JP2012027670A

JP2012027670A - 需要量診断計量装置

Info

Publication number: JP2012027670A
Application number: JP2010165451A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Tsutsui; 筒井　　和雄; Yusaku Iwai; 優作岩井
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2010-07-23
Filing date: 2010-07-23
Publication date: 2012-02-09

Abstract

【課題】計量装置の需要量の変動を把握でき、省電力で通信負荷を増大させない需要量診断計量装置を提供する。
【解決手段】電子式水道メータ２から周期的に情報を受信し、水道使用量を計測する水量計測部１４と、計測値を積算処理する水量積算部１５と、水量積算結果を時系列に記憶する水量時系列データファイル部１８と、目的別のしきい値を記憶するしきい値ファイル部１９と、水量積算値が目的別しきい値のいずれかを超過したか否かを判定するしきい値判定部１６と、目的別しきい値のいずれかを超過したとき警報処理する警報処理部１７と、目的別しきい値の超過条件により需要家のしゃ断弁へ閉止指令を出す緊急しゃ断部２２と、目的別しきい値設定をするしきい値設定部２０と、遠隔先へのしきい値超過警報の通信、および遠隔先からのしきい値設定の通信をする通信部２１を備えた。
【選択図】図２

Description

本発明は、需要量診断計量装置に係り、特に、計量装置の需要量の変動を把握でき、省電力で通信負荷が増大しない好適な需要量診断計量装置に関する。

従来、水道需要家に設置された計量装置は、計量したデータを目視で検針し、一定期間の使用量を把握している。一部の大口需要家では、計量装置に通信部を設け、自動検針するシステムも導入されている。

例えば、〔特許文献１〕に記載の従来の技術では、状態変化種別をメモリに記憶して照合することが開示されている。また、〔特許文献２〕では、需要家の水道使用履歴情報により需要家の生活状況把握をする技術が開示されている。さらに〔特許文献３〕では、配水系統の故障時に断水箇所の少ない運用案を立案するシステムの技術が開示されている。

又、〔特許文献４〕には、電力需要家ごとに設けられる通信端末は、電力量計によって計測された電力量を含む電力情報を自動検針サーバに一定周期で送信し、通信端末の予測部により電力量を積算することで需要時限デマンド値を予測して予め設定された目標デマンド値との関係を示すデマンド情報，電力情報をサービス提供端末に送信する技術が開示されている。

特開昭６３−６９７号公報特開平７−１２１６７７号公報特開２００３−１０５８０８号公報特開２００７−６５７９号公報

上述した従来の技術においては、計量装置の需要量の変化を逐次通信しているので、通信量が膨大となり、数万個以上の計量装置を接続すると大規模なネットワークが必要である。また、計量装置をバッテリで駆動する場合には、通信時の電力消費量が多くなり、５年以上の長期間動作することは困難であるという問題がある。

また、通信量を低減するために需要量の変化を、３０分程度の周期で通信することも行われているが、この方法では、数分以内の過渡的な状態を把握することは困難であった。

水道需要量の短時間の変化を把握することは、突発的な事象である給水管の破裂や散水，洗濯，風呂，シャワー等の需要量急変を迅速に捕らえることが可能となり、需要家に対する供給サービスを向上させる手段の提供が期待できるが、上述した従来の技術は、これらの点について配慮されていないものであった。

本発明の目的は、計量装置の需要量の変動を把握でき、省電力で通信負荷を増大させない需要量診断計量装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の需要量診断計量装置は、需要量の変動を検知するしきい値を目的別に予め複数群記憶し、その目的毎のしきい値を超過したかを判定するしきい値判定部と、前記目的別しきい値のいずれかを超過したと判定された場合にその目的別しきい値がどれに該当するか判定し、判定結果に応じて通信する通信部を備えたものである。

又、需要水量を設定された周期で計測し、その計測値を積算処理し、時間当たりの需要水量，単位時間変化量，規定時間以上の連続一定水量等を算出するものである。

本発明によれば、需要家水量を通信網により、定期的に自動検針してデータを収集するだけではなく、需要家の水量需要動向が計量装置単体で把握でき、かつしきい値に達したとき毎に通信されるのでネットワークの通信負荷を増大させることなく、広域に分散した需要家動向を迅速に把握できる。また、通信量を低減できるため、電力消費量が低減され、計量装置のバッテリ寿命を長くできる。又、しきい値を目的別に設けることにより、上位通信用と需要家通知用の２通りを備えることができ、需要家に対する水量情報の提供が容易にできる。

本発明の一実施形態である需要量診断計量システムの要部構成図である。需要量診断計量装置の構成図である。需要量診断計量装置のしきい値基準値の例を示す図である。需要家の日間水道使用量パターンの瞬時値の例を示した図である。需要家の日間水道使用量パターンの累積値の例を示した図である。需要家の日間水道使用量パターンの瞬時値の例を示した図である。需要家の日間水道使用量パターンの累積値の例を示した図である。需要家の日間水道使用量パターンの瞬時値の例を示した図である。需要家の日間水道使用量パターンの累積値の例を示した図である。

本発明の一実施形態について、図１から図６を用いて説明する。図１は、本実施形態の需要量診断計量システムの要部構成図である。

図１に示すように、例えば水道水は、水道配水管網５から電子式水道メータ２を介して各需要家１に供給されるようになっており、電子式水道メータ２には需要量診断計量装置３が接続され、需要量診断計量装置３は、需要家１内に設置される警報設定表示器４に接続されている。

各需要量診断計量装置３は、データ伝送用のネットワークなどの通信回線網６を介して、各需要家１の需要水量を自動検針し集計処理する自動検針装置９に接続され、自動検針装置９には、供給区域の水需要量を把握して需要量に応じた水運用計画を立案し実行する水運用計画システム１１、水運用計画に基づき水供給量の配水制御をする配水制御システム１２が順次接続されている。

複数の配水池８は、配水ポンプ７を介して水道配水管網５に接続されており、配水制御システム１２により、配水ポンプ７を制御するようになっている。後述する通信部から伝送された水道管理者の配水制御用途のしきい値超過情報が自動検針システム、および水運用計画システム経由で伝送され、配水制御の目標圧設定に適用されるようになっている。

電子式水道メータ２では、各需要家１が使用した水量が計量され、計量された水量は、需要量診断計量装置３に入力される。需要量診断計量装置３には、設定されたしきい値基準値を記憶する記憶装置が設けられ、しきい値基準値は、警報設定表示器４、及び自動検針装置９から遠隔設定される。

このように、需要量診断計量装置のしきい値は、遠隔からの通信機能により設定できるようにしており、目的に応じてしきい値を可変とすることにより、需要量の季節特性を加味した設定ができる。例えば、水の需要量が多い夏場には、しきい値を大きな値とし、逆に需要量が減少する冬場は、小さな値として監視情報の感度を調整することができる。

需要量診断計量装置３は、図２に示すような構成である。電子式水道メータ２に接続され、設定された周期で水道使用量を計測する水量計測部１４、水量計測部１４で計測された水道使用量を積算処理する水量積算部１５、水量積算部１５で積算処理された水量積算結果を時系列に記憶する水量時系列データファイル部１８、水量積算値がしきい値を超過したか否かを判定するしきい値判定部１６、しきい値を超過したとき警報処理する警報処理部１７、しきい値を超過した時の条件により給水しゃ断弁１３へ閉止指令を出す緊急しゃ断部２２、遠隔先へのしきい値超過警報の通信、および遠隔先からのしきい値設定の通信をする通信部２１、通信部２１を介して受信した警報設定表示器４、及び自動検針装置９から遠隔設定されるしきい値を設定するしきい値設定部２０、しきい値設定部２０で設定されたしきい値を記憶するしきい値ファイル部１９で構成される。

警報処理部１７は、その水道使用量が予め設定された目的別のしきい値を超過したとき警報を発する警報設定表示器４に接続されている。

しきい値基準値には、図３に示すように、モードと、モード毎のレベルが設定されている。モード毎に重要度に応じてしきい値レベルとしてランク付けされている。モードの用途は、需要家に対して警報を知らせるもの、水道管理者に対して水道運用業務のため情報を提供するもの、配水制御のためリアルタイムの情報を提供するもの等として割り付ける。このしきい値基準値は、需要家用途の場合は、需要家が設定権限を有し、自由な設定ができる。一方、水道管理者用との場合は、水道管理者が設定権限を有し、需要家は設定許可が得られないものである。

モードと、モード毎のレベルの一例を図４から図６に示している。このモードとレベルとで目的別のしきい値となっている。

図４（ａ）は、需要家の日間水道使用量パターンの瞬時値の例を示したものである。このパターンに対し、モード１ではしきい値ａ₁が使用水量のピークの発生有無を検知する。また、しきい値ａ₂は、設定された時間以上でかつ規定流量変動幅内で使用水量が連続した場合、漏水が発生していることを検知する。

図４（ｂ）は、需要家の日間水道使用量パターンの累積値の例を示したものである。このパターンに対し、モード１ではしきい値ａ₃が水の使いすぎを警告するため、１日当たりの使用水量が設定上限を超過するかの有無を検知する。

一方、モード２が水道管理者の水道運用業務用途に定義されている場合には、しきい値レベルｂ₁〜ｂ₄のどれに該当するかにより通信部２１より通信回線網６を介して自動検針装置９にしきい値レベル超過情報を送信する。

図５（ａ）は、需要家の日間水道使用量パターンの瞬時値の例を示したものである。このパターンに対し、モード２ではしきい値ｂ₁が、設定された時間以上でかつ規定流量変動幅内で使用水量が連続した場合、漏水が発生していることを検知する。その検知結果は、自動検針装置９に伝送されると、該当需要家１に対して漏水のお知らせメールを配信して、異常発生の情報提供をする。

図５（ｂ）は、需要家の日間水道使用量パターンの累積値の例を示したものである。このパターンに対し、モード２ではしきい値ｂ₂が当日の１日当たりの使用水量が設定上限を超過するかの有無を検知する。

また、モード３が水道管理者の配水制御用途に定義されている場合には、しきい値レベルｃ₁〜ｃ₄のどれに該当するかにより通信部２１より通信回線網６を介して自動検針装置９にしきい値レベル超過情報を送信する。

図６（ａ）は、需要家の日間水道使用量パターンの瞬時値の例を示したものである。このパターンに対し、モード３ではしきい値Ｃ₁が、設定された時間以上でかつ規定流量変動幅内で使用水量が連続した場合、漏水が発生していることを検知する。その検知結果は、自動検針装置９に伝送されると、該当需要家１に対して漏水のお知らせメールを配信して、異常発生の情報提供をする。

図６（ｂ）は、需要家の日間水道使用量パターンの累積値の例を示したものである。このパターンに対し、モード３ではしきい値Ｃ₂が、単位時間当たりの使用水量の上昇が規定値以上であるかの有無を検知するものである。

このように構成された需要量診断計量装置３は、以下のような動作をする。各需要家１への水道水は、水道施設である複数の配水池８から配水ポンプ７により水道配水管網５に配水され、水道配水管網５から各需要家１に供給されている。各需要家１の水道使用量は、電子式メータ２により計測され、その情報は需要量診断計量装置３で処理される。

需要量診断計量装置３では、水量計測部１４で電子式メータ２の計測情報を受信し、水量積算部１５でその計測情報の積算処理をする。単位時間毎の積算値は、水量時系列データファイル部１８に順次記憶される。

しきい値判定部１６は、しきい値設定部２０によって予め設定されたしきい値を、しきい値ファイル部１９より読み出し、該当する水量が基準値を超過しているか否かを判定する。計測水量がしきい値を超過していた場合は、そのしきい値が、図３に示すどのモードに属するかを判定して、判定結果に応じて通知処理を行う。そのため、判定結果に応じて通知処理が変わることになる。

警報処理部１７は、図３に示すどのモードに該当するかにより警報処理を切替える。例えば、モード１が需要家用途に定義されている場合は、しきい値レベルａ₁〜ａ₄のどれに該当するかにより需要家１の宅内設置された警報設定表示器４へ警報出力するか、給水管破裂等の水漏れ検知による緊急しゃ断指示出力をするかのどちらかに分岐する。緊急しゃ断指示出力の場合には、緊急しゃ断部２２より給水しゃ断弁１３に対し、しゃ断指令が出力され、全閉状態となり、水漏れを阻止する。

このように、本実施例によれば、需要家の水量需要動向が計量装置単体の機能により把握でき、しきい値に達したとき毎に通信されるのでネットワークの通信負荷を増大させることなく、広域に分散した需要家動向を迅速に把握できる。また、通信量を低減できるため、電力消費量が低減され、計量装置のバッテリ寿命を長くできる。また、しきい値を目的別に設けることにより、上位通信用と需要家通知用の２通りを備えることができ、需要家に対する水量情報の提供が容易にできる。

１需要家
２電子式水道メータ
３需要量診断計量装置
４警報設定表示器
５水道配水管網
６通信回線網
７配水ポンプ
８配水池
９自動検針装置
１０検索端末装置
１１水運用計画システム
１２配水制御システム
１３給水しゃ断弁
１４水量計測部
１５水量積算部
１６しきい値判定部
１７警報処理部
１８水量時系列データファイル部
１９しきい値ファイル部
２０しきい値設定部
２１通信部
２２緊急しゃ断部

Claims

水道使用量を計測する電子式水道メータから周期的に情報を受信し、水道使用量を計測する水量計測部と、該水量計測部の計測値を積算処理する水量積算部と、該水量積算部で積算処理された水量積算結果を時系列に記憶する水量時系列データファイル部と、モードとモード毎のレベルで規定された目的別のしきい値を記憶するしきい値ファイル部と、前記水量積算部で積算処理された水量積算値が前記目的別しきい値のいずれかを超過したか否かを判定するしきい値判定部と、該しきい値判定部の判定結果により前記目的別しきい値のいずれかを超過したとき警報処理する警報処理部と、前記目的別しきい値の超過条件により需要家のしゃ断弁へ閉止指令を出す緊急しゃ断部と、前記目的別しきい値設定をするしきい値設定部と、遠隔先へのしきい値超過警報の通信、および遠隔先からのしきい値設定の通信をする通信部を備えたことを特徴とする需要量診断計測装置。
前記しきい値判定部は、前記目的毎のしきい値が超過したと判定された場合に、需要家の宅内設置された警報設定表示器へ警報出力するか、給水管破裂等の水漏れ検知による緊急しゃ断指示出力をするかを判定する請求項１に記載の需要量診断計測装置。
前記目的別しきい値は需要家用途，水道管理者の運用業務用途、および配水制御用途に分類されたものである請求項１に記載の需要量診断計測装置。
前記通信部から伝送された水道管理者の運用業務用途のしきい値超過情報が自動検針システム経由で水運用計画システムに伝送され、水運用計画の需要量変動把握に適用される請求項１に記載の需要量診断計測装置。
前記通信部から伝送された水道管理者の配水制御用途のしきい値超過情報が自動検針システム、および水運用計画システム経由で伝送され、配水制御の目標圧設定に適用される請求項１に記載の需要量診断計測装置。