JP2014054151A - Graph structure building device of transport network, graph structure building system, graph structure building method and graph structure building program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、電力又は流体を輸送する輸送ネットワークにおいて、グラフ構造に基づいて輸送ネットワークの状態を監視するグラフ構造構築装置と、このグラフ構造構築装置が用いられるグラフ構造構築システムと、グラフ構造構築装置で用いられるグラフ構造構築方法及びグラフ構造構築プログラムとに関する。 Embodiments of the present invention include a graph structure construction device that monitors a state of a transportation network based on a graph structure in a transportation network that transports electric power or fluid, a graph structure construction system that uses this graph structure construction device, and a graph The present invention relates to a graph structure construction method and a graph structure construction program used in a structure construction apparatus.
近年の電力自由化に伴い、再生可能エネルギーが普及し始めている。また、市町村の合併に伴い、市町村毎に管理されていた上水道をまとめて管理する必要が生じている。このような背景のもと、電力又は流体を輸送する輸送ネットワークのグラフ構造が複雑化してきている。このため、輸送ネットワークを管理する管理者にとって、現在の輸送ネットワークの状態を正確に把握することが困難になってきている。 With the recent liberalization of electric power, renewable energy has begun to spread. In addition, with the merger of municipalities, it is necessary to collectively manage waterworks that have been managed for each municipality. Against this background, the graph structure of transport networks that transport power or fluid has become complex. For this reason, it has become difficult for an administrator who manages the transportation network to accurately grasp the current state of the transportation network.
ところで、輸送ネットワークの状態を監視するための監視システムは、輸送ネットワークのグラフ構造がシステムの導入当初にモデリングされる。ただし、モデリング後にグラフ構造を所望のグラフ構造へ変更するには、専門家又は熟練者による判断が必要である。そのため、専門家及び熟練者でない、例えばO&M(Operation and Maintenance)従事者がグラフ構造を変更することは困難である。しかしながら、輸送ネットワークのグラフ構造は日々変化しているため、グラフ構造を要求に応じて変更・評価することが可能な装置が求められている。 By the way, in the monitoring system for monitoring the state of the transportation network, the graph structure of the transportation network is modeled at the time of introduction of the system. However, in order to change the graph structure to a desired graph structure after modeling, judgment by an expert or an expert is required. Therefore, it is difficult for non-experts and skilled workers, for example, O & M (Operation and Maintenance) workers to change the graph structure. However, since the graph structure of the transportation network changes from day to day, there is a need for an apparatus that can change and evaluate the graph structure as required.
以上のように、従来の管理システムでは、設定されたグラフ構造を変更するには熟練者等の判断が必要であり、熟練者等でない者がグラフ構造を変更することは困難であった。また、熟練者等でない者が変更後のグラフ構造を評価することは困難であった。 As described above, in the conventional management system, it is difficult for a person who is not an expert or the like to change the graph structure in order to change the set graph structure. Further, it is difficult for a person who is not an expert or the like to evaluate the graph structure after the change.
そこで、目的は、熟練者等でない者であってもグラフ構造を変更・評価することが可能なグラフ構造構築装置と、このグラフ構造構築装置が用いられるグラフ構造構築システムと、グラフ構造構築装置で用いられるグラフ構造構築方法及びグラフ構造構築プログラムとを提供することにある。 Therefore, the purpose is to provide a graph structure construction device that can change / evaluate the graph structure even if it is not a skilled person, a graph structure construction system using the graph structure construction device, and a graph structure construction device. To provide a graph structure construction method and a graph structure construction program to be used.
実施形態によれば、グラフ構造構築装置は、GUI情報処理部、方程式作成部及びシミュレーション部を具備する。GUI情報処理部は、輸送ネットワークのフロー画像をGUI(Graphical User Interface)として表示し、前記GUIに対して入力される情報に基づいてフロー画像を作成し、前記フロー画像から、複数のノード及び複数のエッジから成るグラフ構造を読み取り、前記読み取ったグラフ構造についての構造情報を作成する。方程式作成部は、前記構造情報に基づき、前記複数のノードのうち少なくとも1つのノードにおける圧力と、前記複数のエッジのうち少なくとも1つのエッジにおける流量とを算出可能な連立方程式を作成する。シミュレーション部は、前記連立方程式を解き、前記圧力と、前記流量とを算出する。 According to the embodiment, the graph structure construction device includes a GUI information processing unit, an equation creation unit, and a simulation unit. The GUI information processing unit displays a flow image of the transport network as a GUI (Graphical User Interface), creates a flow image based on information input to the GUI, and generates a plurality of nodes and a plurality of nodes from the flow image. A graph structure including the edges of the graph is read, and structure information about the read graph structure is created. The equation creating unit creates simultaneous equations that can calculate a pressure at at least one of the plurality of nodes and a flow rate at at least one of the plurality of edges based on the structure information. The simulation unit solves the simultaneous equations and calculates the pressure and the flow rate.
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係るグラフ構造構築装置10の機能構成を示すブロック図である。図1に示すグラフ構造構築装置10は、輸送ネットワークのグラフ構造を構築する。輸送ネットワークのグラフ構造とは、例えば、車が移動する道路網、液体が流れるパイプ、電流が流れる電気回路、または、その他の何らかのものを輸送するネットワークをモデル化したものである。なお、本実施形態では、例として流体を輸送する輸送ネットワークについて説明する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a functional configuration of the graph
グラフ構造は、節(ノード)と枝(エッジ)から構成される。ノードは、家、ビル、マンション及び街等の需要点と、池等の供給点等とに相当する。需要量は各ノードに属しており、家、ビル、マンション、街単位の水の需要量を表す。エッジは、管路等に相当し、上流から下流方向への向きを持つ有向グラフとする。1つのノードに流入する流量は、そのノードにおける需要量と、そのノードから流出する流量との和に等しい。ただし、始点(source)となるノードと終点(sink)となるノードについては、この限りではない。 The graph structure is composed of nodes (nodes) and branches (edges). The node corresponds to a demand point such as a house, a building, a condominium, or a town, and a supply point such as a pond. The amount of demand belongs to each node, and represents the amount of water demand in units of houses, buildings, condominiums, and towns. The edge corresponds to a pipe line or the like, and is a directed graph having a direction from upstream to downstream. The flow rate flowing into one node is equal to the sum of the demand amount at that node and the flow rate flowing out from that node. However, this does not apply to the node that is the start point (source) and the node that is the end point (sink).
図1に示すグラフ構造構築装置10は、例えば、CPU(Central Processing Unit)と、CPUが処理を実行するためのアプリケーション・プログラムやデータを格納するROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等とを備える。グラフ構造構築装置10は、CPUにアプリケーション・プログラムを実行させることで、以下の機能を有する。すなわち、グラフ構造構築装置10は、GUI(Graphical User Interface)情報処理部11、連立方程式生成部12及びシミュレーション部13を備える。
The graph
グラフ構造構築装置10は、表示部20及び操作入力部30と接続する。表示部20は、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)等であり、グラフ構造構築装置10から出力される画像を表示する。操作入力部30は、例えば、マウス及びタッチパネル等であり、グラフ構造構築装置10の利用者が、グラフ構造構築装置10に対して所望の指示を入力する。なお、グラフ構造構築装置10が、表示部20及び操作入力部30を備えるようにしても構わない。
The graph
図2は、図1に示すGUI情報処理部11の機能構成を示すブロック図である。GUI情報処理部11は、フロー画像作成部111、第1のファイル作成部112、連結判定部113、第2のファイル作成部114、フロー画像読出部115及び記憶部116を備える。
FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the GUI
フロー画像作成部111は、輸送ネットワークのフロー画像をGUIとして表示部20に表示させる。グラフ構造構築装置10の利用者は、GUIに対する入力指示を操作入力部30から入力する。フロー画像作成部111は、操作入力部30から入力される指示に従い、フロー画像を作成する。なお、フロー画像作成部111は、フロー画像を新規に作成すること、及び、既存のフロー画像があれば既存のフロー画像を開き、既存のフロー画像を編集することが可能である。図3は、輸送ネットワークが流体を輸送する場合の、輸送ネットワークのフロー画像の例を示す図である。
The flow
第1のファイル作成部112は、フロー画像作成部111で作成されたフロー画像からグラフ構造を読み取る。第1のファイル作成部112は、読み取ったグラフ構造が記載される、例えば、CSV(Comma-Separated Value)等の形式のファイルを作成する。このとき、第1のファイル作成部112は、例えば、以下に示すルールを保持する。(1)ノードには1から始まる番号を付ける。(2)エッジにはエッジごとに始点と終点のノードをそれぞれ1つずつ保持する。(3)ネットワークの始点(source)となるノードには種別1をたてる。第1のファイル作成部112は、上記のルールに従ってフロー画像からグラフ構造を読み取り、読み取ったグラフ構造からCSVファイルを作成する。第1のファイル作成部112は、作成したCSVファイルを連立方程式生成部12へ出力する。
The first
連結判定部113は、利用者の指示に従って描画されたフロー画像において、いずれのエッジにも連結していないノードがあるか否かを判定する。いずれのエッジにも連結していないノードがある場合、連結判定部113は、そのことを警告として表示部20に表示する。
The
第2のファイル作成部114は、フロー画像作成部111で作成されたフロー画像を、例えば、plt等の予め設定されたドメインが付加されたファイルとして、記憶部116に記憶させる。
The second
フロー画像読出し部115は、記憶部116に記憶されるPLTファイルを読み出し、読み出したPLTファイルを復調する。フロー画像読出し部115は、復調したフロー画像をフロー画像作成部111へ出力する。
The flow
連立方程式生成部12は、GUI情報処理部11から供給されるCSVファイルを参照し、輸送ネットワークについての連立方程式を作成する。輸送ネットワークにおいて流体は、自由に移動することはできず、以下に示す3種類の自然の規則に従って移動する。
The simultaneous
(1)各1本のエッジに対しては、流体の流量と、水圧との間では次式が満足されなければならない。 (1) For each one edge, the following equation must be satisfied between the flow rate of the fluid and the water pressure.
(Pi+hi)−(Pj+hj)=rijQij n (1)
ここで、Piはノードiの圧力を示し、Pjはノードjの圧力を示し、Qijはノードiからノードjに流れる流量を示し、rijはノードiからノードj方向のエッジ抵抗を示し、hは地盤高を示し、nは流量乗数を示す。なお、流量乗数は管の摩擦に起因するものであり、流量に乗じて変化する。流量乗数は、例えば1.85と設定される。
(P i + h i ) − (P j + h j ) = r ij Q ij n (1)
Here, P i represents the pressure at node i, P j represents the pressure at node j, Q ij represents the flow rate flowing from node i to node j, and r ij represents the edge resistance in the direction from node i to node j. H represents ground height, and n represents a flow multiplier. Note that the flow rate multiplier is caused by the friction of the pipe, and varies with the flow rate. For example, the flow rate multiplier is set to 1.85.
(2)各ノードに対しては物質収支が成り立つ。すなわち、ノードに流入する流量は、そのノードにおける需要量と、そのノードから流出する流量との和に等しい。例えば、図3に示すノード2については、次式が成り立つ。
(2) A material balance is established for each node. That is, the flow rate flowing into the node is equal to the sum of the demand amount at the node and the flow rate flowing out from the node. For example, for the
Q12−Q23−Q26=q2 (2)
ここで、qは需要量を示す。
Q 12 -Q 23 -Q 26 = q 2 (2)
Here, q indicates a demand amount.
(3)ネットワーク全体の全需要量とネットワークの始点からの供給量は一致する。例えば、図3に示す輸送ネットワークでは、次式が成り立つ。
連立方程式生成部12は、上記の3種類の自然の規則を利用し、GUI情報処理部11から供給されるグラフ構造を定式化する。例えば、図3に示す輸送ネットワークでは、次式が成り立つ。
ここで得られる連立方程式の変数の数はノード数N、エッジ数Mとすると、N+M個である。 The number of variables of the simultaneous equations obtained here is N + M, where N is the number of nodes and M is the number of edges.
シミュレーション部13は、連立方程式生成部12で作成された連立方程式を解き、Pi及びQijを取得する。連立方程式を求解する方法はいくつかあるが、例えば、1次のニュートン・ラプソン法により求解する場合は次式で解くことが可能である。
ここで、Jはヤコビ行列であり、fは作成された連立方程式を上から並べた行列であり、xは未知数であるPiおよびQijを並べたベクトルである。なお、fは、(N+M)×(N+M)のマトリックスである。 Here, J is a Jacobian matrix, f is a matrix in which the created simultaneous equations are arranged from the top, and x is a vector in which unknowns P i and Q ij are arranged. Note that f is a matrix of (N + M) × (N + M).
次に、以上のように構成されたグラフ構造構築装置10によるグラフ構造の構築動作、及び、Pi及びQijの算出動作を、グラフ構造構築装置10の処理手順に従い説明する。図4は、作成したフロー画像に基づき、Pi及びQijをシミュレートする際のグラフ構造構築装置10の処理手順の例を示すフローチャートである。
Next, a graph structure construction operation and a calculation operation of P i and Q ij by the graph
まず、GUI情報処理部11は、操作入力部30から入力される指示に従い、フロー画像を作成する(ステップS41)。図5は、表示部20に表示されるフロー作成画面の例を示す図である。GUI情報処理部11は、マウス30の操作に従ってフロー画像を表示部20に描画する。また、GUI情報処理部11は、ノード及びエッジの諸元を、利用者がダイアログ上で設定可能となるようにする。
First, the GUI
続いて、GUI情報処理部11は、表示されているフロー画像についてのシミュレーションが要求されているか否かを判断する(ステップS42)。表示されているフロー画像についてのシミュレーションが要求されている場合(ステップS42のYes)、GUI情報処理部11は、表示されているフロー画像からグラフ構造を読み取り、読み取ったグラフ構造についてのCSVファイルを作成する(ステップS43)。図6は、図5に示すフロー画像から読み取られたグラフ構造についてのCSVファイルの例を示す図である。図6に示すCSVファイルでは、ネットワークの始点がノードNo:1と設定され、ノードNo:1には種別「1」及び地盤高「10.00」が設定される。また、始点以外のノードはノードNo:2〜13が設定され、ノードNo:2〜13には種別「0」、需要量「10.00」及び地盤高「0.00」が設定される。また、エッジにはエッジNo:1〜16が設定され、エッジNo:1〜16には始点となるノード、終点となるノード及びエッジ抵抗「110」が設定される。なお、需要量、地盤高及びエッジ抵抗は図6に記載される値に限定される訳ではない。
Subsequently, the GUI
連立方程式生成部12は、CSVファイルにより設定される各パラメータを式(4)へ代入し、連立方程式を作成する(ステップS44)。
The simultaneous
シミュレーション部13は、連立方程式生成部12で作成された連立方程式を解き、Pi及びQijを取得する(ステップS45)。
The
以上のように、第1の実施形態では、GUI情報処理部11は、フロー画像作成部111により、操作入力部30からの指示に従いフロー画像を作成する。そして、GUI情報処理部11は、第1のファイル作成部112により、作成したフロー画像のグラフ構造を読み出し、読み出したグラフ構造についてのファイルを作成するようにしている。これにより、グラフ構造構築装置10は、利用者が所望するフロー画像に合わせてグラフ構造を変更することが可能となる。
As described above, in the first embodiment, the GUI
また、連立方程式生成部12は、グラフ構造に基づいて作成されたファイルを参照して連立方程式を作成する。そして、シミュレーション部13は、作成した連立方程式を解くことで、各ノードの圧力Piと各エッジの流量Qijとを算出する。これにより、グラフ構造構築装置10は、変更後のグラフ構造に基づいて各ノード及び各エッジにおける物理量を算出することが可能となる。
The simultaneous
したがって、第1の実施形態に係るグラフ構造構築装置10によれば、熟練者等でない者であっても輸送ネットワークのグラフ構造を変更できる。また、グラフ構造構築装置10によれば、輸送ネットワークの状態が定量的に評価されることになる。
Therefore, according to the graph
(第2の実施形態)
図7は、第2の実施形態に係るグラフ構造構築装置40の機能構成を示すブロック図である。図7に示すグラフ構造構築装置40は、第1の実施形態のグラフ構造構築装置10の機能構成であるGUI情報処理部11、連立方程式生成部12及びシミュレーション部13に加え、取得部14、記憶部15及び状態判定部16を具備する。図3に示す輸送ネットワークを想定した場合、図3に示すノードのうち少なくともいずれかには圧力を検出するセンサが設置され、図3に示すエッジのうち少なくともいずれかには流量を検出するセンサが設置されている。センサにより検出された圧力又は流量は記憶部15に記憶される。
(Second Embodiment)
FIG. 7 is a block diagram illustrating a functional configuration of the graph
連立方程式生成部12は、状態判定部16の指示に従い、連立方程式を生成する。
The simultaneous
シミュレーション部13は、連立方程式生成部12で生成される連立方程式を解き、シミュレーション結果を状態判定部16へ出力する。
The
取得部14は、GUI情報処理部11又は状態判定部16によりセンサの位置が指定されると、指定されたセンサ位置に従い、記憶部15に記憶されている圧力及び流量をセンサの識別番号と共に取得する。取得部14は、取得した情報を状態判定部16へ出力する。
When the position of the sensor is specified by the GUI
状態判定部16は、シミュレーション部13によるシミュレーション結果と、取得部14からの情報とに基づいて、輸送ネットワークの状態を判定する。状態判定部16は、5種類の状態を判定することが可能である。以下では、5種類の状態を判定する状態判定部16の5つのモードについて説明する。
The
(モード1)
状態判定部16は、全てのエッジが正常な場合に得られる第1のシミュレーション結果と、所望のエッジが破断した場合に得られる第2のシミュレーション結果とを比較する。状態判定部16は、第1のシミュレーション結果における圧力と、第2のシミュレーション結果における圧力とのうち、圧力に閾値以上の偏差が生じるノードでは、破断したエッジの影響を測定可能であるとする。一方、状態判定部16は、圧力の偏差が閾値未満であるノードでは、破断したエッジの影響を測定不可能であるとする。状態判定部16は、圧力に閾値以上の偏差が生じるノードを特定する。
(Mode 1)
The
状態判定部16は、特定したノードにセンサが設置されているか否かを判断する。特定したノードにセンサが設置されていない場合、状態判定部16は、現状のセンサの設置状態では、エッジの破断を特定できないことを利用者へ通知する。
The
図8は、モード1の際の状態判定部16の動作を示すフローチャートである。図8では、利用者により、図9に示すようにエッジNo:3における破断が想定される場合を例に説明する。なお、いずれのエッジにも連結していないノードがある場合、例えば、エッジNo:1が破断する場合には、連結判定部113により異常であると判断される。
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the
まず、状態判定部16は、シミュレーション部13から、全てのエッジが正常である場合の第1のシミュレーション結果を取得する(ステップS81)。
First, the
状態判定部16は、シミュレーション部13から、エッジNo:3が破断した場合の第2のシミュレーション結果を取得する(ステップS82)。なお、エッジNo:3が破断する場合、連立方程式生成部12は、式(4)の連立方程式における、
(P3+h3)−(P4+h4)−r34Q34 n=0
を削除し、Q23−Q34−Q35=q3をQ23−Q35=q3とし、Q34−Q48=q4を−Q48=q4とする。シミュレーション部13はこの連立方程式を解き、第2のシミュレーション結果として、Pi及びQijを算出する。
The
(P 3 + h 3 ) − (P 4 + h 4 ) −r 34 Q 34 n = 0
Remove the, the Q 23 -Q 34 -Q 35 = q 3 and Q 23 -Q 35 = q 3, the Q 34 -Q 48 = q 4 and -Q 48 = q 4. The
状態判定部16は、第1のシミュレーション結果におけるPiと、第2のシミュレーション結果におけるPiとを比較し、Piに閾値以上の偏差が生じるノードを特定する(ステップS83)。図9に示す黒丸は、エッジNo:3で破断が生じた場合に、状態判定部16により特定されるノードを示す。
状態判定部16は、取得部14に対して、特定したノードに設置されるセンサの位置を指定する。取得部14は、指定された位置に設置されたセンサによる検出結果を記憶部15から取得する。状態判定部16は、取得部14により検出結果が取得されたか否かを確認することで、特定したノードにセンサが設置されているか否かを判断する(ステップS84)。特定したノードにセンサが設置されていない場合(ステップS84のNo)、状態判定部16は、現状のセンサの設置状態ではエッジの破断を特定できないことを利用者へ通知する(ステップS85)。特定したノードにセンサが設置されている場合(ステップS84のYes)、状態判定部16は、処理を終了する。
The
このように、状態判定部16は、現状のセンサの配置状況で、利用者により指定されたエッジに生じる破断を検出できるか否かを判定することが可能となる。また、状態判定部16は、所定のエッジが破断した場合に備え、いずれのノードにセンサを設置しておくべきなのかを指定することが可能となる。
As described above, the
(モード2)
状態判定部16は、全てのエッジが正常な場合に得られる第1のシミュレーション結果と、輸送ネットワークを構成するエッジをそれぞれ破断させた場合に得られる複数の第2のシミュレーション結果とを比較する。状態判定部16は、第1のシミュレーション結果における圧力と、第2のシミュレーション結果における圧力とのうち、圧力に閾値以上の偏差が生じるノードを特定する。
(Mode 2)
The
状態判定部16は、特定したノードを参照し、ネットワークを構成する全てのエッジにおける破断を検知するために必要なセンサの設置位置を特定する。状態判定部16は、特定した設置位置を利用者へ通知する。
The
図10は、モード2の際の状態判定部16の動作を示すフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the
まず、状態判定部16は、シミュレーション部13から、全てのエッジが正常である場合の第1のシミュレーション結果を取得する(ステップS101)。
First, the
状態判定部16は、シミュレーション部13から、エッジNo:1が破断した場合の第2のシミュレーション結果を取得する(ステップS102)。
The
状態判定部16は、第1のシミュレーション結果におけるPiと、第2のシミュレーション結果におけるPiとを比較し、Piに閾値以上の偏差が生じるノードを特定する(ステップS103)。状態判定部16は、特定したノードのノードNoを記録する(ステップS104)。
状態判定部16は、輸送ネットワークを構成する全てのエッジがそれぞれ破断した場合に、圧力に閾値以上の偏差が生じるノードを特定したか否かを判断する(ステップS105)。全てのエッジがそれぞれ破断した場合において圧力に閾値以上の偏差が生じるノードを特定していない場合(ステップS105のNo)、状態判定部16は、次のエッジへインクリメントし(ステップS106)、処理をステップS102へ移行する。ここでは、エッジNo:1が破断した場合のシミュレーションしか行われていないため(ステップS105のNo)、状態判定部16は、エッジNoを2にインクリメントし(ステップS106)、エッジNo:2が破断した場合の第2のシミュレーション結果を取得する(ステップS102)。状態判定部16は、エッジNo:16までステップS102〜ステップS104の処理を繰り返す。
The
エッジNo:16が破断した場合まで、圧力に閾値以上の偏差が生じるノードを特定している場合(ステップS105のYes)、状態判定部16は、記憶しているノードを参照し、エッジNo:2〜16における破断を検知するために必要なセンサの設置位置を特定し、特定した設置位置を利用者へ通知し(ステップS107)、処理を終了する。なお、図9に示す輸送ネットワークでは、ノードNo:13に圧力計を設置すれば、エッジNo:2〜16のいずれで破断が生じた場合であっても破断が生じたことを検知することが可能である。
When the node in which the pressure is more than the threshold value is identified until the edge No. 16 breaks (Yes in Step S105), the
このように、状態判定部16は、輸送ネットワークにおけるエッジで発生する破断を検知するためのセンサを、どこに配置すればよいのかを判定することが可能である。
In this way, the
(モード3)
状態判定部16は、所定のエッジを無効にした場合のシミュレーション結果を取得し、シミュレーション結果における圧力が零以上となるか否かを判断する。状態判定部16は、この処理を輸送ネットワークを構成する全ての単一のエッジ及び複数のエッジについて行う。状態判定部16は、シミュレーション結果における圧力が零以上となるネットワークのうちから、エッジの本数が必要最低限となるネットワークを選択し、利用者へ通知する。また、状態判定部16は、現状のネットワークで用いられるエッジのうち、必要最低限のエッジからなるネットワークで不要となるエッジを利用者へ通知する。
(Mode 3)
The
図11は、モード3の際の状態判定部16の動作を示すフローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart showing the operation of the
まず、状態判定部16は、シミュレーション部13から、エッジNo:1を無効とした場合のシミュレーション結果を取得する(ステップS111)。
First, the
続いて、状態判定部16は、シミュレーション結果におけるPiが零以上となるか否かを判断する(ステップS112)。シミュレーション結果におけるPiが零以上となる場合(ステップS112のYes)、状態判定部16は、このときのグラフ構造を記録する(ステップS113)。シミュレーション結果におけるPiが零未満である場合(ステップS112のNo)、状態判定部16は、このネットワークでは各ノードで所望される需要量を満たせないとして「不可」とし(ステップS114)、処理をステップS115へ移行する。ここでは、エッジNo:1を無効としているため、状態判定部16は、Piが零未満となると判断し、エッジNo:1を無効とする設定を「不可」とする。
Subsequently, the
状態判定部16は、ステップS115において、輸送ネットワークを構成する全てのエッジを単独及び複数で無効とした場合を想定したか否かを判断する(ステップS115)。全てのエッジを単独及び複数で無効とした場合を想定していない場合(ステップS115のNo)、状態判定部16は、異なるエッジを無効に設定し(ステップS116)、処理をステップS111へ移行する。ここでは、エッジNo:1を無効とした場合のシミュレーションのみを行っているため(ステップS115のNo)、エッジNo:1に換えてエッジNo:2を無効とし(ステップS116)、エッジNo:2を無効とした場合のシミュレーション結果を取得する(ステップS111)。状態判定部16は、エッジNo:1〜16を単独で無効とした場合と、エッジNo:2,3及びエッジNo:2,5等のように、エッジNo:1〜16を複数で無効とした場合とにおいて、ステップS111〜114の処理を繰り返す。
The
全てのエッジを単独及び複数で無効とした場合を想定している場合(ステップS115のYes)、状態判定部16は、ステップS112で記録したグラフ構造のうち、輸送ネットワークを構成するエッジの本数が必要最低限となるグラフ構造を選択し、選択したグラフ構造についてのネットワークを利用者へ通知する(ステップS117)。状態判定部16は、エッジNo:1〜16のうち、選択したグラフ構造で不要となるエッジNoを利用者へ通知する(ステップS118)。
When it is assumed that all edges are invalidated alone or in plural (Yes in step S115), the
図12は、状態判定部16により選択されるネットワークの例を示す図である。このとき、状態判定部16は、不要なエッジとして、エッジNo:6,11及び13を利用者へ通知する。
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a network selected by the
このように、状態判定部16は、想定される各ノードにおける需要量を満足しつつ、これらのノードに流体を輸送する輸送ネットワークを必要最小限のエッジで構成することが可能となる。
As described above, the
なお、モード3の説明では、全てのエッジを単独及び複数で無効とした場合についてのシミュレーションを実施するようにしているが、これに限定される訳ではない。例えば、状態判定部16は、いずれかのエッジを無効としたときに、いずれのエッジにも連結しないノードが存在する場合、そのエッジを無効としたシミュレーションは実行しないようにしても構わない。いずれのエッジにも連結しないノードが存在する場合には、連結判定部113により警告が発せられるためである。
In the description of
(モード4)
状態判定部16は、所望の位置に追加された新たなノードと、既存のノードとを新たなエッジで接続した場合のシミュレーション結果を取得し、シミュレーション結果における圧力が零以上となるか否かを判断する。状態判定部16は、新たに追加したノードと接続可能なノード及びエッジの数に対応する回数だけ上記処理を実行する。状態判定部16は、シミュレーション結果における圧力が零以上となるネットワークのうちから、エッジの本数が最小となるネットワークを選択する。
(Mode 4)
The
図13は、モード4の際の状態判定部16の動作を示すフローチャートである。図13では、図14に示すようにノードNo:14が新たに追加される場合を例に説明する。
FIG. 13 is a flowchart showing the operation of the
まず、状態判定部16は、シミュレーション部13から、ノードNo:10とノードNo:14とを、エッジNo:17で接続した場合のシミュレーション結果を取得する(ステップS131)。
First, the
続いて、状態判定部16は、シミュレーション結果におけるPiが零以上となるか否かを判断する(ステップS132)。シミュレーション結果におけるPiが零以上となる場合(ステップS132のYes)、状態判定部16は、そのときのグラフ構造を記録する(ステップS133)。シミュレーション結果におけるPiが零未満である場合(ステップS132のNo)、状態判定部16は、このネットワークでは各ノードで所望される需要量を満たせないとして「不可」とし(ステップS134)、処理をステップS135へ移行する。
Subsequently, the
状態判定部16は、ステップS135において、ノードNo:14に接続可能な全ての状態を想定したか否かを判断する(ステップS135)。ノードNo:14に接続可能な全ての状態を想定していない場合(ステップS135のNo)、状態判定部16は、異なる接続を想定し(ステップS136)、処理をステップS131へ移行する。ここでは、ノードNo:14と、ノードNo:10とをエッジNo:17により接続する場合のシミュレーションのみを行っているため(ステップS135のNo)、ノードNo:14と、ノードNo:11とをエッジNo:18により接続し(ステップS136)、この場合のシミュレーション結果を取得する(ステップS131)。状態判定部16は、ノードNo:14と、その他のノードとを単独及び複数で接続した場合において、ステップS131〜134の処理を繰り返す。
In step S135, the
ノードNo:14に接続可能な全ての状態を想定している場合(ステップS135のYes)、状態判定部16は、ステップS132で記録したグラフ構造のうち、輸送ネットワークを構成するエッジの本数が最小となるグラフ構造を選択し、選択したグラフ構造についてのネットワークを利用者へ通知する(ステップS137)。
When all the states that can be connected to the node No. 14 are assumed (Yes in Step S135), the
図14は、ノードNo:14と、ノードNo:10,11,12とが、それぞれエッジNo:17,18,19により接続される場合のネットワークの例を示す図である。 FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a network in a case where the node No: 14 and the node No: 10, 11, 12 are connected by the edge No: 17, 18, 19, respectively.
このように、状態判定部16は、新たなノードが追加される場合に、追加されたノードと、既存のノードとを接続する最適な構成を判定することが可能となる。
As described above, when a new node is added, the
(モード5)
輸送ネットワークにおける所望の位置に、新たなノードが追加されている状態を想定する。
(Mode 5)
Assume that a new node is added at a desired position in the transportation network.
取得部14は、GUI情報処理部11から新たなノードが指定される。取得部14は、GUI情報処理部11からの指定に応じ、新たなノードに設置されるセンサにより検出される圧力の検出結果を取得する。
The
状態判定部16は、新たなノードを、既存のノードのいずれかと接続した場合のシミュレーション結果を取得する。状態判定部16は、シミュレーション結果に含まれる新たなノードでの圧力が、取得部14により取得された圧力と略同一となるか否かを判断する。状態判定部16は、シミュレーション結果に含まれる新たなノードでの圧力が、取得部14により取得された圧力と略同一となるまで上記処理を実行する。状態判定部16は、圧力が略同一となるときの接続を、新たに配置されたノードに対する接続として利用者へ通知する。
The
図15は、モード5の際の状態判定部16の動作を示すフローチャートである。図15では、図14に示すようにノードNo:14が新たに追加される場合を例に説明する。
FIG. 15 is a flowchart showing the operation of the
取得部14は、GUI情報処理部11からの指定に応じて、ノードNo:14に設置されたセンサにより検出された検出結果PD14を記憶部15から取得する。状態判定部16は、取得部14により取得された検出結果PD14を受け取る(ステップS151)。
The
状態判定部16は、シミュレーション部13から、ノードNo:10とノードNo:14とを、エッジNo:17で接続した場合のシミュレーション結果を取得する(ステップS152)。
The
続いて、状態判定部16は、シミュレーション結果におけるP14が検出結果PD14と一致するか否かを判断する(ステップS153)。P14がPD14と一致する場合(ステップS153のYes)、状態判定部16は、新たに設置されたノードNo:14が、ステップS152におけるシミュレーションで設定されたノードと接続されていると決定し、決定した輸送ネットワークを利用者へ通知する(ステップS154)。
Subsequently, the
P14がPD14と一致しない場合(ステップS153のNo)、状態判定部16は、ノードNo:14への接続はシミュレーションで設定された接続ではないとして、異なる接続を想定し(ステップS155)、処理をステップS152へ移行する。ここでは、ノードNo:14と、ノードNo:10とをエッジNo:17により接続する場合のシミュレーションを行っているため、ノードNo:14と、ノードNo:11とをエッジNo:18により接続し(ステップS155)、この場合のシミュレーション結果を取得する(ステップS152)。状態判定部16は、P14がPD14と一致するまで、ステップS152の処理を繰り返す。
If the P 14 does not match the P D14 (No in step S153), the
このように、状態判定部16は、新たに設置されたノードでの測定結果と、新たなノードを含んだシミュレーション結果とを比較することで、新たなノードがどのように輸送ネットワークに組み込まれているかを判定することが可能となる。
In this way, the
以上のように、第2の実施形態に係るグラフ構造構築装置40では、状態判定部16は、モード1〜モード5により、輸送ネットワークの5種類の状態を判定することが可能である。
As described above, in the graph
したがって、第2の実施形態に係るグラフ構造構築装置40によれば、熟練者等でない者であっても輸送ネットワークのグラフ構造を変更できる。また、グラフ構造構築装置40によれば、輸送ネットワークの状態が定量的に評価されることになる。
Therefore, according to the graph
(第3の実施形態)
図16は、第3の実施形態に係るグラフ構造構築装置50の機能構成を示すブロック図である。図16に示すグラフ構造構築装置50は、第1の実施形態のグラフ構造構築装置10の機能構成であるGUI情報処理部11、連立方程式生成部12及びシミュレーション部13に加え、精度比較部17、記憶部18及び漏水検知部19を具備する。図3に示す輸送ネットワークを想定した場合、図3に示すノードのうち少なくともいずれかには圧力を検出するセンサが設置され、図3に示すエッジのうち少なくともいずれかには流量を検出するセンサが設置されている。センサにより検出された圧力又は流量は記憶部18に記憶される。
(Third embodiment)
FIG. 16 is a block diagram illustrating a functional configuration of the graph
精度比較部17は、GUI情報処理部11から指定される位置に設置されるセンサによる検出結果を記憶部18から読み出す。精度比較部17は、シミュレーション部13により取得されるシミュレーション結果と、記憶部18から読み出した検出結果とを予め設定された周期でリアルタイムに比較する。精度比較部17は、比較結果を漏水検知部19へ出力する。
The
漏水検知部19は、精度比較部17から供給される比較結果に基づき、エッジで発生する水の損失を検知する損失検知部である。なお、本実施形態では、各エッジにおける漏水を検知する。
The water
図17は、第3の実施形態に係るグラフ構造構築装置50の動作を示すフローチャートである。
FIG. 17 is a flowchart showing the operation of the graph
まず、精度比較部17は、GUI情報処理部11から指定される位置に設置されるセンサが検出した検出情報を、記憶部18から読み出す(ステップS171)。
First, the
精度比較部17は、シミュレーション部13からシミュレーション結果を取得する(ステップS172)。精度比較部17は、シミュレーション結果と、記憶部18から読み出した検出情報とを比較し(ステップS173)、比較結果を漏水検知部19へ出力する。
The
漏水検知部19は、比較結果に基づいてエッジにおける漏水の発生の有無を検知する(ステップS174)。
The water
以上のように、第3の実施形態に係るグラフ構造構築装置50は、操作入力部30からの指示に従いフロー画像を作成し、作成したフロー画像についてのシミュレーションを行う。グラフ構造構築装置50は、シミュレーション結果と、センサによる実際の検出結果とを比較することで、エッジにおける漏水を検知するようにしている。これにより、グラフ構造構築装置50は、利用者が所望するフロー画像に合わせてグラフ構造を変更することが可能となり、変更したグラフ構造における漏水等の異常の発生を迅速に検出することが可能となる。
As described above, the graph
したがって、第3の実施形態に係るグラフ構造構築装置50によれば、熟練者等でない者であっても輸送ネットワークのグラフ構造を変更できる。また、グラフ構造構築装置50によれば、輸送ネットワークの状態が定量的に評価されることになる。
Therefore, according to the graph
(その他の実施形態)
第1乃至第3の実施形態では、各ノードでの需要量は時刻が経過しても一定である場合について説明したが、これに限定される訳ではない。例えば、各ノードでの需要量は、時間の経過と共に変化しても構わない。このとき、第1乃至第3の実施形態に係るグラフ構造構築装置10,40,50は、図18に示すように、受信部110をさらに備える。各ノードは、需要量にタイムスタンプを付加し、タイムスタンプを付加した需要量を、所定のタイミングで無線信号として送信する。ここで、所定のタイミングとは、例えば、1日1回正午に、又は、1時間毎に等のように設定可能である。1日1回正午に需要量を送信するのであれば、ノードは、1日分の需要量を纏めて送信する。
(Other embodiments)
In the first to third embodiments, the demand amount at each node has been described as being constant even after the time has elapsed, but the present invention is not limited to this. For example, the demand amount at each node may change over time. At this time, the graph
受信部110は、無線信号を受信し、需要量についての情報を取得する。受信部110は、タイムスタンプを参照して、各ノードの需要量を同期させる。受信部110は、取得した需要量についての情報を、GUI情報処理部11へ記憶させる。
The receiving
グラフ構造構築装置10,40,50の利用者は、GUIに対し、輸送ネットワークを評価したい時刻を入力する。
The user of the graph
フロー画像作成部111は、入力される時刻に対応するタイムスタンプが付加された需要量を記憶部116から読み出し、読み出した需要量を含むフロー画像を作成する。第1のファイル作成部112は、フロー画像作成部111で作成されたフロー画像に基づいてCSVファイルを作成する。
The flow
これにより、グラフ構造構築装置10,40,50は、任意の時刻において、輸送ネットワークのグラフ構造を評価することが可能となる。
Thereby, the graph
また、第2の実施形態に係るグラフ構造構築装置40は、各ノードでの需要量が時刻に係らず一定である場合において、モード1〜モード5により輸送ネットワークの5種類の状態を判定する場合を説明したが、これに限定される訳ではない。
In addition, the graph
例えば、グラフ構造構築装置40は、利用者により指定される任意の時断面について、モード1〜モード5により輸送ネットワークの5種類の状態を判定してもよい。また、グラフ構造構築装置40は、想定する全ての時間帯を考慮し、モード1〜モード5により輸送ネットワークの5種類の状態を判定してもよい。
For example, the graph
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
10,40,50…グラフ構造構築装置、11…GUI情報処理部、111…フロー画像作成部、112…第1のファイル作成部、113…連立判定部、114…フロー画像読出し部、115…第2のファイル作成部、116…記憶部、12…連立方程式生成部、13…シミュレーション部、14…取得部、15,18…記憶部、16…状態判定部、17…精度比較部、19…漏水検知部、110…受信部、20…表示部、30…操作入力部
DESCRIPTION OF
Claims (22)
前記構造情報に基づき、前記複数のノードのうち少なくとも1つのノードにおける圧力と、前記複数のエッジのうち少なくとも1つのエッジにおける流量とを算出可能な連立方程式を作成する方程式作成部と、
前記連立方程式を解き、前記圧力と、前記流量とを算出するシミュレーション部と
を具備する輸送ネットワークのグラフ構造構築装置。 A flow image of a transport network is displayed as a GUI (Graphical User Interface), a flow image is created based on information input to the GUI, and a graph structure including a plurality of nodes and a plurality of edges from the flow image A GUI information processing unit that creates structure information about the read graph structure;
Based on the structure information, an equation creating unit that creates a simultaneous equation capable of calculating a pressure at at least one of the plurality of nodes and a flow rate at at least one of the plurality of edges;
An apparatus for constructing a graph structure of a transport network, comprising: a simulation unit that solves the simultaneous equations and calculates the pressure and the flow rate.
前記シミュレーション部は、前記第1の連立方程式を解いて第1のシミュレーション結果を作成し、前記第2の連立方程式を解いて第2のシミュレーション結果を作成し、
前記状態判定部は、前記第1のシミュレーション結果と、前記第2のシミュレーション結果とを比較し、前記第1及び第2のシミュレーション結果間で圧力の変化に優位性を示すノードを特定する請求項2記載のグラフ構造構築装置。 The equation creating unit is configured to calculate a first simultaneous equation capable of calculating pressures at the plurality of nodes and flow rates at the plurality of edges, and the plurality of the plurality of edges when one of the plurality of edges breaks. A second simultaneous equation capable of calculating the pressure at the node and the flow rate at the edge other than the broken edge,
The simulation unit solves the first simultaneous equation to create a first simulation result, solves the second simultaneous equation to create a second simulation result,
The said state determination part compares the said 1st simulation result and the said 2nd simulation result, and specifies the node which shows the predominance in the change of a pressure between the said 1st and 2nd simulation result. 2. The graph structure construction apparatus according to 2.
前記シミュレーション部は、前記第1の連立方程式を解いた第1のシミュレーション結果と、前記複数の第2の連立方程式を解いた複数の第2のシミュレーション結果とを算出し、
前記状態判定部は、前記第1のシミュレーション結果と、前記複数の第2のシミュレーション結果とをそれぞれ比較し、前記第1及び第2のシミュレーション結果間で圧力の変化に優位性を示すノードを特定する請求項2記載のグラフ構造構築装置。 The equation creating unit includes a first simultaneous equation capable of calculating pressures at the plurality of nodes and flow rates at the plurality of edges, and pressures at the plurality of nodes when the plurality of edges break one by one. And a plurality of second simultaneous equations capable of calculating a flow rate at an edge other than the broken edge,
The simulation unit calculates a first simulation result obtained by solving the first simultaneous equations and a plurality of second simulation results obtained by solving the plurality of second simultaneous equations;
The state determination unit compares the first simulation result and the plurality of second simulation results, respectively, and identifies a node that exhibits superiority in pressure change between the first and second simulation results. The graph structure construction device according to claim 2.
前記状態判定部は、前記シミュレーション部で算出される圧力が零以上となるか否かを判定し、零以上となる場合、前記無効としたエッジは不要であるとする請求項2記載のグラフ構造構築装置。 The equation creating unit creates simultaneous equations in which at least one of the plurality of edges is invalidated,
The graph structure according to claim 2, wherein the state determination unit determines whether or not the pressure calculated by the simulation unit is equal to or greater than zero, and when the pressure is equal to or greater than zero, the invalid edge is not required. Construction device.
前記状態判定部は、前記シミュレーション部で算出された圧力が零以上となるか否かを判定し、零以上となる場合、シミュレートされた構成が、前記新たなノードを含む構成であるとする請求項2記載のグラフ構造構築装置。 The equation generator includes pressures at the plurality of nodes and at least one newly added node, flow rates at the plurality of edges and at least one new edge connecting the new node and the existing node, and Create simultaneous equations that can calculate
The state determination unit determines whether or not the pressure calculated by the simulation unit is equal to or greater than zero. When the pressure is equal to or greater than zero, the simulated configuration is a configuration including the new node. The graph structure construction device according to claim 2.
前記状態判定部は、前記シミュレーション部で算出された前記新たなノードでの圧力と、前記新たなノードで検出された圧力とが略同一であるか否かを判定し、略同一である場合、シミュレートされた構成が、前記新たなノードを含む構成であるとする請求項2記載のグラフ構造構築装置。 The equation generator includes pressures at the plurality of nodes and at least one newly added node, flow rates at the plurality of edges and at least one new edge connecting the new node and the existing node, and Create simultaneous equations that can calculate
The state determination unit determines whether or not the pressure at the new node calculated by the simulation unit and the pressure detected at the new node are substantially the same. The graph structure construction device according to claim 2, wherein the simulated configuration includes the new node.
前記比較結果を参照し、前記エッジにおける損失を検知する損失検知部と
をさらに具備する請求項1記載のグラフ構造構築装置。 An accuracy comparison unit that compares the flow rate calculated by the simulation unit with the flow rate detected at the edge;
The graph structure construction device according to claim 1, further comprising a loss detection unit that detects a loss at the edge with reference to the comparison result.
前記複数のノードから、前記需要量についての情報を受信する受信部をさらに具備し、
前記GUI情報処理部は、前記入力される情報として時刻が入力され、前記入力された時刻における需要量を含めて前記フロー画像を作成し、前記作成したフロー画像から、前記需要量を前記グラフ構造として読み取る請求項1及び8のいずれかに記載のグラフ構造構築装置。 The amount of demand in the plurality of nodes changes with the passage of time,
A receiver that receives information about the demand from the plurality of nodes;
The GUI information processing unit receives time as the input information, creates the flow image including a demand amount at the input time, and calculates the demand amount from the created flow image in the graph structure. The graph structure construction device according to claim 1, which is read as:
前記複数のノード及び前記複数のエッジのうち少なくともいずれかに設置されるセンサと
を具備し、
前記グラフ構造構築装置は、
前記輸送ネットワークのフロー画像をGUI(Graphical User Interface)として表示し、前記GUIに対して入力される情報に基づいてフロー画像を作成し、前記フロー画像から、前記グラフ構造を読み取り、前記読み取ったグラフ構造についての構造情報を作成するGUI情報処理部と、
前記構造情報に基づき、前記複数のノードのうち少なくとも1つのノードにおける圧力と、前記複数のエッジのうち少なくとも1つのエッジにおける流量とを算出可能な連立方程式を作成する方程式作成部と、
前記連立方程式を解き、前記圧力と、前記流量とを算出するシミュレーション部と
を備える輸送ネットワークのグラフ構造構築システム。 A graph structure construction device for constructing a graph structure composed of a plurality of nodes and a plurality of edges constituting a transportation network;
A sensor installed on at least one of the plurality of nodes and the plurality of edges,
The graph structure construction device includes:
A flow image of the transport network is displayed as a GUI (Graphical User Interface), a flow image is created based on information input to the GUI, the graph structure is read from the flow image, and the read graph A GUI information processing unit that creates structure information about the structure;
Based on the structure information, an equation creating unit that creates a simultaneous equation capable of calculating a pressure at at least one of the plurality of nodes and a flow rate at at least one of the plurality of edges;
A transport network graph structure construction system comprising a simulation unit that solves the simultaneous equations and calculates the pressure and the flow rate.
前記GUIに対して入力される情報に基づいてフロー画像を作成し、
前記フロー画像から、前記複数のノード及び前記複数のエッジから成るグラフ構造を読み取り、前記読み取ったグラフ構造についての構造情報を作成し、
前記構造情報に基づき、前記複数のノードのうち少なくとも1つのノードにおける圧力と、前記複数のエッジのうち少なくとも1つのエッジにおける流量とを算出可能な連立方程式を作成し、
前記連立方程式を解き、前記圧力と、前記流量とを算出する輸送ネットワークのグラフ構造構築方法。 Display the transport network flow image as GUI (Graphical User Interface),
Create a flow image based on information input to the GUI,
From the flow image, read the graph structure consisting of the plurality of nodes and the plurality of edges, create structure information about the read graph structure,
Based on the structure information, create a simultaneous equation capable of calculating the pressure at at least one of the plurality of nodes and the flow rate at at least one of the plurality of edges,
A transportation network graph structure construction method for solving the simultaneous equations and calculating the pressure and the flow rate.
前記輸送ネットワークのフロー画像をGUI(Graphical User Interface)として表示する処理と、
前記GUIに対して入力される情報に基づいてフロー画像を作成する処理と、
前記フロー画像から、前記グラフ構造を読み取り、前記読み取ったグラフ構造についての構造情報を作成する処理と、
前記構造情報に基づき、前記複数のノードのうち少なくとも1つのノードにおける圧力と、前記複数のエッジのうち少なくとも1つのエッジにおける流量とを算出可能な連立方程式を作成する処理と、
前記連立方程式を解き、前記圧力と、前記流量とを算出する処理と
を前記グラフ構造構築装置のコンピュータに実行させる輸送ネットワークのグラフ構造構築プログラム。 A graph structure construction program used in a graph structure construction device for constructing a graph structure composed of a plurality of nodes and a plurality of edges constituting a transport network,
Processing for displaying a flow image of the transport network as a GUI (Graphical User Interface);
A process of creating a flow image based on information input to the GUI;
A process of reading the graph structure from the flow image and creating structure information about the read graph structure;
Based on the structure information, a process for creating simultaneous equations capable of calculating a pressure at at least one of the plurality of nodes and a flow rate at at least one of the plurality of edges;
A transport network graph structure construction program for causing a computer of the graph structure construction device to execute processing for solving the simultaneous equations and calculating the pressure and the flow rate.
前記第1の連立方程式を解いた第1のシミュレーション結果と、前記第2の連立方程式を解いた第2のシミュレーション結果とを比較し、前記第1及び第2のシミュレーション結果間で圧力の変化に優位性を示すノードを特定する処理を前記コンピュータにさらに実行させる請求項13記載のグラフ構造構築プログラム。 The simultaneous equations include a first simultaneous equation capable of calculating pressures at the plurality of nodes and flow rates at the plurality of edges, and a plurality of the plurality of edges when one of the plurality of edges breaks. A second simultaneous equation capable of calculating a pressure at a node and a flow rate at an edge other than the broken edge;
The first simulation result obtained by solving the first simultaneous equations is compared with the second simulation result obtained by solving the second simultaneous equations, and the pressure change between the first and second simulation results is obtained. The graph structure construction program according to claim 13, further causing the computer to execute a process of specifying a node indicating superiority.
前記第1の連立方程式を解いた第1のシミュレーション結果と、前記複数の第2の連立方程式を解いた複数の第2のシミュレーション結果とをそれぞれ比較し、前記第1及び第2のシミュレーション結果間で圧力の変化に優位性を示すノードを特定する処理を前記コンピュータにさらに実行させる請求項13記載のグラフ構造構築プログラム。 The simultaneous equations include a first simultaneous equation capable of calculating pressures at the plurality of nodes and flow rates at the plurality of edges, and pressures at the plurality of nodes when the plurality of edges break one by one. A plurality of second simultaneous equations capable of calculating a flow rate at an edge other than the broken edge,
A first simulation result obtained by solving the first simultaneous equations and a plurality of second simulation results obtained by solving the plurality of second simultaneous equations are respectively compared, and the first and second simulation results are compared. 14. The program for constructing a graph structure according to claim 13, further causing the computer to execute a process of identifying a node that exhibits superiority in a change in pressure.
前記シミュレーション結果における圧力が零以上となるか否かを判定し、零以上となる場合、前記無効としたエッジは不要であるとする処理を前記コンピュータにさらに実行させる請求項13記載のグラフ構造構築プログラム。 The simultaneous equations are simultaneous equations in which at least one of the plurality of edges is invalid,
14. The graph structure construction according to claim 13, wherein it is determined whether or not the pressure in the simulation result is equal to or greater than zero, and when the pressure is equal to or greater than zero, the computer further executes a process that the invalid edge is unnecessary. program.
前記シミュレーション結果における圧力が零以上となるか否かを判定し、零以上となる場合、シミュレートされた構成が、前記新たなノードを含む構成であるとする処理を前記コンピュータにさらに実行させる請求項13記載のグラフ構造構築プログラム。 The simultaneous equations include the pressures at the plurality of nodes and the newly added at least one node, and the flow rates at the plurality of edges and at least one new edge connecting the new node and the existing node. It is a simultaneous equation that can be calculated,
A determination is made as to whether or not the pressure in the simulation result is greater than or equal to zero, and if the pressure is greater than or equal to zero, the computer is further caused to execute a process in which the simulated configuration is a configuration including the new node. Item 14. The graph structure construction program according to Item 13.
前記シミュレーション結果における前記新たなノードでの圧力と、前記新たなノードで検出された圧力とが略同一であるか否かを判定し、略同一である場合、シミュレートされた構成が、前記新たなノードを含む構成であるとする処理を前記コンピュータにさらに実行させる請求項13記載のグラフ構造構築プログラム。 The simultaneous equations include the pressures at the plurality of nodes and the newly added at least one node, and the flow rates at the plurality of edges and at least one new edge connecting the new node and the existing node. It is a simultaneous equation that can be calculated,
It is determined whether or not the pressure at the new node in the simulation result is substantially the same as the pressure detected at the new node. If the pressure is approximately the same, the simulated configuration is 14. The program for constructing a graph structure according to claim 13, further causing the computer to execute a process that includes a simple node.
前記比較結果を参照し、前記エッジにおけるロスを検知する処理と
を前記コンピュータにさらに実行させる請求項13記載のグラフ構造構築プログラム。 A process of comparing the flow rate calculated by the simulation unit with the flow rate detected at the edge;
14. The program for building a graph structure according to claim 13, wherein the computer is further caused to execute processing for detecting a loss at the edge with reference to the comparison result.
前記複数のノードから、前記需要量についての情報を受信する処理と、
前記GUIに対して入力される時刻における需要量を含めて前記フロー画像を作成する処理と、
前記フロー画像から、前記需要量を前記グラフ構造として読み取る処理と
を前記コンピュータにさらに実行させる請求項13及び20のいずれかに記載のグラフ構造構築プログラム。 The amount of demand in the plurality of nodes changes with the passage of time,
Receiving information about the demand from the plurality of nodes;
A process of creating the flow image including a demand amount at a time input to the GUI;
The graph structure construction program according to any one of claims 13 and 20, further causing the computer to execute a process of reading the demand amount as the graph structure from the flow image.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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2012
- 2012-09-10 JP JP2012198892A patent/JP2014054151A/en active Pending
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