JP2014054151A - Graph structure building device of transport network, graph structure building system, graph structure building method and graph structure building program - Google Patents

Graph structure building device of transport network, graph structure building system, graph structure building method and graph structure building program Download PDF

Info

Publication number
JP2014054151A
JP2014054151A JP2012198892A JP2012198892A JP2014054151A JP 2014054151 A JP2014054151 A JP 2014054151A JP 2012198892 A JP2012198892 A JP 2012198892A JP 2012198892 A JP2012198892 A JP 2012198892A JP 2014054151 A JP2014054151 A JP 2014054151A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
graph structure
node
edges
pressure
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2012198892A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuya Yokogawa
勝也 横川
Osamu Yamanaka
理 山中
Toshiharu Sugino
寿治 杉野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2012198892A priority Critical patent/JP2014054151A/en
Publication of JP2014054151A publication Critical patent/JP2014054151A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications

Landscapes

  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a graph structure building device of a transport network which allows even a person such as the unskilled to change or evaluate a graph structure.SOLUTION: A graph structure building device includes a GUI information processing section, an equation creating section, and a simulating section. The GUI information processing section displays a flow image of a transport network as GUI(Graphical User Interface), and creates a flow image based on the information inputted for the GUI. The GUI information processing section reads a graph structure consisting of a plurality of nodes and a plurality of edges from the flow image, and creates the structure information about the graph structure thus read. The equation creating section creates a simultaneous equation capable of calculating a pressure in at least one of a plurality of nodes, and a flow rate in at least one of a plurality of edges, based on the structure information. The simulating section calculates the pressure and flow rate by solving the simultaneous equation.

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.

特開平6−303677号公報Japanese Patent Laid-Open No. 6-303677 特開2004−221904号公報JP 2004-221904 A

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.

第1の実施形態に係るグラフ構造構築装置の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structure of the graph structure construction apparatus concerning 1st Embodiment. 図1に示すGUI情報処理部の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structure of the GUI information processing part shown in FIG. 輸送ネットワークのフロー画像を示す図である。It is a figure which shows the flow image of a transport network. 作成したフロー画像に基づいてシミュレーション結果を算出する際のグラフ構造構築装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the graph structure construction apparatus at the time of calculating a simulation result based on the produced flow image. 図1に示す表示部に表示されるフロー作成画面を示す図である。It is a figure which shows the flow creation screen displayed on the display part shown in FIG. 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ファイルを示す図である。It is a figure which shows the CSV file about the graph structure read from the flow image shown in FIG. 第2の実施形態に係るグラフ構造構築装置の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structure of the graph structure construction apparatus concerning 2nd Embodiment. 図7に示す状態判定部のモード1での動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement in the mode 1 of the state determination part shown in FIG. エッジが破断した場合の輸送ネットワークのフロー画像を示す図である。It is a figure which shows the flow image of the transport network when an edge fractures | ruptures. 図7に示す状態判定部のモード2での動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement in the mode 2 of the state determination part shown in FIG. 図7に示す状態判定部のモード3での動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement in the mode 3 of the state determination part shown in FIG. 図7に示す状態判定部により選択される輸送ネットワークを示す図である。It is a figure which shows the transport network selected by the state determination part shown in FIG. 図7に示す状態判定部のモード4での動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement in the mode 4 of the state determination part shown in FIG. 新たに追加されたノードを含む輸送ネットワークを示す図である。It is a figure which shows the transport network containing the newly added node. 図7に示す状態判定部のモード5での動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement in the mode 5 of the state determination part shown in FIG. 第3の実施形態に係るグラフ構造構築装置の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structure of the graph structure construction apparatus concerning 3rd Embodiment. 図16に示すグラフ構造構築装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the graph structure construction apparatus shown in FIG. 図1,7,16に示すグラフ構造構築装置のその他の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the other structure of the graph structure construction apparatus shown to FIG.

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 structure construction device 10 according to the first embodiment. A graph structure construction apparatus 10 shown in FIG. 1 constructs a graph structure of a transport network. The graph structure of the transport network is, for example, a model of a road network in which a vehicle moves, a pipe through which a liquid flows, an electric circuit through which an electric current flows, or a network that transports something else. In the present embodiment, a transport network that transports fluid will be described as an example.

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 structure construction apparatus 10 shown in FIG. 1 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory) that store application programs and data for the CPU to execute processing. Etc. The graph structure construction device 10 has the following functions by causing the CPU to execute an application program. That is, the graph structure construction device 10 includes a GUI (Graphical User Interface) information processing unit 11, simultaneous equation generation unit 12, and simulation unit 13.

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 structure construction device 10 is connected to the display unit 20 and the operation input unit 30. The display unit 20 is, for example, an LCD (Liquid Crystal Display) or the like, and displays an image output from the graph structure construction device 10. The operation input unit 30 is, for example, a mouse and a touch panel, and a user of the graph structure construction device 10 inputs a desired instruction to the graph structure construction device 10. Note that the graph structure construction device 10 may include the display unit 20 and the operation input unit 30.

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 information processing unit 11 shown in FIG. The GUI information processing unit 11 includes a flow image creation unit 111, a first file creation unit 112, a connection determination unit 113, a second file creation unit 114, a flow image reading unit 115, and a storage unit 116.

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 image creation unit 111 displays the flow image of the transport network on the display unit 20 as a GUI. A user of the graph structure construction device 10 inputs an input instruction for the GUI from the operation input unit 30. The flow image creation unit 111 creates a flow image according to an instruction input from the operation input unit 30. Note that the flow image creation unit 111 can create a new flow image, and if there is an existing flow image, can open the existing flow image and edit the existing flow image. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a flow image of the transport network when the transport network transports fluid.

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 file creation unit 112 reads the graph structure from the flow image created by the flow image creation unit 111. The first file creation unit 112 creates a file in a format such as CSV (Comma-Separated Value) in which the read graph structure is described. At this time, the first file creation unit 112 holds, for example, the following rules. (1) Number the nodes starting with 1. (2) One edge and one end node are held for each edge. (3) Type 1 is set for the node that is the source of the network. The first file creation unit 112 reads the graph structure from the flow image according to the above rules, and creates a CSV file from the read graph structure. The first file creation unit 112 outputs the created CSV file to the simultaneous equation generation unit 12.

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 connection determination unit 113 determines whether there is a node that is not connected to any edge in the flow image drawn according to the user's instruction. When there is a node that is not connected to any edge, the connection determination unit 113 displays this on the display unit 20 as a warning.

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 file creation unit 114 stores the flow image created by the flow image creation unit 111 in the storage unit 116 as a file to which a preset domain such as plt is added, for example.

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 image reading unit 115 reads the PLT file stored in the storage unit 116 and demodulates the read PLT file. The flow image reading unit 115 outputs the demodulated flow image to the flow image creation unit 111.

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 equation generation unit 12 refers to the CSV file supplied from the GUI information processing unit 11 and creates simultaneous equations for the transport network. In a transport network, fluid cannot move freely, but moves according to three natural rules:

(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.

(P+h)−(P+h)=rijij (1)
ここで、Pはノードiの圧力を示し、P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 node 2 shown in FIG.

12−Q23−Q26=q (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。

Figure 2014054151
(3) The total demand amount of the entire network matches the supply amount from the start point of the network. For example, in the transport network shown in FIG.
Figure 2014054151

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。

Figure 2014054151
The simultaneous equation generation unit 12 formulates the graph structure supplied from the GUI information processing unit 11 using the above three kinds of natural rules. For example, in the transport network shown in FIG.
Figure 2014054151

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、P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。

Figure 2014054151
The simulation unit 13 solves the simultaneous equations created by the simultaneous equation generation unit 12 and acquires P i and Q ij . There are several methods for solving simultaneous equations. For example, when solving by the first-order Newton-Raphson method, the equations can be solved by the following equation.
Figure 2014054151

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P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、P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、P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 structure construction device 10 configured as described above will be described in accordance with the processing procedure of the graph structure construction device 10. FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of the graph structure construction device 10 when simulating P i and Q ij based on the created flow image.

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 information processing unit 11 creates a flow image in accordance with an instruction input from the operation input unit 30 (step S41). FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a flow creation screen displayed on the display unit 20. The GUI information processing unit 11 draws a flow image on the display unit 20 according to the operation of the mouse 30. In addition, the GUI information processing unit 11 enables the user to set the specifications of the nodes and edges on the dialog.

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 information processing unit 11 determines whether or not a simulation for the displayed flow image is requested (step S42). When the simulation for the displayed flow image is requested (Yes in step S42), the GUI information processing unit 11 reads the graph structure from the displayed flow image, and obtains the CSV file for the read graph structure. Create (step S43). FIG. 6 is a diagram showing an example of a CSV file for the graph structure read from the flow image shown in FIG. In the CSV file shown in FIG. 6, the starting point of the network is set to node No: 1, and the type “1” and the ground height “10.00” are set to node No: 1. Nodes Nos. 2 to 13 are set for the nodes other than the start point, and the type “0”, the demand amount “10.00”, and the ground height “0.00” are set to the node Nos. 2 to 13. In addition, edge numbers: 1 to 16 are set for the edges, and a node serving as a start point, a node serving as an end point, and an edge resistance “110” are set to the edge numbers: 1 to 16. The demand amount, ground height and edge resistance are not limited to the values shown in FIG.

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 equation generation unit 12 substitutes each parameter set by the CSV file into the equation (4) to create a simultaneous equation (step S44).

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、P及びQijを取得する(ステップS45)。 The simulation unit 13 solves the simultaneous equations created by the simultaneous equation generation unit 12 and acquires P i and Q ij (step S45).

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 information processing unit 11 uses the flow image creation unit 111 to create a flow image according to an instruction from the operation input unit 30. The GUI information processing unit 11 reads the graph structure of the created flow image by the first file creation unit 112 and creates a file for the read graph structure. Thereby, the graph structure construction device 10 can change the graph structure according to the flow image desired by the user.

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P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 equation generation unit 12 creates simultaneous equations with reference to a file created based on the graph structure. Then, the simulation unit 13 calculates the pressure P i at each node and the flow rate Q ij at each edge by solving the created simultaneous equations. Thereby, the graph structure construction device 10 can calculate physical quantities at each node and each edge based on the graph structure after the change.

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 structure construction device 10 according to the first embodiment, even a person who is not an expert or the like can change the graph structure of the transport network. Moreover, according to the graph structure construction device 10, the state of the transport network is quantitatively evaluated.

(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 structure construction device 40 according to the second embodiment. The graph structure construction device 40 illustrated in FIG. 7 includes an acquisition unit 14, a storage, in addition to the GUI information processing unit 11, the simultaneous equation generation unit 12, and the simulation unit 13 that are functional configurations of the graph structure construction device 10 of the first embodiment. Unit 15 and state determination unit 16. Assuming the transportation network shown in FIG. 3, a sensor for detecting pressure is installed in at least one of the nodes shown in FIG. 3, and a sensor for detecting flow rate is provided in at least one of the edges shown in FIG. is set up. The pressure or flow rate detected by the sensor is stored in the storage unit 15.

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 equation generation unit 12 generates simultaneous equations in accordance with instructions from the state determination unit 16.

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 simulation unit 13 solves the simultaneous equations generated by the simultaneous equation generation unit 12 and outputs the simulation result to the state determination unit 16.

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 information processing unit 11 or the state determination unit 16, the acquisition unit 14 acquires the pressure and the flow rate stored in the storage unit 15 together with the sensor identification number according to the specified sensor position. To do. The acquisition unit 14 outputs the acquired information to the state determination unit 16.

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 state determination unit 16 determines the state of the transport network based on the simulation result by the simulation unit 13 and the information from the acquisition unit 14. The state determination unit 16 can determine five types of states. Below, five modes of the state determination part 16 which determines five types of states are demonstrated.

(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 state determination unit 16 compares the first simulation result obtained when all the edges are normal and the second simulation result obtained when the desired edge is broken. It is assumed that the state determination unit 16 can measure the influence of the broken edge at a node in which the pressure is more than a threshold value among the pressure in the first simulation result and the pressure in the second simulation result. On the other hand, it is assumed that the state determination unit 16 cannot measure the influence of the broken edge at a node where the pressure deviation is less than the threshold value. The state determination unit 16 specifies a node in which a pressure is more than a threshold value.

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 state determination unit 16 determines whether or not a sensor is installed at the identified node. When the sensor is not installed in the identified node, the state determination unit 16 notifies the user that the breakage of the edge cannot be specified in the current sensor installation state.

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 state determination unit 16 in mode 1. In FIG. 8, a case where the user is assumed to break at edge No. 3 as shown in FIG. 9 will be described as an example. When there is a node that is not connected to any edge, for example, when edge No. 1 breaks, the connection determination unit 113 determines that the node is abnormal.

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 state determination part 16 acquires the 1st simulation result in case all the edges are normal from the simulation part 13 (step S81).

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、
(P+h)−(P+h)−r3434 =0
を削除し、Q23−Q34−Q35=qをQ23−Q35=qとし、Q34−Q48=qを−Q48=q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、P及びQijを算出する。
The state determination unit 16 acquires a second simulation result when the edge No: 3 is broken from the simulation unit 13 (step S82). In addition, when edge No: 3 breaks, the simultaneous equation generating unit 12 in the simultaneous equations of Equation (4),
(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 simulation unit 13 solves the simultaneous equations and calculates P i and Q ij as the second simulation result.

状態判定部16は、第1のシミュレーション結果におけるPと、第2のシミュレーション結果におけるPとを比較し、P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。 State determination unit 16, and P i in the first simulation result, compared with the P i in the second simulation result, identifies the nodes in excess of the threshold value deviations occur in P i (step S83). A black circle shown in FIG. 9 indicates a node specified by the state determination unit 16 when a break occurs at the edge No: 3.

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 state determination unit 16 specifies the position of the sensor installed at the identified node to the acquisition unit 14. The acquisition unit 14 acquires the detection result from the sensor installed at the designated position from the storage unit 15. The state determination unit 16 determines whether or not a sensor is installed at the identified node by confirming whether or not the detection result is acquired by the acquisition unit 14 (step S84). When the sensor is not installed in the identified node (No in step S84), the state determination unit 16 notifies the user that the edge break cannot be identified in the current sensor installation state (step S85). When the sensor is installed in the identified node (Yes in step S84), the state determination unit 16 ends the process.

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 state determination unit 16 can determine whether or not the breakage occurring at the edge designated by the user can be detected in the current sensor arrangement state. In addition, the state determination unit 16 can designate which node the sensor should be installed in case a predetermined edge breaks.

(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 state determination unit 16 compares a first simulation result obtained when all the edges are normal and a plurality of second simulation results obtained when the edges constituting the transportation network are each broken. The state determination unit 16 identifies a node in which a pressure is more than a threshold value among the pressure in the first simulation result and the pressure in the second simulation result.

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 state determination unit 16 refers to the identified node, and identifies the installation positions of sensors necessary for detecting breakage at all edges constituting the network. The state determination unit 16 notifies the user of the specified installation position.

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 state determination unit 16 in mode 2.

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 state determination part 16 acquires the 1st simulation result in case all the edges are normal from the simulation part 13 (step S101).

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 state determination unit 16 acquires a second simulation result when the edge No. 1 is broken from the simulation unit 13 (step S102).

状態判定部16は、第1のシミュレーション結果におけるPと、第2のシミュレーション結果におけるPとを比較し、P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)。 State determination unit 16, and P i in the first simulation result, compared with the P i in the second simulation result, identifies the nodes in excess of the threshold value deviations occur in P i (step S103). The state determination unit 16 records the node number of the identified node (step 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 state determination unit 16 determines whether or not a node in which a deviation in the pressure is greater than or equal to a threshold is specified when all edges constituting the transport network are broken (step S105). In the case where all the edges are broken, if the node in which the pressure exceeds the threshold value is not specified (No in step S105), the state determination unit 16 increments to the next edge (step S106), and the process is performed. The process proceeds to step S102. Here, since only the simulation is performed when the edge No: 1 is broken (No in step S105), the state determination unit 16 increments the edge No to 2 (step S106), and the edge No: 2 is broken. A second simulation result is obtained in the case of having been performed (step S102). The state determination unit 16 repeats the processing from step S102 to step S104 until edge number 16 is reached.

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 state determination unit 16 refers to the stored node and the edge No: The installation position of the sensor necessary for detecting breakage in 2 to 16 is specified, the specified installation position is notified to the user (step S107), and the process is terminated. In the transportation network shown in FIG. 9, if a pressure gauge is installed at node No: 13, it can be detected that a break has occurred at any of edges No: 2-16. Is possible.

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 state determination unit 16 can determine where to place a sensor for detecting a break that occurs at an edge in the transport network.

(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 state determination unit 16 acquires a simulation result when a predetermined edge is invalidated, and determines whether or not the pressure in the simulation result is zero or more. The state determination unit 16 performs this process for all single edges and a plurality of edges that constitute the transport network. The state determination unit 16 selects a network that minimizes the number of edges from the networks in which the pressure in the simulation result is zero or more, and notifies the user. In addition, the state determination unit 16 notifies the user of edges that are unnecessary in the network including the minimum necessary edges among the edges used in the current network.

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 state determination unit 16 in mode 3.

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 state determination part 16 acquires the simulation result when edge No: 1 is invalidated from the simulation part 13 (step S111).

続いて、状態判定部16は、シミュレーション結果におけるP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P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P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、P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 state determination unit 16 determines whether or not Pi in the simulation result is greater than or equal to zero (step S112). If P i in the simulation result is zero or more (Yes in step S112), the state determination unit 16 records the graph structure at this time (step S113). If P i in the simulation result is less than zero (No in step S112), the state determination unit 16, and the "impossible" as not meet demand as desired by each node in the network (step S114), processing The process proceeds to step S115. Here, the edge No: because you are disabled 1, the state determination unit 16 determines that P i is less than zero, the edge No: 1 the setting of invalidating the "impossible".

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 state determination unit 16 determines whether or not it is assumed in step S115 that all edges constituting the transport network are invalidated singly and plurally (step S115). When it is not assumed that all the edges are invalidated alone or plurally (No in step S115), the state determination unit 16 invalidates different edges (step S116), and the process proceeds to step S111. . Here, since only the simulation when edge No: 1 is invalidated (No in step S115), edge No: 2 is invalidated instead of edge No: 1 (step S116), and edge No: 2 The simulation result is acquired when the is invalidated (step S111). The state determination unit 16 invalidates a plurality of edge Nos. 1 to 16 as in the case where the edge Nos. 1 to 16 are invalidated alone and the edge Nos. 2 and 3 and the edge Nos. In such a case, the processes in steps S111 to S114 are repeated.

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 state determination unit 16 determines that the number of edges constituting the transport network is the number of edges constituting the transport network in the graph structure recorded in step S112. A minimum required graph structure is selected, and the network about the selected graph structure is notified to the user (step S117). The state determination unit 16 notifies the user of the edge numbers that are unnecessary in the selected graph structure among the edge numbers: 1 to 16 (step S118).

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 state determination unit 16. At this time, the state determination unit 16 notifies the user of edge Nos. 6, 11 and 13 as unnecessary edges.

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 state determination unit 16 can configure a transport network for transporting fluid to these nodes with the minimum necessary edge while satisfying the demand amount of each assumed node.

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 mode 3, a simulation is performed for a case where all edges are disabled individually and plurally, but the present invention is not limited to this. For example, when any of the edges is invalidated and there is a node that is not connected to any of the edges, the state determination unit 16 may not execute the simulation that invalidates the edge. This is because, when there is a node that is not connected to any edge, the connection determination unit 113 issues a warning.

(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 state determination unit 16 acquires a simulation result when a new node added at a desired position and an existing node are connected by a new edge, and determines whether or not the pressure in the simulation result is zero or more. to decide. The state determination unit 16 performs the above process as many times as the number of nodes and edges that can be connected to the newly added node. The state determination unit 16 selects a network that minimizes the number of edges from the networks in which the pressure in the simulation result is zero or more.

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 state determination unit 16 in mode 4. FIG. 13 illustrates an example in which node No: 14 is newly added as illustrated in FIG.

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 state determination unit 16 acquires a simulation result when the node No: 10 and the node No: 14 are connected by the edge No: 17 from the simulation unit 13 (step S131).

続いて、状態判定部16は、シミュレーション結果におけるP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P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P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 state determination unit 16 determines whether or not Pi in the simulation result is greater than or equal to zero (step S132). If P i in the simulation result is zero or more (Yes in step S132), the state determination unit 16 records the graph structure at that time (step S133). If P i in the simulation result is less than zero (No in step S132), the state determination unit 16, and the "impossible" as not meet demand as desired by each node in the network (step S134), processing The process proceeds to step S135.

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 state determination unit 16 determines whether all states that can be connected to the node No: 14 are assumed (step S135). When not all states that can be connected to the node No: 14 are assumed (No in Step S135), the state determination unit 16 assumes different connections (Step S136), and the process proceeds to Step S131. Here, since only the simulation in the case of connecting the node No: 14 and the node No: 10 by the edge No: 17 is performed (No in Step S135), the node No: 14 and the node No: 11 are set. Connection is performed using edge No. 18 (step S136), and a simulation result in this case is acquired (step S131). The state determination part 16 repeats the process of step S131-134, when node No: 14 and other nodes are connected individually and in multiple.

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 state determination unit 16 has the smallest number of edges constituting the transportation network in the graph structure recorded in Step S132. Is selected, and the network about the selected graph structure is notified to the user (step S137).

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 state determination unit 16 can determine an optimum configuration for connecting the added node and the existing node.

(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 acquisition unit 14 designates a new node from the GUI information processing unit 11. The acquisition unit 14 acquires a detection result of a pressure detected by a sensor installed in a new node in response to designation from the GUI information processing unit 11.

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 state determination unit 16 acquires a simulation result when a new node is connected to any of the existing nodes. The state determination unit 16 determines whether or not the pressure at the new node included in the simulation result is substantially the same as the pressure acquired by the acquisition unit 14. The state determination unit 16 performs the above-described processing until the pressure at the new node included in the simulation result is substantially the same as the pressure acquired by the acquisition unit 14. The state determination unit 16 notifies the user of the connection when the pressure is substantially the same as the connection to the newly arranged node.

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 state determination unit 16 in mode 5. FIG. 15 illustrates an example in which node No: 14 is newly added as illustrated in FIG. 14.

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 acquisition unit 14 acquires, from the storage unit 15, the detection result PD 14 detected by the sensor installed at the node No: 14 in accordance with the designation from the GUI information processing unit 11. The state determination unit 16 receives the detection result PD14 acquired by the acquisition unit 14 (step S151).

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 state determination unit 16 acquires a simulation result when the node No: 10 and the node No: 14 are connected by the edge No: 17 from the simulation unit 13 (step S152).

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 state determination unit 16, P 14 in the simulation result to determine whether or not to match the detection result P D14 (step S153). If the P 14 coincides with P D14 (step S153 of Yes), the state determination unit 16 is newly installed node No: 14 is determined to be connected with the simulation set node at step S152 Then, the determined transport network is notified to the user (step S154).

14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 state determination unit 16, the node No: Connection to 14 if not connected are set in the simulation, assuming different connection (step S155), The process proceeds to step S152. Here, since the simulation is performed when the node No: 14 and the node No: 10 are connected by the edge No: 17, the node No: 14 and the node No: 11 are connected by the edge No: 18. (Step S155), the simulation result in this case is acquired (step S152). State determining section 16, until P 14 matches the P D14, repeats the processing of step S152.

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 state determination unit 16 compares the measurement result at the newly installed node with the simulation result including the new node, so that the new node is incorporated into the transport network. It is possible to determine whether or not

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 structure construction device 40 according to the second embodiment, the state determination unit 16 can determine the five types of states of the transport network in modes 1 to 5.

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 structure construction device 40 according to the second embodiment, even a person who is not an expert or the like can change the graph structure of the transport network. Further, according to the graph structure construction device 40, the state of the transport network is quantitatively evaluated.

(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 structure construction device 50 according to the third embodiment. The graph structure construction device 50 illustrated in FIG. 16 includes an accuracy comparison unit 17, in addition to the GUI information processing unit 11, the simultaneous equation generation unit 12, and the simulation unit 13, which are functional configurations of the graph structure construction device 10 according to the first embodiment. A storage unit 18 and a water leakage detection unit 19 are provided. Assuming the transportation network shown in FIG. 3, a sensor for detecting pressure is installed in at least one of the nodes shown in FIG. 3, and a sensor for detecting flow rate is provided in at least one of the edges shown in FIG. is set up. The pressure or flow rate detected by the sensor is stored in the storage unit 18.

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 accuracy comparison unit 17 reads from the storage unit 18 a detection result by a sensor installed at a position specified by the GUI information processing unit 11. The accuracy comparison unit 17 compares the simulation result acquired by the simulation unit 13 and the detection result read from the storage unit 18 in real time with a preset period. The accuracy comparison unit 17 outputs the comparison result to the water leakage detection unit 19.

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 leakage detection unit 19 is a loss detection unit that detects a loss of water generated at the edge based on the comparison result supplied from the accuracy comparison unit 17. In the present embodiment, water leakage at each edge is detected.

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 structure construction device 50 according to the third embodiment.

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 accuracy comparison unit 17 reads detection information detected by a sensor installed at a position specified by the GUI information processing unit 11 from the storage unit 18 (step S171).

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 accuracy comparison unit 17 acquires a simulation result from the simulation unit 13 (step S172). The accuracy comparison unit 17 compares the simulation result with the detection information read from the storage unit 18 (step S173), and outputs the comparison result to the water leakage detection unit 19.

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 leakage detection unit 19 detects the presence or absence of water leakage at the edge based on the comparison result (step S174).

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 structure construction device 50 according to the third embodiment creates a flow image in accordance with an instruction from the operation input unit 30, and performs a simulation on the created flow image. The graph structure construction device 50 detects water leakage at the edge by comparing the simulation result with the actual detection result by the sensor. Thereby, the graph structure construction device 50 can change the graph structure according to the flow image desired by the user, and can quickly detect the occurrence of an abnormality such as water leakage in the changed graph structure. Become.

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 structure construction device 50 according to the third embodiment, even a person who is not an expert can change the graph structure of the transport network. Further, according to the graph structure construction device 50, the state of the transport network is quantitatively evaluated.

(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 structure construction device 10, 40, 50 according to the first to third embodiments further includes a receiving unit 110 as shown in FIG. Each node adds a time stamp to the demand amount, and transmits the demand amount to which the time stamp is added as a radio signal at a predetermined timing. Here, the predetermined timing can be set, for example, once a day at noon or every hour. If the demand amount is transmitted once a day at noon, the node collectively transmits the demand amount for one day.

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 unit 110 receives a radio signal and acquires information about the demand amount. The receiving unit 110 refers to the time stamp and synchronizes the demand amount of each node. The receiving unit 110 stores information on the acquired demand amount in the GUI information processing unit 11.

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 structure construction device 10, 40, 50 inputs the time at which the transport network is to be evaluated to the GUI.

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 image creation unit 111 reads the demand amount to which the time stamp corresponding to the input time is added from the storage unit 116, and creates a flow image including the read demand amount. The first file creation unit 112 creates a CSV file based on the flow image created by the flow image creation unit 111.

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 structure construction apparatuses 10, 40, and 50 can evaluate the graph structure of the transport network at an arbitrary time.

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 structure construction device 40 according to the second exemplary embodiment determines the five types of states of the transport network in modes 1 to 5 when the demand amount at each node is constant regardless of the time. However, the present invention is not limited to this.

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 structure construction device 40 may determine the five types of states of the transport network in the mode 1 to the mode 5 with respect to an arbitrary time section designated by the user. In addition, the graph structure construction device 40 may determine the five types of states of the transport network in modes 1 to 5 in consideration of all assumed time zones.

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 SYMBOLS 10, 40, 50 ... Graph structure construction apparatus, 11 ... GUI information processing part, 111 ... Flow image creation part, 112 ... 1st file creation part, 113 ... Simultaneous determination part, 114 ... Flow image reading part, 115 ... 1st 2. File creation unit, 116 ... storage unit, 12 ... simultaneous equation generation unit, 13 ... simulation unit, 14 ... acquisition unit, 15, 18 ... storage unit, 16 ... state determination unit, 17 ... accuracy comparison unit, 19 ... water leakage Detection unit, 110 ... reception unit, 20 ... display unit, 30 ... operation input unit

Claims (22)

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結果を参照し、前記輸送ネットワークの状態を判定する状態判定部をさらに具備する請求項1記載のグラフ構造構築装置。   The graph structure construction device according to claim 1, further comprising a state determination unit that refers to the simulation result and determines a state of the transport network. 前記方程式作成部は、前記複数のノードにおける圧力と、前記複数のエッジにおける流量とを算出可能な第1の連立方程式と、前記複数のエッジのうちいずれか1つのエッジが破断した場合に前記複数のノードにおける圧力と、前記破断したエッジ以外のエッジにおける流量とを算出可能な第2の連立方程式とを作成し、
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.
前記方程式作成部は、前記複数のノードにおける圧力と、前記複数のエッジにおける流量とを算出可能な第1の連立方程式と、前記複数のエッジが1本ずつ破断した場合に前記複数のノードにおける圧力と、前記破断したエッジ以外のエッジにおける流量とを算出可能な複数の第2の連立方程式とを作成し、
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.
前記方程式作成部は、前記複数のエッジのうち少なくとも1つのエッジを無効とした連立方程式を作成し、
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.
前記方程式作成部は、前記複数のノード及び新たに加えた少なくとも1つのノードにおける圧力と、前記複数のエッジ及び前記新たなノードと前記既存のノードとを接続する少なくとも1つの新たな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.
前記方程式作成部は、前記複数のノード及び新たに加えた少なくとも1つのノードにおける圧力と、前記複数のエッジ及び前記新たなノードと前記既存のノードとを接続する少なくとも1つの新たな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.
前記シミュレーション部で算出された流量と、前記エッジで検出された流量とを比較する精度比較部と、
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.
前記入力される情報に基づいて作成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し、いずれのエッジにも連結していないノードがある場合、異常が発生したと判断する連結判定部をさらに具備する請求項1,2及び8のいずれかに記載のグラフ構造構築装置。   In the flow image created based on the input information, it is determined whether there is a node that is not connected to any edge. The graph structure construction device according to claim 1, further comprising a connection determination unit that determines that the occurrence has occurred. 前記複数のノードにおける需要量が時刻の経過に応じて変化し、
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:
輸送ネットワークを構成する複数のノード及び複数のエッジから成るグラフ構造を構築するグラフ構造構築装置と、
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.
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.
輸送ネットワークを構成する複数のノード及び複数のエッジから成るグラフ構造を構築するグラフ構造構築装置で用いられるグラフ構造構築プログラムであって、
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.
前記シミュレーション結果を参照し、前記輸送ネットワークの状態を判定する処理を前記コンピュータにさらに実効させる請求項13記載のグラフ構造構築プログラム。   14. The program for building a graph structure according to claim 13, further causing the computer to execute a process of determining the state of the transport network with reference to the simulation result. 前記連立方程式は、前記複数のノードにおける圧力と、前記複数のエッジにおける流量とを算出可能な第1の連立方程式と、前記複数のエッジのうちいずれか1つのエッジが破断した場合に前記複数のノードにおける圧力と、前記破断したエッジ以外のエッジにおける流量とを算出可能な第2の連立方程式であり、
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.
前記連立方程式は、前記複数のノードにおける圧力と、前記複数のエッジにおける流量とを算出可能な第1の連立方程式と、前記複数のエッジが1本ずつ破断した場合に前記複数のノードにおける圧力と、前記破断したエッジ以外のエッジにおける流量とを算出可能な複数の第2の連立方程式であり、
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.
前記連立方程式は、前記複数のエッジのうち少なくとも1つのエッジを無効とした連立方程式であり、
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.
前記連立方程式は、前記複数のノード及び新たに加えた少なくとも1つのノードにおける圧力と、前記複数のエッジ及び前記新たなノードと前記既存のノードとを接続する少なくとも1つの新たなエッジにおける流量とを算出可能な連立方程式であり、
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.
前記連立方程式は、前記複数のノード及び新たに加えた少なくとも1つのノードにおける圧力と、前記複数のエッジ及び前記新たなノードと前記既存のノードとを接続する少なくとも1つの新たなエッジにおける流量とを算出可能な連立方程式であり、
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.
前記シミュレーション部で算出された流量と、前記エッジで検出された流量とを比較する処理と、
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.
前記入力される情報に基づいて作成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し、いずれのエッジにも連結していないノードがある場合、異常が発生したと判断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乃至20のいずれかに記載のグラフ構造構築プログラム。   In the flow image created based on the input information, it is determined whether there is a node that is not connected to any edge. The graph structure construction program according to any one of claims 13 to 20, further causing the computer to execute a process of determining that it has occurred. 前記複数のノードにおける需要量が時刻の経過に応じて変化し、
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.
JP2012198892A 2012-09-10 2012-09-10 Graph structure building device of transport network, graph structure building system, graph structure building method and graph structure building program Pending JP2014054151A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012198892A JP2014054151A (en) 2012-09-10 2012-09-10 Graph structure building device of transport network, graph structure building system, graph structure building method and graph structure building program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012198892A JP2014054151A (en) 2012-09-10 2012-09-10 Graph structure building device of transport network, graph structure building system, graph structure building method and graph structure building program

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014054151A true JP2014054151A (en) 2014-03-20

Family

ID=50612090

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012198892A Pending JP2014054151A (en) 2012-09-10 2012-09-10 Graph structure building device of transport network, graph structure building system, graph structure building method and graph structure building program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2014054151A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3276551A1 (en) * 2016-07-25 2018-01-31 Fujitsu Limited A method, computer program and system for detecting a discrepancy arising from a mismatch between incoming and outgoing flows of resource
CN111837141A (en) * 2018-05-23 2020-10-27 株式会社东芝 Information processing apparatus, information processing method, and storage medium
WO2022113222A1 (en) * 2020-11-26 2022-06-02 公立大学法人 滋賀県立大学 Transportation route determination method, transportation route determination device, and computer program
WO2022195807A1 (en) * 2021-03-18 2022-09-22 東芝エネルギーシステムズ株式会社 Information processing device, information processing method, and program

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3276551A1 (en) * 2016-07-25 2018-01-31 Fujitsu Limited A method, computer program and system for detecting a discrepancy arising from a mismatch between incoming and outgoing flows of resource
CN111837141A (en) * 2018-05-23 2020-10-27 株式会社东芝 Information processing apparatus, information processing method, and storage medium
WO2022113222A1 (en) * 2020-11-26 2022-06-02 公立大学法人 滋賀県立大学 Transportation route determination method, transportation route determination device, and computer program
WO2022195807A1 (en) * 2021-03-18 2022-09-22 東芝エネルギーシステムズ株式会社 Information processing device, information processing method, and program

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sarrate et al. Sensor placement for leak detection and location in water distribution networks
EP3568682B1 (en) Systems and methods for subnetwork hydraulic modeling
Meseguer et al. A decision support system for on-line leakage localization
CN108027594B (en) Method for detecting anomalies in a water distribution system
TWI391803B (en) System and method for monitoring resources in a water utility network
US9582775B2 (en) Techniques for iterative reduction of uncertainty in water distribution networks
US10242414B2 (en) Method for locating a leak in a fluid network
Qi et al. Better understanding of the capacity of pressure sensor systems to detect pipe burst within water distribution networks
CN105910732A (en) Accurate drift fault detection method and system of temperature sensor, and air conditioner
TW201235970A (en) System and method for identifying likely geographical locations of anomalies in a water utility network
JP6273125B2 (en) Leakage investigation planning device, leakage investigation planning system, and leakage investigation planning method
CN109661627A (en) System and method for modeling, analyzing, detect and monitor fluid network
US20130262068A1 (en) Sensor placement for leakage location in liquid distribution networks
Moser et al. Performance comparison of reduced models for leak detection in water distribution networks
Hagos et al. Optimal meter placement for pipe burst detection in water distribution systems
CN103620363A (en) Leak detection by means of a stochastic mass balance
JP2014054151A (en) Graph structure building device of transport network, graph structure building system, graph structure building method and graph structure building program
US20220082409A1 (en) Method and system for monitoring a gas distribution network operating at low pressure
CN109643432A (en) System and method for modeling, analyzing, detect and monitor fluid network
CN109716090B (en) Improved system for estimating water flow at subnet boundaries of water distribution network
WO2017051617A1 (en) Water leak diagnosing device, water leak diagnosing method, and computer program
CN109643335A (en) System and method for modeling, analyzing, detect and monitor fluid network
Moors et al. Automated leak localization performance without detailed demand distribution data
JP6907726B2 (en) Data management system
Nikoloudi et al. Interactive decision support methodology for near real-time response to failure events in a water distribution network

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20131219

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20131226

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20140109