JP2010191695A - 水安全管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】ＨＡＣＣＰを導入した水道の水質管理において、重点的に管理することが好ましい重要管理点を重点的に管理できるように管理基準を算出する機能を有する水安全管理システムを提供することを課題とする。
【解決手段】監視制御システム２から入力される水質データとプロセスデータに基づいて、水質データの項目毎に管理基準を算出して出力する水安全管理システム１において、管理基準を出力する出力部１７は、管理基準を出力する出力周期を水質データの項目毎に関連付ける周期データ１４３ｃを参照して水質データの項目毎の出力周期を算出し、算出した出力周期で、水質データの項目毎に管理基準を出力する構成とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＨＡＣＣＰを導入した水質管理システムにおいて、重要管理点に対する管理基準を算出する機能を有する水安全管理システムに関する。

近年、食品の安全性の管理が重要となっており、検査体制の強化や、食品の産地を表示する等の情報公開がなされている。
特に水道は、重要なライフラインの一つであり、水道水の安全性を常に維持管理するのが水道事業体の責務である。

さらに、水道水に対して安全・安心な水や、おいしい水を要求する消費者に応えるため、各地の浄水場では活性炭やオゾン等を用いた高度処理がなされている。
しかし、水源水質は悪化傾向にあり、油の流入やアンモニア性窒素流入等による水質事故は毎年一定件数発生している。
一方、国内では、市町村合併及び水道事業への補助金削減の流れから、複数の水道事業体の統合・広域化が検討されている。
そして、水道事業の広域化に伴い、維持管理のための人員削減や外部委託の促進が予想される。
このような状況において、一定以上の水質管理レベルを合理的に維持するための管理手法が求められている。

ＷＨＯ（世界保健機関）の飲料水質ガイドラインが２００４年９月に改訂され、新たに水安全計画が盛り込まれた。この中で、水質管理方法として、食品製造における衛生管理手法であるＨＡＣＣＰ（Hazard Analysis and Critical Control Point：危害分析及び重要管理点手法）について触れられており、国内でも水道の水質管理にＨＡＣＣＰを導入することが推進されている。

ＨＡＣＣＰは、食品衛生管理のグローバルスタンダードとして、その有用性が認められた手法であり、（１）危害分析、（２）ＣＣＰ（Critical Control Point：重要管理点）の設定、（３）ＣＬ（Critical Limit：管理基準）の設定、（４）モニタリング方法の設定、（５）改善措置の設定、（６）検証方法の設定、（７）記録の維持管理、の手順で行うのが標準的である。

ＨＡＣＣＰの手順の中で、重要管理点（ＣＣＰ）は、食品製造における衛生管理上、特に重点的に管理を行う必要がある工程であり、食品の製造工程においては、重要管理点を連続的、又は相当の頻度（モニタリング周期）でモニタリングして記録している。このように、食品製造におけるＨＡＣＣＰの導入手順は確立されている。

また、管理基準（ＣＬ）の設定においては、科学的な根拠に基づく１つ以上の値（例えば、上限値、下限値）を設定する。
食品製造においては、製造方法が予め決められており、原材料の品質も安定しているため、例えば適正な温度管理の範囲として、温度の上下限値を設定する。ただし、食品によって適正な温度範囲は異なるため、この管理を容易にする手段として、例えば特許文献１には、食品温度管理装置が提案されている。特許文献１に記載される技術では、食品毎の温度管理基準及びその付属情報を、製造されている食品の名称と関連付けて登録し、登録された基準に適合したか否かをモニタリングしている。

一方、水質管理にＨＡＣＣＰを導入した従来例として、例えば特許文献２には、水道の水質を管理するための管理基準となる指標を客観的な判断基準に応じて柔軟に変化させることによって、一定の管理基準による水質管理より高度に水質管理する技術が開示されている。
例えば特許文献２に示される管理基準は、ＨＡＣＣＰにおける管理基準（ＣＬ）を、浄水場で原水を浄化する工程に対して適用したものであり、水道水の水質に関するそれぞれの指標において、消費者に危害が発生しない範囲がどの程度であるかを示す基準としている。

例えば、水温が高い時期の浄水場における残留塩素濃度の管理基準は、水温が低い時期より高めに設定することができる。管理基準は、法令によって定められている水質基準とは矛盾しない基準であり、一般に水質基準より厳しく定められていて、最悪でも水質基準と同じ基準になるように決定される。

水質基準は常に一定であり、季節等による変動がない。これに対し、管理基準は季節や周囲環境の変動に応じて変化させることも可能であるが、どのように変化した場合であっても必ず水質基準を満たし、それぞれの場合において、最善の結果を得るように決定される。
すなわち、水質管理における管理基準は、浄水場における監視制御システムの制御の目標値のように頻繁に調整されたり、一般的な食品製造におけるＨＡＣＣＰの管理基準のように常に一定値となることがなく、所定の長さの期間において一定値となる。

特開２００２−０２２５４４号公報 特開２００６−３０２０４９号公報

水質管理にＨＡＣＣＰを導入する場合、水源水質の変動に応じた管理基準が設定される管理が好適であるが、例えば特許文献１に開示されるＨＡＣＣＰの技術では、管理基準を、所定の条件にしたがって変化させるという考えはなかった。

また、ＨＡＣＣＰにおける重要管理点は定期的にモニタリングされるが、水質管理にＨＡＣＣＰを導入する場合、重要管理点をモニタリングするモニタリング周期は、重要管理点として管理される工程によって異なり、重点的に管理することが好ましい重要管理点は、モニタリング周期を短く設定している。

さらに、モニタリング周期の短い重要管理点の管理基準は、短い周期で設定が変更されることが多く、重要管理点を管理するための管理基準は、モニタリング周期に応じて設定が変更される構成が好適である。このような構成により、モニタリング周期の短い重要管理点においては、水源水質の変化に応じた管理基準が速やかに設定され、水源水質の変化に速やかに対応するように、重点的に管理される。
しかしながら、例えば特許文献２に開示される技術では、管理基準を設定変更する周期についての記載がなく、重点的に管理することが好ましい重要管理点の管理について改善の余地がある。

そこで、本発明は、ＨＡＣＣＰを導入した水道の水質管理において、重点的に管理することが好ましい重要管理点を重点的に管理できるように管理基準を算出する機能を有する水安全管理システムを提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、管理基準を出力する出力周期を、重要管理点毎に設定し、重点的に管理することが好ましい重要管理点の管理基準を適切な周期で算出するとともに、適切な出力周期で出力する機能を有する水安全管理システムとした。

本発明によると、ＨＡＣＣＰを導入した水道の水質管理において、重点的に管理することが好ましい重要管理点を重点的に管理できるように管理基準を算出する機能を有する水安全管理システムを提供できる。

本実施形態に係る水質管理システムと、浄水施設の概略構成例を示す図である。 本実施形態に係る水安全管理システムのシステム構成を示す図である。 周期データベースに格納されるデータテーブルの一構成例を示す図であり、（ａ）は、水質項目、入力周期、優先度からなる入力周期テーブルの構成例を示す図、（ｂ）は、優先度と出力周期からなる出力周期テーブルの構成例を示す図、（ｃ）は、入力周期と出力周期が等しい周期データを示す図である。 水安全管理システムの演算部が管理基準を算出する手順を示すフローチャートである。 （ａ）は、指標１と指標２の相関関係が高いときの管理基準を示す図、（ｂ）は、指標２のデータの少なくとも一部が境界値条件を満たさないときの管理基準を示す図、（ｃ）は、指標２の全データが境界値条件を満たすときの管理基準を示す図である。 入力部が水質・プロセスデータベース及び周期データベースを更新する手順を示すフローチャートである。 出力部が管理基準を出力する手順を示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態について、適宜図を参照して詳細に説明する。
なお、本実施形態に係る水質管理システムは、ＨＡＣＣＰを導入した水質管理システムであり、危害物質として濁度（後記する浄水濁度）、残塩濃度（残留塩素濃度）、ｐＨ（水素イオン指数）を対象として説明する。そして、浄水濁度を調整する工程、残塩濃度を調整する工程、及びｐＨを調整する工程を重要管理点とし、浄水濁度、残塩濃度、及びｐＨを指標とした管理基準を設定して水質管理する水質管理システムとする。

図１に示すように、本実施形態に係る水質管理システム１００は、水道水の安全を管理する水安全管理システム１と、浄水施設２００をモニタリング及び制御する監視制御システム２が、ネットワーク３を介して接続されて構成される。

浄水施設２００は、水源から原水を受け入れる着水井２０１と、凝集剤を注入して原水と凝集剤を混ぜ合わせる混和池２０２と、混和池２０２で注入される凝集剤によるフロックの形成を促進するフロック形成池２０３と、フロックなどの不要物を沈殿させて除去する沈殿池２０４と、不純物をろ過して除去するろ過池２０５と、塩素を注入して殺菌するとともに、消石灰を注入してｐＨを調整する塩素混和池２０６と、浄水を一時的に溜め置く浄水池２０７と、浄水池２０７の浄水を水道水として消費者に給配水する給配水施設２０８と、を含んで構成される。

監視制御システム２は、浄水施設２００における水の状態をモニタリングし、さらに浄水化の各工程を制御する機能を有し、着水井２０１の濁度（原水濁度）を測定する濁度計２１、混和池２０２に凝集剤を注入する凝集剤注入装置２２、塩素混和池２０６に塩素を注入する塩素注入装置２３、塩素混和池２０６に消石灰を注入する消石灰注入装置２４、浄水池２０７の水質をモニタリング（監視）する水質監視装置２５、及び監視制御システム２を制御する制御装置２０を含んで構成される。

また、凝集剤注入装置２２には、混和池２０２に注入される凝集剤の注入量を計測する凝集剤注入量計測装置２２ａ、塩素注入装置２３には、塩素混和池２０６に注入される塩素の注入量を計測する塩素注入量計測装置２３ａ、消石灰注入装置２４には、塩素混和池２０６に注入される消石灰の注入量を計測する消石灰注入量計測装置２４ａがそれぞれ備わっている。
なお、凝集剤注入量は、原水濁度に対する、注入された凝集剤中のアルミニウムの比であるＡＬＴ比（ｍｇ−ＡＬ／度）で管理される。

濁度計２１は、着水井２０１の原水濁度を測定して検出信号に変換し、制御装置２０に入力する機能を有する。また、水質監視装置２５は、浄水池２０７の浄水の濁度（浄水濁度）、残塩濃度、ｐＨ、水温等をモニタリングし、それぞれ検出信号に変換して制御装置２０に入力する機能を有する。制御装置２０は、水質監視装置２５から入力される検出信号によって、浄水池２０７の浄水の浄水濁度、残塩濃度、ｐＨ、水温を取得できる。

さらに、監視制御システム２の凝集剤注入装置２２、塩素注入装置２３、及び消石灰注入装置２４は、それぞれ制御装置２０に接続され、制御装置２０から出力される制御信号によって、凝集剤注入量（ＡＬＴ比）、塩素注入量、及び消石灰注入量がそれぞれ制御される。
凝集剤注入量計測装置２２ａは、凝集剤注入装置２２から混和池２０２に注入される凝集剤注入量を計測して検出信号に変換し、制御装置２０に入力する。
塩素注入量計測装置２３ａは、塩素注入装置２３から塩素混和池２０６に注入される塩素注入量を計測して検出信号に変換し、制御装置２０に入力する。
また、消石灰注入量計測装置２４ａは、消石灰注入装置２４から塩素混和池２０６に注入される消石灰注入量を計測して検出信号に変換し、制御装置２０に入力する。
この構成によって、制御装置２０は、凝集剤注入量、塩素注入量、及び消石灰注入量を取得できる。
さらに、原水濁度、凝集剤注入量等に基づいて、制御装置２０はＡＬＴ比を算出できる。

また、監視制御システム２には通信装置２６が備わり、監視制御システム２をネットワーク３に接続する。通信装置２６は監視制御システム２内で制御装置２０と接続され、ネットワーク３から受信したデータを制御装置２０に入力するとともに、制御装置２０から入力されるデータをネットワーク３に送出する。
この構成によって、水安全管理システム１と監視制御システム２をネットワーク３を介して接続でき、水安全管理システム１と監視制御システム２は、ネットワーク３を介して、互いにデータを受け渡すことができる。

制御装置２０は、浄水濁度、残塩濃度、ｐＨなど、水質に関するデータ（以下、水質データと称する）、及び、混和池２０２に流入する原水の流量、凝集剤注入量、塩素注入量、及び消石灰注入量など、水質管理のプロセスに関するデータ（以下、プロセスデータと称する）を通信装置２６に入力する。通信装置２６は、制御装置２０から入力される水質データ及びプロセスデータをネットワーク３に送出する。

次に、水安全管理システム１（図２参照）の構成について説明する。図２に示すように、水安全管理システム１は、制御装置１０、入力装置１１、出力装置１２、データベース１４、通信装置１８を含んで構成され、制御装置１０は、演算部１５、入力部１６、出力部１７を含んで構成される。

入力装置１１は、マウス、キーボードなど、水質管理システム１００を操作するオペレータの操作によって水安全管理システム１にデータを入力するデータ入力装置１１ａと、例えばフレキシブルディスクＦＤなど、リムーバブルな記録媒体に書き込まれたデータを読み出すデータ読み出し装置１１ｂ（例えば、フレキシブルディスクドライブ装置）を含んで構成される。

出力装置１２は、例えば、入力装置１１から入力されるデータや演算部１５の演算結果を表示するディスプレイ装置などからなる表示装置１２ａと、例えばフレキシブルディスクＦＤにデータを書き込むフレキシブルディスクドライブ装置などのデータ書き込み装置１２ｂを含んで構成される。
なお、データ読み出し装置１１ｂとデータ書き込み装置１２ｂは一体に構成されていてもよい。

制御装置１０に含まれる演算部１５は、水質管理における重要管理点で危害を適切に制御するための基準（管理基準）を算出し、必要に応じてデータベース１４に含まれる管理基準データベース１４１を更新する。
管理基準は重要管理点で危害を適切に制御するための基準であり、重要管理点に対応して算出される。
例えば本実施形態においては、濁度（浄水濁度）を調整する工程、残塩濃度を調整する工程、及びｐＨを調整する工程を重要管理点とし、各重要管理点における危害物質が浄水濁度、残塩濃度、及びｐＨである。そして、演算部１５は、浄水濁度の管理基準、残塩濃度の管理基準、及びｐＨの管理基準を算出する。
本実施形態に係る水質管理システム１００は、水安全管理システム１の演算部１５が算出する管理基準を重要管理点の管理基準に設定して、ＨＡＣＣＰで水質管理する。

監視制御システム２は、浄水濁度の管理基準に基づいて凝集剤注入量（ＡＬＴ比）を算出し、残塩濃度の管理基準に基づいて塩素注入量を算出し、さらに、ｐＨの管理基準に基づいて消石灰注入量を算出する。
演算部１５が管理基準を算出する手順は後記する。

入力部１６は、監視制御システム２からネットワーク３を介して入力される水質データやプロセスデータで、データベース１４に含まれる水質・プロセスデータベース１４２を更新し、さらに水質データやプロセスデータが入力される周期（入力周期）を算出して、データベース１４に含まれる周期データベース１４３を更新する。入力部１６が水質・プロセスデータベース１４２及び周期データベース１４３を更新する手順は後記する。

出力部１７は、演算部１５が算出した管理基準を所定の周期で出力し、通信装置１８に入力する。そして通信装置１８は、出力部１７から入力された管理基準をネットワーク３に送出する。出力部１７が所定の周期で管理基準を出力する手順は後記する。

データベース１４は、管理基準データベース１４１、水質・プロセスデータベース１４２、及び周期データベース１４３を含んで構成される。
管理基準データベース１４１は、重要管理点に対応する管理基準がデータとして格納されているデータベースであり、本実施形態においては、浄水濁度の管理基準、残塩濃度の管理基準、及びｐＨの管理基準がデータとして格納される。

水質・プロセスデータベース１４２は、過去の水質データおよびプロセスデータが日時の情報とともに格納されるデータベースであり、本実施形態では原水濁度、凝集剤注入量、塩素注入量、消石灰注入量、及び水質監視装置２５（図１参照）が検出する、浄水池２０７（図１参照）における浄水濁度、残塩濃度、ｐＨなどがデータとして格納されている。

周期データベース１４３は、重要管理点に対応する水質データの各項目（浄水濁度、残塩濃度、ｐＨ）が水安全管理システム１に入力される入力周期と優先度と、水質データの各項目を関連付ける入力周期テーブル１４３ａ（第１のテーブル）が格納されるデータベースである。以下、水質データの各項目を水質項目と称する。
さらに、周期データベース１４３には、優先度と、水安全管理システム１が管理基準を出力する出力周期を関連付ける出力周期テーブル１４３ｂ（第２のテーブル）が格納されている。
そして、入力周期テーブル１４３ａと出力周期テーブル１４３ｂを含んで周期データ１４３ｃが構成される。

図３の（ａ）に示すように、入力周期テーブル１４３ａは、水質項目と、入力周期と、優先度を関連付けるテーブルであり、図３の（ｂ）に示すように、出力周期テーブル１４３ｂは、優先度と出力周期を関連付けるテーブルである。
なお、本実施形態においては、重要管理点を、浄水濁度を調整する工程、残塩濃度を調整する工程、及びｐＨを調整する工程の３工程としたため、入力周期テーブル１４３ａの水質項目が３項となっているが、項目数は限定されるものではなく、水質管理システム１００（図１参照）に必要な項目数を適宜増減すればよい。
また、水質項目は、重要管理点に対応した項目であることから、入力周期テーブル１４３ａは、重要管理点に、水質項目の入力周期と優先度を関連付けるテーブルであり、重要管理点の優先度を設定するためのテーブルといえる。

入力周期テーブル１４３ａの優先度の項目は、例えば、オペレータがデータ入力装置１１ａ（図２参照）から入力するデータで任意に変更可能な構成が好適である。この構成によって、オペレータは、水質項目に対する優先度、すなわち、重要管理点の優先度を任意に設定できる。

例えば、重要管理点である残塩濃度を調整する工程に対応する水質項目（残塩濃度）のモニタリング周期が１分に設定されると、監視制御システム２の水質監視装置２５（図１参照）は１分周期で残塩濃度を測定し、通信装置２６（図１参照）を介して１分周期で水安全管理システム１（図１参照）に送信する。
この場合、水安全管理システム１の入力部１６（図２参照）に残塩濃度が入力される周期が１分であり、入力部１６は、図３の（ａ）に示す入力周期テーブル１４３ａの入力周期として「１分」を算出し、入力周期テーブル１４３ａの入力周期を「１分」に更新する。
したがって、入力周期テーブル１４３ａの入力周期は、残塩濃度のモニタリング周期に等しくなる。
同様に、水安全管理システム１の入力部１６は、浄水濁度が入力される周期を、浄水濁度の入力周期として算出し、さらにｐＨが入力される周期を、ｐＨの入力周期として算出する。

優先度は、水安全管理システム１の出力部１７（図２参照）が、管理基準を出力する周期を決定する指標であり、本実施形態の出力部１７は、優先度が高いほど短い出力周期で管理基準を出力する。
通信装置１８（図２参照）は、出力部１７が出力した管理基準をネットワーク３（図２参照）に送出し、監視制御システム２（図２参照）に送信する。

例えば、出力周期テーブル１４３ｂ（図３の（ｂ）参照）に示すように、優先度Ａは優先度が最も高く、出力部１７（図２参照）は、優先度がＡに設定される水質項目に対応する管理基準、すなわち、優先度がＡに設定される重要管理点の管理基準を、最も短い周期である１分周期で出力する。
一方、優先度Ｃは優先度が最も低く、出力部１７は、優先度がＣに設定される水質項目に対応する管理基準、すなわち、優先度がＣに設定される重要管理点の管理基準を、最も長い周期である１日周期で出力する。
なお、優先度はＡ，Ｂ，Ｃの３種に限定されるものではなく、適宜増減すればよい。また、各優先度の出力周期は、例えばオペレータによって適宜設定される構成が好適である。

例えば、図３の（ａ）に示すように、水質項目の残塩濃度が優先度Ｂに設定される場合、出力部１７（図２参照）は、１時間周期で残塩濃度に対応する管理基準を出力し、水質項目のｐＨが優先度Ｃに設定される場合、出力部１７は、１日周期でｐＨに対応する管理基準を出力する。
図２に示す通信装置１８は、出力部１７が出力した管理基準をネットワーク３に送出し、監視制御システム２に送信する。

監視制御システム２（図１参照）は、管理基準に応じて、対応する薬剤注入量を算出することから、短い周期で管理基準を受信する水質項目に対応する重要管理点については、新たな管理基準が、水安全管理システム１の演算部１５（図２参照）によって算出された場合に速やかに対応できる。

前記したように、水質項目に優先度を設定することは、重要管理点に優先度を設定することに等しく、重点的に管理することが好ましい重要管理点に対応する水質項目に高い優先度を設定することで、重点的に管理することが好ましい重要管理点を重点的に管理できる。

なお、本実施形態においては、図３の（ａ）に示す入力周期テーブル１４３ａのように、例えばオペレータが、水質項目に対応する優先度を設定することで重要管理点の優先度を設定し、さらに図３の（ｂ）に示す出力周期テーブル１４３ｂのように優先度に対応する出力周期を設定して、重要管理点毎の出力周期を設定したが、例えば、出力周期と入力周期が等しく設定される構成であってもよい。

この構成の場合、例えば、周期データベース１４３（図２参照）に格納される周期データ１４３ｄは、図３の（ｃ）に示すように、水質項目と入力周期と出力周期を関連付けるテーブル形式のデータであり、水質項目に対応する出力周期、すなわち、水質項目に対応する重要管理点の出力周期は、当該水質項目の入力周期と等しく設定される。

次に、図４を参照して、水安全管理システム１の演算部１５（図２参照）が、管理基準を算出する手順を説明する（適宜図１〜図３参照）。
オペレータは、重要管理点で危害が適切に制御されているか否かを判定するための指標（指標１）を、予め設定しておく。本実施形態に係る管理基準としては、残塩濃度、浄水濁度など単一の測定によって得られる指標や、ＡＬＴ比のように複数の指標から求める指標がある。さらに、オペレータは、指標１に基づく管理基準を算出する上で満足すべき指標（指標２）とその値（境界値）を設定しておく。

例えば、危害物質が浄水濁度で、凝集剤の注入率の管理基準を対象とする場合、「凝集剤の注入（指標１に該当）によって浄水濁度（指標２に該当）は１度以下（境界値に該当）が得られること」という指標（指標２）と境界値が必要になる。
ここで設定される指標２の浄水濁度の値は、消費者が用いる給水栓で少なくとも水質基準を満たすことが必要となる。
そしてオペレータが設定する指標１、指標２及び境界値は、例えば、水質・プロセスデータベース１４２にデータとして記憶しておけばよい。

演算部１５は、管理基準を算出するとき、水質・プロセスデータベース１４２から管理基準を算出するのに必要な対象情報を読み込む（ステップＳ１０１）。この対象情報は、指標１、指標２の直接の測定値、または、これらを算出するのに必要なデータであり、本実施形態においては、水質データやプロセスデータになる。
また、例えば、ＡＬＴ比などのように複数の指標から求める指標の場合、演算部１５は、読み込んだ対象情報に基づいて当該指標を算出する。

そして、演算部１５は、管理基準算出方法を選択（ステップＳ１０２）し、選択した管理基準算出方法に基づいて管理基準を算出する（ステップＳ１０３）。

例えば、演算部１５は、水質・プロセスデータベース１４２から読み取った対象情報のデータ数が充分に多い場合、演算部１５は、読み込んだ対象情報から指標１に該当する情報と指標２に該当する情報を抽出又は算出し、最小二乗法や回帰分析により指標間の相関関係（指標１−指標２）から相関係数を求める。そして、相関係数の絶対値が所定の値より大きいか否かで相関が高いか否かを判定し、相関の高さに基づいて管理基準算出方法を選択する。このとき、指標１と指標２の直接の相関だけではなく、モデルを用いて相関を評価することもできる。

そして、演算部１５は、指標１（例えばＡＬＴ比）と指標２（例えば浄水濁度）の間の相関が高いとき、演算部１５は、図５の（ａ）に示すように、指標１と指標２の相関係数を求めるときに利用した最小二乗法や回帰分析の結果として得られた回帰式と境界値の交点となるＡＬＴ比を管理基準として算出する。

また、指標１と指標２の間の相関が低いとき、演算部１５は、データ数に基づいて管理基準を算出する。
すなわち、データ数が充分に多い場合に、指標２のデータの少なくとも一部が境界値条件を満たさないときは、図５の（ｂ）に示すように、演算部１５は、指標１（例えばＡＬＴ比）が指標２（例えば浄水濁度）の条件を逸脱する割合（逸脱率）を示すヒストグラムを作成し、そのヒストグラムをフィッティングする関数と逸脱率の許容値の交点となるＡＬＴ比を管理基準として算出する。

一方、図５の（ｃ）に示すように、指標２（例えば残塩濃度）の全データが境界値条件、例えば残塩濃度が境界値以上に維持される条件を満たすとき、演算部１５は、最も安全側の指標１（例えば塩素注入量）を管理基準として算出する。
例えば、演算部１５は、指標１である塩素注入量と指標２である残塩濃度の関係を示す、原点を通る直線の傾きを０から変化させ、塩素注入量と残塩濃度の関係を示すデータが最初に直線上に乗ったときの直線と境界値の交点となる塩素注入量を管理基準として算出する。

また、データ数が充分に多くない場合、演算部１５は、最も安全側の値を管理基準として算出する。
そして、演算部１５は、算出した管理基準を管理基準データベース１４１に書き込む。すなわち、演算部１５は、管理基準データベース１４１を更新する（ステップＳ１０４）。
なお、演算部１５が管理基準算出方法を選択する方法、及び管理基準を算出する方法の詳細は、前記した、本願出願人が出願した特許文献２（特開２００６−３０２０４９号公報）に記載されており、ここでの詳細な説明は省略する。

次に、図６を参照して、入力部１６（図２参照）が、水質・プロセスデータベース１４２及び周期データベース１４３を更新する手順を説明する（適宜図１〜図３参照）。
通信装置１８は、水質データ又はプロセスデータを含んだデータを受信すると、入力部１６に入力する。そして、入力部１６は、水質データ及びプロセスデータを含んだデータが入力されると、水質・プロセスデータベース１４２及び周期データベース１４３を更新する手順を開始し、入力された、水質データ及びプロセスデータで水質・プロセスデータベース１４２を更新する（ステップＳ２０１）。
監視制御システム２から送信され、入力部１６に入力されるデータは、演算部１５が指標（指標１、指標２）を算出するのに必要とされる水質データ（本実施形態においては、浄水濁度、残塩濃度、ｐＨ）やプロセスデータ（本実施形態においては、凝集剤注入量、塩素注入量、消石灰注入量）を含んでいる。

入力部１６は、監視制御システム２から入力される水質データやプロセスデータを水質・プロセスデータベース１４２に格納されているデータに追加して、水質・プロセスデータベース１４２を更新する。

このように入力部１６が水質・プロセスデータベース１４２を更新することで、水質・プロセスデータベース１４２の水質データやプロセスデータは、浄水施設２００の現状を反映した値となり、演算部１５は、水質・プロセスデータベース１４２に基づいて、浄水施設２００の現状を反映した指標（指標１、指標２）を算出できる。

さらに、入力部１６は、監視制御システム２から水質データ（本実施形態においては、浄水濁度、残塩濃度、ｐＨ）が入力される周期を水質項目毎に算出して、水質項目毎の入力周期を算出し（ステップＳ２０２）、さらに、入力周期テーブル１４３ａを書き換えて、周期データベース１４３を更新する（ステップＳ２０３）。
例えば、入力部１６は、浄水濁度を受信する間隔から水質項目の浄水濁度の入力周期を算出する。そして、入力部１６は、周期データベース１４３に格納される入力周期テーブル１４３ａの浄水濁度の入力周期を、算出した入力周期に書き換える。

なお、周期データが図３の（ｃ）に示す構成であり、出力周期が入力周期と等しく設定される場合、入力部１６は、ステップＳ２０３で入力周期を書き換えるとともに出力周期を、入力周期と同等に書き換えて周期データベース１４３を更新する。
例えば、入力部１６は、残塩濃度の入力周期を１分と算出した場合、残塩濃度の出力周期を、入力周期と同じ１分に書き換える。

次に、図７を参照して、出力部１７（図２参照）が管理基準を出力する手順を説明する（適宜図１〜図３参照）。
出力部１７は、例えば所定の周期で周期データベース１４３の入力周期テーブル１４３ａを参照して各水質項目（重要管理点）の優先度を抽出し、さらに周期データベース１４３の出力周期テーブル１４３ｂを参照して、優先度に対応した出力周期を水質項目毎（重要管理点毎）に抽出（算出）する（ステップＳ３０１）。

出力部１７は、優先度Ａの出力周期（例えば１分）と判定したとき（ステップＳ３０２→Ｙｅｓ）、周期データベース１４３の入力周期テーブル１４３ａを参照して、優先度がＡの水質項目を取得する。さらに管理基準データベース１４１を参照して、制御装置１０の演算部１５が算出した管理基準の中から、取得した水質項目に対応する管理基準を選択する。例えば、取得した水質項目が浄水濁度の場合、出力部１７は、管理基準データベース１４１の中から浄水濁度の管理基準を選択する。
そして、出力部１７は、選択した、優先度Ａの水質項目に対応する管理基準を出力する。換言すると、出力部１７は、優先度Ａの重要管理点の管理基準を出力する（ステップＳ３０３）。出力部１７から出力された管理基準は通信装置１８に入力され、通信装置１８は、優先度Ａの重要管理点の管理基準（例えば浄水濁度の管理基準）をネットワーク３に送出する。
一方、出力部１７は、優先度Ａの出力周期ではないと判定したとき（ステップＳ３０２→Ｎｏ）、処理をステップＳ３０４に進める。

出力部１７は、優先度Ｂの出力周期（例えば１時間）と判定したとき（ステップＳ３０４→Ｙｅｓ）、周期データベース１４３の入力周期テーブル１４３ａを参照して、優先度Ｂの水質項目を取得する。さらに管理基準データベース１４１を参照して、制御装置１０の演算部１５が算出した管理基準の中から、取得した水質項目に対応する管理基準を選択する。例えば、取得した水質項目が残塩濃度の場合、出力部１７は、残塩濃度の管理基準を選択する。
そして、出力部１７は、選択した、優先度Ｂの水質項目に対応する管理基準を出力する。換言すると、出力部１７は、優先度Ｂの重要管理点の管理基準を出力する（ステップＳ３０５）。出力部１７から出力された管理基準は通信装置１８に入力され、通信装置１８は、優先度Ｂの重要管理点の管理基準（例えば残塩濃度の管理基準）をネットワーク３に送出する。
一方、出力部１７は、優先度Ｂの出力周期ではないと判定したとき（ステップＳ３０４→Ｎｏ）、処理をステップＳ３０６に進める。

出力部１７は、優先度Ｃの出力周期（例えば１日）と判定したとき（ステップＳ３０６→Ｙｅｓ）、周期データベース１４３の入力周期テーブル１４３ａを参照して、優先度Ｃの水質項目を取得する。さらに管理基準データベース１４１を参照して、演算部１５が算出した管理基準の中から、取得した水質項目に対応する管理基準を選択する。例えば、取得した水質項目がｐＨの場合、出力部１７は、ｐＨの管理基準を選択する。
そして、出力部１７は、選択した、優先度Ｃの水質項目に対応する管理基準を出力する。換言すると、出力部１７は、優先度Ｃの重要管理点の管理基準を出力する（ステップＳ３０７）。出力部１７から出力された管理基準は通信装置１８に入力され、通信装置１８は、優先度Ｃの重要管理点の管理基準（例えばｐＨの管理基準）をネットワーク３に送出する。
一方、出力部１７は、優先度Ｃの出力周期ではないと判定したとき（ステップＳ３０６→Ｎｏ）、管理基準を出力する手順を終了する。

なお、管理基準を出力する手順は、出力部１７が所定の周期で実行する構成とし、出力部１７が重要管理点の管理基準を出力してから当該重要管理点に設定される優先度の出力周期に相当する時間が経過したとき、出力部１７は、ステップＳ３０２、ステップＳ３０４、ステップＳ３０６で当該重要管理点に設定される優先度の出力周期と判定する。
出力部１７が、管理基準を出力する手順を実行する所定の周期は任意に設定すればよいが、各優先度に設定される最短の出力周期より短い周期であることが好ましい。

以上のように、図１に示す監視制御システム２は、重要管理点（本実施形態においては、浄水濁度を調整する工程、残塩濃度を調整する工程、及びｐＨを調整する工程）に応じた水質データ（本実施形態においては、浄水濁度、残塩濃度、ｐＨ）やプロセスデータ（本実施形態においては、凝集剤注入量、塩素注入量、消石灰注入量）を、所定の周期で水安全管理システム１に送信できる。
そして、水安全管理システム１は受信した水質データ、及びプロセスデータに基づいて、重要管理点の管理基準を算出できる。
したがって、例えば水源水質（原水の水質）が変動した場合であっても、水安全管理システム１は、水源水質に応じた管理基準を算出できる。

さらに、水安全管理システム１は、算出した管理基準を、予め設定されている優先度に従って監視制御システム２に送信できる。
この場合、優先度の高い重要管理点については、短い周期で監視制御システム２に管理基準を送信するように構成することによって、例えば水源水質が変動した場合であっても、監視制御システム２は、水源水質の変動に応じて算出される管理基準を、優先度に応じて速やかに取得できる。
そして、監視制御システム２は、取得した管理基準に基づいて浄水施設２００を制御できる。

例えば、浄水濁度は、水源への降雨等による原水濁度の変動に応じて変動することから、浄水濁度は、降水量の多い季節には頻繁に変動する。したがって、水安全管理システム１が浄水濁度の管理基準を監視制御システム２に送信する優先度を高め、監視制御システム２が浄水濁度の管理基準を短い周期で取得できる構成とする。この構成によって、原水濁度が頻繁に変動する場合であっても、安定して一定の浄水濁度を維持できる。換言すると、監視制御システム２は、重要管理点である浄水濁度を調整する工程を、より重点的に管理できる。

このように本実施形態に係る水質管理システム１００（図１参照）は、水源水質が頻繁に変動する場合であっても、変動に対応して管理基準を速やかに設定変更することができ、変更された管理基準に基づいて安定した水質を維持することができるという優れた効果を奏する。また、重点的に管理することが好ましい重要管理点を重点的に管理することができ、より効果的にＨＡＣＣＰによって水質管理できる。

なお、本実施形態に係る水質管理システム１００は、図１に示すように、１つの水安全管理システム１に、１つの監視制御システム２が接続される構成としたが、例えば監視制御システム２が広い範囲に分散して配置される場合、分散する監視制御システム２のそれぞれをネットワーク３を介して水安全管理システム１に接続するように構成してもよい。

また、水安全管理システム１と監視制御システム２はネットワーク３を介してデータを受け渡す構成としたが、例えばフレキシブルディスクＦＤ（図２参照）や図示しないＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリなど、リムーバブルな記録媒体を介して、水安全管理システム１と監視制御システム２の間でデータを受け渡す構成であってもよい。

図２に示すように、水安全管理システム１には、フレキシブルディスクドライブ装置などのデータ読み出し装置１１ｂと、データ書き込み装置１２ｂとを備える。さらに、図示はしないが、監視制御システム２にもフレキシブルディスクドライブ装置などのデータ読み出し装置と、データ書き込み装置とを備える構成とする。

監視制御システム２は、水質データ及びプロセスデータをフレキシブルディスクＦＤに書き込む。そして、水質データ及びプロセスデータが書き込まれたフレキシブルディスクＦＤを、例えばオペレータが移動し、水安全管理システム１に備わるデータ読み出し装置１１ｂでフレキシブルディスクＦＤに書き込まれている水質データ及びプロセスデータを読み出す。
データ読み出し装置１１ｂで読み出された水質データ及びプロセスデータは、例えば入力部１６に入力され、入力部１６は、図４に示す手順に従って、管理基準データベース１４１を更新する。

また、出力部１７は、図７に示す手順に従って、演算部１５が算出した管理基準を出力する。さらに、出力部１７が出力する管理基準が、データ書き込み装置１２ｂに入力されるように構成する。

データ書き込み装置１２ｂは、入力された管理基準をフレキシブルディスクＦＤに書き込む。そして、管理基準が書き込まれたフレキシブルディスクＦＤを、例えばオペレータが移動し、監視制御システム２に備わる図示しないデータ読み出し装置でフレキシブルディスクＦＤに書き込まれている管理基準を読み出す。

例えば、入力周期テーブル１４３ａ（図３の（ａ）参照）に示される入力周期や出力周期テーブル１４３ｂ（図３の（ｂ）参照）に示される出力周期が「数日」や「数ヶ月」のように長い場合、ネットワーク３のインフラを整備することなく、水質管理システム１００（図１参照）を構成できる。

このように、入力周期及び出力周期が長い場合は、例えばフレキシブルディスクＦＤ（図２参照）などリムーバブルな記録媒体を介して、水安全管理システム１（図２参照）と監視制御システム２（図２参照）の間でデータを受け渡す構成としても、水安全管理システム１と監視制御システム２がネットワーク３（図２参照）を介して接続される構成と、同等の効果を得ることができる。
また、ネットワーク３とフレキシブルディスクＦＤなどリムーバブルな記録媒体を併用して、水安全管理システム１と監視制御システム２の間でデータの受け渡しをする水質管理システム１００（図２参照）であってもよい。

さらに、例えば、入力部１６（図２参照）または出力部１７（図２参照）のどちらか１つが備わる制御装置１０（図２参照）を有する水安全管理システム１（図２参照）であってもよい。
例えば入力部１６のみが備わる制御装置１０を有する水安全管理システム１の場合、監視制御システム２（図２参照）から入力される水質データやプロセスデータを、表示装置１２ａが表示する構成であってもよい。
そして、例えばオペレータは、表示装置１２ａに表示される水質データやプロセスデータに基づいて、所定の水質を維持するように監視制御システム２を遠隔操作する構成であってもよい。

また、出力部１７（図２参照）のみが備わる制御装置１０（図２参照）を有する水安全管理システム１（図２参照）の場合、例えばオペレータは、浄水施設２００（図１参照）で直接確認した水質や薬剤の注入量を、データ設定手段としてのデータ入力装置１１ａ（図２参照）で、水質データ及びプロセスデータとして水安全管理システム１（図２参照）に入力し、水質・プロセスデータベース１４２（図２参照）を更新する。
また、オペレータは、出力部１７が管理基準を出力する出力周期を、データ入力装置１１ａで水安全管理システム１に入力し、周期データベース１４３（図２参照）を更新する。
制御装置１０の演算部１５は、管理基準データベース１４１を参照して管理基準を算出し、出力部１７は、周期データベース１４３を参照して得られる出力周期で管理基準を出力する。
そして、通信装置１８（図２参照）が管理基準をネットワーク３（図２参照）に送出する。

以上のように、入力部１６（図２参照）または出力部１７（図２参照）のどちらか１つが備わる制御装置１０（図２参照）であっても、水安全管理システム１と監視制御システム２の間でデータを受け渡すことができ、水安全管理システム１と監視制御システム２がネットワーク３を介して接続される構成と、同等の効果を得ることができる。

１ 水安全管理システム
２ 監視制御システム
３ ネットワーク
１０ 制御装置
１１ 入力装置
１１ａ データ入力装置（データ設定手段）
１１ｂ データ読み出し装置
１２ 出力装置
１２ａ 表示装置
１２ｂ データ書き込み装置
１５ 演算部
１６ 入力部
１７ 出力部
１８ 通信装置
１４１ 管理基準データベース
１４２ 水質・プロセスデータベース
１４３ 周期データベース
１４３ａ 入力周期テーブル（第１のテーブル）
１４３ｂ 出力周期テーブル（第２のテーブル）
１４３ｃ、１４３ｄ 周期データ
２００ 浄水施設

Claims (8)

1. 水質の許容範囲として設定される管理基準を、浄水施設をモニタリング及び制御する監視制御システムから入力される水質データとプロセスデータに基づいて、前記水質データの項目毎に算出して出力する水安全管理システムであって、
   前記水質データ、及び前記プロセスデータを格納する水質・プロセスデータベースと、
   前記管理基準をデータとして格納する管理基準データベースと、
   前記管理基準を出力する出力周期を前記水質データの項目毎に算出するための周期データを格納する周期データベースと、
   前記管理基準を算出して前記管理基準データベースに格納する演算部、前記監視制御システムから入力される前記水質データ及び前記プロセスデータを前記水質・プロセスデータベースに格納する入力部、及び前記管理基準データベースに格納される前記管理基準を前記出力周期で出力する出力部を備える制御装置と、を含んで構成されることを特徴とする水安全管理システム。
2. 前記監視制御システムとネットワークを介して接続され、
   前記監視制御システムが前記ネットワークを介して送信する前記水質データ及び前記プロセスデータを受信して前記入力部に入力する機能、及び、前記出力部が出力する前記管理基準を前記ネットワークを介して前記監視制御システムに送信する機能を有する通信装置を備えることを特徴とする請求項１に記載の水安全管理システム。
3. 前記監視制御システムが分散して配置される場合、分散するそれぞれの前記監視制御システムと前記ネットワークを介して接続されることを特徴とする請求項２に記載の水安全管理システム。
4. 前記入力部は、前記水質データが入力される入力周期を前記水質データの項目毎に算出するとともに、前記出力周期が、算出した前記入力周期と等しくなるように前記周期データを書き換え、
   前記出力部は、前記周期データから抽出する前記出力周期で、前記水質データの項目毎に前記管理基準を出力することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の水安全管理システム。
5. 前記周期データは、
   前記水質データの項目に、前記出力部が前記管理基準を出力するときの優先度を関連付ける第１のテーブル、及び前記優先度に、前記出力周期を関連付ける第２のテーブルを含んでおり、
   前記出力部は、
   前記第１のテーブルを参照して前記優先度を前記水質データの項目毎に抽出するとともに、前記第２のテーブルを参照して前記抽出した優先度に関連付けられる出力周期を抽出し、抽出した前記出力周期で、前記水質データの項目毎に前記管理基準を出力することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の水安全管理システム。
6. オペレータがデータを入力するためのデータ入力装置を備え、
   前記水質データの項目毎に関連付けられる前記優先度、及び前記優先度に関連付けられる前記出力周期が、前記データ入力装置から入力されるデータによって、それぞれ個別に変更されることを特徴とする請求項５に記載の水安全管理システム。
7. 前記監視制御システムでリムーバブルな記録媒体に書き込まれた前記水質データ及び前記プロセスデータを読み出して前記入力部に入力するデータ読み出し装置と、前記出力部が出力する前記管理基準を前記記録媒体に書き込むデータ書き込み装置の少なくとも１つを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の水安全管理システム。
8. 前記入力部と前記出力部のどちらか一方を備え、
   前記入力部のみが備わる場合、前記演算部が算出する前記管理基準を表示するための表示装置が備わり、
   前記出力部のみが備わる場合、前記水質データ及び前記プロセスデータをオペレータが設定するためのデータ設定手段が備わることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の水安全管理システム。

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