the time coefficient. 2. The method for adjusting the time coefficient in the pipe network hydraulic calculation according to 1.

When the error between the measured value of the flow rate at the flow rate measurement point and the calculated value of the flow rate as a result of the hydraulic calculation of the pipe network exceeds a predetermined allowable range, the time coefficient adjusting pipe network block related to the flow rate measurement point is used. The method according to claim 1 or 2, wherein the time coefficient is adjusted.

Input various data necessary for the process, instruct the execution of the process, receive the end of the process, obtain and display the calculation result, perform the operation and display unit, and execute the time coefficient adjustment process, and repeat the correction A time coefficient adjustment processing unit that calculates a time coefficient, a pipe network hydraulic calculation processing unit that executes a pipe network hydraulic calculation process based on the time coefficient calculated by the time coefficient adjustment processing unit, and a pipe network hydraulic calculation. A time coefficient adjustment information database for sequentially storing required time coefficient data, facility information data required for pipeline hydraulic calculations, calculation condition data, and calculation result data after performing pipeline hydraulic calculations are stored. A pipe network hydraulic calculation device comprising a pipe network information database.