JP2004250941A - Water supply supporting apparatus between water distribution blocks in water supply system - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、取水源からの取水を浄水にする浄水場と、得られた浄水を固有の配水ブロックへ配水する配水場とを有する単位給水系統を複数組備え、各単位給水系統間で水の融通を行い得るように各単位給水系統間が、バルブを有する連系配管を介して接続されている給水設備における配水ブロック間水融通支援装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
河川や、井戸、ダム等の取水源から取水し、その取水から浄水を生産し、その浄水を、配水場を介して配水ブロックに属する各需要家へ配水する給水系統において、複数の配水ブロック間で浄水の融通をし合うためにオペレータが介在することは良く行われている。本発明は、オペレータ介在型の水融通装置においてオペレータへ支援情報を提供する水融通支援装置に関する。
【0003】
比較的広域の配水エリアの需要家に対して、浄水を安全・確実に供給するために、一定の配水エリアを幾つかの配水ブロックに分割して浄水の供給を行っている。しかし、浄水を生産する上で、ダムや河川から取水できる量に制限がかかった場合等、需要量に見合った浄水を生産することができない場合が発生する。このような時、他の系統で生産した浄水を融通してもらうことによって、需要家に対して浄水を安定して供給することが可能となる。また、浄水融通に伴い、融通した機場の浄水の生産計画を立てなおす必要が出てくるため、その機場の浄水生産の再計画も併せて行っている。
【0004】
図5は、3つの配水ブロック30A,30B,30Cに分割された配水エリアに、配水ブロック毎に浄水を生産し供給する主系統の構成例を示すものである。以下、図5を参照して主系統構成について説明する。
【0005】
A系統の配水ブロック30Aには、浄水場10Aで生産された浄水が配水場20Aを介して供給される。配水ブロック30B,30Cに対しても、同様構成の浄水場10B,10Cから配水場20B,20Cを介して浄水供給が行われる。ここでは各浄水場の取水源として井戸9A、ダム9B、及び河川9Cを例示している。浄水場10Aは井戸9Aから取水し、浄水場10Bはダム9Bから取水し、浄水場10Cは河川9Cから取水しているものとする。
【0006】
浄水場10A,10B,10Cは同一内部構成を持っているものとし、それぞれ取水源側から順に、取水流量測定用流量計11、着水井12、ろ過池13、ろ過流量測定用流量計14、浄水池15、及び送水量測定用流量計16を備えている。配水場20A,20B,20Cはそれぞれ、配水池21及び配水量測定用流量計22を備えている。
【0007】
浄水場10A,10B,10Cの相互間は、取水した原水を融通するための設備として、着水井12の流出側で、融通用バルブ41及び原水融通量測定用流量計42を介して接続されている。同様に、配水場20A,20B,20Cの相互間は、浄水場10A,10B,10Cから送られてくる浄水を融通するための設備として、浄水場の出口側すなわち配水場の入口側で、融通用バルブ43及び送水融通量測定用流量計44を介して互いに接続されている。さらに、系統毎に配水場と配水ブロック間に2つのバルブ45,46を直列に接続し、A,B,C各系統間をそれぞれ両バルブ45,46の直列接続点で、配水融通量測定用流量計47及びバルブ48を介して接続している。
【0008】
このような主系統構成の給水系統において、例えばb系統の浄水場10Bの取水源であるダム9Bに取水制限がかかり、浄水場10Bにおいて必要な浄水の生産をすることができなくなった場合を考えてみる。配水ブロック30Bには原則的には浄水場10Bで生産された浄水が配水場20Bを介して供給される。しかし、浄水場10Bの生産水量が不足した場合は、配水ブロック30Bへの配水量を確保するため、浄水場10A又は10C又はその両方で生産した浄水をB系統に融通してもらうことが必要になる。
【0009】
このような時オペレータは、図6に示すような配水ブロック間水融通支援装置50(例えば、特許文献1参照)を用いて配水ブロック間水融通処理を行う。配水ブロック間水融通支援装置50は、浄水融通量設定手段51、バルブ制御手段52、送水計画手段53、及び取水・ろ過計画手段54を備えている。配水ブロック間水融通に際して、オペレータは浄水融通量設定手段51を用いて、配水場20A及び20Cからの融通量を経験的に決定し設定する。設定された融通量はバルブ制御手段52に送られ、各系統のバルブ45,46及び各系統間のバルブ48を操作して融通量を調整する。この時、融通する側の配水場20A及び20Cでは融通量分だけ配水量が増加するため、浄水場10A又は10Cでの生産水量の再計画を取水・ろ過計画手段54で行う。同時に、浄水場10Aから配水場20Aへの送水量、及び浄水場10Cから配水場20Cへの送水量の計画も送水計画手段53で行う。
【0010】
【特許文献1】
特開平11−61893号公報 (図1とその説明)
【特許文献2】
特開2001−216287号公報 (図1とその説明)
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、どの系統からどの程度の水量を融通するかの決定は、従来、オペレータが経験に基づいて行っているため、経験の浅いオペレータでは適切な融通量を決定することが困難である。また、浄水融通を行うと、浄水を融通するための設備であるバルブ45,46,48の開閉制御を伴うが、バルブ制御に伴う管路内の圧力変動や、流量変化、流れ方向の変化等のプロセス値を的確に捉えることもかなり困難である。そもそもオペレータの経験等に頼る従来の手動操作型の方式では突発的な事故発生の事態を想定していないので、突発事故発生時にオペレータの負担が大きいばかりでなく、的確な判断や操作を期待するのは無理である。
【0012】
したがって本発明の目的は、オペレータに対して、浄水融通に伴う浄水融通情報を的確に提供し、水融通支援を円滑に実施得るようにするための配水ブロック間水融通支援装置を提供することである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1に係る発明の配水ブロック間水融通支援装置は、過去の水需要実績の統計値に基づいて各配水ブロックの浄水需要量を予測する需要予測手段と、需要予測手段によって予測された浄水需要量に基づいて配水ブロック間での配水融通量を演算し設定する手段と、給水系統のプロセス情報を格納するプロセス情報データベースと、設定された配水融通量に基づき、プロセス情報データベースに格納されたプロセス情報を参照してプロセス挙動のシミュレーションを行うプロセス値シミュレーション手段と、プロセス値シミュレーション手段のシミュレーション結果を参照して異常なしと判断されたとき設定された配水融通量を浄水融通量として出力する浄水融通量出力手段と、浄水融通量出力手段から出力された浄水融通量を達成するようにバルブを制御するバルブ制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【0014】
請求項2に係る発明の配水ブロック間水融通支援装置は、過去の水需要実績の統計値に基づいて各配水ブロックの浄水需要量を予測する需要予測手段と、各配水ブロックの過去のプロセス実績値を格納する実績値データベースと、需要予測手段によって予測された浄水需要量に類似する実績値を有する過去の期日を、実績値データベースを参照して検索する類似日検索手段と、検索によって得られた過去の期日の実績値に基づいて配水融通量を設定する配水融通量設定手段と、この配水融通量設定手段によって設定された配水融通量に従って浄水融通量を出力する浄水融通量出力手段と、この浄水融通量出力手段から出力された浄水融通量を達成するようにバルブを制御するバルブ制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【0015】
請求項3に係る発明の配水ブロック間水融通支援装置は、過去の水需要実績の統計値に基づいて各配水ブロックの浄水需要量を予測する需要予測手段と、各配水ブロックの過去のプロセス実績値を格納する実績値データベースと、需要予測手段によって予測された浄水需要量に類似する実績値を有する過去の期日を、実績値データベースを参照して検索する類似日検索手段と、検索によって得られた過去の期日の実績値に基づいて配水融通量を設定する配水融通量設定手段と、給水系統のプロセス情報を格納するプロセス情報データベースと、設定された配水融通量に基づき、プロセス情報データベースに格納されたプロセス情報を参照してプロセス挙動のシミュレーションを行うプロセス値シミュレーション手段と、プロセス値シミュレーション手段のシミュレーション結果を参照して異常なしと判断されたとき設定された配水融通量を浄水融通量として出力する浄水融通量出力手段と、浄水融通量出力手段から出力された浄水融通量を達成するようにバルブを制御するバルブ制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【0016】
請求項4に係る発明の配水ブロック間水融通支援装置は、過去の水需要実績の統計値に基づいて各配水ブロックの浄水需要量を予測する需要予測手段と、各配水ブロックの過去のプロセス実績値を格納する実績値データベースと、需要予測手段によって予測された浄水需要量に基づいて、実績値データベースを参照し、配水ブロック間の水融通量を考慮した各給水系統の浄水場の取水から配水ブロックへの配水までの運用計画を立てる運用計画手段と、この運用計画手段によって計画された配水融通量を設定する配水融通量設定手段と、給水系統のプロセス情報を格納するプロセス情報データベースと、配水融通量設定手段によって設定された配水融通量に基づきプロセス情報を参照してプロセス挙動のシミュレーションを行うプロセス値シミュレーション手段と、このプロセス値シミュレーション手段のシミュレーション結果を参照して異常なしと判断されたとき配水融通量設定手段によって設定された配水融通量を出力する浄水融通量として出力する浄水融通量出力手段と、この浄水融通量出力手段から出力された浄水融通量を達成するようにバルブを制御するバルブ制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】
<第1の実施形態>
図1を用いて本発明の第1の実施形態を説明する。
本発明の適用対象である主系統構成は、図5に示した通りであるとして説明を進める。
図1の配水ブロック間水融通支援装置60は、需要予測手段61、配水融通量演算手段62、配水融通量設定手段63、プロセス値シミュレーション手段64、プロセス情報DB(データベース)65、異常確認ブロック66、浄水融通量出力手段67、及びバルブ制御手段68から構成されている。
【0018】
原則的には、浄水場10Aで生産された浄水は配水場20Aを介して配水ブロック30Aへ供給される。同様に浄水場10B,10Cで生産された浄水は配水場20B,20Cを介して配水ブロック30B,30Cへ供給される。また、各系統間にバルブを含む水融通経路が設けられていることは、すでに述べた通りである。
【0019】
このような主系統において、例えばB系統の浄水場10Bの取水源であるダム9Bに取水制限がかかり、配水ブロック30Bで必要とする浄水量を浄水場10Bで生産することができなくなった場合を考える。
【0020】
浄水場10Bで生産された浄水は、通常、配水ブロック20Bへ供給されている。しかし、浄水場10Bでの生産水量が不足すると、浄水場10A,10Cで生産された浄水をB系統に融通することが必要となる。需要予測手段61はプロセス情報DB65を参照し、そこに蓄積された過去の水需要実績値に基づいて水需要予測を行い、予測された需要量に基づいて配水融通量演算手段62により配水融通量を演算する。需要予測手段61は、例えば特許文献2に記載された原理・構成のものを応用して予測することができる。オペレータは配水融通量演算手段62で演算された配水融通量に基づき配水融通量設定手段63を用いて配水場20A及び配水場20Cからの融通量を決定し、設定する。その設定を受けて、プロセス値シミュレーション手段64では、配水融通量設定手段63で設定された融通量で運用した場合の、プロセスの挙動(管路内の圧力変動や流れ方向の変化等)をシミュレーションする。ここでは、プロセス情報DB65に格納されているプロセス情報に基づいて水理モデルを生成し、生成したモデルでのシミュレーションを行う。水理モデルには一般に知られている以下のモデルを用いることができる。ここで、プロセス情報DB65に格納されているプロセス情報には、例えば、各管路の種類、長さ、内径、接続関係、流量、圧力、水位、各種センサの設置位置、センサ出力、さらには各ポンプやバルブを含む各機器の特性、取水源の取水制限情報等が含まれる。
【0021】
単一の管路や、バルブ、ポンプ等に関しては、流量と損失水頭の間で次式の関係が満足されねばならない。すなわち、E1を管路やバルブ、ポンプ等の一次圧、E2を管路やバルブ、ポンプ等の二次圧、hfを管路やバルブ、ポンプ等での損失水頭(ポンプの場合は負となる)として、
E1−E2=hf ・・・(1)
である。
【0022】
管路の結合点である節点では、流量の連続式あるいは節点方程式と呼ばれる次の等式が満足されねばならない。すなわち、
qin=qout ・・・(2)
ここで、qinはある節点への流入量総和、qoutはある節点からの流出量総和である。
【0023】
オペレータはプロセス値シミュレーション手段64で演算されたプロセス挙動を確認し(異常確認ブロック66)、異常が無ければ、配水融通量設定手段63で設定された配水融通量を浄水融通量として浄水融通量出力手段67に出力する。もし、プロセス挙動に異常があると判断されれば、配水融通量設定手段63を用いて、再度、新たな配水融通量を設定し、プロセス値シミュレーション手段64で改めてシミュレーションを行う。浄水融通量出力手段67では、プロセス情報DBを参照しつつ、入力された浄水融通量を達成するように、バルブ制御手段68にバルブ操作指令を出す。バルブ制御手段68は、入力された操作指令に基づいて主系統の関係するバルブを制御して浄水融通量を制御する。
【0024】
この場合、送水計画手段53や取水・ろ過計画手段54(図6)を用いて、浄配水場の運用計画を立てることも可能である。
【0025】
この実施形態によれば、配水融通を行ったときのプロセス挙動を、シミュレーションにより把握することにより、設定した融通量で問題ないかどうかを確認した上で融通量を決定するので、経験の浅いオペレータでも、シミュレーション値を確認することにより、水融通を的確に行うことができる。
【0026】
<第2の実施形態>
図2を用いて第2の実施形態を説明する。
【0027】
図2の配水ブロック間水融通支援装置70は、需要予測手段71、類似日検索手段72、実績値DB(データベース)73、配水融通量設定手段74、浄水融通量出力手段75、及びバルブ制御手段76から構成されている。
【0028】
需要予測手段71では、各配水ブロック30A,30B,30Cの需要量を予測する。この予測には公知の方法(例えば、特許文献2参照)を用いることができる。類似日検索手段72では、需要予測手段71によって予測された各配水ブロックの需要量と類似する過去の実績需要量を検索し、両者が一致又は類似した需要量と同一日時の各浄配水場間の融通量データを得る。なお、検索キーは各配水ブロックの需要量予測値をそのまま用いても良いし、統計的に処理した値を用いても良いし、さらに周波数解析などの数値処理を行った値を用いても良い。また、類似度の判定には自乗誤差和を用いる。すなわち、検索キーと実績値データベース73の各レコード(1日ごとの需要量実績値)の自乗誤差和を用いる。各レコードで算出した自乗誤差和が最も小さいレコードが類似レコードとなる。得られた各浄配水場間の融通量に基づいて配水融通量設定手段74により配水融通量を設定し、それを浄水融通量として浄水融通量出力手段75に出力する。
【0029】
浄水融通量出力手段75では、入力された融通量が達成できるように、バルブ制御手段76にバルブ操作指令を出す。なお、入力された融通量をオペレータがマニュアル修正することも可能である。バルブ制御手段76は、入力された操作指令に基づいて各バルブの制御を行う。
【0030】
この場合も、従来技術を応用し、送水計画手段53や取水・ろ過計画手段54(図6)を用いて、浄配水場の運用計画を立てることが可能である。
【0031】
この実施形態によれば、現在の状況と似ている過去の実績値を基に水融通量を決定し、その時のプロセス挙動を確認することができ、そのため、より適切な浄水融通量を設定することができる。
【0032】
<第3の実施形態>
図3を用いて第3の実施形態を説明する。
図3に示す配水ブロック間水融通支援装置80は、需要予測手段81、類似日検索手段82、実績値DB(データベース)83、配水融通量設定手段84、プロセス値シミュレーション手段85、プロセス情報DB(データベース)86、異常確認ブロック87、浄水融通量出力手段88、及びバルブ制御手段89から構成されている。
【0033】
需要予測手段81では、各配水ブロック30A,30B,30Cの需要量を予測する。この時、予測方法としては第1または第2の実施形態における需要予測手段61,71による需要予測方法と同じ方法を用いれば良い。類似日検索手段82では、需要予測手段81によって予測された各配水ブロックの需要量に類似する過去の実績需要量を実績値DB83の中から検索し、一致又は類似する需要量と同一日時の各浄配水場間の融通量を得る。この類似日検索手段82においても第2の実施形態における類似日検索手段72と同様の方法によって検索すれば良い。類似度の判定には統計的に自乗誤差和を用いる。すなわち、検索キーと実績値データベース83の各レコード(1日ごとの需要量実績値)の自乗誤差和である。各レコードで算出した自乗誤差和が最も小さいレコードが類似レコードとなる。得られた各浄配水場間の融通量を配水融通量設定手段84に出力する。配水融通量設定手段84では、類似日検索手段82で取得した過去の実績値を配水融通量として設定する。なお、設定した融通量の変更は可能である。プロセス値シミュレーション手段85では、配水融通量設定手段84で設定された融通量で運用した場合の、プロセスの挙動(管路内の圧力変動や流れ方向の変化等)をシミュレーションする。ここでは、水理モデルをプロセス情報データベース86に基づいて生成し、生成したモデルでのシミュレーションを行う。
【0034】
オペレータはプロセス値シミュレーション手段85でシミュレーションされたプロセス挙動を異常確認ブロック87で確認し、異常が無ければ、配水融通量設定手段84で設定された融通量を浄水融通量出力手段88に浄水融通量として出力する。もし、プロセス挙動に異常があれば、配水融通量設定手段84を用いて、融通量を再設定し、改めてシミュレーションを行う。
【0035】
浄水融通量出力手段88では、プロセス値シミュレーション手段85から入力された融通量が達成されるようにバルブ制御手段89にバルブ操作指令を出す。バルブ制御手段89は、入力された操作指令に基づいて主系統のバルブを制御する。
【0036】
この場合もまた、送水計画手段53や取水・ろ過計画手段54を用いて、浄配水場の運用計画を立てることができる。
【0037】
この実施形態によれば、現在の状況と似ている過去の実績値を基に水融通量を決定し、その時のプロセス挙動を確認することができ、そのため、より適切な浄水融通量を設定することができる。
【0038】
<第4の実施形態>
図4を用いて第4の実施形態を説明する。
【0039】
図4に示す配水ブロック間水融通支援装置90は、需要予測手段91、運用計画手段92、実績値DB93、配水融通量設定手段94、プロセス値シミュレーション手段95、プロセス情報DB96、異常確認ブロック97、変更確認ブロック98、浄水融通量出力手段99、及びバルブ制御手段100から構成されている。
【0040】
需要予測手段91は、需要予測手段61,71,81と同様にして各配水ブロックの需要量を予測する。運用計画手段92は、需要予測手段91によって予測された各配水ブロック30A,30B,30Cの需要量に基づいて、各配水ブロック間の配水融通量を考慮した、浄水場10A.10B,10Cからの送水量計画を作成し、さらに、作成された送水量計画に基づいて浄水場での浄水生産計画及び取水計画の作成を行う。なお、浄水生産計画及び取水計画を作成する時に浄水場間の浄水融通を考慮することができる。これらの計画を作成するためには、公知の方法(例えば、特許文献1参照)を用いることができる。
【0041】
配水融通量設定手段94は、運用計画手段92によって計画された配水融通量を設定する。なお、ここで設定された融通量にはオペレータによってマニュアル変更を加えることが可能である。プロセス値シミュレーション手段95は配水融通量設定手段94によって設定された融通量で運用した場合の、プロセスの挙動(管路内の圧力変動や流れ方向の変化等)をシミュレーションする。ここでは、水理モデルをプロセス情報DB96に蓄積されたプロセス情報に基づいて生成し、生成したモデルでのシミュレーションを行う。
【0042】
オペレータはプロセス値シミュレーション手段95で演算されたプロセス挙動の異常有無をブロック97で確認し、異常が無ければ、さらにブロック98で変更の有無を確認し、変更があった場合、配水融通量設定手段94で設定された融通量を浄水融通量出力手段99に出力する。変更が無ければバルブ制御手段100を介して入力された操作指令に基づく主系統のバルブ制御を行う。また、ブロック97でプロセス挙動に異常が確認された場合は、配水融通量設定手段94を用いて、再度、新たな融通量を設定し、再度シミュレーションを行う。浄水融通量出力手段99は、入力された浄水融通量が達成できるように、バルブ制御手段100にバルブ操作指令を出す。
【0043】
この実施形態においても、各実施の形態と同様に、送水計画手段53や取水・ろ過計画手段54を用いて浄配水場の運用計画を立てることが可能である。
【0044】
この実施の形態によれば、現在の状況と似ている過去の実績値を基に水融通量を決定し、その時のプロセス挙動を確認することができ、そのため、より適切な水融通量を設定することができる。
【0045】
【発明の効果】
以上述べてきたように、本発明によれば、オペレータに対し水融通量を決定するための支援情報を提供し、水融通時のプロセス挙動を把握し、水融通に伴う各浄配水場の適切な運用計画を作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による配水ブロック間水融通支援装置の第1の実施形態を示すブロック図。
【図2】本発明による配水ブロック間水融通支援装置の第2の実施形態を示すブロック図。
【図3】本発明による配水ブロック間水融通支援装置の第3の実施形態を示すブロック図。
【図4】本発明による配水ブロック間水融通支援装置の第4の実施形態を示すブロック図。
【図5】本発明を適用する給水系統の構成例を示す系統図。
【図6】従来の配水ブロック間水融通支援装置を示すブロック図。
【符号の説明】
9A 井戸
9B ダム
9C 河川
10A 浄水場
10B 浄水場
10C 浄水場
11 流量計
12 着水井
13 ろ過池
14 流量計
15 浄水池
16 流量計
20A 配水場
20B 配水場
20C 配水場
21 配水池
22 流量計
30A 配水ブロック
30B 配水ブロック
30C 配水ブロック
41、43,45,46,48 水融通用バルブ
42,44,47 流量計
50 配水ブロック間水融通支援装置
51 浄水融通量設定手段
52 バルブ制御手段
53 送水計画手段
54 取水・ろ過計画手段
60 配水ブロック間水融通支援装置
61 需要予測手段
62 配水融通量演算手段
63 配水融通量設定手段
64 プロセス値シミュレーション手段
65 プロセス情報DB(データベース)
66 異常確認ブロック
67 浄水融通量出力手段
68 バルブ制御手段
70 配水ブロック間水融通支援装置
71 需要予測手段
72 類似日検索手段
73 実績値DB(データベース)
74 配水融通量設定手段
75 浄水融通量出力手段
76 バルブ制御手段
80 配水ブロック間水融通支援装置
81 需要予測手段
82 類似日検索手段
83 実績値DB(データベース)
84 配水融通量設定手段
85 プロセス値シミュレーション手段
86 プロセス情報DB(データベース)
87 異常確認ブロック
88 浄水融通量出力手段
89 バルブ制御手段
90 配水ブロック間水融通支援装置
91 需要予測手段
92 運用計画手段
93 実績値DB(データベース)
94 配水融通量設定手段
95 プロセス値シミュレーション手段
96 プロセス情報DB(データベース)
97 異常確認ブロック
98 変更確認ブロック
99 浄水融通量出力手段
100 バルブ制御手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention comprises a plurality of unit water supply systems each having a water purification plant for purifying water intake from a water intake source and a water distribution plant for distributing the obtained purified water to a unique water distribution block. The present invention relates to a water exchange support device between water distribution blocks in a water supply facility in which each unit water supply system is connected via an interconnecting pipe having a valve so as to be able to perform interchange.
[0002]
[Prior art]
In a water supply system that draws water from water intake sources such as rivers, wells, and dams, produces purified water from the water intake, and distributes the purified water to each customer belonging to the distribution block via a water distribution station, a plurality of distribution blocks It is common for an operator to intervene to exchange purified water. The present invention relates to a water accommodation support device that provides support information to an operator in an operator-assisted water accommodation device.
[0003]
In order to supply clean water safely and reliably to customers in relatively wide water distribution areas, a certain water distribution area is divided into several water distribution blocks to supply purified water. However, when producing purified water, there may be cases where it is not possible to produce purified water that meets the demand, such as when the amount of water that can be taken from dams or rivers is limited. In such a case, it is possible to supply the purified water stably to the customer by having the purified water produced by another system interchange. In addition, with the water purification interchange, it is necessary to rebuild the production plan of the purified water at the plant where the water treatment was provided.
[0004]
FIG. 5 shows a configuration example of a main system that produces and supplies purified water for each water distribution block to a water distribution area divided into three
[0005]
Purified water produced at the
[0006]
The
[0007]
The
[0008]
In a water supply system having such a main system configuration, for example, a case is considered in which a water intake restriction is imposed on a
[0009]
In such a case, the operator performs inter-distribution-block water interchange processing using the inter-distribution block water interchange support device 50 (see, for example, Patent Document 1) as shown in FIG. The inter-water distribution block water
[0010]
[Patent Document 1]
JP-A-11-61893 (FIG. 1 and its description)
[Patent Document 2]
JP 2001-216287 A (FIG. 1 and its description)
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, since the determination of the amount of water to be provided from which system is conventionally performed based on experience by an operator, it is difficult for an inexperienced operator to determine an appropriate amount of available water. . In addition, the exchange of purified water involves opening and closing control of
[0012]
Therefore, an object of the present invention is to provide a water exchange support device between water distribution blocks for accurately providing purified water exchange information associated with water exchange to an operator and enabling smooth implementation of water exchange support. is there.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a water exchange support device between water distribution blocks according to the invention according to claim 1, a demand prediction unit that predicts a purified water demand of each water distribution block based on a statistical value of past water demand results, Means for calculating and setting the water distribution amount between the distribution blocks based on the purified water demand amount predicted by the demand prediction means, a process information database storing process information of the water supply system, and A process value simulation means for simulating process behavior by referring to process information stored in a process information database, and a water distribution amount set when it is determined that there is no abnormality by referring to a simulation result of the process value simulation means. Output means for outputting the amount of purified water as the amount of purified water, and output from the And valve control means for controlling the valve to achieve the water purification interchange amount, characterized by comprising a.
[0014]
A water exchange support device between distribution blocks according to the invention according to claim 2, a demand prediction means for predicting a purified water demand of each distribution block based on a statistical value of past water demand results, and a past process result of each distribution block. An actual value database for storing values, a similar date search means for searching for a past date having an actual value similar to the purified water demand predicted by the demand prediction means by referring to the actual value database, Distribution capacity setting means for setting the water distribution capacity based on the actual value of the past date, and purified water capacity output means for outputting the purified water capacity according to the water distribution capacity set by the water capacity setting means, Valve control means for controlling a valve so as to achieve the purified water exchange amount output from the purified water exchange amount output means.
[0015]
The water exchange support device between distribution blocks according to the invention according to claim 3 is a demand prediction means for predicting a purified water demand of each distribution block based on a statistical value of past water demand results, and a past process result of each distribution block. An actual value database for storing values, a similar date search means for searching for a past date having an actual value similar to the purified water demand predicted by the demand prediction means by referring to the actual value database, Distribution capacity setting means for setting the water distribution capacity based on the actual value of the past due date, a process information database for storing the process information of the water supply system, and a process information database based on the set water distribution capacity. Process value simulation means for simulating process behavior with reference to the obtained process information, and process value simulation Means for outputting the set amount of water distribution as the amount of purified water when it is determined that there is no abnormality with reference to the simulation result of the means for purifying water, and the amount of purified water that is output from the amount of purified water interchange output means. Valve control means for controlling the valve so as to achieve it.
[0016]
The water exchange support device between distribution blocks of the invention according to claim 4 is a demand prediction means for predicting the purified water demand of each distribution block based on a statistical value of past water demand results, and a past process result of each distribution block. Based on the actual value database that stores the values and the purified water demand predicted by the demand forecasting means, reference is made to the actual value database, and the water distribution from the water treatment plant of each water supply system taking into account the amount of water exchange between the distribution blocks is considered. An operation planning means for making an operation plan up to distribution of water to the block, a water distribution amount setting means for setting a water distribution amount planned by the operation planning means, a process information database for storing process information of a water supply system, and a water distribution A process value system that simulates process behavior by referring to process information based on the water distribution capacity set by the capacity setting means. A water purification amount output means for outputting the water distribution amount set by the water distribution amount setting means when it is determined that there is no abnormality with reference to the simulation result of the process value simulation means. And a valve control means for controlling a valve so as to achieve the purified water flow output from the purified water flow output means.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
<First embodiment>
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The description will proceed on the assumption that the main system configuration to which the present invention is applied is as shown in FIG.
1 includes a
[0018]
In principle, purified water produced at the
[0019]
In such a main system, for example, a case where water intake restriction is imposed on the
[0020]
The purified water produced at the
[0021]
For a single line, valve, pump, etc., the following relationship must be satisfied between the flow rate and the head loss. That is, E1 is the primary pressure of the pipeline, valve, pump, etc., E2 is the secondary pressure of the pipeline, valve, pump, etc., and hf is the head loss in the pipeline, valve, pump, etc. (negative in the case of a pump. )
E1-E2 = hf (1)
It is.
[0022]
At the nodes, which are the connection points of the pipelines, the following equation, called the continuous equation of the flow rate or the nodal equation, must be satisfied. That is,
qin = qout (2)
Here, qin is the total amount of inflow to a certain node, and qout is the total amount of outflow from a certain node.
[0023]
The operator confirms the process behavior calculated by the process value simulation means 64 (abnormality confirmation block 66), and if there is no abnormality, outputs the purified water exchange amount as the purified water exchange amount set by the distributed water amount set by the distributed water amount setting means 63. Output to means 67. If it is determined that there is an abnormality in the process behavior, a new water distribution amount is set again by using the water distribution amount setting means 63, and the simulation is performed again by the process value simulation means 64. The purified water interchange amount output means 67 issues a valve operation command to the valve control means 68 so as to achieve the inputted purified water interchange amount while referring to the process information DB. The valve control means 68 controls the valves related to the main system based on the input operation command to control the amount of purified water exchange.
[0024]
In this case, it is also possible to use the water supply planning means 53 and the intake / filtration planning means 54 (FIG. 6) to make an operation plan for the water purification and distribution plant.
[0025]
According to this embodiment, the process behavior at the time of water distribution accommodation is determined by simulation, and it is determined whether there is no problem with the set accommodation amount. However, by checking the simulation values, water accommodation can be performed accurately.
[0026]
<Second embodiment>
A second embodiment will be described with reference to FIG.
[0027]
2 includes a
[0028]
The demand prediction means 71 predicts the demand of each of the
[0029]
The purified water interchange
[0030]
Also in this case, it is possible to make an operation plan of the water purification and distribution plant by applying the conventional technology and using the water supply planning means 53 and the intake / filtration planning means 54 (FIG. 6).
[0031]
According to this embodiment, the amount of water exchange can be determined based on the past actual values similar to the current situation, and the process behavior at that time can be confirmed. Therefore, a more appropriate amount of purified water exchange can be set. be able to.
[0032]
<Third embodiment>
A third embodiment will be described with reference to FIG.
3 includes a
[0033]
The demand prediction means 81 predicts the demand of each of the
[0034]
The operator confirms the process behavior simulated by the process value simulation means 85 in the
[0035]
The purified water accommodation amount output means 88 issues a valve operation command to the valve control means 89 so that the accommodation amount input from the process value simulation means 85 is achieved. The valve control means 89 controls a valve of the main system based on the input operation command.
[0036]
Also in this case, an operation plan of the water purification and distribution plant can be made using the water supply planning means 53 and the water intake / filtration planning means 54.
[0037]
According to this embodiment, the amount of water exchange can be determined based on the past actual values similar to the current situation, and the process behavior at that time can be confirmed. Therefore, a more appropriate amount of purified water exchange can be set. be able to.
[0038]
<Fourth embodiment>
A fourth embodiment will be described with reference to FIG.
[0039]
The inter-distribution-block water
[0040]
The demand prediction means 91 predicts the demand amount of each water distribution block in the same manner as the demand prediction means 61, 71, 81. The operation planning means 92, based on the demand of each of the
[0041]
The water distribution amount setting means 94 sets the water distribution amount planned by the operation planning means 92. The amount of accommodation set here can be manually changed by the operator. The process value simulation means 95 simulates the behavior of the process (pressure fluctuations in the pipeline, changes in the flow direction, etc.) when operated with the capacity set by the water distribution capacity setting means 94. Here, a hydraulic model is generated based on the process information stored in the
[0042]
The operator checks in
[0043]
Also in this embodiment, similarly to each embodiment, it is possible to make an operation plan of the water purification and distribution plant using the water supply planning means 53 and the water intake / filtration planning means 54.
[0044]
According to this embodiment, it is possible to determine the amount of water exchange based on the past actual values similar to the current situation, and confirm the process behavior at that time, and therefore, set a more appropriate amount of water exchange. can do.
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the operator is provided with support information for determining the amount of water exchange, grasps the process behavior at the time of water exchange, and appropriately controls the water treatment and distribution plants associated with water exchange. A simple operation plan can be created.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a water exchange support device between water distribution blocks according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of a water exchange support device between water distribution blocks according to the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a third embodiment of the water distribution support device between water distribution blocks according to the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a fourth embodiment of the water exchange support device between water distribution blocks according to the present invention.
FIG. 5 is a system diagram showing a configuration example of a water supply system to which the present invention is applied.
FIG. 6 is a block diagram showing a conventional water exchange support device between water distribution blocks.
[Explanation of symbols]
66
74 Water distribution amount setting means 75 Water purification amount output means 76 Valve control means 80 Water distribution support device between water distribution blocks 81 Demand prediction means 82 Similar day search means 83 Actual value DB (database)
84 water distribution capacity setting means 85 process value simulation means 86 process information DB (database)
87
94 Water distribution capacity setting means 95 Process value simulation means 96 Process information DB (database)
97
Claims (4)
過去の水需要実績の統計値に基づいて各配水ブロックの浄水需要量を予測する需要予測手段と、この需要予測手段によって予測された浄水需要量に基づいて前記配水ブロック間での配水融通量を演算し設定する手段と、前記給水系統のプロセス情報を格納するプロセス情報データベースと、前記設定された配水融通量に基づき、前記プロセス情報データベースに格納されたプロセス情報を参照してプロセス挙動のシミュレーションを行うプロセス値シミュレーション手段と、前記プロセス値シミュレーション手段のシミュレーション結果を参照して異常なしと判断されたとき前記設定された配水融通量を浄水融通量として出力する浄水融通量出力手段と、前記浄水融通量出力手段から出力された浄水融通量を達成するように前記バルブを制御するバルブ制御手段と、を備えたことを特徴とする配水ブロック間水融通支援装置。A plurality of unit water supply systems having a water purification plant for purifying water from a water intake source and a water distribution plant for distributing the obtained purified water to a unique water distribution block are provided, and water can be exchanged between the unit water supply systems. In each of the unit water supply systems as described above, in the water exchange support device between the water distribution blocks in the water supply equipment connected via an interconnecting pipe having a valve,
Demand forecasting means for predicting the purified water demand of each distribution block based on the statistical value of past water demand results, and the amount of water distribution between the distribution blocks based on the purified water demand predicted by the demand predicting means. Means for calculating and setting, a process information database for storing the process information of the water supply system, and a simulation of the process behavior by referring to the process information stored in the process information database based on the set distribution amount of water distribution. Process value simulation means for performing, the purified water interchange amount output means for outputting the set water supply interchange amount as the purified water interchange amount when it is determined that there is no abnormality with reference to the simulation result of the process value simulation means, and the purified water interchange Controlling the valve so as to achieve the purified water exchange amount output from the amount output means. That the valve control means and, distribution blocks between water interchange support apparatus characterized by comprising a.
過去の水需要実績の統計値に基づいて各配水ブロックの浄水需要量を予測する需要予測手段と、各配水ブロックの過去のプロセス実績値を格納する実績値データベースと、前記需要予測手段によって予測された浄水需要量に類似する実績値を有する過去の期日を、前記実績値データベースを参照して検索する類似日検索手段と、検索によって得られた過去の期日の実績値に基づいて配水融通量を設定する配水融通量設定手段と、この配水融通量設定手段によって設定された配水融通量に従って浄水融通量を出力する浄水融通量出力手段と、この浄水融通量出力手段から出力された浄水融通量を達成するように前記バルブを制御するバルブ制御手段と、を備えたことを特徴とする配水ブロック間水融通支援装置。A plurality of unit water supply systems having a water purification plant for purifying water from a water intake source and a water distribution plant for distributing the obtained purified water to a unique water distribution block are provided, and water can be exchanged between the unit water supply systems. In each of the unit water supply systems as described above, in the water exchange support device between the water distribution blocks in the water supply equipment connected via an interconnecting pipe having a valve,
Demand forecasting means for predicting the purified water demand of each water distribution block based on the statistical value of past water demand results, a performance value database storing past process performance values of each water distribution block, and demand forecasting means. A past date having a performance value similar to the purified water demand, a similar date search means for searching by referring to the performance value database, and a water distribution amount based on the performance value of the past date obtained by the search. The water supply interchange amount setting means to be set, the purified water interchange amount output means that outputs the purified water interchange amount according to the water interchange amount set by the water exchange interchange amount setting means, and the purified water interchange amount output from the purified water interchange amount output means. And a valve control means for controlling the valve so as to achieve the water supply support device between water distribution blocks.
過去の水需要実績の統計値に基づいて各配水ブロックの浄水需要量を予測する需要予測手段と、各配水ブロックの過去のプロセス実績値を格納する実績値データベースと、前記需要予測手段によって予測された浄水需要量に類似する実績値を有する過去の期日を、前記実績値データベースを参照して検索する類似日検索手段と、検索によって得られた過去の期日の実績値に基づいて配水融通量を設定する配水融通量設定手段と、前記給水系統のプロセス情報を格納するプロセス情報データベースと、前記設定された配水融通量に基づき、前記プロセス情報データベースに格納されたプロセス情報を参照してプロセス挙動のシミュレーションを行うプロセス値シミュレーション手段と、前記プロセス値シミュレーション手段のシミュレーション結果を参照して異常なしと判断されたとき前記設定された配水融通量を浄水融通量として出力する浄水融通量出力手段と、前記浄水融通量出力手段から出力された浄水融通量を達成するように前記バルブを制御するバルブ制御手段と、を備えたことを特徴とする配水ブロック間水融通支援装置。A plurality of unit water supply systems having a water purification plant for purifying water from a water intake source and a water distribution plant for distributing the obtained purified water to a unique water distribution block are provided, and water can be exchanged between the unit water supply systems. In each of the unit water supply systems as described above, in the water exchange support device between the water distribution blocks in the water supply equipment connected via an interconnecting pipe having a valve,
Demand forecasting means for predicting the purified water demand of each water distribution block based on the statistical value of past water demand results, a performance value database storing past process performance values of each water distribution block, and demand forecasting means. A past date having a performance value similar to the purified water demand, a similar date search means for searching by referring to the performance value database, and a water distribution amount based on the performance value of the past date obtained by the search. Means for setting the amount of water distribution to be set, a process information database for storing the process information of the water supply system, and the process behavior stored by referring to the process information stored in the process information database based on the set water supply and distribution amount. Process value simulation means for performing simulation, and simulation of the process value simulation means And when it is determined that there is no abnormality with reference to the result, the set amount of water distribution is output as the amount of purified water, and the amount of purified water that is output from the amount of purified water is output. And a valve control means for controlling the valve.
過去の水需要実績の統計値に基づいて各配水ブロックの浄水需要量を予測する需要予測手段と、各配水ブロックの過去のプロセス実績値を格納する実績値データベースと、前記需要予測手段によって予測された浄水需要量に基づいて、前記実績値データベースを参照し、配水ブロック間の水融通量を考慮した各給水系統の浄水場の取水から配水ブロックへの配水までの運用計画を立てる運用計画手段と、この運用計画手段によって計画された配水融通量を設定する配水融通量設定手段と、前記給水系統のプロセス情報を格納するプロセス情報データベースと、
前記配水融通量設定手段によって設定された配水融通量に基づき前記プロセス情報を参照してプロセス挙動のシミュレーションを行うプロセス値シミュレーション手段と、このプロセス値シミュレーション手段のシミュレーション結果を参照して異常なしと判断されたとき前記配水融通量設定手段によって設定された配水融通量を出力する浄水融通量として出力する浄水融通量出力手段と、この浄水融通量出力手段から出力された浄水融通量を達成するように前記バルブを制御するバルブ制御手段と、を備えたことを特徴とする配水ブロック間水融通支援装置。A plurality of unit water supply systems having a water purification plant for purifying water from a water intake source and a water distribution plant for distributing the obtained purified water to a unique water distribution block are provided, and water can be exchanged between the unit water supply systems. In each of the unit water supply systems as described above, in the water exchange support device between the water distribution blocks in the water supply equipment connected via an interconnecting pipe having a valve,
Demand forecasting means for predicting the purified water demand of each water distribution block based on the statistical value of past water demand results, a performance value database storing past process performance values of each water distribution block, and demand forecasting means. Based on the demand for purified water, referring to the actual value database, and an operation planning means for establishing an operation plan from intake of the water purification plant of each water supply system to water distribution to the distribution block in consideration of the amount of water exchange between the distribution blocks. A distribution capacity setting means for setting a distribution capacity planned by the operation planning means, and a process information database for storing process information of the water supply system,
A process value simulation unit that simulates a process behavior by referring to the process information based on the water distribution amount set by the water distribution amount setting unit, and determines that there is no abnormality by referring to a simulation result of the process value simulation unit When the water supply amount set by the water supply amount setting unit is output, the purified water interchange amount output unit that outputs the purified water interchange amount that outputs the purified water interchange amount, and the purified water interchange amount output from the purified water interchange amount output unit are achieved. And a valve control means for controlling the valve.
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JP2003040879A JP2004250941A (en) | 2003-02-19 | 2003-02-19 | Water supply supporting apparatus between water distribution blocks in water supply system |
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Cited By (1)
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KR101877459B1 (en) * | 2017-12-29 | 2018-07-13 | (주)파이브텍 | Power control system and method of water pipe network based on Internet of Things |
-
2003
- 2003-02-19 JP JP2003040879A patent/JP2004250941A/en active Pending
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KR101877459B1 (en) * | 2017-12-29 | 2018-07-13 | (주)파이브텍 | Power control system and method of water pipe network based on Internet of Things |
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