JP2008204149A - 配水管網制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の配水管網制御装置にあっては、配水管網の変更や環境条件が変化したときは、配管の長さ、径及び流速係数等のプラント特性データや環境条件によって決まる運用パターンデータを更新しなければ、配水管網を適正な水圧に制御することが出来なかった。
【解決手段】 配水管網に設置される制御弁を制御する操作時刻を保持するスケジュールを環境条件別に設定し、演算処理装置１において、プラント特性データや運用パターンデータを用いずに、水圧実績データベース５に蓄積されている水圧の実績データとスケジュール履歴データベース６に蓄積されているスケジュールの変更履歴を用いてスケジュールにおける操作時刻の変更量を算出し、スケジュールを更新する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、上水道の配水管網において配水管内の圧力を最適な値に制御するための配水管網制御装置に関するものである。

従来の配水管網制御装置においては、運用ルール、プラント特性データ及び運用パターンデータ等に基づき配水管網の水圧の制御目標値を算出し、配水管網に配置されている制御弁の開度を制御している。ここで、運用ルールとは、配水管網の制御弁の開度の変更量とこれに伴う水圧の変化量の関係をルール化したものである。

また、配水管網の変更や環境条件が変化したときには、これに応じて、運用ルールを規定する各種パラメータを自動的に更新する運用ルール学習手段を設け、配水管網の運用ルールを常に最新の状態に保つようにしている。（例えば、特許文献１参照）

特開２００５−５０１８１号公報

従来の配水管網制御装置にあっては、配水管網の変更や環境条件が変化したときには、これに応じて運用ルール学習手段によって配水管網の運用ルールを規定する各種パラメータが最適な値となるように自動的に更新されていた。しかし、配管の長さ、径及び流速係数等のプラント特性データ及び環境条件によって決まる運用パターンデータについては自動的に更新されず、配水管網の変更や環境条件が変化したときに配水管網を適正な水圧に制御することが出来ないという問題点が残されていた。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、配水管網の変更や環境条件が変化したときにも、適正な水圧で配水管網の水圧管理を行うことができる配水管網制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記の目的を達成するために、配水管網の水圧の実績データを蓄積する水圧実績データベースと、前記配水管網に設置される制御弁を制御する操作時刻を環境条件別に保持するスケジュールの変更履歴を蓄積するスケジュール履歴データベースと、過去の日及び当日における前記水圧の実績データと前記スケジュールの変更履歴とに基づき算出した第１の水圧平均値が、予め設定された上下限許容値の範囲内であるか否かにより、スケジュール更新の要否を判断するスケジュール更新判断手段と、前記水圧の実績データと前記スケジュールの変更履歴に基づき、前記水圧の変化量に対する前記操作時刻の変更量の水圧感度を解析する感度解析手段と、当日の前記水圧の実績データと前記スケジュールの変更履歴に基づき算出した第２の水圧平均値を予め設定された水圧目標値に一致させるために必要な前記操作時刻の変更量を、前記感度に基づき算出する時刻変更量推論手段と、前記時刻変更量推論手段により算出された前記操作時刻の変更量に基づき前記スケジュールを更新するスケジュール更新手段を備えたものである。

本発明におけるスケジュールの変更量の演算は、スケジュールの変更履歴と水圧の実績データに基づき行っており、配水管網の変更によりプラント特性データが変化しても、その影響を受けない。また、スケジュールが環境条件別に設定されているため、環境条件の変化に対応した水圧の制御が行える。ゆえに、本発明は、配水管網の変更や環境条件が変化した場合においても、適正な水圧で配水管網の水圧管理を行うことができる。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態１における配水管網制御装置のブロック図を示している。この実施の形態１における配水管網制御装置は、演算処理装置１、配水管網Ｎから水圧の実績データが入力される入力装置２、演算処理装置１によって更新されたスケジュールを演算処理装置１の指令によって、例えば電子データとして配水管網Ｎに出力する出力装置３、各種データベース（水圧実績データベース５とスケジュール履歴データベース６）やプログラム７を格納する記憶装置４、演算処理装置１で処理する対象データを一時的に保存する一時記憶装置８を備えている。

図２は本発明の実施の形態１において制御の対象となる配水管網Ｎの構成図を示している。配水管網Ｎは、配水池９から水が配水される。配水管網Ｎ内は水圧を制御するための手段として制御弁１０a、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが設置されている。制御弁１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、出力装置３が出力する電子データにより開度を制御される。また、配水管網Ｎ内には水圧の実績データ（以下、水圧実績データと記す。）を計測するための手段として水圧計２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄが設置されている。水圧計２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄによって計測された水圧実績データは、入力装置２を介して記憶装置４内の水圧実績データベース５に格納される。なお、水圧計２０ａにて計測される水圧は制御弁１０ａの開度により決定されるものとし、同様に水圧計２０ｂの水圧は制御弁１０ｂ、水圧計２０ｃの水圧は制御弁１０ｃ、水圧計２０ｄの水圧は制御弁１０ｄにより決定されるものとする。

記憶装置４は、水圧実績データベース５、スケジュール履歴データベース６及びプログラム７を格納している。水圧実績データベース５には、配水管網Ｎに設置される水圧計２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄから入力装置２を介して取り込まれる水圧実績データが蓄積されている。スケジュール履歴データベース６には、配水管網Ｎに配置される制御弁１０a、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを制御する操作時刻と操作時刻に設定する開度を環境条件別に保持するスケジュールの変更履歴がスケジュール更新日時と共に蓄積されている。これにより、どの日時において、スケジュールがどのように変更されたかを調べることが出来る。なお、水圧実績データベース５、スケジュール履歴データベース６の内、少なくとも１つのデータベースには環境条件を示す毎日の天候データが蓄積されている。

演算処理装置１はパラメータ設定手段１ａ、スケジュール更新判断手段１ｂ、感度解析手段１ｃ、時刻変更量推論手段１ｄ及びスケジュール更新手段１ｅを備えている。演算処理装置１は、スケジュールについての更新の要否を演算により判断し、スケジュールの更新が必要であると判断した場合は、新しいスケジュールを演算により求めるものであり、例えばコンピュータ装置で構成されている。演算処理装置１は、水圧実績データベース５及びスケジュール履歴データベース６に蓄積されている各種データを一時記憶装置８に読み出した上でスケジュール更新判断、感度解析、時刻変更量推論及びスケジュールの更新における各種演算を行う。なお、各種演算結果も一時記憶装置８の所定の記憶領域に記憶される。

図３は本発明の実施の形態１における制御弁１０ａのスケジュールの例を示している。スケジュールは制御弁１０a、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ毎に設定されており、各々の制御弁１０a、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄに関し、更に、以下の９種類の環境条件毎にも、異なるスケジュールを設けている。環境条件毎にスケジュールを設けているのは、天候、曜日等の環境条件により水需要が変動するためである。
・天候[晴れ]曜日[平日型] ・天候[晴れ]曜日[土曜型] ・天候[晴れ]曜日[日曜型]
・天候[曇り]曜日[平日型] ・天候[曇り]曜日[土曜型] ・天候[曇り]曜日[日曜型]
・天候[雨 ]曜日[平日型] ・天候[雨 ]曜日[土曜型] ・天候[雨 ]曜日[日曜型]
平日型：当日が平日
土曜型：当日が休日で、翌日も休日
日曜型：当日が休日で、翌日が平日
スケジュールには操作対象となる制御弁を制御する操作時刻と開度が第１期、第２期、…、第Ｍ期と設定されている。図３においては、制御する対象は制御弁１０ａ、環境条件は晴れ／平日型のスケジュールであり、Ｍ＝３の例が示されている。スケジュールの第１期、第２期、第３期の順で制御弁１０ａの制御が行われ、第３期までの制御が完了すると、その当日においては、第３期の操作時刻後はスケジュールによる制御弁１０ａの制御は実施されず、翌日また、第１期、第２期、第３期の順で操作弁１０ａの制御が繰り返される。スケジュールにおいて、第１期に設定されている時刻６：１０を代表時刻と規定する。

次に動作について説明する。図４は本発明の実施の形態１の配水管網制御装置における演算処理を示すフローチャートである。まず、パラメータ設定手段１ａにより、配水管網Ｎ内の水圧の上限許容値α₁や下限許容値α₂の各種パラメータ等を設定する（ステップＳ１０）。

以下の実施の形態１における動作説明については、制御の対象となる制御弁のスケジュールの変更履歴及び制御の対象となる制御弁に対応する水圧計が計測した水圧実績データを用いて演算する。例えば、制御の対象が制御弁１０ａである場合は、制御弁１０ａのスケジュールの変更履歴と制御弁１０ａに対応する水圧計２０ａが計測した水圧実績データを用いて演算する。図２に示す制御弁１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ夫々について演算を行うものとする。

スケジュール更新判断手段１ｂにより、過去の日及び当日の水圧実績データとスケジュールの変更履歴から第１の水圧平均値を算出し、この値が予め設定された上下限許容値α_1、α₂の範囲内であるか否かによりスケジュール更新の要否を判断する（ステップＳ２０）。

スケジュール更新の要否は、例えば、次のように判断することができる。水圧実績データベース５から、当日を含めた一定期間Ｔ_a（例：５日間）で、環境条件が晴れ／平日型に該当する水圧実績データを抽出する。これは、環境条件が晴れ／平日型に該当する日の水需要が安定しているためである。スケジュールの変更履歴から各日の代表時刻ｔを算出し、各日の代表時刻ｔから一定時間Ｔ_b（例：１時間）の水圧平均値Ｐ(t)を算出する。なお、代表時刻ｔの前後一定時間Ｔ_bの水圧平均値をＰ(t)としても良い。以下の各実施の形態の説明において、代表時刻から一定時間の平均値を算出するとは、これらと同一又は相当の算出方法を意味する。さらに、Ｐ(t)の平均値である第１の水圧平均値avgＰを求める。スケジュール更新判断手段１ｂは、第１の水圧平均値avgＰ＞上限許容値α₁、もしくは第１の水圧平均値avgＰ＜下限許容値α₂の場合に制御の対象となる制御弁についてのスケジュールの更新が必要と判断する。スケジュールの更新が必要と判断した場合は以下のステップに移行し、スケジュールの更新が不要と判断した場合は、制御の対象としていた制御弁についての演算処理を終了する。なお、平均値を算出する方法としては、通常の相加平均の替わりに最小２乗法を用いても良い。以下の各実施の形態の説明において、平均値を算出するとは、これらと同一又は相当の算出方法を意味する。

感度解析手段１ｃにより、水圧の変化量に対する操作時刻の変更量の水圧感度を解析する。この水圧感度とは、操作時刻を変更することにより水圧にどのような影響を及ぼすかを示す値である（ステップＳ３０）。

水圧感度は、例えば、次のように解析することができる。スケジュール履歴データベース６から、当日の環境条件が晴れ／平日型に該当する日のスケジュールの変更履歴を、一定期間Ｔ_c（例：１年間）抽出する。これは、環境条件が晴れ／平日型に該当する日の水需要が安定しているためである。抽出したスケジュールの変更履歴において、スケジュールの更新が制御弁の制御に反映された日付（以下、スケジュール更新日と記す。）をｎ日、ｎ日より過去の日において、環境条件が晴れ／平日型である最近傍の日をｎ−１日と表す。ｎ日の代表時刻をｔ_nとし、ｎ−１日の代表時刻をｔ_n-1とする。水圧実績データベース５から、ｎ−１日とｎ日の水圧実績データについて、代表時刻ｔ_n-1から一定時間Ｔ_d（例：１時間）の水圧平均値をそれぞれＰ_n-1(ｔ_n-1)、Ｐ_n(ｔ_n-1)として算出する。このとき、日付ｎにおける水圧の変化量に対する操作時刻の変更量の感度Ｓ(n)を次の式で算出する。

一定期間Ｔ_cの間のスケジュール更新日で、且つ環境条件が晴れ／平日型に該当する全ての日における上記感度Ｓ(n)を演算し、その平均値avgＳを算出する。このavgＳが水圧の変化量に対する操作時刻の変更量の水圧感度になる。感度解析手段１ｃは、この水圧感度avgＳを算出する。

次に、時刻変更量推論手段１ｄにより、当日の水圧実績データ及び水圧感度avgＳを基に、第２の水圧平均値を予めパラメータ設定手段１ａによって設定してある水圧目標値idealＰに一致させるために必要な操作時刻の変更量を推論する（ステップＳ４０）。

操作時刻の変更量は、例えば、次のようにモデル化することができる。まず当日の水圧実績データから、当日の代表時刻ｔから一定時間Ｔ_e（例：１時間）の第２の水圧平均値Ｐ₂(t)を算出する。操作時刻の変更量Δｔは、水圧目標値idealＰ及び感度解析手段１ｃで求めた感度avgＳを用いて、次の式でモデル化される。

このようにして、時刻変更量推論手段１ｄは操作時刻の変更量Δｔを推論する。

次に、スケジュール更新手段１ｅにより、時刻変更量推論手段１ｄで求めた操作時刻の変更量Δｔを基に、環境条件毎に設けられている９つのパターンのスケジュール全てを更新する（ステップＳ５０）。

例えば、スケジュールの更新は次のように行う。図５は本発明の実施の形態１における制御弁１０ａのスケジュールの例を示している。図５(ａ)は更新前の制御弁１０ａのスケジュールであり、図５(ｂ)は更新後の制御弁１０ａのスケジュールである。例えば、時刻変更量推論手段１ｄで求めた操作時刻の変更量Δｔが−３分であった場合、更新前の制御弁１０ａのスケジュールに設定された第１期、第２期、第３期の操作時刻から夫々３分を減算して、更新後の制御弁１０ａのスケジュールにおける第１期、第２期、第Ｍ期の操作時刻とする。開度については更新前後のスケジュールにおいて変更しない。図５では環境条件が晴れ／平日型のスケジュール例を示しているが、その他の環境条件について設けられている残りの８つのパターンとして示すスケジュール全てについても同様に、変更前のスケジュールに設定された第１期、第２期、・・・、第Ｍ期の操作時刻から夫々３分を減算して、更新後のスケジュールを求める。スケジュール更新手段１ｅは、更新後のスケジュールを出力装置３に出力し、更にスケジュール更新日時と共に更新後のスケジュールをスケジュール履歴データベース６に蓄積する。

また、操作時刻の更新には、操作時刻の変更量Δｔに環境条件毎に設定された重み付け係数λ_n（ｎ＝１〜９）を乗算した値を用いても良い。重み付け係数λ_nは、例えば、環境条件と以下のように関連付けられている。
λ₁：晴れ／平日型 λ₂：晴れ／土曜型 λ₃：晴れ／日曜型
λ₄：曇り／平日型 λ₅：曇り／土曜型 λ₆：曇り／日曜型
λ₇：雨／平日型 λ₈：雨／土曜型 λ₉：雨／日曜型
重み付け係数λ_nは予めパラメータ設定手段１ａにより設定しておく。重み付け係数λ_nと対応する環境条件についての更新前のスケジュールに設定された第１期、第２期、・・・、第Ｍ期の操作時刻にλ_n×Δｔを加算して、更新後のスケジュールにおける第１期、第２期、・・・、第Ｍ期の操作時刻とする。例えば、環境条件が曇り／土曜型のスケジュールの更新では、λ₅×Δｔを用いて演算する。これにより、環境条件に即した、より正確なスケジュールの更新が行えるという効果がある。

出力装置３は更新後のスケジュールを例えば電子データとして出力する（ステップＳ６０）。更新後のスケジュールが、配水管網の配水管の制御に反映されるのは、翌日の代表時刻からである。

なお、実施の形態１におけるスケジュールの説明、及びスケジュールの更新の説明においてＭ＝３の例を用いて説明したが、これはＭ＝３に限定している訳ではなく、Ｍは任意の自然数である。

本発明の実施の形態１によれば、スケジュールの変更量の演算を、スケジュールの変更履歴と水圧実績データに基づき行い、環境条件毎に設けられている９つのパターンのスケジュール全てを更新している。スケジュールの変更量の演算には、配管の長さ、径及び流速係数等のプラント特性データは不要である。このため、配水管網の変更や環境条件が変化した場合においても、適正な水圧で配水管網の水圧管理を行うことができるという効果がある。

また、感度解析に関しては、管網計算法を用いて感度を算出するという方法も考えられるが、その場合は損失水頭、水位差、流量等の多種多数の実績データが必要となる。しかし、現実においては、十分な実績データを入手することは困難である。本発明の実施の形態１によれば、多種多数の実績データを必要とせず、スケジュールの変更履歴と水圧実績データで演算ができるという効果がある。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２について図面を参照して説明する。図６は本発明の実施の形態２における配水管網制御装置のブロック図を示している。以下の各実施の形態において、図中、図１と同一符号は同一又は相当の構成を示す。この実施の形態２における配水管網制御装置は、演算処理装置１、配水管網Ｎから水圧実績データ及び開度の実績データ（以下、開度実績データと記す）が入力される入力装置２、演算処理装置１によって更新されたスケジュールを演算処理装置１の指令によって、例えば電子データとして配水管網Ｎに出力する出力装置３、各種データベース（水圧実績データベース５、スケジュール履歴データベース６、開度実績データベース１１）やプログラム７を格納する記憶装置４、演算処理装置１で処理する対象データを一時的に保存する一時記憶装置８を備えている。また、演算処理装置１はパラメータ設定手段１ａ、代表制御弁設定手段１ｆ、スケジュール更新判断手段１ｂ、感度解析手段１ｃ、時刻変更量推論手段１ｄ及びスケジュール更新手段１ｅを備えている。実施の形態２における配水管網制御装置は、実施の形態１における配水管網制御装置に、代表制御弁設定手段１ｆと開度実績データベース１１が加わった構成となっている。

図７は本発明の実施の形態２において制御の対象となる配水管網Ｎの構成図を示している。配水管網Ｎは配水池９から水が配水されており、配水系統別に区画Ａ〜Ｄに分割されている。配水管網Ｎには、水圧を制御するための手段として制御弁１０ａ、１１ａ、・・・、１２ｄが設置され、水圧実績データを計測するための手段として水圧計２０ａ、２１ａ、・・・、２１ｄが設置されている。また、制御弁１０ａ、１１ａ、・・・、１２ｄの開度実績データを計測するための手段として開度検出器３０ａ、３１ａ、・・・、３２ｄが設置されている。水圧計２０ａ、２１ａ、・・・、２１ｄにて計測された水圧実績データは、入力装置２を介して記憶装置４内の水圧実績データベース５に格納される。開度検出器３０ａ、３１ａ、・・・、３２ｄにて計測された開度実績データは、入力装置２を介して記憶装置４内の開度実績データベース１１に格納される。

記憶装置４は、水圧実績データベース５、スケジュール履歴データベース６、プログラム７及び開度実績データベース１１を格納している。水圧実績データベース５には、配水管網Ｎに設置される水圧計２０ａ、２１ａ、・・・、２１ｄから入力装置２を介して取り込まれる水圧実績データが蓄積されている。スケジュール履歴実績データベース６には、配水管網Ｎに設置される制御弁１０ａ、１１ａ、・・・、１２ｄを制御する操作時刻と操作時刻に設定する開度を環境条件別に保持するスケジュールの変更履歴がスケジュール更新日時と共に蓄積されている。これにより、どの日時において、スケジュールがどのように変更されたかを調べることが出来る。また、環境条件としては、例えば、以下に示す９種類のパターンが考えられる。
・天候[晴れ]曜日[平日型] ・天候[晴れ]曜日[土曜型] ・天候[晴れ]曜日[日曜型]
・天候[曇り]曜日[平日型] ・天候[曇り]曜日[土曜型] ・天候[曇り]曜日[日曜型]
・天候[雨 ]曜日[平日型] ・天候[雨 ]曜日[土曜型] ・天候[雨 ]曜日[日曜型]
平日型：当日が平日
土曜型：当日が休日で、翌日も休日
日曜型：当日が休日で、翌日が平日
開度実績データベース１１には、配水管網Ｎに設置される開度検出器３０ａ、３１ａ、・・・、３２ｄから入力装置２を介して取り込まれる開度実績データが蓄積されている。なお、水圧実績データベース５、スケジュール履歴データベース６、開度実績データベース１１の内、少なくとも１つのデータベースには環境条件を示す毎日の天候データが蓄積されている。

演算処理装置１は、区画毎の代表制御弁の設定やスケジュールについての更新の要否を演算により判断し、スケジュール更新が必要であると判断した場合は、新しいスケジュールを演算により求めるものであり、例えばコンピュータ装置で構成されている。演算処理装置１は、水圧実績データベース５、スケジュール履歴データベース６及び開度実績データベース１１に蓄積されている各種データを一時記憶装置８に読み出した上で代表制御弁の設定、スケジュール更新判断、感度解析、時刻変更量推論及びスケジュールの更新における各種演算を行う。なお、各種演算結果も一時記憶装置８の所定の記憶領域に記憶される。

次に動作について説明する。以下の実施の形態２における動作の説明においては、区画毎に設定された代表水圧値を用いて演算する。代表水圧値は、例えば、区画内の全水圧計にて計測された水圧実測データの平均値を用いる方法や、区画の特徴が最も現れ易い水圧計の水圧実績データを用いる方法等が考えられる。

図８は本発明の実施の形態２の配水管網制御装置における演算処理を示すフローチャートである。まず、パラメータ設定手段１ａにより、配水管網Ｎ内の水圧の上限許容値α₁や下限許容値α₂の各種パラメータ等を設定する（ステップＳ１０）。

代表制御弁設定手段１ｆにより、各区画の代表水圧値に対して最も影響の強い制御弁を、代表制御弁として、区画毎に設定する（ステップＳ１５）。

代表制御弁は、例えば、次のように各区画において設定することができる。
まず、開度実績データベース１１から、区画内の任意の制御弁について、当日を含めた一定期間Ｔ_f（例：１年間）の開度実績データを抽出する。抽出した開度実績データにおいて、任意の制御弁の開度を変更した時刻をｔとし、変更前の開度をｖ(ｔ−１)、変更後の開度をｖ(ｔ)とする。また、時刻ｔにおける同区画の代表水圧値をｐ_r(t)、開度実績データベース１１における時刻ｔの次時刻ｔ＋１に相当する時刻の代表水圧値をｐ_r(t＋１)とする。このとき、時刻ｔにおける、代表水圧値の水圧の変化量に対する任意の制御弁における開度の変更量の感度Ｓ₁(ｔ)を次の式で算出する。

一定期間Ｔ_fの間で開度を変更した全ての場合について、制御弁毎に上記感度Ｓ₁(ｔ)を演算し、その平均値avgＳ₁を算出する。このavgＳ₁が代表水圧値の水圧変化量に対する制御弁の開度変更量の第１の開度感度になる。この第１の開度感度avgＳ₁を区画内の全制御弁に対して算出し、最も第１の開度感度avgＳ₁が大きい制御弁を代表制御弁として設定する。代表制御弁設定手段１ｆは、この第１の開度感度avgＳ₁を算出し、代表制御弁を区画毎に設定する。

代表制御弁設定手段１ｆで設定された代表制御弁のスケジュールの第１期に設定されている時刻を区画代表時刻と規定する。

スケジュール更新判断手段１ｂにより、過去の日及び当日の水圧実績データとスケジュールの変更履歴から第１の代表水圧平均値を算出し、この値が予め設定された上下限許容値α_1、α₂の範囲内であるか否かによりスケジュール更新の要否を区画毎に判断する（ステップＳ２０）。

スケジュール更新の要否は、例えば、次のように区画毎に判断することができる。水圧実績データベース５から、当日を含めた一定期間Ｔ_a（例：５日間）で、環境条件が晴れ／平日型に該当する水圧実績データを抽出する。これは、環境条件が晴れ／平日型に該当する日の水需要が安定しているためである。スケジュールの変更履歴から各日の区画代表時刻ｔを算出し、各日の区画代表時刻から一定時間Ｔ_b（例：１時間）の代表水圧値の平均値Ｐr(ｔ)を算出する。さらにＰr(ｔ)の平均値である第１の代表水圧平均値avgＰrを求める。スケジュール更新判断手段１ｂは、第１の代表水圧平均値avgＰr＞上限許容値α₁、もしくは第１の代表水圧平均値avgＰr＜下限許容値α₂の場合に、その区画について、スケジュールの更新が必要と判断する。スケジュールの更新が必要と判断された区画については以下のステップに移行し、スケジュールの更新が不要と判断された区画については演算処理を終了し、同区画内の全ての制御弁についてスケジュールの更新を行わない。

感度解析手段１ｃにより、区画毎に、代表水圧値の水圧の変化量に対する代表制御弁の操作時刻の変更量の水圧感度を解析する。この水圧感度は、操作時刻を変更することにより代表水圧値にどのような影響を及ぼすかを示す値である（ステップＳ３０）。

水圧感度は、例えば、次のように解析することができる。スケジュール履歴データベース６から、当日の環境条件が晴れ／平日型に該当する日について、代表制御弁のスケジュールの変更履歴を、一定期間Ｔ_c（例：１年間）抽出する。これは、環境条件が晴れ／平日型に該当する日の水需要が安定しているためである。抽出したスケジュールの変更履歴において、スケジュール更新日をｎ日、ｎ日より過去の日において、環境条件が晴れ／平日型である最近傍の日をｎ−１日と表す。ｎ日の区画代表時刻をｔ_nとし、ｎ−１日の区画代表時刻をｔ_n-1とする。水圧実績データベース５から、ｎ−１日とｎ日の水圧実績データについて、区画代表時刻ｔ_n-1から一定時間Ｔ_d（例：１時間）の代表水圧値の平均値をそれぞれＰr_n-1(ｔ_n-1)、Ｐr_n(ｔ_n-1)として算出する。このとき、日付ｎにおける、代表水圧値の水圧の変化量に対する代表制御弁における操作時刻の変更量の感度Ｓ₂(ｎ)を次の式で算出する。

一定期間Ｔ_cの間のスケジュール更新日で、且つ環境条件が晴れ／平日型に該当する全ての日における上記感度Ｓ₂(ｎ)を演算し、その平均値avgＳ₂を算出する。このavgＳ₂が代表水圧値の水圧の変化量に対する代表制御弁における操作時刻の変更量の水圧感度になる。感度解析手段１ｃは、この水圧感度avgＳ₂を区画毎に算出する。

次に時刻変更量推論手段１ｄにより、当日の水圧実績データ及び水圧感度avgＳ₂を基に、第２の代表水圧平均値を予めパラメータ設定手段１ａによって設定してある水圧目標値idealＰに一致させるために必要な操作時刻の変更量を、区画毎に推論する（ステップＳ４０）。

操作時刻の変更量は、例えば、次のようにモデル化することができる。まず当日の水圧実績データを用いて、当日の区画代表時刻ｔから一定時間Ｔ_e（例：１時間）の代表水圧値の平均値である第２の代表水圧平均値Ｐr₂(ｔ)を算出する。操作時刻の変更量Δｔは、水圧目標値idealＰおよび感度解析手段１ｃで求めた水圧感度avgＳ₂を用いて、次の式でモデル化される。

このようにして、時刻変更量推論手段１ｄは操作時刻の変更量Δｔを区画毎に推論する。

次に、スケジュール更新手段１ｅにより、時刻変更量推論手段１ｄで求めた区画毎の操作時刻の変更量Δｔを基に、区画内の全ての制御弁のスケジュールを更新する（ステップＳ５０）。

例えば、次のようにスケジュールの更新を区画毎に行う。図９は本発明の実施の形態２における区画Ａに設置されている制御弁１０ａ、１１ａ、１２ａについてのスケジュールの例を示している。図９(ａ)は更新前の区画Ａに設置されている制御弁１０ａ、１１ａ、１２ａについてのスケジュールであり、図９(ｂ)は更新後の区画Ａに設置されている制御弁１０ａ、１１ａ、１２ａについてのスケジュールである。例えば、時刻変更量推論手段１ｄで求めた区画Ａにおいての操作時刻の変更量Δｔが−８分であった場合、区画Ａに設置されている制御弁１０ａのスケジュールの更新は次のように行う。更新前の制御弁１０ａのスケジュールに設定された第１期、第２期、第３期の操作時刻から夫々８分を減算して、更新後の制御弁１０ａのスケジュールにおける第１期、第２期、第３期の操作時刻とする。開度については更新前後のスケジュールにおいて変更しない。図９では環境条件が晴れ／平日型のスケジュール例を示しているが、その他の環境条件について設けられている残りの８つのパターンのスケジュール全てについても同様に、更新前のスケジュールに設定された第１期、第２期、・・・、第Ｍ期の操作時刻から夫々８分を減算して、更新後の制御弁１０ａのスケジュールを求める。この演算を、区画Ａ内の全制御弁のスケジュールに対して行う。スケジュール更新手段１ｅは、更新後のスケジュールを出力装置３に出力し、更にスケジュール更新日時と共に更新後のスケジュールをスケジュール履歴データベース６に蓄積する。

また、操作時刻の更新には、区画毎の操作時刻の変更量Δｔに環境条件毎に設定された重み付け係数λ_n(ｎ＝１〜９)を乗算した値を用いても良い。重み付け係数λ_nは、例えば、環境条件と以下のように関連付けられている。
λ₁：晴れ／平日型 λ₂：晴れ／土曜型 λ₃：晴れ／日曜型
λ₄：曇り／平日型 λ₅：曇り／土曜型 λ₆：曇り／日曜型
λ₇：雨／平日型 λ₈：雨／土曜型 λ₉：雨／日曜型
重み付け係数λ_nは予めパラメータ設定手段１ａにより設定しておく。重み付け係数λ_nと対応する環境条件についての更新前のスケジュールに設定された第１期、第２期、・・・、第Ｍ期の操作時刻にλ_n×Δｔを加算して、更新後のスケジュールでの第１期、第２期、・・・、第Ｍ期の操作時刻とする。例えば、環境条件が曇り／土曜型のスケジュールの更新では、λ₅×Δｔを用いて演算する。この演算を、代表制御弁を含む同区画内の全制御弁のスケジュールに対して行う。これにより、環境条件に即した、より正確なスケジュールの更新が行えるという効果がある。

出力装置３は更新後のスケジュールを例えば電子データとして出力する（ステップＳ６０）。更新後のスケジュールが、配水管網の配水管の制御に反映されるのは、翌日の代表時刻からである。

なお、実施の形態２におけるスケジュールの説明、及びスケジュールの更新の説明においてＭ＝３の例を用いて説明したが、これはＭ＝３に限定している訳ではなく、Ｍは任意の自然数である。

本発明の実施の形態２によれば、スケジュールの変更量の演算を、スケジュールの変更履歴、水圧実績データ及び開度実績データに基づき行い、環境条件毎に設けられている９つのパターンのスケジュール全てを更新している。スケジュールの変更量の演算には、配管の長さ、径及び流速係数等のプラント特性データは不要である。このため、配水管網の変更や環境条件が変化した場合においても、適正な水圧で配水管網の水圧管理を行うことができるという効果がある。

また、感度解析に関しては、管網計算法を用いて感度を算出するという方法も考えられるが、その場合は損失水頭、水位差、流量等の多種多数の実績データが必要となる。しかし、現実においては、十分な実績データを入手することは困難である。本発明の実施の形態２によれば、多種多数の実績データを必要とせず、スケジュールの変更履歴、水圧実績データ及び開度実績データで演算ができるという効果がある。

実施の形態３．
実施の形態２の代表制御弁設定手段１ｆにおいては、一定期間Ｔ_fの間で開度を変更した全ての場合について、感度Ｓ₁(ｔ)を演算し、その平均値である第１の開度感度avgＳ₁を代表制御弁の設定に用いていた。実施の形態３においては、代表水圧値が水圧目標値idealＰから乖離しているときの制御弁の操作について、感度Ｓ₁(ｔ)を演算し、その平均値である第１の開度感度avgＳ₁を代表制御弁の設定に用いる。これは、代表水圧値が水圧目標値idealＰに比較的近いときの制御弁の操作よりも、代表水圧値が水圧目標値idealＰから乖離しているときの制御弁の操作の方が、制御弁の代表水圧値に対する特性がより正しく現れると考えられるためである。すなわち、代表水圧値が水圧目標値idealＰから乖離しているときに、代表水圧値を水圧目標値idealＰに近づけるために、より頻繁に操作された制御弁が代表水圧値に対して最も影響の強い制御弁であると考えられる。そこで、本実施の形態３の代表制御弁設定手段１ｆにおいては、以下のように区画毎に代表制御弁を設定する。なお、実施の形態３の構成は実施の形態２と同一であり、代表制御弁設定手段１ｆ以外については動作も同一であるため、同一部分については説明を省略し、代表制御弁設定手段１ｆの動作についてのみ詳細に説明する。

代表制御弁設定手段１ｆにおいて、開度実績データベース１１から、区画内の任意の制御弁について、当日を含めた一定期間Ｔ_f（例：１年間）の開度実績データを抽出する。抽出した開度実績データにおいて、任意の制御弁の開度を変更した時刻をｔとし、変更前の開度をｖ(ｔ−１)、変更後の開度をｖ(ｔ)とする。また、時刻ｔにおける同区画の代表水圧値をｐ_r(t)、開度実績データベース１１における時刻ｔの次時刻ｔ＋１に相当する時刻の代表水圧値をｐ_r(t＋１)とする。このとき、時刻ｔにおける、代表水圧値の水圧の変化量に対する任意の制御弁における開度の変更量の感度Ｓ₁(ｔ)を次の式で算出する。

一定期間Ｔ_fの間で開度を変更した全ての場合について、制御弁毎に上記感度Ｓ₁(ｔ)を演算し、その平均値である第１の開度感度avgＳ₁を算出する。

次に、一定期間Ｔ_f（例：１年間）の水圧実績データと開度実績データに基づいて、時刻ｔにおける同区画の代表水圧値ｐ_r(t)が水圧の上限注意値β₁及び下限注意値β₂と比較してｐ_r(t)＞β₁、もしくはｐ_r(t)＜β₂となってから再びβ₂≦ｐ_r(t)≦β₁となるまでに任意の制御弁を操作した回数Ｎ₁を求める。なお、水圧の上限注意値β₁及び下限注意値β₂は予めパラメータ設定手段１ａにより設定しておく。(avgＳ₁×Ｎ₁)を第２の開度感度と定義し、この第２の開度感度を区画内の全制御弁に対して算出し、最も第２の開度感度が大きい制御弁を代表制御弁として設定する。代表制御弁設定手段１ｆは、この第２の開度感度(avgＳ₁×Ｎ₁)を算出し、代表制御弁を区画毎に設定する。

本発明の実施の形態３によれば、スケジュールの変更量の演算を、スケジュールの変更履歴、水圧実績データ及び開度実績データに基づき行い、環境条件毎に設けられている９つのパターンのスケジュール全てを更新している。スケジュールの変更量の演算には、配管の長さ、径及び流速係数等のプラント特性データは不要である。このため、配水管網の変更や環境条件が変化した場合においても、適正な水圧で配水管網の水圧管理を行うことができるという効果がある。

また、感度解析に関しては、管網計算法を用いて感度を算出するという方法も考えられるが、その場合は損失水頭、水位差、流量等の多種多数の実績データが必要となる。しかし、現実においては、十分な実績データを入手することは困難である。本発明の実施の形態３によれば、多種多数の実績データを必要とせず、スケジュールの変更履歴、水圧実績データ及び開度実績データで演算ができるという効果がある。

代表水圧値が目標水圧値から大きく離れたところから目標水圧値に向けて制御弁を操作するときに、操作された回数が多い制御弁ほど、代表水圧値に対して影響の強い制御弁と考えられる。本発明の実施の形態３によれば、この操作された回数も考慮して代表制御弁を設定しているため、代表制御弁の設定の信頼性を高めることができるという効果がある。

実施の形態４．
本発明の実施の形態２のスケジュール更新手段１ｅにおいては、区画毎の操作時刻の変更量Δｔを基に、もしくは環境条件毎に設定された重み付け係数λ_n×区画毎の操作時刻の変更量Δｔを基に区画内の全ての制御弁のスケジュールを更新していた。しかし、各区画における代表制御弁がどの制御弁に設定されるかにより、同区画内の制御弁の操作時刻の更新に影響を及ぼすことが考えられる。そこで、本実施の形態４においては、予め区画毎にパラメータμ_m(ｍ：１〜区画内の制御弁の数²)を設定しておき、このパラメータμ_mを用いて各制御弁のスケジュールの更新を行う。なお、実施の形態４の構成は実施の形態２と同一であり、スケジュール更新手段１ｅ以外については動作も同一であるため、同一部分については説明を省略し、スケジュール更新手段１ｅの動作についてのみ詳細に説明する。

図１０は、区画Ａのパラメータμ_mの例を示している。図１１は本発明の実施の形態４における区画Ａに設置されている制御弁１０ａ、１１ａ、１２ａについてのスケジュールの例を示している。図１１(ａ)は更新前の区画Ａに設置されている制御弁１０ａ、１１ａ、１２ａについてのスケジュールであり、図１１(ｂ)は更新後の区画Ａに設置されている制御弁１０ａ、１１ａ、１２ａについてのスケジュールである。例えば、区画Ａの代表制御弁が１０ａに設定されている場合、区画Ａのパラメータとしては図１０に示すμ_m(ｍ＝１〜３)を用いる。制御弁１０ａに対してはμ₁＝１、制御弁１１ａに対してはμ₂＝０．７５、制御弁１２ａに対してはμ₃＝０．７５のパラメータを用いる。なお、パラメータμ_mは、区画毎に、予めパラメータ設定手段１ａにより設定しておく。

スケジュール更新手段１ｅでは、時刻変更量推論手段１ｄで求めた区画毎の操作時刻の変更量Δｔにパラメータμ_mによる重み付けした値を用いて、スケジュールの更新を行う。更新前の区画Ａのスケジュールに設定された第１期、第２期、・・・、第Ｍ期の操作時刻にμ_m×Δｔを加算して、更新後のスケジュールでの第１期、第２期、・・・、第Ｍ期の操作時刻とする。開度については更新前後のスケジュールにおいて変更しない。この演算を、代表制御弁を含む同区画内の全制御弁のスケジュールに対して行う。

時刻変更量推論手段１ｄで求めた区画Ａにおいての操作時刻の変更量Δｔが−８分であり、区画Ａの代表制御弁が１０ａに設定されているとする。この場合、例えば、制御弁１１ａのスケジュールについては、μ₂＝０．７５、Δｔ＝−８分であるため、μ₂×Δｔ＝−６分となり、更新前の制御弁１１ａについてのスケジュールでの第１期、第２期の操作時刻から夫々６分を減算して、更新後の制御弁１１ａについてのスケジュールでの第１期、第２期の操作時刻とする。図１１では環境条件が晴れ／平日型のスケジュール例を示しているが、その他の環境条件について設けられている残りの８つのパターンのスケジュール全てについても同様に更新前のスケジュールに設定された第１期、第２期、・・・第Ｍ期の操作時刻から６分を減算して、更新後のスケジュールを求める。スケジュール更新手段１ｅは、更新後のスケジュールを出力装置３に出力し、更にスケジュール更新日時と共に更新後のスケジュールをスケジュール履歴データベース６に蓄積する。

また、操作時刻の更新には、環境条件毎に設定された重み付け係数λ_n(ｎ＝１〜９)をμ_m×Δｔに乗算した値を用いても良い。重み付け係数λ_nは、例えば、環境条件と以下のように関連付けられている。
λ₁：晴れ／平日型 λ₂：晴れ／土曜型 λ₃：晴れ／日曜型
λ₄：曇り／平日型 λ₅：曇り／土曜型 λ₆：曇り／日曜型
λ₇：雨／平日型 λ₈：雨／土曜型 λ₉：雨／日曜型
重み付け係数λ_nは予めパラメータ設定手段１ａにより設定しておく。重み付け係数λ_nと対応する環境条件についての更新前のスケジュールに設定された第１期、第２期、・・・、第Ｍ期の操作時刻にλ_n×μ_m×Δｔを加算して、更新後のスケジュールでの第１期、第２期、・・・、第Ｍ期の操作時刻とする。例えば、環境条件が曇り／土曜型のスケジュールの更新では、λ₅×μ_m×Δｔを用いて演算する。この演算を、代表制御弁を含む同区画内の全制御弁のスケジュールに対して行う。このように、時刻変更量推論手段１ｄで求めた区画毎の操作時刻の変更量Δｔを環境条件別と制御弁毎に二重に重み付けした値λ_n×μ_m×Δｔに基づき、スケジュールを更新することにより、環境条件に即した、より正確なスケジュールの更新が行えるという効果がある。

なお、実施の形態４におけるスケジュールの説明、及びスケジュールの更新の説明においてＭ＝２の例を用いて説明したが、これはＭ＝２に限定している訳ではなく、Ｍは任意の自然数である。

本発明の実施の形態４によれば、スケジュールの変更量の演算を、スケジュールの変更履歴、水圧実績データ及び開度実績データに基づき行い、環境条件毎に設けられている９つのパターンのスケジュール全てを更新している。スケジュールの変更量の演算には、配管の長さ、径及び流速係数等のプラント特性データは不要である。このため、配水管網の変更や環境条件が変化した場合においても、適正な水圧で配水管網の水圧管理を行うことができるという効果がある。

また、感度解析に関しては、管網計算法を用いて感度を算出するという方法も考えられるが、その場合は損失水頭、水位差、流量等の多種多数の実績データが必要となる。しかし、現実においては、十分な実績データを入手することは困難である。本発明の実施の形態４によれば、多種多数の実績データを必要とせず、スケジュールの変更履歴、水圧実績データ及び開度実績データで演算ができるという効果がある。

更に、本発明の実施の形態４によれば、区画内の代表制御弁とその他の制御弁の関係をパラメータ化し、操作時刻の変更に重み付けしているため、本発明の実施の形態２におけるスケジュールの更新を更に的確に行えるという効果がある。

実施の形態５．
実施の形態１もしくは実施の形態２においては、任意の制御弁について、環境条件毎の１日におけるスケジュールが単数である場合について説明したが、１日に複数のスケジュールが存在しても良い。実施の形態５においては、実施の形態１において１日に複数のスケジュールが存在する場合について説明する。なお、実施の形態５の構成は実施の形態１の構成と同一であるため、説明は省略する。

実施の形態５においては、１日を複数の時間帯に分割し、時間帯毎にスケジュール及び代表時刻を設定する。図１２は実施の形態５における制御弁１０ａのスケジュールの例を示している。例えば、１日を３つの時間帯に分割し、０：００から１０：００までを第１の時間帯、１０：００から１７：００までを第２の時間帯、１７：００から２４：００までを第３の時間帯とする。各時間帯は等分する必要はなく、各時間帯の開始時刻、終了時刻は任意に設定して良い。図１２は１日を３つの時間帯に分割した場合の例であり、図１２(ａ)は第１の時間帯、図１２(ｂ)は第２の時間帯、図１２(ｃ)は第３の時間帯のスケジュールを示している。各々の時間帯のスケジュールにおいて第１期に設定されている時刻を、各々の時間帯の代表時刻と規定する。図１２では第１の時間帯の代表時刻は６：１０、第２の時間帯の代表時刻は１４：０８、第３の時間帯の代表時刻は１７：３３である。以下では、第１の時間帯の代表時刻を第１の代表時刻、第２の時間帯の代表時刻を第２の代表時刻、第３の時間帯の代表時刻を第３の代表時刻と記す。なお、図１２は環境条件が晴れ／平日型のスケジュールを示しているが、実施の形態１と同様、９種類の環境条件毎にも、異なるスケジュールを設けている。

次に動作について説明する。実施の形態５の動作としては、時間帯毎に実施の形態１の動作を繰り返す。すなわち、時間帯毎に図４のフローチャートで示す演算処理を行う。実施の形態１に対する実施の形態５の動作上の相違点としては、代表時刻の替わりに各時間帯の代表時刻を用いること、また、演算に用いる水圧実績データ及びスケジュール変更履歴の条件として、実施の形態１に記載の条件の他に、各時間帯に該当するという条件が追加されることである。これらの相違点以外については、実施の形態５と実施の形態１の動作は同一であるため、実施の形態５については、動作の説明を一部省略し、以下では、第２の時間帯におけるスケジュールの更新を例にとり、実施の形態５におけるスケジュール更新判断手段１ｂ及び感度解析手段１ｃについてのみ、動作の説明をする。

スケジュール更新判断手段１ｂにおいて、スケジュール更新の要否は、時間帯毎に判断する。第２の時間帯におけるスケジュールの更新については、水圧実績データベース５から、当日を含めた一定期間Ｔ_a（例：５日間）における第２の時間帯（１０：００から１７：００）で、環境条件が晴れ／平日型に該当する水圧実績データを抽出する。これは、環境条件が晴れ／平日型に該当する日の水需要が安定しているためである。スケジュールの変更履歴から各日における第２の代表時刻ｔを算出し、各日における第２の代表時刻ｔから一定時間Ｔ_b（例：１時間）の水圧平均値Ｐ(t)を算出する。次に、Ｐ(t)の平均値を求め、第１の水圧平均値avgＰとする。スケジュール更新判断手段１ｂは、第１の水圧平均値avgＰ＞上限許容値α₁、もしくは第１の水圧平均値avgＰ＜下限許容値α₂の場合に、制御の対象となる制御弁について、第２の時間帯におけるスケジュールの更新が必要と判断する。第２の時間帯におけるスケジュールの更新が必要と判断した場合は以降のステップに移行し、第２の時間帯におけるスケジュールの更新が不要と判断した場合は、制御の対象としていた制御弁について、第２の時間帯における演算処理を終了する（ステップＳ２０）。

感度解析手段１ｃにおいて、水圧感度は、例えば、次のように解析することができる。スケジュール履歴データベース６から、当日の環境条件が晴れ／平日型に該当し、且つ、操作時刻が第２の時間帯（１０：００から１７：００）であるスケジュールの変更履歴を、一定期間Ｔ_c（例：１年間）抽出する。これは、環境条件が晴れ／平日型に該当する日の水需要が安定しているためである。抽出したスケジュールの変更履歴において、スケジュール更新日をｎ日、ｎ日より過去の日において、環境条件が晴れ／平日型である最近傍の日をｎ−１日と表す。ｎ日の第２の代表時刻をｔ_nとし、ｎ−１日の第２の代表時刻をｔ_n-1とする。水圧実績データベース５から、ｎ−１日とｎ日の水圧実績データについて、第２の代表時刻ｔ_n-1から一定時間Ｔ_d（例：１時間）の水圧平均値をそれぞれＰ_n-1(ｔ_n-1)、Ｐ_n(ｔ_n-1)として算出する。このとき、日付ｎにおける水圧の変化量に対する操作時刻の変更量の感度Ｓ(n)を次の式で算出する。

一定期間Ｔ_cの間で、第２の時間帯においてスケジュールが更新された日で、且つ環境条件が晴れ／平日型に該当する全ての日における上記感度Ｓ(n)を演算し、その平均値avgＳを算出する。このavgＳが水圧の変化量に対する操作時刻の変更量の水圧感度になる。感度解析手段１ｃは、この水圧感度avgＳを算出する（ステップＳ３０）。

なお、実施の形態５に相当する動作を行えば、実施の形態２についても同様に、１日を複数の時間帯に分割し、時間帯毎に設定したスケジュールにより配水管網を制御することができる。

本発明の実施の形態５によれば、スケジュールの変更量の演算を、スケジュールの変更履歴と水圧実績データに基づき行い、環境条件毎に設けられている９つのパターンのスケジュール全てを更新している。スケジュールの変更量の演算には、配管の長さ、径及び流速係数等のプラント特性データは不要である。このため、配水管網の変更や環境条件が変化した場合においても、適正な水圧で配水管網の水圧管理を行うことができるという効果がある。

また、感度解析に関しては、管網計算法を用いて感度を算出するという方法も考えられるが、その場合は損失水頭、水位差、流量等の多種多数の実績データが必要となる。しかし、現実においては、十分な実績データを入手することは困難である。本発明の実施の形態５によれば、多種多数の実績データを必要とせず、スケジュールの変更履歴と水圧実績データで演算ができるという効果がある。

なお、実施の形態５によれば、１日を複数の時間帯に分割し、時間帯毎にスケジュールによる配水管網の水圧の制御を行っているため、スケジュールによる制御間隔を短縮することができ、より適正に配水管網の水圧を制御することができるという効果がある。

本発明の実施の形態１を示す配水管網制御装置のブロック図である。 本発明の実施の形態１において制御の対象となる配水管網Ｎを示す構成図である。 本発明の実施の形態１における制御弁１０ａのスケジュールを示す図である。 本発明の実施の形態１の配水管網制御装置における演算処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１における制御弁１０ａのスケジュールを示す図である。 本発明の実施の形態２を示す配水管網制御装置のブロック図である。 本発明の実施の形態２において制御の対象となる配水管網Ｎを示す構成図である。 本発明の実施の形態２の配水管網制御装置における演算処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２における区画Ａに設置される制御弁１０ａ、１１ａ、１２ａのスケジュールを示す図である。 本発明の実施の形態４における区画Ａのパラメータμ_mを示す図である。 本発明の実施の形態４における区画Ａに設置される制御弁１０ａ、１１ａ、１２ａのスケジュールを示す図である。 本発明の実施の形態５における制御弁１０ａのスケジュールを示す図である。

符号の説明

Ｎ 配水管網
１ｂ スケジュール更新判断手段
１ｃ 感度解析手段
１ｄ 時刻変更量推論手段
１ｅ スケジュール更新手段
１ｆ 代表制御弁設定手段
５ 水圧実績データベース
６ スケジュール履歴データベース
１０ａ、１１ａ、１２ａ、１０ｂ、１１ｂ、１２ｂ、１０ｃ、１１ｃ、１２ｃ、１０ｄ、１１ｄ、１２ｄ 制御弁
１１ 開度実績データベース

Claims (9)

1. 配水管網の水圧の実績データを蓄積する水圧実績データベースと、
   前記配水管網に設置される制御弁を制御する操作時刻を環境条件別に保持するスケジュールの変更履歴を蓄積するスケジュール履歴データベースと、
   過去の日及び当日における前記水圧の実績データと前記スケジュールの変更履歴とに基づき算出した第１の水圧平均値が、予め設定された上下限許容値の範囲内であるか否かにより、スケジュール更新の要否を判断するスケジュール更新判断手段と、
   前記水圧の実績データと前記スケジュールの変更履歴に基づき、前記水圧の変化量に対する前記操作時刻の変更量の水圧感度を解析する感度解析手段と、
   当日の前記水圧の実績データと前記スケジュールの変更履歴に基づき算出した第２の水圧平均値を予め設定された水圧目標値に一致させるために必要な前記操作時刻の変更量を、前記水圧感度に基づき算出する時刻変更量推論手段と、
   前記時刻変更量推論手段により算出された前記操作時刻の変更量に基づき前記スケジュールを更新するスケジュール更新手段と
   を備えた配水管網制御装置。
2. 配水管網の水圧の実績データを蓄積する水圧実績データベースと、
   前記配水管網に設置される制御弁を制御する操作時刻と前記操作時刻に設定する開度を環境条件別に保持するスケジュールの変更履歴を蓄積するスケジュール履歴データベースと、
   前記制御弁の開度の実績データを蓄積する開度実績データベースと、
   前記水圧の実績データと前記開度の実績データに基づき、前記水圧の変化量に対する前記開度の変更量の第１の開度感度を算出し、前記配水管網の配水系列別に設定された区画毎に前記第１の開度感度に基づき代表制御弁を設定する代表制御弁設定手段と、
   過去の日及び当日における前記水圧の実績データと前記スケジュールの変更履歴に基づき算出した第１の代表水圧平均値が、予め設定された上下限許容値の範囲内であるか否かにより、スケジュール更新の要否を判断するスケジュール更新判断手段と、
   前記水圧の実績データと前記代表制御弁の前記スケジュールの変更履歴に基づき、前記水圧の変化量に対する前記操作時刻の変更量の水圧感度を解析する感度解析手段と、
   当日の前記水圧の実績データと前記代表制御弁の前記スケジュールの変更履歴に基づき算出した第２の代表水圧平均値を予め設定された水圧目標値に一致させるために必要な前記操作時刻の変更量を前記水圧感度に基づき算出する時刻変更量推論手段と、
   前記時刻変更量推論手段により算出された前記操作時刻の変更量に基づき前記スケジュールを更新するスケジュール更新手段と
   を備えた配水管網制御装置。
3. 感度解析手段は、特定の環境条件に該当し、且つ、スケジュールの更新が制御弁の制御に反映された日と、前記日前で、且つ、前記特定の環境条件に該当する日における水圧の変化量に対する前記両日の操作時刻の変更量の感度を複数の日において演算し、前記感度の平均値を水圧感度とすることを特徴とする請求項１に記載の配水管網制御装置。
4. 時刻変更量推論手段は、水圧目標値と第２の水圧平均値の差分を水圧感度で除算した値を操作時刻の変更量とすることを特徴とする請求項１に記載の配水管網制御装置。
5. 感度解析手段は、特定の環境条件に該当し、且つ、スケジュールの更新が制御弁の制御に反映された日と、前記日前で、且つ、前記特定の環境条件に該当する日における代表水圧値の変化量に対する前記両日の操作時刻の変更量の感度を複数の日において演算し、前記感度の平均値を水圧感度とすることを特徴とする請求項２に記載の配水管網制御装置。
6. 時刻変更量推論手段は、水圧目標値と第２の代表水圧平均値の差分を水圧感度で除算した値を操作時刻の変更量とすることを特徴とする請求項２に記載の配水管網制御装置。
7. 代表制御弁設定手段は、水圧の実績データに基づき算出した代表水圧値が、予め設定された上下限注意値の範囲外であるときに制御弁を操作した回数を、第１の開度感度に乗算した、第２の開度感度に基づき、代表制御弁を設定することを特徴とする請求項２に記載の配水管網制御装置。
8. スケジュール更新手段は、時刻変更量推論手段により算出された操作時刻の変更量を環境条件別に重み付けをした値に基づき、スケジュールを更新することを特徴とする請求項２に記載の配水管網制御装置。
9. スケジュール更新手段は、時刻変更量推論手段により算出された操作時刻の変更量を環境条件別と制御弁毎に二重に重み付けした値に基づき、スケジュールを更新することを特徴とする請求項２に記載の配水管網制御装置。

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