JP2007148616A - 雨水処理施設への人員配備判断支援システム - Google Patents

Abstract

【課題】 数ｋｍ平方のメッシュ単位で入手される気象情報を用いて、所定区域に散在する雨水処理施設への人員配置を適切に支援することができる雨水処理施設への人員配備判断支援システムを提供する。
【解決手段】 ポンプ所２３や下水処理場２４などの施設が設けられ、かつ、これら施設に通じる下水管２２が設置された区域を、数ｋｍ平方のメッシュＡ乃至Ｏで区分し、これらメッシュ毎に得られる気象情報を用いて、各施設への人員配備判断を支援するシステムで、前記区域内のいずれかのメッシュから、気象情報として、予め設定した降水量を超える降水予測情報が入力されるとアラーム情報を出力し、前記人員配備判断処理を実行する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ポンプ所や下水処理場などの施設が設けられ、かつ、これら施設に通じる下水管が設置された区域における各施設への人員配備判断を支援する雨水処理施設への人員配備判断支援システムに関する。

下水道管理や河川管理においては、降雨時に、雨水処理施設に対して適切な人員配備を行い、雨水対策を行う。この場合、その判断には、これまで気象庁から発せられる注意報や警報を利用していたが、上記注意報や警報は、広範囲（例えば、都道府県単位のエリア）カバーするものであり、各所に散在する雨水処理施設に対する人員配備を行うに当っては範囲が広すぎ、適切な支援が困難であった。すなわち、天気予報では、局地的な雨に関する予測情報を得ることが難しかったため、雷雨性の降雨などにおいては降雨前に配備の判断をすることが難しい上に、管理区域のどの辺に重点的に人員を配備すべきか等の判断が難しかった。また、雨が上がった状態になっても、通常、注意報や警報がなかなか解除されず、その結果、配備時間が長くなり、配備された人員の身体的負担が増したり費用がかかるという問題があった。さらに、従来の気象情報では地域ごとの半日後等の降水量情報を得ることが難しかったため、その対策に必要な人員の人数判断が難しかった。

近年、これまでの天気予報に加えて、民間レベルで、所定区域の天気予報を行い、より細密な、いわゆるピンポイントの気象情報を提供するシステムが考えられ、それに関する提案もなされている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−６７５１４号公報

このように、従来の天気予報では、ある所定区域に散在する雨水処理施設への人員配備を適切に支援することが困難であった。そこで、近年実施されつつある細密な気象情報を用いることが検討されている。

本発明の目的は、数ｋｍ平方のメッシュ単位で入手される気象情報を用いて、所定区域に散在する雨水処理施設への人員配置を適切に支援することができる雨水処理施設への人員配備判断支援システムを提供することにある。

本発明にかかる雨水処理施設への人員配備判断支援システムは、ポンプ所や下水処理場などの施設が設けられ、かつ、これら施設に通じる下水管が設置された区域を、数ｋｍ平方のメッシュで区分し、これらメッシュ毎に得られる気象情報を用いて、各施設への人員配備判断を支援するシステムであって、前記区域内のいずれかのメッシュから、気象情報として、予め設定した降水量を越える降水予測情報が入力されるとアラーム情報を出力し、人員配備判断処理を実行する人員配備判断支援装置を備えたことを特徴とする。

本発明では、人員配備判断支援装置は、メッシュ毎の降水予測情報により区域内における降水量分布を求め、この降水量分布から、降水量の多いメッシュ部分及びこの降水量の多いメッシュ部分に下水管を介して接続する処理場を抽出する演算機能を備えている。

また、本発明では、各メッシュの降水予測情報と、これらメッシュ毎に設定されている下水管路を含む流域情報とから、各施設への流入量とその流入時刻とを算出する流入量予測装置を有し、人員配備判断支援装置は、前記流入量予測装置の演算結果により、どの施設にどれだけの量がどのようなタイミングで流入するかを判断する演算機能を有する構成としてもよい。

また、本発明では、区域内に雨量計を設け、人員配備判断支援装置は、この雨量計による実測雨量と降水量予測値とをそれぞれ所定期間蓄積し、これら両蓄積データの相関をとり、この相関関係により降水量の予測精度を向上させる機能を有する構成としてもよい。

また、本発明では、区域内に雨量計を設け、人員配備判断支援装置は、現況情報である雨量計による実測雨量と降水量予測値との差を求め、この差により、演算結果を補正する補正機能を有する構成でもよい。

また、本発明では、人員配備判断支援装置は、各メッシュからの気象情報として、降水予測情報以外の雪やあられの予測情報が入力されると、雨水以外の対策が必要である旨のガイダンス情報を出力するとよい。

さらに、本発明では、人員配備判断支援装置は、区域内の各メッシュからの降水予測情報を参照し、予め指定した範囲のメッシュから、閾値以上の降水が予測されていない場合で、予め指定した範囲のメッシュにおける雨量計が閾値以上の降水を観測していないことを条件に人員配備を解除する解除ガイダンス情報を出力する機能を有するとよい。

本発明によれば、細密な気象情報により雨水処理施設に対する人員配備を適切に行うことができるので、施設の事前点検と事前配備を行えるようにし雨水対策の安全度を高める。また、最小限の人員を適切な地域に配備できると共に、早めの配備、早めの解除を行え、人員配備を行っている時間を短くできる。さらに、最小の人員で配備を行い、配備時間を短くできるため、配備にかかるコストを低減できる。

以下、本発明にかかる雨水処理施設への人員配備判断支援システムの一実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

始に、本システムの適用対象となる地域と、その気象情報入手方法とを、図２を用いて説明する。

図２は、本システムの適用対象となる地域を地図で表しており、雨水が放流される河川２１や、降雨時の雨水が流れる下水管２２の設置状況、これら下水管２２に接続されたポンプ所２３や下水処理場２４などが示されている。気象観測に当っては、このような地域を、数ｋｍ平方（例えば、５ｋｍ平方とする）のメッシュＡ乃至Ｏに区分し、これらの集合区域を管理区域とする。そして、これらメッシュＡ乃至Ｏ毎に気象情報を観測する。このような細分化された気象観測は、例えば、公知のレーダによる気象観測で可能となる。すなわち、レーダにより雲の大きさや動き、降雨の有無などを観測し、その観測結果をメッシュ状に区分することにより、図２で示したメッシュＡ乃至Ｏの何処に何時どれだけの降水があるかを予測することができる。なお、メッシュの数及びその大きさは任意に設定することができる。

図１はこのようにして求められる気象情報を用いた雨水処理施設への人員配備判断支援システムを示している。

図１において、１１は気象情報提供部で、上述のようにして求められるメッシュＡ乃至Ｏ毎の気象情報を提供する。１２は雨量情報提供部で、メッシュＡ乃至Ｏからなる区域内に設けられた地上雨量計や、レーダ雨量計による実測雨量を提供する。１３は河川／管渠情報提供手段で、図２で示した河川２１や下水管２２の管渠の位置や長さなど、既知の情報を提供する。１４は中央監視・制御システムで、ポンプ所２３や下水処理場２４で測定されるポンプ井の水位情報やポンプの運転情報などを提供する。

１５は流入量予測装置で、上記各情報提供手段１１，１２，１３，１４から提供される情報、すなわち、各メッシュＡ乃至Ｏからの気象情報や降水量の実測情報、河川／管渠情報、ポンプ性の推移情報やポンプ運転情報などを入力し、公知の流入予測方法により、雨水処理施設であるポンプ所２３や下水処理場２４へ、下水管２２から流入する流入量を予測演算する。

１６は人員配備判断支援装置で、各メッシュＡ乃至Ｏ毎の気象情報及び各雨水処理場２３，２４への流入量予測値を入力し、施設用料亭胸部１７に予め蓄えられた管内貯留情報や貯留施設容量情報などを用いて所定の演算を行い、その結果を、人員配備判断を支援する情報として出力する。この出力情報としては、流入ピーク時間帯予測情報、管理区域での予測降水分布情報、人員配備計画情報などである。

上記流入ピーク時間帯予測情報は、各機場（ポンプ所２３や下水処理場２４など）別の下水道管２２からの流入量及びその流入時間帯である。また、人員配備計画情報は、機場別配備人員、配備タイミング、解除ガイダンスなどである。

次に、動作説明を行なう。先ず、人員配備支援に関する動作を、図３のフローチャートを中心に行なう。

図１で示した気象情報提供部１１では、各メッシュＡ乃至Ｏ毎の気象情報を観測し、その結果を提供している。

例えば、図５で示すように、メッシュＢ及びＧでは、時刻７時から８時までに５ｍｍの降水が予測され、８時から９時までは１０ｍｍの降水が予測され９時から１０時までは５ｍｍの降水が予測されているものとする。すなわち、メッシュＢ及びＧでは、総雨量が２０ｍｍで、最大時間降雨は１０ｍｍである。

また、メッシュＩでは、時刻７時から８時までに５ｍｍの降水が予測され、８時から１０時までは２０ｍｍの降水が予測され１０時から１１時までは５ｍｍの降水が予測されているものとする。すなわち、メッシュＩでは、総雨量が５０ｍｍで、最大時間降雨は２０ｍｍである。

さらに、メッシュＮでは、時刻７時から８時までに５ｍｍの降水が予測され、８時から９時までは１５ｍｍの降水が予測され、９時から１０時までは２０ｍｍの降水が予測され、１０時から１２時までは２．５ｍｍの降水が予測されているものとする。すなわち、メッシュＮでは、総雨量が４５ｍｍで、最大時間降雨は２０ｍｍである。

なお、他のメッシュには降雨がないものと予測されている。

このメッシュＡ乃至Ｏ毎の気象情報は、流入量予測装置１５及び人員配備判断支援装置１６にそれぞれ提供される。人員配備判断支援装置１６では、メッシュＡ乃至Ｏからなる管理区域内における予測雨量が設定値以上かを判断し（ステップ３０１）、設定値以上であればオペレータへのアラームを出力する（ステップ３０２）。すなわち、人員配備判断支援装置１６は、前記区域内のメッシュＡ乃至Ｏのいずれかから、気象情報として降水予測量を入力し、この降水予測情報が予め設定した降水量を超えるとアラーム情報を出力し、人員配備判断処理を実行する。

次に、上記気象情報から、ポンプ場２３や下水処理場２４に対応する流域毎に、予測総雨量及び最大時間雨量を比較する（ステップ３０３）。すなわち、メッシュＭに設けられたポンプ所（以下、これを２３Mとする）の流域は、メッシュＣ，Ｄ，Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｍ，Ｎであり、メッシュＧに設けられたポンプ所（以下、これを２３Ｇとする）の流域は、メッシュＡ，Ｂ，Ｇであり、下水処理場２４の流域は、メッシュＦ，Ｌ，Ｋである。したがって、これら各メッシュＡ乃至Ｏ毎に、予測総雨量及び最大時間雨量の比較が行なわれる。

また、このとき、流入量予測装置１５では、ポンプ場２３や下水処理場２４への予測流入量を求める。すなわち、前述した対応流域から、どれだけの量がどのようなタイミングで流入するかを予測演算する（ステップ３０４）。

人員配備判断支援装置１６では、このようにして求められたメッシュ毎降雨量の比較結果、及び予測流入量により、予め設定された施設容量情報を用いて重点配備地区を決める（ステップ３０５）。例えば、予測降雨量について見ると、図５では、ポンプ所２３Ｍの流域（メッシュＣ，Ｄ，Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｍ，Ｎ）の方が、ポンプ所２３Ｇの流域（メッシュＡ，Ｂ，Ｇ）に比べ明らかに総雨量及び最大時間雨量とも大きいので、浸水などの危険度が高い。したがって、ポンプ所２３Ｍが重点配備地区となり、表示される（ステップ３０６）。

この重点配備地区の決定に、ステップ３０４で求められた予測流入量を用いても良い。予測流入量は、周知のように、各領域における下水道管２２の管渠の状態、ポンプ所までの距離、雨水が下水道に流れる割合などにより影響されるの、降雨状況がそのまま反映されるとは限らない。したがって、対応する流域（メッシュ）に応じて、予測流入量を用いるか否かを決めれば良い。

このように、人員配備判断支援装置１６は、メッシュ毎の降水予測情報により区域内における降水量分布を求め、この降水量分布から、降水量の多いメッシュ部分及びこの降水量の多いメッシュ部分に下水管を介して接続する処理場を抽出し、重点配意備地域とする。また、このとき、流入量予測装置１５の演算結果により、どの施設にどれだけの量がどのようなタイミングで流入するかを判断し、その結果により重点配備地域を決定しても良い。

所定時間経過後、予測雨量と、雨量情報提供部１２から提供される実測雨量とを比較し（ステップ３０７）、その差が設定値以上であれば、重点配備地区を再計算し（ステップ３０８）、その結果を表示する（ステップ３０９）。

また、人員配備判断支援装置１６は、雨量情報提供部１２から提供される実測雨量（区域内に設けた雨量計による実測雨量）と降水量予測値とをそれぞれ所定期間蓄積しておく。そして、これら両蓄積データの相関をとり、この相関関係により降水量の予測精度を向上させるようにしても良い。また、降水確率を求める仕組みを持つようにしても良い。

さらに、人員配備判断支援装置１６は、雨量情報提供部１２から提供される実測雨量（区域内に設けた雨量計による実測雨量）を現況情報とし、降水量予測値との差を求め、この差により、演算結果を補正するようにしても良い。

なお、人員配備判断支援装置１６は、気象情報提供部１１から提供される各メッシュ毎の気象情報として、降水予測情報以外の雪やあられの予測情報が入力された場合、雨水以外の対策が必要である旨のガイダンス情報を出力するようにしても良い。

次に、配備解除支援動作を、図４を中心に説明する。図３で示した動作により重点配備地区を特定して配備を行なった後、人員配備判断支援装置１６は、区域内の各メッシュＡ乃至Ｏからの降水予測情報を参照し、予め指定した範囲のメッシュ（例えば、全メッシュＡ乃至Ｏ）において閾値以上の降水が予測されていないかを判断する（ステップ４０１）。その結果、Ｎｏ（閾値以上の降水が予測されるメッシュがある場合）の場合は、配備を維持する（ステップ４０２）。

これに対し、Ｙｅｓ（閾値以上の降水が予測されるメッシュが無い場合）の場合は、次に、予め指定した範囲のメッシュ（例えば、全メッシュＡ乃至Ｏ）における雨量計が、閾値以上の降水を観測していないかを判断する（ステップ４０３）。その結果、Ｎｏ（閾値以上の降水が観測されたメッシュがある場合）の場合は、やはり配備を維持する（ステップ４０２）。

これに対し、Ｙｅｓ（閾値以上の降水が観測されたメッシュが無い場合）の場合は、このことを条件に人員配備を解除する解除ガイダンス情報を出力する（ステップ４０４）。これにより、従来の天気予報に頼ったものに比べ、配備時間を短くできるため、適切な人員配備が可能であり、配備にかかるコストを低減できる。

このように、数ｋｍ平方のメッシュ毎に得られる予測降水量を利用し、これらのメッシュの集合体である所定範囲の管理区域内に、設定値を越える降水が予測された場合は、アラーム情報を出力し、オペレータの注意を喚起するとともに人員配備判断支援装置１６にて適切な人員配備判断処理を行うことが出来る。

この場合、管理区域として、どの程度の広さの範囲を特定し、どのメッシュの情報を利用するか、及び降水量の設定値は任意に設定することができる。

また、各メッシュ毎の降水予測情報からから管理区域での降水量分布を求めることができ、どの地域に人員を重点的に配備すべきか判断処理を行い、支援情報として出力することができる。この場合、降水が予測される時間帯から配備するタイミングも支援情報として出力できる。

また、下水処理場２４やポンプ所２３への雨水流入量及び流入する時間帯を流入量予測装置１５より求めれば、その予測流入量及び流入する時間帯から、どの施設へどのようなタイミングで配備すべきか判断処理を行えるので、より最適な人員配備計画情報を出力できる。

上述の降水分布情報を利用した配備計画情報、及び予測流入量による配備計画情報の両方、或いは片方を利用することにより、最適な人員配備計画を立てることができる。

また、降水量の予測値と実績雨量のデータを蓄積し相関をとることによって、予測雨量の降水確率が求められるようになってくるため、運用を続けることによってより有効なデータとなっていく。

また、降水量の予測値と実績流入量のデータを蓄積し相関をとることによって、流入量及び流入する時間帯の精度が上がっていく仕組みを持つので、運用を続けることによってより有効なデータとなっていく。

また、降水量予測情報と現況情報であるレーダ雨量情報、地上雨量とを比較することにより、予測降水量と実績雨量の差から配備計画情報を適宜修正していくことができる。

また、気象情報として、降水予測情報の他に、雪、あられ別の予測情報を利用し、雨水対策が必要なのか、雪も含めた対策が必要なのかをガイダンス出力することができる。

さらに、配備解除についても条件を設定し、これらを満たした場合に解除ガイダンス情報を出力するので、適切な配備解除を行うことができる。

本発明にかかる雨水処理施設への人員配備判断支援システムの一実施の形態を示すシステムブロック図である。 同上一実施の形態におけるメッシュ部分を説明する模式図である。 同上一実施の形態における配備支援動作を説明するフローチャートである。 同上一実施の形態における配備解除支援動作を説明するフローチャートである。 同上一実施の形態におけるメッス単位の予測雨量を説明するグラフである。

符号の説明

１１ 気象情報提供部
１２ 雨量情報提供部
１５ 流入量予測装置
１６ 人員配備判断支援装置
２１ 河川
２２ 下水道管
２３ ポンプ所
２４ 下水処理場

Claims (7)

1. ポンプ所や下水処理場などの施設が設けられ、かつ、これら施設に通じる下水管が設置された区域を、数ｋｍ平方のメッシュで区分し、これらメッシュ毎に得られる気象情報を用いて、各施設への人員配備判断を支援するシステムであって、
   前記区域内のいずれかのメッシュから、気象情報として、予め設定した降水量を越える降水予測情報が入力されるとアラーム情報を出力し、人員配備判断処理を実行する人員配備判断支援装置を備えたことを特徴とする雨水処理施設への人員配備判断支援システム。
2. 人員配備判断支援装置は、メッシュ毎の降水予測情報により区域内における降水量分布を求め、この降水量分布から、降水量の多いメッシュ部分及びこの降水量の多いメッシュ部分に下水管を介して接続する処理場を抽出する演算機能を備えた
   ことを特徴とする請求項１に記載の雨水処理施設への人員配備判断支援システム。
3. 各メッシュの降水予測情報と、これらメッシュ毎に設定されている下水管路を含む流域情報とから、各施設への流入量とその流入時刻とを算出する流入量予測装置を有し、
   人員配備判断支援装置は、前記流入量予測装置の演算結果により、どの施設にどれだけの量がどのようなタイミングで流入するかを判断する演算機能を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の雨水処理施設への人員配備判断支援システム。
4. 区域内に雨量計を設け、人員配備判断支援装置は、この雨量計による実測雨量と降水量予測値とをそれぞれ所定期間蓄積し、これら両蓄積データの相関をとり、この相関関係により降水量の予測精度を向上させる機能を有することを特徴とする請求項１に記載の雨水処理施設への人員配備判断支援システム。
5. 区域内に雨量計を設け、人員配備判断支援装置は、現況情報である雨量計による実測雨量と降水量予測値との差を求め、この差により、演算結果を補正する補正機能を有することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の雨水処理施設への人員配備判断支援システム。
6. 人員配備判断支援装置は、各メッシュからの気象情報として、降水予測情報以外の雪やあられの予測情報が入力されると、雨水以外の対策が必要である旨のガイダンス情報を出力することを特徴とする請求項１に記載の雨水処理施設への人員配備判断支援システム。
7. 人員配備判断支援装置は、区域内の各メッシュからの降水予測情報を参照し、予め指定した範囲のメッシュから、閾値以上の降水が予測されていない場合で、予め指定した範囲のメッシュにおける雨量計が閾値以上の降水を観測していないことを条件に人員配備を解除する解除ガイダンス情報を出力する機能を有する請求項１に記載の雨水処理施設への人員配備判断支援システム。

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