JP2013178207A - Water leakage detection apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、上水道施設の配水管網を構成する配水ブロックの状態を監視する漏水検知装置に関する。 The present invention relates to a water leakage detection device that monitors the state of a water distribution block constituting a water distribution pipe network of a water supply facility.
一般的に、上水道の配水管網には、管の破断や腐食や、接続部のパッキンの劣化等による大小様々な漏水がある。これらの漏水は、発見が遅れることで貴重な水資源が無駄になるばかりか、道路の陥没や浸水等の被害を引き起こすため、できるだけ早い段階で発見して修理することが望ましい。 In general, the water distribution pipe network of waterworks has various types of water leakage due to breakage and corrosion of the pipes, deterioration of the packing of the connection portion, and the like. These leaks not only waste valuable water resources due to delays in detection, but also cause damage such as road collapses and inundation, so it is desirable to detect and repair them at the earliest possible stage.
そこで、配水管網の漏水を防止するために、現場調査員が定期的に巡回し、音聴棒等を用いて漏水の有無を調査する方法が用いられている。しかしながら、音調棒により漏水の有無を的確に判別するためには、現場調査員に高い熟練度が要求されるため、自動的に漏水音を分析して付近の漏水の有無を判別する装置が提案されている。(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, in order to prevent water leakage in the water distribution pipe network, a method in which a field investigator periodically circulates and investigates the presence or absence of water leakage using a listening stick or the like is used. However, in order to accurately determine the presence or absence of water leakage using a sound adjustment bar, a high level of skill is required of the field investigator, so a device that automatically analyzes the water leakage sound to determine the presence or absence of water leakage in the vicinity is proposed. Has been. (For example, refer to Patent Document 1).
また、各管路の埋設位置、埋設年数、材質、口径、管路延長、給水栓数等の情報から計算される構成比率に基づき、配水ブロック内のエリア単位での漏水量を確率的に推定する装置が提案されている。(例えば、特許文献2参照)。 In addition, based on the composition ratio calculated from information such as burial position, burial age, material, caliber, pipe length, hydrant number, etc. of each pipe line, the amount of water leakage in each area within the distribution block is estimated probabilistically. An apparatus has been proposed. (For example, refer to Patent Document 2).
そしてまた、管網計算(管網解析、水理解析とも言う)で計算した圧力推定値と、圧力計で測定した圧力値との差を最小化する最適化計算によって、管網の各節点の漏水割付量を推定する装置が提案されている(例えば、特許文献3参照)。 In addition, the optimization calculation that minimizes the difference between the pressure estimated value calculated by the pipe network calculation (also called pipe network analysis and hydraulic analysis) and the pressure value measured by the pressure gauge is used to calculate each node of the pipe network. An apparatus for estimating a water leakage allocation amount has been proposed (see, for example, Patent Document 3).
さらにまた、配水管網をバルブの閉止等により複数の配水ブロックに分割し、各配水ブロックに流入する夜間の流量を測定することで、配水ブロック内の漏水量を把握し、どの配水ブロックを重点的に調査すべきかに関する情報を提供するシステムが提案されている。(例えば、特許文献4参照)。 Furthermore, the distribution pipe network is divided into multiple distribution blocks by closing valves, etc., and the amount of water leakage in the distribution block is ascertained by measuring the flow rate at night flowing into each distribution block. A system has been proposed that provides information on what to investigate. (For example, refer to Patent Document 4).
しかしながら、特許文献1に記載された方法は、漏水音を手がかりとするものであるため、近距離の漏水のみ検知可能であり、管網全体の漏水を調査するには多くの時間やコストを要するのが実情である。
However, since the method described in
また、特許文献2に記載された方法は、配水ブロック内の漏水調査の効率を高めることを目的として、配水ブロック内のエリア単位での漏水量(以下、「漏水分布」という)を推定する装置を使用し、各管路の埋設年数等の情報を利用して漏水量を確率的に推定するものであるが、この推定された漏水分布は、実際の漏水分布と必ずしも一致せず、常に信頼性の高い調査結果を提供することが困難である。また、漏水の箇所をピンポイントで推定することができないため、配水ブロック内の個々の漏水を特定することが困難である。
In addition, the method described in
そしてまた、特許文献3に記載された推定装置は、最適化計算により各節点の漏水割付量を計算するものであるが、大小様々な複数の漏水の位置及び量を同時に決定する組合せの計算を行う必要があるため、管網の節点の数や漏水の数が増えるにしたがって計算量が膨大になり、実際の管網での適用は難しいのが現状である。
In addition, the estimation device described in
さらにまた、特許文献4に記載された方法は、漏水調査の効率化を目的として、配水ブロック毎の漏水量を把握するものであるが、配水ブロックの面積が大きいと、配水ブロック内の漏水位置の特定に多くの時間を要する。そこで、漏水位置の特定に要する時間を短縮するため、配水ブロックを更に小さく分割することが考えられるが、配水ブロックを小さく分割するには、バルブの設置や管網の整備にかかる費用が増大すると共に、火災時の消火活動等に必要な水量の確保が困難になるといった制約があるので限度がある。
Furthermore, the method described in
以上のように、従来の方法では、配水ブロック毎の漏水量の把握は可能であるものの、配水ブロック内の漏水分布の推定は困難であり、配水ブロック内の個々の漏水の特定が難しいという課題がある。 As described above, with the conventional method, it is possible to grasp the amount of water leakage for each water distribution block, but it is difficult to estimate the water leakage distribution in the water distribution block, and it is difficult to identify individual water leakage in the water distribution block. There is.
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、配水ブロック内の漏水分布を効率よく推定可能であり、配水ブロック内の個々の漏水を特定することができる漏水検知装置を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a situation, and can provide the water leak detection apparatus which can estimate the water leak distribution in a water distribution block efficiently, and can identify each water leak in a water distribution block. With the goal.
この目的を達成するため本発明は、水源に接続され且つ配水管網を構成する配水ブロックの状態を監視する漏水検知装置であって、前記配水ブロックの節点の水需要を記憶する水需要データベースと、前記配水ブロックの節点と管路に関する情報を記憶する管網データベースと、前記水源と配水ブロックとの間に位置し両者を連通させる連通管の流量値と、前記配水ブロックの幹線上の複数の節点の圧力値とを収集するデータ収集部と、前記水需要データベースに記憶されている情報と前記管網データベースに記憶されている情報とに基づき、前記配水ブロック全体の節点の圧力値、及び前記管路の流量値を推定する管網計算部と、前記連通管の流量値と前記水需要データベースに記憶されている情報とに基づき前記配水ブロック全体の漏水量を推定し、前記配水ブロック全体の漏水量と、前記データ収集部で収集した幹線上の複数の節点の圧力値と、前記管網計算部が推定した幹線上の複数の節点の圧力値に基づき、幹線上の複数の節点の仮想的な漏水量を推定する幹線漏水推定部と、を備えたことを特徴とする漏水検知装置を提供するものである。 To achieve this object, the present invention is a water leakage detection device that monitors the state of a water distribution block that is connected to a water source and that constitutes a water distribution pipe network, and includes a water demand database that stores the water demand at the nodes of the water distribution block, A network database for storing information on the nodes and pipes of the water distribution block, a flow rate value of a communication pipe located between the water source and the water distribution block and communicating with the water source, and a plurality of lines on the main line of the water distribution block Based on the data collection unit for collecting the pressure value of the node, the information stored in the water demand database and the information stored in the pipe network database, the pressure value of the node of the entire water distribution block, and the Water leakage of the entire distribution block based on the pipe network calculation unit for estimating the flow rate value of the pipeline, and the flow rate value of the communication pipe and the information stored in the water demand database Based on the amount of water leakage of the entire distribution block, the pressure values of a plurality of nodes on the main line collected by the data collection unit, and the pressure values of the plurality of nodes on the main line estimated by the pipe network calculation unit The present invention provides a water leak detection device comprising a main water leak estimation unit for estimating a virtual water leak amount at a plurality of nodes on the main line.
本発明によれば、配水ブロック内の漏水分布を効率よく推定可能であり、配水ブロック内の個々の漏水を特定することができ漏水調査の効率を高める漏水検知装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the leak detection apparatus which can estimate the leak distribution in a distribution block efficiently, can identify each leak in a distribution block, and can improve the efficiency of a leak investigation can be provided.
次に、本発明の実施形態に係る漏水検知装置について図面を参照して説明する。なお、以下に記載される実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこれらの実施形態にのみ限定するものではない。したがって、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、様々な形態で実施することができる。 Next, a water leakage detection device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, embodiment described below is the illustration for demonstrating this invention, and this invention is not limited only to these embodiment. Therefore, the present invention can be implemented in various forms without departing from the gist thereof.
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る漏水検知装置を備えた配水監視システムを模式的に示す図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a water distribution monitoring system including a water leakage detection device according to
図1に示すように、実施形態1に係る配水監視システム100は、配水設備101と、配水設備101に接続され、配水設備101の状態を監視する漏水検知装置102とを備えている。
As shown in FIG. 1, the water
配水設備101は、水源である配水池131と、配水池131に接続され、配水池131から供給される水を流通させる配水管網132と、配水管網132の節点に配設されたリモートセンサ141〜153とから構成されている。
The
なお、実施形態1では、配水管網132に配水ブロック133及び134を配設した構成としたが、実際には、配水ブロックの数は、一つであってもよく、三つ以上であってもよい。また、配水ブロックが一つである場合は、実質的に配水管網と配水ブロックは同義である。以下、説明を分かり易くするため、配水ブロック134は配水ブロック133と同様の構成を有しているものとし、配水ブロック134に関する説明は省略する。
In the first embodiment, the
配水ブロック133は、配水池131と配水ブロック133との間に配設され且つ両者を連通させる連通管135を介して配水池131に接続されている。この配水ブロック133は、網目のように接続された水道管を有しており、需要家に水を供給するためのネットワークの役割を担っている。
The
本発明では、配水ブロック133の経路のうち、最も流量の大きい経路を「幹線」といい、幹線以外の経路を「支線」という。幹線は、配水ブロック133の入口から下流に向けて、最も流量の大きな管を辿ることで判別することができる。また、配水ブロック133内の、水道管と水道管の接続箇所、リモートセンサの設置箇所、及びその他の水需要がある箇所を「節点」といい、節点と節点とを結ぶ各々の水道管を「管路」という。また、「経路」とは、上流から下流へ管路を辿ることでできる管路の繋がりのことである。
In the present invention, among the routes of the
連通管135には、配水ブロック133に流入する流量を計測するリモートセンサ141が配設されている。また、配水ブロック133内の幹線上の節点には、当該節点の圧力を計測するリモートセンサ142〜145が各々配設され、配水ブロック133内の支線上の節点には、当該節点の圧力を計測するリモートセンサ146〜153が各々配設されている。これらのリモートセンサ141〜153は、通信ネットワークを介して漏水検知装置102に接続されており、計測したデータを漏水検知装置102のデータ収集部114へと送信する。
The
漏水検知装置102は、CPU、記憶装置(RAM、ハードディスク、フラッシュメモリ等)、入出力部116(キーボード、ディスプレイ等)から構成される一般的なコンピュータシステムである。記憶装置には、エリア形成部111と、管網計算部112と、幹線漏水推定部113と、データ収集部114と、スポット漏水推定部115とがプログラムとして記憶されており、CPUがこれらのプログラムを実行する。また、記憶装置には、水需要DB(データベース)121と、管網DB(データベース)122と、エリアDB(データベース)123がテーブル等の形式でデータとして記憶されており、前記プログラムを実行する際に利用することができるようになっている。そしてまた、入出力部116は、配水ブロック133の監視を行う担当者等とのインターフェースの役割を担っている。
The water
水需要DB121は、過去の実績データを利用して予測した、配水ブロック133内の節点での水の需要量のデータである。一般的な配水管網では、需要家に水を供給する水道管には水道メータが設置されており、作業員が2ヶ月に1回等の周期で検針するので、需要家毎の水の利用量を把握することができる。ここで、水の利用量は大きく変わるものではなく、また需要家の特性(住宅、工場、店等)から季節、曜日、時刻毎の水の利用パターンはある程度推定可能であるから、各時刻の水需要が予測可能である。特に大口の需要家については、各時刻の流量を記憶可能な水道メータを設置して水の利用パターンを正確に把握する、あるいは通信機能を備えたスマートメータの設置によりリアルタイムの水需要を把握するといった方法により、配水ブロック133全体としての水需要の予測を精緻にすることができる。なお、水需要の予測手法については、公知の技術がいくつか知られているので、詳細な説明は省略する。
The
また、水道メータにより把握できる実際の水需要量と、配水ブロック133へ流入した流量との差は、「無収水量」といわれている。無収水量は、漏水の他に、消火栓等からの盗水や、メータで計測できなかった分の水量等で構成される。なお、一般的には、無収水量は、漏水以外が占める比率が小さいので、以下では、説明を簡単にするため、一まとめにして「漏水」ということにする。
In addition, the difference between the actual water demand that can be grasped by the water meter and the flow rate that flows into the
管網DB122は、後述する管網計算を行うために必要な、管路と節点の接続関係、管路の口径、長さ、流速係数、節点の標高、及び配水池の標高と水位等を記憶する。
The
エリアDB123は、後に詳述するエリア形成部111で計算したエリア番号及びエリア係数を記憶する。
The
エリア形成部111は、配水ブロック133内に複数のエリアを形成する。なお、エリア形成部111における処理については、後に詳述する。
The
管網計算部112は、水需要DB121及び管網DB122に記憶されたデータに基づき、一時刻または複数時刻における、節点の圧力と、管路の流量を推定(シミュレーション)する。なお、このシミュレーションを行うための計算を管網計算という。この管網計算自体は公知の技術であるため、詳細な説明は省略する。管網計算部112は、エリア形成部111、幹線漏水推定部113、及びスポット漏水推定部115から、データを受け取り、これらのデータに基づいて管網計算を行い、計算結果をそれぞれに返す。以下、これら一連の処理を単に「管網計算を行う」という。
The pipe
管網計算は、配水ブロック133に漏水がある場合でも行うことができる。管網計算によって節点における漏水量を設定する方法は2つある。一つは、漏水孔の大きさや形状を表す放出係数を設定する方法であり、放出係数が大きいほど漏水量が大きく、また節点の圧力が高いほど漏水量が大きいという性質がある。もう一つは、漏水量を節点の元々の水需要に上乗せし、新しい水需要とする方法である。以下では、前者の方法を採用する場合は、節点に放出係数を設定すると記述し、後者の方法を採用する場合は、節点に漏水量を設定すると記述する。
The pipe network calculation can be performed even when there is water leakage in the
幹線漏水推定部113は、配水ブロック133の漏水分布を推定する。具体的には、配水ブロック133の幹線上の複数の節点の仮想的な漏水量を推定する。これらの推定量は、エリア形成部111で形成した複数のエリア毎の近似的な漏水量に相当する。幹線漏水推定部113における処理については、後に詳述する。
The main water
データ収集部114は、リモートセンサ141〜153が計測したデータを収集する。データ収集部114が収集したデータは、幹線漏水推定部113及びスポット漏水推定部115で利用される。
The
スポット漏水推定部115は、配水ブロック133内の個々の漏水の位置と漏水量を推定する。なお、スポット漏水とは、比較的漏水量の多い漏水のことである。スポット漏水推定部115における処理については、後に詳述する。
The spot water
入出力部116は、エリア形成部111、幹線漏水推定部113、及びスポット漏水推定部115による推定結果等を画面等に表示し、配水ブロック133の状態を監視する担当者等に示す。また、配水ブロックの状態を監視する担当者等が入力したコマンド等に応じて、より詳細な推定結果等を表示する等の処理を行う。
The input /
次に、幹線漏水推定部113における処理、エリア形成部111における処理、及びスポット漏水推定部115における処理の詳細について順に説明する。図2は、図1に示す漏水検知装置102の幹線漏水推定部113における処理を模式的に示す図であり、上半分は、配水ブロック133を表す図であり、下半分は、幹線上の節点のピエゾ水頭をプロットしたグラフである。なお、図2では、説明をわかりやすくするため、管路及びリモートセンサの一部を省略し、配水ブロック133をツリー形状にして表している。
Next, details of the processing in the main water
図2において、Fは、リモートセンサ141を設置した節点であり、配水ブロック133への流入量を計測する。Nm(m=1〜e、但しmは整数)は、幹線上のリモートセンサを設置した節点群であり、Nm(m=1〜e)のうち、一番上流の節点がN1であり、一番下流の節点がNeである。なお、図2では、便宜上、m=1〜4として表している。即ち、N1〜N4は、幹線上のリモートセンサ142〜145を設置した節点群であり、リモートセンサ142〜145によって各々の節点における圧力を計測する。
In FIG. 2, F is a node where the
ここで、N1から分岐する支線上の節点L1に漏水があると仮定し、その漏水量をQ1とする。L1に漏水がない場合と比較すると、配水ブロック133には、漏水量Q1だけ多く水が流入し、N1を経由してL1に至り、漏水となって管路外に流出する。この時、幹線だけに着目すると、N1に漏水量Q1の仮想的な漏水があると見なすこともできる。実際の漏水はL1にあるので、N1にあるように見えるのは、あくまで仮想的な漏水である。
Here, it is assumed that there is water leakage at the node L1 on the branch line branched from N1, and the amount of water leakage is defined as Q1. Compared with the case where there is no water leakage in L1, water flows into the
図2に記載したグラフにおいて、点Aは配水池131の出口の節点である。ここでは、説明を簡単にするため、水需要は支線の末端だけにあり、管の口径と流速係数は一定であると仮定している。なお、「ピエゾ水頭」とは、水の圧力エネルギーと位置エネルギーの和を、高さに置き換えた値のことである。水が管路を流れる時、摩擦によってエネルギーが低下するので、通常、ピエゾ水頭は下流ほど低くなる。また、節点のピエゾ水頭をつなげた線分または折れ線のことを「動水勾配線」といい、動水勾配線の傾きを「動水勾配」という。動水勾配は、管路の流量、長さ、口径、流速係数から、ヘーゼンウィリアムス公式などを用いて推定することができる。逆に、管路の長さ、口径、及び流速係数が既知であれば、動水勾配から流量を逆算で推定することができる。流量が多いほど、摩擦によるエネルギー低下が大きいので、動水勾配は大きくなる(傾きが急になる)という性質がある。
In the graph shown in FIG. 2, the point A is a node at the outlet of the
図2に示すグラフの折れ線A−B1−C1−D1は、配水ブロック133に漏水がない場合の動水勾配線である。折れ線A−B2−C2−D2は、L1に漏水がある場合の動水勾配線である。折れ線A−B2−C3−D3は、漏水がL1ではなく幹線上のNe(実施形態1ではN4)にあると仮定した場合の動水勾配線である。点B1及び点B2はN1に対応しており、点C1、点C2及び点C3はN2に対応しており、点D1、点D2及び点D3はN4に対応している。
A broken line A-B1-C1-D1 in the graph shown in FIG. 2 is a dynamic gradient line when there is no water leakage in the
線分A−B2の部分の動水勾配が線分A−B1より急である理由は、L1の漏水量Q1の分だけ流量が多いためである。図2から、漏水の有無、及び漏水の位置と漏水量によって、動水勾配線が異なることが分かる。この性質を利用して漏水の有無、及び漏水の位置と漏水量を推定することができる。 The reason why the hydrodynamic gradient in the line segment A-B2 is steeper than the line segment A-B1 is that the flow rate is larger by the amount of water leakage Q1 of L1. It can be seen from FIG. 2 that the hydraulic gradient line varies depending on the presence or absence of water leakage and the position and amount of water leakage. Using this property, it is possible to estimate the presence / absence of water leakage and the position and amount of water leakage.
L1に漏水がある場合、点Aの座標は配水池131の標高と水位から求まり、線分A−B2の傾きはFの流量を計測すればヘーゼンウィリアムス公式等から求まる。点B2と点C2の座標はN1とN2のリモートセンサで圧力を計測すれば標高を足して求まるので、線分B2−C2の傾きが求まる。線分A−B2の傾きと線分B2−C2の傾きとを比較して、線分B2−C2の傾きが、線分A−B2の傾きよりも小さければ、N1に仮想的な漏水(実際はL1に漏水)があることが分かる。線分B2−C2の傾きから計算した流量とFの流量の差が漏水量である。以上の処理を、Nm(m=1〜e−1)について、上流から順に繰り返し、幹線上の節点における仮想的な漏水量を推定するのが、幹線漏水推定部113における処理の概要である。
If there is water leakage in L1, the coordinates of point A can be obtained from the elevation and water level of the
図2から分かるように、幹線上の節点に仮想的な漏水がある時は、その節点付近、またはその節点付近から分岐する支線上に実際の漏水がある。つまり、幹線上の節点における仮想的な漏水量は、その節点付近またはその節点付近から分岐する支線上の節点で構成されるエリアの漏水量に、近似的に等しいといえる。 As can be seen from FIG. 2, when there is a virtual water leak at a node on the main line, there is an actual water leak near that node or on a branch line that branches off from that node. That is, it can be said that the virtual amount of water leakage at a node on the main line is approximately equal to the amount of water leakage in an area composed of nodes on a branch line that branches near the node or from the vicinity of the node.
次に、図3に示すフローチャートに沿って、幹線漏水推定部113における具体的な処理について説明する。
Next, specific processing in the main line water
Nm(m=1〜e)は、幹線上のリモートセンサ(図2ではリモートセンサ142〜145)を設置した節点群である。また、Nm(m=1〜e)の漏水量を表す変数をQm(m=1〜e)とする。また、漏水量を表す一時的な変数としてQoを用いる。
Nm (m = 1 to e) is a node group in which remote sensors on the trunk line (
ステップS201では、変数Qoの初期化を行う。具体的には、配水ブロック133の全体の漏水量を変数Qoに代入する。配水ブロック133の全体の漏水量は、配水ブロック133に流入する流量から、水需要DB121に記憶されている配水ブロック133の全節点の一時刻の水需要の合計値を引くことにより算出する。次に、ステップS202に進む。
In step S201, the variable Qo is initialized. Specifically, the total amount of water leakage of the
ステップS202では、mを1とし、漏水量を表す変数Q1〜Qeはゼロとする。次に、ステップS203に進む。 In step S202, m is set to 1, and variables Q1 to Qe representing the amount of water leakage are set to zero. Next, the process proceeds to step S203.
ステップS203では、Nmの漏水量を仮決めし、この値をQmに代入する。但し、変数QmはQo以下の値とする。次に、ステップS204に進む。 In step S203, a water leakage amount of Nm is provisionally determined and this value is substituted into Qm. However, the variable Qm is a value equal to or less than Qo. Next, the process proceeds to step S204.
ステップS204では、QeにQoからQmを引いた値(Qo−Qm)を代入する。次に、ステップS205に進む。 In step S204, a value (Qo−Qm) obtained by subtracting Qm from Qo is substituted for Qe. Next, the process proceeds to step S205.
ステップS205では、N1〜Neの漏水量をQ1〜Qeに設定し、管網計算を行う。管網計算により、Nmより一つ下流であるN(m+1)の圧力を推定する。即ち、mが3の場合は、N4の圧力を推定する。次に、ステップS206に進む。 In step S205, the water leakage amount of N1 to Ne is set to Q1 to Qe, and pipe network calculation is performed. By pipe network calculation, the pressure of N (m + 1), which is one downstream from Nm, is estimated. That is, when m is 3, the pressure of N4 is estimated. Next, the process proceeds to step S206.
ステップS206では、Nmより一つ下流のN(m+1)について、管網計算で推定した圧力値と、リモートセンサで計測した圧力値の差の絶対値dを算出する。次に、ステップS207に進む。 In step S206, the absolute value d of the difference between the pressure value estimated by the pipe network calculation and the pressure value measured by the remote sensor is calculated for N (m + 1) downstream from Nm. Next, the process proceeds to step S207.
ステップS207では、圧力差dを、予め設定されているしきい値と比較する。圧力差dがしきい値以上(ステップS207:YES)の場合、ステップS203に戻り、Qmに別の値を代入して処理をやり直す。一方、圧力差dがしきい値未満(ステップS207:NO)の場合、ステップS208に進む。 In step S207, the pressure difference d is compared with a preset threshold value. If the pressure difference d is equal to or greater than the threshold value (step S207: YES), the process returns to step S203, and another value is substituted for Qm to repeat the process. On the other hand, if the pressure difference d is less than the threshold value (step S207: NO), the process proceeds to step S208.
ステップS208では、m+1がeに等しいか否かを判定する。m+1がeに等しくない(ステップS208:NO)場合は、ステップS209に進む。m+1がeに等しい(ステップS208:YES)場合は、Qm(m=1〜e)が全て計算されたことになるので、処理を終了する。 In step S208, it is determined whether m + 1 is equal to e. If m + 1 is not equal to e (step S208: NO), the process proceeds to step S209. If m + 1 is equal to e (step S208: YES), since all Qm (m = 1 to e) have been calculated, the process ends.
ステップS209では、mに1を足し、QoにQoからQmを引いた値(Qo−Qm)を代入し、ステップS203に戻る。 In step S209, 1 is added to m, a value obtained by subtracting Qm from Qo (Qo−Qm) is substituted for Qo, and the process returns to step S203.
以上が、幹線漏水推定部113における具体的な処理の流れである。なお、ステップS203からステップS207においてQmを求める処理は、山登り法等のアルゴリズムを用いて処理を高速化することが望ましい。図2との対応では、ステップS203からステップS207でQmを求める処理が、図2の線分B2−C2の傾きを求める部分に相当する。Qoが線分A−B2の傾きに対応し、Qo−Qmが線分B2−C2の傾きに対応する。以上のように、幹線漏水推定部113は、幹線上の節点に仮想的な漏水があると見なし、その漏水量を推定する。この漏水量は、エリア形成部111により形成されるエリア毎の近似的な漏水量である。
The above is a specific processing flow in the main line water
次に、エリア形成部111における処理の詳細について、図4に示すフローチャートに沿って説明する。なお、ここでは、ある節点Niにエリア番号を割り当てる処理の流れについて説明する。
Next, details of processing in the
エリア形成部111は、配水ブロック133の全ての節点に、1〜eのエリア番号をそれぞれ割り当てることで、エリア1〜エリアeを形成する。幹線上のリモートセンサを設置した節点群をNm(m=1〜e)とし、Nm(m=1〜e)の漏水量を表す変数をQm(m=1〜e)とする。また、一般的な漏水一箇所あたりの漏水量をQuとする。
The
先ず、ステップS301では、節点Niの漏水量をQuに設定する。次に、ステップS302に進む。 First, in step S301, the amount of water leakage at the node Ni is set to Qu. Next, the process proceeds to step S302.
ステップS302では、管網計算を行い、Nm(m=1〜e)の圧力、及び配水ブロック133への流入量を推定する。これらの値は、Niに漏水があると仮定した場合の、リモートセンサの測定値に相当する。次に、ステップS303に進む。
In step S <b> 302, pipe network calculation is performed, and the pressure of Nm (m = 1 to e) and the inflow amount to the
ステップS303では、幹線漏水推定部113により、Nm(m=1〜e)の仮想的な漏水量Qm(m=1〜e)を求める。但し、リモートセンサで計測した圧力と流量のかわりに、ステップS302で管網計算により推定した圧力と流量を用いる。次に、ステップS304に進む。
In step S303, the main line water
ステップS304では、Qm(m=1〜e)をQmの合計値で割り、節点Niに関するエリア係数Kim(m=1〜e)を求める。また、Qm(m=1〜e)のうち、最大のQmの添え字の番号mをNiのエリア番号とする。エリア番号とエリア係数はエリアDB123に記憶する。
In step S304, Qm (m = 1 to e) is divided by the total value of Qm to obtain an area coefficient Kim (m = 1 to e) for the node Ni. Further, among Qm (m = 1 to e), the largest subscript number Qm is the Ni area number. The area number and area coefficient are stored in the
以上が、エリア形成部111において、ある節点Niにエリア番号を割り当てる処理の流れである。上記の処理を、配水ブロック133の全ての節点について繰り返し、全ての節点のエリア番号及びエリア係数をエリアDB123に記憶する。
The above is the flow of processing for assigning an area number to a certain node Ni in the
図5は、エリア番号とエリア係数を記憶したエリアDB123のデータ例である。一行が一つの節点のエリア番号とエリア係数に相当する。エリア形成部111で形成したエリア内の節点に漏水がある場合、そのエリア番号と同じ数字の添え字である幹線上の節点に、最も大きい仮想的な漏水が表れる。また、幹線上の複数の節点に表れる仮想的な漏水量の比率がエリア係数である。図2に戻って説明すると、L1に漏水がある場合、幹線上の節点N1に最も大きな仮想的な漏水が表れる。
FIG. 5 is a data example of the
図6は、配水ブロック133内にエリアを形成した例であり、破線をエリアの境界線として、4つのエリアが形成されている。図6では、節点L1〜L4に漏水がある。漏水が1つのエリアもあれば、漏水が複数のエリアもある。それぞれのエリアの漏水量は、幹線漏水推定部113により、幹線上の節点N1〜N4の仮想的な漏水量として、近似的に求められる。より正確に言えば、L1〜L4のそれぞれの漏水量が、エリア係数の比率で幹線上の節点N1〜N4に配分され、それぞれの合計が、幹線上の節点N1〜N4の仮想的な漏水量として表れるようになっている。
FIG. 6 is an example in which areas are formed in the
次に、図6を参照して、スポット漏水推定部115における処理の概要について説明する。
Next, with reference to FIG. 6, the outline | summary of the process in the spot water
スポット漏水推定部115は、幹線上の節点の仮想的な漏水量を、エリア係数の比率に従って、配水ブロック133内の実際の漏水がある節点に戻す(再配置する)ことで、個々の漏水の位置と漏水量を推定する。このように、先ず幹線上の節点の仮想的な漏水量を推定し、次に個々の漏水の位置と漏水量を求めるという二段階の方法には、個々の漏水を推定する上で、次のようなメリットがある。
The spot water
第一に、配水ブロック133内において、個々の漏水が存在している様子をある程度推定できるというメリットがある。例えば、他のエリアよりも明らかに漏水量が多いエリアがある場合、そのエリア内に、特に漏水量の大きな漏水があるか、あるいは漏水が多数存在する可能性が高い。従って、そのエリアを重点的に探索することで、効率的に多くの漏水を推定できる。例えば、図6において、L1の漏水は、主にN1に仮想的な漏水となって表れる。同様に、L2とL3の漏水はN3に、L4の漏水はN4に主に表れる。よって、L1〜L4の漏水量が同じくらいであるなら、N3の仮想的な漏水量が多くなり、N2の仮想的な漏水量は少なくなる。
First, there is a merit that it is possible to estimate to some extent how each water leak exists in the
第二に、配水ブロック133内に複数の漏水がある場合に、それらの漏水を分離して推定しやすいというメリットがある。例えば、図6において、L1の圧力は、L1の漏水量のみで決まるのではなく、L2〜L4の漏水量にも影響を受ける。なぜなら、L1の漏水だけでなく、L2〜L4の漏水分の流量が配水ブロック133に流入しており、L1の圧力を下げるからである。同様に、L2〜L4の圧力それぞれも、それ以外の節点の漏水量の影響を受ける。つまり、複数の漏水は、互いに影響を与え合うという性質がある。L1〜L4の漏水量を同時に決めることができればよいが、探索空間の次元が漏水の数に応じて増えるので、計算量が急激に増大し、計算不能になる。また、実際には、漏水量だけでなく、漏水位置も同時に決める必要があるので、その点でも計算量は増大する。
Second, when there are a plurality of water leaks in the
本発明では、幹線上の節点に仮想的な漏水を想定することによって、L1の漏水量を推定する際に、L2〜L4の漏水の影響を最小限にすることができる。なぜなら、配水ブロックの入口からL1に至る流量は、実際の漏水位置がL2〜L4にあろうが、幹線上のN2〜N4にあろうが、ほとんど変わらないからである。流量が変わらないのは、配水ブロックの入口からL2〜L4に至る流量の大部分は、幹線上のN2〜N4を経由するためである。このことは、L2〜L4のそれぞれを推定する場合も同様に当てはまる。 In the present invention, by assuming a virtual water leak at a node on the main line, it is possible to minimize the influence of the water leak of L2 to L4 when estimating the water leak amount of L1. This is because the flow rate from the inlet of the water distribution block to L1 is almost the same regardless of whether the actual water leakage position is in L2 to L4 or N2 to N4 on the main line. The reason why the flow rate does not change is that most of the flow rate from the inlet of the water distribution block to L2 to L4 passes through N2 to N4 on the main line. This applies similarly when estimating each of L2 to L4.
次に、図7に示すフローチャートに沿って、スポット漏水推定部115の具体的な処理の流れについて説明する。
Next, a specific processing flow of the spot water
幹線上のリモートセンサを設置した節点群をNm(m=1〜e)とし、Nm(m=1〜e)の仮想的な漏水量を表す変数をQm(m=1〜e)とする。また、Nm(m=1〜e)も含めて、配水ブロック133全体の、リモートセンサを設置した節点群をNs(s=1〜g)とする。また、配水ブロック133の節点をNi(i=1〜n)で表し、Niの放出係数を表す変数をCi(i=1〜n)とする。また、節点Niに関するエリア係数をKim(i=1〜n、m=1〜e)で表す。
A node group in which remote sensors on the trunk line are installed is Nm (m = 1 to e), and a variable representing a virtual water leakage amount of Nm (m = 1 to e) is Qm (m = 1 to e). Moreover, let Ns (s = 1-g) be the node group which installed the remote sensor of the whole
先ず、ステップS401では、Niの放出係数を表す変数Ciの初期化を行う。具体的には、Ci(i=1〜n)をゼロにする。次に、ステップS402に進む。 First, in step S401, the variable Ci representing the Ni emission coefficient is initialized. Specifically, Ci (i = 1 to n) is set to zero. Next, the process proceeds to step S402.
ステップS402では、配水ブロック133の節点のうちの一つとしてNiを選び、Niの放出係数を仮決めし、変数Ciに代入する。次に、ステップS403に進む。
In step S402, Ni is selected as one of the nodes of the
ステップS403では、Niの放出係数をCiに設定して、管網計算を行い、Ns(s=1〜g)の圧力と、Niの圧力を推定する。次に、ステップS404に進む。 In step S403, the Ni release coefficient is set to Ci, pipe network calculation is performed, and the pressure of Ns (s = 1 to g) and the pressure of Ni are estimated. Next, the process proceeds to step S404.
ステップS404では、Ns(s=1〜g)のそれぞれについて、管網計算で推定した圧力値と、リモートセンサで計測した圧力値の差を算出する。更に、その幾何平均値を計算し、圧力差dとする。次に、ステップS405に進む。 In step S404, the difference between the pressure value estimated by the pipe network calculation and the pressure value measured by the remote sensor is calculated for each of Ns (s = 1 to g). Further, the geometric mean value is calculated and set as the pressure difference d. Next, the process proceeds to step S405.
ステップS405では、圧力差dを、予め設定されているしきい値と比較する。圧力差dがしきい値以上(ステップS405:YES)の場合は、ステップS402に戻り、Ciに別の値を代入して処理をやり直す。ただし、節点Niに関するステップS402からステップS405における処理回数が予め定められた指定回数以上の場合は、Ciに別の値を代入して処理をやり直すのではなく、Ciをゼロにリセットし、節点Ni以外の別の節点を選び直して処理をやり直す。一方、圧力差dがしきい値未満(ステップS405:NO)の場合は、ステップS406に進む。 In step S405, the pressure difference d is compared with a preset threshold value. If the pressure difference d is equal to or greater than the threshold value (step S405: YES), the process returns to step S402, and another value is substituted for Ci, and the process is performed again. However, when the number of processing steps from step S402 to step S405 regarding the node Ni is equal to or greater than a predetermined number of times, instead of substituting another value for Ci and restarting the processing, Ci is reset to zero and the node Ni Select another node other than and redo the process. On the other hand, if the pressure difference d is less than the threshold value (step S405: NO), the process proceeds to step S406.
ステップS406では、Qm(m=1〜e)の値を更新する。具体的には、Niの放出係数Ciに、管網計算で推定したNiの圧力値の平方根をかけ、Niのエリア係数Kimをかけ、それぞれのQmから引いた値を代入する。放出係数CiにNiの圧力値の平方根をかけた値は、Niの漏水量の推定値である。Niの漏水は、エリア係数の比率で幹線上の節点Nm(m=1〜e)に表れることから、Niの漏水量の推定値にエリア係数Kimをかけた値は、幹線上のそれぞれの節点Nm(m=1〜e)に表れる仮想的な漏水量である。これをQmから引くことにより、Niの漏水の分を、幹線上の節点の仮想的な漏水量Qm(m=1〜e)から除くことになる。次に、ステップS407に進む。 In step S406, the value of Qm (m = 1 to e) is updated. Specifically, the Ni release coefficient Ci is multiplied by the square root of the Ni pressure value estimated by the pipe network calculation, the Ni area coefficient Kim is multiplied, and a value subtracted from each Qm is substituted. A value obtained by multiplying the discharge coefficient Ci by the square root of the pressure value of Ni is an estimated value of the amount of leaked Ni. Ni leakage appears at the nodes Nm (m = 1 to e) on the main line in the area coefficient ratio. Therefore, the value obtained by multiplying the estimated value of Ni water leakage by the area coefficient Kim is the respective node on the main line. This is a virtual water leak amount that appears in Nm (m = 1 to e). By subtracting this from Qm, the amount of Ni water leakage is removed from the virtual water leakage amount Qm (m = 1 to e) of the nodes on the main line. Next, the process proceeds to step S407.
ステップS407では、Qm(m=1〜e)の合計値を、予め設定されたしきい値と比較する。合計値がしきい値以下(ステップS407:YES)の場合、または、ステップS402からステップS407における処理回数が予め定められた指定回数以上(ステップS407:YES)の場合、処理を終了する。一方、合計値がしきい値より大きい、且つ処理回数が予め定められた指定回数未満(ステップS407:NO)の場合、ステップS402に戻り、処理をやり直す。 In step S407, the total value of Qm (m = 1 to e) is compared with a preset threshold value. If the total value is less than or equal to the threshold value (step S407: YES), or if the number of times of processing from step S402 to step S407 is equal to or greater than a predetermined number of times (step S407: YES), the process ends. On the other hand, when the total value is larger than the threshold value and the number of processing times is less than a predetermined number of times (step S407: NO), the process returns to step S402 and the processing is performed again.
以上が、スポット漏水推定部115の具体的な処理の流れである。なお、ステップ402においてNiを選ぶ際は、漏水量が多いエリア内の節点を優先的に選ぶことが望ましい。また、ステップS402からステップS405でCiの値を求める処理は、山登り法等のアルゴリズムを用いて処理を高速化することが望ましい。
The above is a specific processing flow of the spot water
なお、上述した処理は、個々の漏水をより正確に推定するために、複数時刻について行うことが望ましい。具体的には、複数時刻のQm(m=1〜e)を計算しておき、ステップS403で複数時刻の管網計算を行い、ステップS404で圧力差dの複数時刻の平均値を計算し、ステップS406で複数時刻のQm(m=1〜e)を更新することが望ましい。 In addition, in order to estimate each water leak more correctly, it is desirable to perform the process mentioned above about several time. Specifically, Qm (m = 1 to e) at a plurality of times is calculated, a pipe network calculation at a plurality of times is performed at step S403, an average value of a plurality of times of the pressure difference d is calculated at step S404, It is desirable to update Qm (m = 1 to e) at a plurality of times in step S406.
図8は、幹線漏水推定部113、エリア形成部111、及びスポット漏水推定部115の推定結果等を、入出力部116で出力した画面の一例である。画面の左側は、配水ブロック133、リモートセンサの配置、及び推定した個々の漏水の位置等を表示している。また、画面の右側上部は、配水ブロック133のエリア毎の近似的な漏水量を示すグラフ、画面の右側中央部は、エリア毎の近似的な漏水量と時間推移との関係を示すグラフ、画面の右側下部は、個々のエリアの漏水の位置と漏水量を示すテーブルを表示している。なお、個々のエリアの漏水の位置は、図8に示すX軸、Y軸に対応する位置(X,Y)で示している。
FIG. 8 is an example of a screen output by the input /
図8から、エリア1(#1)では、位置(0.5,1)に4.0の漏水があり、エリア2(#2)では、位置(2.5,4)に1.5の漏水があり、エリア3(#3)では、位置(0.5,5)に6.0の漏水があり、エリア4(#4)では、位置(3.5,6)に5.0の漏水があると推定された。 From FIG. 8, in area 1 (# 1), there is a water leak of 4.0 at position (0.5,1), and in area 2 (# 2), 1.5 is at position (2.5,4). There is water leakage, in area 3 (# 3) there is 6.0 water leakage at position (0.5,5), and in area 4 (# 4) it is 5.0 at position (3.5,6). It was estimated that there was water leakage.
このように、配水ブロック133内の個々の漏水を特定することにより、漏水調査に要する時間を短縮することができる。
In this way, by identifying individual water leaks in the
(実施形態2)
次に、本発明の実施形態2に係る漏水検知装置について図面を参照して説明する。本発明の実施形態2に係る漏水検知装置の幹線漏水推定部における処理を模式的に示す図である。
(Embodiment 2)
Next, a water leakage detection apparatus according to
図9に示すように、実施形態2に係る漏水検知装置の、実施形態1に係る漏水検知装置と異なる主な点は、幹線の圧力を計測するリモートセンサ142〜145の代わりに、幹線の流量を計測するリモートセンサ242、243、...を設置し、支線の圧力を計測するリモートセンサ146〜153の代わりに、支線の流量を計測するリモートセンサ(図示せず)を設置した点、及びリモートセンサを設置した節点群Fm(m=1〜e−1)の、節点と節点の中間の節点Nm(m=1〜e)について、仮想的な漏水量を推定する点である。また、幹線上の節点Nmの仮想的な漏水量を推定する際の基準は、N(m+1)の圧力値の差ではなく、節点群Fmの流量値の差を用いる。なお、実施形態2のその他の構成及び処理等は、実施形態1と同様である。
As shown in FIG. 9, the main difference of the water leakage detection device according to the second embodiment from the water leakage detection device according to the first embodiment is that the flow rate of the main line is used instead of the
図10は、実施形態2に係る漏水検知装置の幹線漏水推定部における処理を示すフローチャートである。前述したように、実施形態2に係る漏水検知装置の、実施形態1に係る漏水検知装置と異なる主な点は、幹線漏水推定部113における処理の一部である。したがって、図10に示すフローチャートに沿って、幹線漏水推定部113における具体的な処理について説明する。
FIG. 10 is a flowchart illustrating processing in the main water leak estimation unit of the water leak detection device according to the second embodiment. As described above, the main point of the water leakage detection device according to the second embodiment that is different from the water leakage detection device according to the first embodiment is part of the processing in the main line water
図10に示すように、幹線漏水推定部113における実施形態1と異なる処理は、ステップS1006とステップS1007である。即ち、実施形態2では、図2に示すステップS201〜S205と同じ処理を行った後、ステップS1006に進む。ステップS1006では、リモートセンサを設置した節点群Fm(m=1〜e−1)の流量差を算出する。次に、ステップS1007に進む。
As shown in FIG. 10, processing different from the first embodiment in the main water
ステップS1007では、ステップS1006とステップS1007である。ステップ1007は、ステップS1006で算出した流量差と予め設定されているしきい値とを比較する。次に、ステップS208に進む。その後、実施形態1と同様の処理を行う。
Step S1007 includes step S1006 and step S1007. In
(実施形態3)
次に、本発明の実施形態2に係る漏水検知装置について図面を参照して説明する。図11は、本発明の実施形態3に係る漏水検知装置の幹線漏水推定部における処理を示すフローチャートである。
(Embodiment 3)
Next, a water leakage detection apparatus according to
実施形態3に係る漏水検知装置の、実施形態1に係る漏水検知装置と異なる主な点は、幹線の圧力を計測するリモートセンサと、幹線の流量を計測するリモートセンサの両方を設置する点、支線の圧力を計測するリモートセンサと、支線の流量を計測するリモートセンサの両方を設置する点、及び幹線上の節点Nm(m=1〜e)に設置したリモートセンサで圧力を計測し、かつNm(m=1〜e)の中間の節点Fm(m=1〜e−1)に設置したリモートセンサで流量を計測する点である。
The main point of the water leakage detection device according to
即ち、幹線上の節点Nmの仮想的な漏水量を推定する際の基準として、N(m+1)の圧力値の差と、Fmの流量値の差を併用する。具体的には、例えば、圧力を計測するリモートセンサの計測精度と流量を計測するリモートセンサの計測精度の比率で重み付け平均値を算出し、予め設定されているしきい値と比較する。なお、実施形態3のその他の構成及び処理等は、実施形態1または実施形態2と同様である。 That is, the difference in the pressure value of N (m + 1) and the difference in the flow value of Fm are used together as a reference when estimating the virtual water leakage amount at the node Nm on the main line. Specifically, for example, a weighted average value is calculated by the ratio of the measurement accuracy of the remote sensor that measures the pressure and the measurement accuracy of the remote sensor that measures the flow rate, and is compared with a preset threshold value. Other configurations, processes, and the like of the third embodiment are the same as those of the first or second embodiment.
図11は、本発明の実施形態3に係る幹線漏水推定部113における処理の流れを示すフローチャートである。幹線漏水推定部113における実施形態1または実施形態2と異なる処理は、ステップS1106、ステップS1107及びステップ1108である。即ち、実施形態3では、図2に示すステップS201〜S205と同じ処理を行った後、ステップS1006に進む。ステップS1106では、節点N(m+1)の圧力差を計算する。次に、ステップS1107に進む。
FIG. 11 is a flowchart showing a flow of processing in the main line water
ステップS1107では、節点Fmの流量差を計算する。次に、ステップS1108に進む。 In step S1107, the flow rate difference at the node Fm is calculated. Next, the process proceeds to step S1108.
ステップS1108では、ステップS1106で計算した圧力差と、ステップS1107で計算した流量差から重み付け平均値を計算し、予め設定されているしきい値と比較する。次に、ステップS208に進む。その後、実施形態1または実施形態2と同様の処理を行う。 In step S1108, a weighted average value is calculated from the pressure difference calculated in step S1106 and the flow rate difference calculated in step S1107, and compared with a preset threshold value. Next, the process proceeds to step S208. Thereafter, the same processing as in the first or second embodiment is performed.
なお、上述した実施形態1〜実施形態3において、配水ブロック133に設置したリモートセンサは常に最新の値を計測し、データ収集部114はそのデータを収集し、幹線漏水推定部113は、幹線上の節点の仮想的な漏水量を繰り返し推定することで、配水ブロック133の漏水分布を常に監視できるようにし、幹線上の節点の仮想的な漏水量が、予め設定されているしきい値以上に急増した場合、警告等を発することが望ましい。具体的には、例えば、画面等に警告メッセージを表示する、警告音を発する、配水ブロックの状態を監視する担当者等が保有する携帯端末に対してショートメールを送る等である。このようにすることで、配水ブロック133内の漏水分布を常に推定し、漏水量が急増した歳には警告を発することで、漏水修理までの時間を短縮することができる。
In the first to third embodiments described above, the remote sensor installed in the
また、本発明の別の実施形態としては、例えば、図12に示すように、配水ブロック133の幹線から分岐する管路にバルブ300、301、302...を設置し、幹線上の節点の仮想的な漏水量が、予め設定されているしきい値以上に急増した場合に、漏水量が急増した幹線上の節点から分岐する管路のバルブ(図12ではバルブ300)を閉止するという構成でもよい。このようにバルブを閉止することで、漏水量を効果的に削減することができる。
Moreover, as another embodiment of this invention, as shown in FIG. 12, for example,
さらにまた、本発明に係る漏水検知装置102は、一般的なコンピュータシステムに限定されるものではなく、一部または全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよいし、クラウドコンピューティング等により、複数の機器で構成しても良いし、その他の情報機器により同様の機能を実現してもよい。
Furthermore, the water
また、配水設備101は、例えば、配水池131と配水ブロック133の間にポンプを含む構成であってもよいし、配水池131から配水ブロック133に直接配水されるのではなく、他の配水ブロックを経由して配水される構成であってもよい。
In addition, the
さらにまた、上述した図において情報のやりとり等を表す線は、説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全てのものを示しているとは限らない。実際にはほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。 Furthermore, the lines representing the exchange of information and the like in the above-described drawings indicate what is considered necessary for the explanation, and do not necessarily indicate all of the products. Actually, it may be considered that almost all the components are connected to each other.
100…配水監視システム、101…配水設備、102…漏水検知装置、111…エリア形成部、112…管網計算部、113…幹線漏水推定部、114…データ収集部、115…スポット漏水推定部、116…入出力部、131…配水池、132…配水管網、133、134…配水ブロック、135…連通管、141〜153…リモートセンサ、300…バルブ
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記配水ブロックの節点の水需要を記憶する水需要データベースと、
前記配水ブロックの節点と管路に関する情報を記憶する管網データベースと、
前記水源と配水ブロックとの間に位置し両者を連通させる連通管の流量値と、前記配水ブロックの幹線上の複数の節点の圧力値とを収集するデータ収集部と、
前記水需要データベースに記憶されている情報と前記管網データベースに記憶されている情報とに基づき、前記配水ブロック全体の節点の圧力値、及び前記管路の流量値を推定する管網計算部と、
前記連通管の流量値と前記水需要データベースに記憶されている情報とに基づき前記配水ブロック全体の漏水量を推定し、前記配水ブロック全体の漏水量と、前記データ収集部で収集した幹線上の複数の節点の圧力値と、前記管網計算部が推定した幹線上の複数の節点の圧力値に基づき、幹線上の複数の節点の仮想的な漏水量を推定する幹線漏水推定部と、
を備えたことを特徴とする漏水検知装置。 A water leakage detection device for monitoring the state of a water distribution block connected to a water source and constituting a water distribution pipe network,
A water demand database for storing the water demand at the nodes of the water distribution block;
A pipe network database for storing information about nodes and pipes of the water distribution block;
A data collection unit for collecting a flow rate value of a communication pipe located between the water source and the water distribution block and communicating the two, and pressure values of a plurality of nodes on the main line of the water distribution block;
A network calculation unit for estimating a pressure value of a node of the entire water distribution block and a flow rate value of the pipeline based on information stored in the water demand database and information stored in the pipeline network database; ,
Based on the flow rate value of the communication pipe and the information stored in the water demand database, the amount of water leakage of the entire water distribution block is estimated, and the amount of water leakage of the whole water distribution block and the main line collected by the data collection unit Based on the pressure values of a plurality of nodes and the pressure values of a plurality of nodes on the main line estimated by the pipe network calculation unit, the main line water leakage estimation unit that estimates the virtual water leakage amount of the plurality of nodes on the main line,
A water leakage detection device characterized by comprising:
前記配水ブロックの節点の水需要を記憶する水需要データベースと、
前記配水ブロックの節点と管路に関する情報を記憶する管網データベースと、
前記水源と配水ブロックとの間に位置し両者を連通させる連通管の流量値と、前記配水ブロックの幹線上の複数の管路の流量値とを収集するデータ収集部と、
前記水需要データベースに記憶されている情報と前記管網データベースに記憶されている情報とに基づき、前記配水ブロック全体の節点の圧力値、及び前記管路の流量値を推定する管網計算部と、
前記連通管の流量値と前記水需要データベースに記憶されている情報とに基づき前記配水ブロック全体の漏水量を推定し、前記配水ブロック全体の漏水量と、前記データ収集部で収集した幹線上の複数の管路の流量値と、前記管網計算部が推定した幹線上の複数の管路の流量値に基づき、幹線上の複数の節点の仮想的な漏水量を推定する幹線漏水推定部と、
を備えたことを特徴とする漏水検知装置。 A water leakage detection device for monitoring the state of a water distribution block connected to a water source and constituting a water distribution pipe network,
A water demand database for storing the water demand at the nodes of the water distribution block;
A pipe network database for storing information about nodes and pipes of the water distribution block;
A data collection unit for collecting a flow rate value of a communication pipe located between the water source and the water distribution block and communicating the two, and a flow value of a plurality of pipes on the main line of the water distribution block;
A network calculation unit for estimating a pressure value of a node of the entire water distribution block and a flow rate value of the pipeline based on information stored in the water demand database and information stored in the pipeline network database; ,
Based on the flow rate value of the communication pipe and the information stored in the water demand database, the amount of water leakage of the entire water distribution block is estimated, and the amount of water leakage of the whole water distribution block and the main line collected by the data collection unit Based on the flow rate values of a plurality of pipelines and the flow rate values of the plurality of pipelines on the main line estimated by the pipe network calculation unit, the main line leak estimation unit for estimating the virtual water leak amount at a plurality of nodes on the main line; ,
A water leakage detection device characterized by comprising:
前記幹線漏水推定部は、前記配水ブロック全体の漏水量と、前記データ収集部で収集した幹線上の複数の管路の流量値と、前記データ収集部で収集した幹線上の複数の節点の圧力値と、前記管網計算部が推定した幹線上の複数の管路の流量値と、前記管網計算部が推定した幹線上の複数の節点の圧力値に基づき、幹線上の複数の節点の仮想的な漏水量を推定することを特徴とする請求項2記載の漏水検知装置。 The data collection unit further collects pressure values of a plurality of nodes on the main line of the water distribution block,
The main line water leakage estimation unit includes the amount of water leakage of the entire distribution block, the flow values of a plurality of pipelines on the main line collected by the data collection unit, and the pressures of a plurality of nodes on the main line collected by the data collection unit. Of the plurality of nodes on the main line based on the values, the flow values of the plurality of pipes on the main line estimated by the pipe network calculation unit, and the pressure values of the plurality of nodes on the main line estimated by the pipe network calculation unit. The water leakage detection device according to claim 2, wherein a virtual water leakage amount is estimated.
前記節点は、前記幹線及び支線に設けられ、
前記データ収集部は、前記配水ブロックの支線上の複数の節点の圧力値をさらに収集し、
前記幹線漏水推定部は、前記配水ブロック全体の漏水量と、前記データ収集部で収集した幹線上の複数の節点の圧力値と、前記データ収集部で収集した支線上の複数の節点の圧力値と、前記管網計算部が推定した幹線上の複数の節点の圧力値と、前記管網計算部が推定した支線上の複数の節点の圧力値とに基づき、幹線上及び支線上の複数の節点の仮想的な漏水量を推定することを特徴とする請求項1記載の漏水検知装置。 The water distribution block has the main line and a branch line branched from the main line,
The node is provided on the trunk line and the branch line,
The data collection unit further collects pressure values at a plurality of nodes on a branch line of the water distribution block,
The main water leakage estimation unit includes the amount of water leakage of the entire distribution block, the pressure values of the nodes on the main line collected by the data collection unit, and the pressure values of the nodes on the branch line collected by the data collection unit. A plurality of nodes on the main line estimated by the pipe network calculation unit and a plurality of nodes on the branch line estimated by the pipe network calculation unit. The water leakage detection device according to claim 1, wherein a virtual water leakage amount at a node is estimated.
前記節点は、前記幹線及び支線に設けられ、
前記データ収集部は、前記配水ブロックの支線上の複数の管路の流量値をさらに収集し、
前記幹線漏水推定部は、前記配水ブロック全体の漏水量と、前記データ収集部で収集した幹線上の複数の管路の流量値と、前記データ収集部で収集した支線上の複数の管路の流量値と、前記管網計算部が推定した幹線上の複数の管路の流量値と、前記管網計算部が推定した支線上の複数の管路の流量値とに基づき、幹線上及び支線上の複数の節点の仮想的な漏水量を推定することを特徴とする請求項2記載の漏水検知装置。 The water distribution block has the main line and a branch line branched from the main line,
The node is provided on the trunk line and the branch line,
The data collection unit further collects flow values of a plurality of pipelines on branch lines of the water distribution block,
The main line leakage estimation unit is configured to calculate a leakage amount of the entire distribution block, flow values of a plurality of pipelines on the main line collected by the data collection unit, and a plurality of pipelines on the branch line collected by the data collection unit. Based on the flow value, the flow values of the plurality of pipelines on the main line estimated by the pipe network calculation unit, and the flow values of the plurality of pipes on the branch line estimated by the pipe network calculation unit, The leak detection device according to claim 2, wherein a virtual leak amount of a plurality of nodes on the line is estimated.
エリアデータベースと、
をさらに備え、
前記エリア形成部は、前記配水ブロック内の節点に漏水量を設定し、
前記幹線漏水推定部は、幹線上の複数の節点の仮想的な漏水量を推定し、
前記エリア形成部は、前記漏水量が設定された節点に関するエリア番号及びエリア係数を算出し、前記エリアデータベースに記憶することを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の漏水検知装置。 An area forming unit;
An area database;
Further comprising
The area forming unit sets the amount of water leakage at the nodes in the water distribution block,
The main line water leakage estimation unit estimates a virtual water leakage amount of a plurality of nodes on the main line,
The said area formation part calculates the area number and area coefficient regarding the node to which the said water leakage amount was set, and memorize | stores it in the said area database, The Claim 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned. Water leak detection device.
前記データ収集部は、前記配水ブロックの幹線以外の節点の圧力値をさらに収集し、
前記スポット漏水推定部は、前記幹線漏水推定部が推定した幹線上の複数の節点の仮想的な漏水量と、前記エリアデータベースに記憶したエリア係数と、前記データ収集部が収集した幹線以外の節点の圧力値と、前記管網計算部が推定した管網全体の節点の圧力値に基づき、前記配水ブロック内の個々の漏水の位置と漏水量を推定することを特徴とする請求項6に記載の漏水検知装置。 A spot water leakage estimation unit,
The data collection unit further collects pressure values of nodes other than the main line of the water distribution block,
The spot water leakage estimation unit includes a virtual water leakage amount of a plurality of nodes on the main line estimated by the main line water leakage estimation unit, an area coefficient stored in the area database, and nodes other than the main line collected by the data collection unit. The position and amount of each leak in the water distribution block are estimated based on the pressure value of the pipe and the pressure value at the nodes of the entire pipe network estimated by the pipe network calculation unit. Water leakage detection device.
前記幹線漏水推定部は、前記データ収集部で収集した最新の圧力値及び流量値に基づき幹線上の複数の節点の仮想的な漏水量を推定し、漏水量が急増した際に警告を発することを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の漏水検知装置。 The data collection unit repeatedly collects the latest pressure value and flow value of the water distribution block at all times,
The main line water leakage estimation unit estimates a virtual water leakage amount at a plurality of nodes on the main line based on the latest pressure value and flow rate value collected by the data collection unit, and issues a warning when the water leakage amount suddenly increases. The water leakage detection device according to any one of claims 1 to 3, characterized by:
前記データ収集部は、前記配水ブロックの常に最新の圧力値及び流量値を収集することを繰り返し、
前記幹線漏水推定部は、前記データ収集部で収集した最新の圧力値及び流量値に基づき幹線上の複数の節点の仮想的な漏水量を推定し、漏水量が急増した際に、漏水量が急増した幹線上の節点から分岐する管路に設置されているバルブを閉止することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の漏水検知装置。
Provided with a valve on the pipe branching from the main line in the water distribution block,
The data collection unit repeatedly collects the latest pressure value and flow value of the water distribution block at all times,
The main line water leakage estimation unit estimates a virtual water leakage amount at a plurality of nodes on the main line based on the latest pressure value and flow rate value collected by the data collection unit, and when the water leakage amount rapidly increases, The water leakage detection device according to claim 1 or 2, wherein a valve installed in a pipe branching from a node on the trunk line that has rapidly increased is closed.
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