JP2014074307A - 遮断弁制御装置及び遮断弁制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】水位を考慮した遮断弁の閉弁の要否を瞬時かつ的確に判定することを課題とする。
【解決手段】貯水槽４に貯水されている水の水位を計測する水位計測装置３から取得した瞬時水位データが時系列で格納されている瞬時データ記憶部１１と、地震検知計測装置２によって地震が検知されると、地震検知計測装置２から取得した地震強度と、瞬時データ記憶部１１に格納されている瞬時水位データのうち、地震の発生時から直近の水位である直近水位と、を基に、貯水槽４に設置されている緊急遮断弁７における閉弁の要否を判定する判定処理部１２と、判定処理部１２の判定に従って緊急遮断弁７の開閉を行う遮断弁制御部１４と、判定処理部１２によって判定された閉弁の要否を入出力部１７に表示させる入出力処理部１６と、を有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、地震発生時に貯水部に設けられた遮断弁の制御を行う遮断弁制御装置及び遮断弁制御方法に関する。

現在、地震発生時の水道施設の損壊や停止等に起因する貯水槽からの水道水流出を防止し、飲料水、医療用水を確保する目的や、流出水による災害防止の目的で、貯水槽等に緊急遮断弁が設置されている。緊急遮断弁は閉弁信号を受信すると速やかに閉動作を開始して、自動的に閉弁状態に移行する装置である。一方、水道水は飲料水や、医療用水の他、生活用水や、都市活動や、産業活動用水や、消防用水としても使用されるため、地震直後であっても可能な限り通水を継続すべきである。また、緊急遮断弁の閉弁後の開動作は人手操作によるため、開状態に復旧するまでに時間を要することや、通水開始後は水道管内の錆や、濁水が蛇口から流れ出るという課題もある。そのため、緊急遮断弁の閉弁による断水はできるだけ避けることが望ましい。よって地震発生時に緊急遮断弁を閉めるか否かは貯水槽の運用を考慮して、慎重に判断する必要がある。

一方、水道需要量は人間の生活や経済活動の影響を受け、２４時間で大きな変動を示すことから、貯水槽の貯水量も時々刻々変動している。そのため、人が地震等の緊急災害時に貯水槽における緊急遮断弁の運用を迅速かつ的確に判断するのは極めて困難である。このようなことから、地震計や流量計や水位計等のデータから自動的に閉弁要否を判断する技術が開示されている（例えば、特許文献１〜３参照）。

例えば、特許文献１には、地震計、流量計又は水位計から緊急時の検知信号を受けると、これらの検知信号に基づいて弁を閉弁にすることが記載されている。
また、特許文献２には、水位データによる漏水検知についての技術が記載されている。また、特許文献２には、貯水槽の水位降下量を時系列的に算出して、貯水槽の後段に配置されているプラントの異常放水又は漏水を判断することが記載されている。
さらに、特許文献３には、上水道配管系の管路のいずれかの位置が地震等により破損し、水が大量に流出するのを、その付近に設置されている緊急遮断弁により閉じて防止することが記載されている。

特開平９−２５６４２６号公報 特開２００２−２２１００号公報 特開２００２−３０７０２号公報

地震発生後は、電源喪失や貯水槽における付帯機器の故障リスク、漏水リスクが高いため、地震検知後できるだけ迅速に遮断弁の閉弁要否を判断し、閉弁信号を出力する機能が緊急遮断弁の制御装置に求められる。一方、前記したように、緊急遮断弁の運用方法としては通水を可能な限り継続することを前提とすることが望ましい。例えば飲料水確保の拠点となる貯水槽については貯水量が多い貯水槽を優先的に閉弁したり、耐震化を施していない貯水槽や老朽配水管が多い地区の貯水槽については貯水量に関わらず閉弁したりする運用が望ましい。また、医療機関や重要施設の多い給水地区の貯水槽は可能な限り通水を継続し、断水後は応急給水で対策するため遮断しない運用が望ましい。さらに、二次災害対策としての都市部や住宅地への消防用水が確保されねばならない。そして、直列に配置された貯水槽では上流側の貯水槽の貯水量が少ない場合、上流側の緊急遮断弁を遮断し、下流側の貯水槽に設けられている緊急遮断弁は遮断しない運用を選択するようにすることも必要である。

このように貯水槽における緊急遮断弁の制御装置には、貯水槽の目的と運用に応じた迅速な判定機能が求められる。単に地震強度データのみで緊急遮断弁の閉弁要否を判定する機能だけでは、実際の施設の運用には適さない。

特許文献１に記載の技術は、震度の大小だけで遮断弁を閉弁するので、迅速な遮断が可能であるが、配水区域への通水継続か、遮断して貯水量確保かの要否を適切に判断することはできない。また、過大流量ならびに異常低水位の異常現象は、例えば貯水槽における流出側の配管破損箇所から漏水を始め、さらにある時間を経過して初めて現れる現象である。従って、特許文献１に記載の技術では、過大流量ならびに異常低水位の異常現象に基づいて、地震発生時に迅速に遮断弁を閉弁することはできない。

また、例えば、地震直後に計測器の検出部や信号伝送部が損傷した場合には地震発生以降の時系列データを正常に収集できない状態が生じるおそれがある。特許文献１に記載の技術では、このような状態が生じた際、遮断弁を閉じることができない。そのため、特許文献１に記載の技術では、貯水槽における貯留水の確保が保証できないという問題点がある。また例えば、徐々に施設が崩壊して長時間経過後に水位が低下するケースにも特許文献１に記載の技術は適用できない。さらに、地震発生から、漏水の検知までの遅れ時間の間に貯水槽に備えられた蓄電池等の電源が喪失してしまい、計測器や制御装置自体が停止に陥るケースも同様に特許文献１に記載の技術では対処できない。また、特許文献１に記載の技術は、施設破損による過大流出という特定の事象のみを想定しているが、これ以外の不測事態を考慮していない。

また、特許文献２に記載の技術は、特許文献１に記載の技術と同様に時系列データから判断するため検知に遅れ時間が発生するという問題点がある。
さらに、特許文献３に記載の技術は、特許文献２に記載の技術と同様に検知に遅れ時間が発生するという問題点がある。

つまり、地震発生後に水道水を適切に運用するには、地震発生時に各貯水槽が通水継続すべきか、貯水量を確保すべきかを、正常な地震強度と貯水槽水位を基として、瞬時に判断し、緊急遮断弁を制御せねばならないが、特許文献１〜３に記載の技術では施設破損検出に遅れ時間が発生するため迅速に制御できないという問題点がある。

このような背景に鑑みて本発明がなされたのであり、本発明は、水位を考慮した遮断弁の閉弁の要否を瞬時かつ的確に判定することを課題とする。

前記した課題を解決するため、本発明は、地震検知計測部によって地震が検知されると、地震検知計測部が計測した地震強度と、記憶部に格納されている水位のデータのうち、地震の発生時から直近の水位データと、を基に、貯水部に設置されている遮断弁における閉弁の要否を判定することを特徴とする。

本発明によれば、水位を考慮した遮断弁の閉弁の要否を瞬時かつ的確に判定することができる。

本実施形態に係る緊急遮断弁制御システムの構成例を示す図である。 本実施形態に係る検定部の構成例を示す図である。 本実施形態に係る制御装置のハードウェア構成を示す図である。 本実施形態に係る検定部における処理の手順を示すフローチャートである。 本実施形態に係る判定条件の例を示す図である。 本実施形態に係る制御装置における処理手順を示すフローチャートである。 本実施形態に係る緊急遮断弁の閉弁要否の判定処理の詳細な手順を示すフローチャートである。 本実施形態に係る監視画面の一例を示す図である。 本実施形態に係る配水システムの一例を示す図である。 本実施形態に係る浄水システムの一例を示す図である。

次に、本発明を実施するための形態（「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。

本実施形態における緊急遮断弁制御システムは、貯水槽の流入管あるいは流出管に設けられた緊急遮断弁の制御方法に関するもので、地震強度と貯水槽の水位に関する最新の正常データを瞬時データとして記憶する。そして緊急遮断弁制御システムは、該瞬時データに基づいて緊急遮断弁の閉弁要否を判定し、緊急遮断弁に閉弁信号を出力する。

（システム構成）
図１は、本実施形態に係る緊急遮断弁制御システムの構成例を示す図である。
緊急遮断弁制御システムＺにおいて、浄水場や配水場等の上流側水道施設（図示せず）からの送水は流入管５から貯水槽（貯水部）４へ流入する。貯水槽４で貯留された水は流出管６から需要者あるいは下流側貯水槽（図示せず）等へ配水される。貯水槽４は上流側水道施設からの送水量と下流側需要量の時間変動を調整する機能や、貯水量に応じて需要者への断水影響を軽減する機能や、地震災害時には飲料水や医療用水等生命維持に必要な水量を貯水する機能等を有している。貯水槽４の流出口側には緊急遮断弁（遮断弁）７が設置される。緊急遮断弁７は地震発生時の水道施設の損壊や停止等に起因する貯留水の流出を防止し、主に飲料水、医療用水を確保する目的で設置されている。緊急遮断弁７は貯水槽４の流入側に設置してもよいし、流出口から離れた場所に設置してもよい。緊急遮断弁７は制御装置（遮断弁制御装置）１から閉弁信号を受信すると速やかに機械的に閉弁動作を開始する。

制御装置１は、検定部１０、瞬時データ記憶部（記憶部）１１、判定処理部１２、判定条件記憶部（記憶部）１３、遮断弁制御部１４、信号出力部１５、入出力処理部（表示処理部）１６及び入出力部（表示部）１７を有している。
検定部１０は、地震検知計測装置（地震検知計測部）２から地震強度計測データを取得する。また、検定部１０は、水位計測装置（水位計測部）３から水位計測データも取得する。そして、検定部１０は、取得した地震強度計測データ、水計計測データそれぞれが正常であるか否かを検定した後に、正常な場合のみ地震強度瞬時データ、水位瞬時データとして瞬時データ記憶部１１に時系列的に格納する。なお、検定については後記する。
以降、地震強度瞬時データ、水位瞬時データを合わせて瞬時データと適宜称する。

判定処理部１２は、瞬時データ記憶部１１の瞬時データと、判定条件記憶部１３に格納されている判定条件５０１（図５）を基に、緊急遮断弁７の閉弁要否を判定する。

判定条件記憶部１３には、緊急遮断弁７の閉弁要否の判定のための判定条件５０１が格納されている。判定条件５０１の詳細は後記して説明するが、例えば地震強度範囲と水位範囲を組み合わせたデータセットが複数保存されている。

判定処理部１２は、地震強度瞬時データと水位瞬時データが、図５で後記する判定条件５０１におけるデータセット範囲内であるかを判定する。そして、判定処理部１２は、地震強度瞬時データと水位瞬時データがデータセット範囲内であれば条件成立と判定して緊急遮断弁７の閉弁要と判定する。さらに、判定処理部１２は、緊急遮断弁７の閉弁要と判定すると、遮断弁制御部１４に閉弁信号を出力させる。

遮断弁制御部１４は、判定処理部１２の判定結果に基づいて、緊急遮断弁７の開閉を制御する。
信号出力部１５は、遮断弁制御部１４の制御指示に基づいて、閉弁出力信号等を緊急遮断弁７に出力する。
入出力処理部１６は、入出力部１７を介して入力された情報を判定条件記憶部１３や、瞬時データ記憶部１１に反映したり、瞬時データ記憶部１１や、判定条件記憶部１３に格納されているデータや、判定処理部１２による閉弁の要・不要の判定結果を入出力部１７のディスプレイに表示したりする。
入出力部１７は、ディスプレイや、キーボード等の入出力手段であり、判定条件５０１の編集を行ったり、図８で後記する監視画面７００等を表示したりする。また入出力部１７は、外部装置とのデータ送受信用の通信インタフェース機能を兼ねてもよい。このようにすることで、通信回線等を介して、遠方に設置されている端末（不図示）との情報の送受信を行ってもよい。

水位計測装置３は貯水槽４の水位を計測して、例えば１〜５Ｖの電圧の水位計測データに変換して制御装置１に出力する。地震検知計測装置２は、地震の発生を検知するとともに、地震の強度（地震強度）を例えば最大加速度等として数値化する。地震検知計測装置２は、地震の強度を、例えば１〜５Ｖの地震強度計測データに変換して制御装置１に出力する。制御装置１は水位計測データ、地震強度計測データ、予め設定されている判定条件５０１に基づいて緊急遮断弁７の閉弁の要否を判定する。そして、緊急遮断弁７の閉弁要と判断した場合、制御装置１は緊急遮断弁７に閉弁信号を出力する。

（データ取得部）
図２は、本実施形態に係る検定部の構成例を示す図である。
検定部１０は計測データ受信部１０１、検定処理部１０２を有している。
計測データ受信部１０１は、例えば、１〜５Ｖの電圧のアナログ信号仕様である、地震強度計測データ、水位計測データ等の計測データを地震検知計測装置２及び水位計測装置３それぞれから受信する。さらに、計測データ受信部１０１は、受信したアナログ信号である地震強度計測データ、水位計測データをデジタル信号に変換し、検定処理部１０２にわたす。
検定処理部１０２は、わたされた計測データを検定する。検定処理部１０２における処理の詳細は図４で後記する。

（ハードウェア構成）
図３は、本実施形態に係る制御装置のハードウェア構成を示す図である。
図３に示すように、制御装置１はＰＣ（Personal Computer）等で構成されており、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０１、ＲＡＭ（Random Access Memory）３０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）３０３、通信インタフェース３０４及びＨＤ（Hard Disk）３０５が、バス３０６を介して互いに接続されている。
図１の検定部１０、判定処理部１２、遮断弁制御部１４、図２の検定処理部１０２は、ＨＤ３０５に格納されているプログラムが、ＲＡＭ３０２に展開され、ＣＰＵ３０１によって実行されることで具現化する。
また、図１の瞬時データ記憶部１１、判定条件記憶部１３はＨＤ３０５に対応する。

（検定部の処理）

次に、図２を参照しつつ、図４に沿って検定部１０の処理を説明する。
図４は、本実施形態に係る検定部における処理の手順を示すフローチャートである。
まず、計測データ受信部１０１が計測データを受信する（Ｓ１０１）。計測データ受信部１０１は、計測データを受信すると、これらの計測データをアナログデータからデジタルデータに変換した後、検定処理部１０２へわたす。

検定処理部１０２は、計測データ受信部１０１が受信した瞬時データの上下限や、前回受信した瞬時データとの比較等により受信した瞬時データを検定する。つまり、検定処理部１０２は、今回受信した瞬時データが、異常に高い数値であるか否か、逆に異常に低い数値でないか否かを検定することによって、地震強度計測データ、水計計測データそれぞれが正常範囲内の値であるか否かを検定する（Ｓ１０２）。
ステップＳ１０２の結果、地震検知計測装置２や水位計測装置３の損傷や、信号伝送路の障害等により、瞬時データが異常であると判定された場合（Ｓ１０２→Ｎｏ）、検定処理部１０２は、その計測データを破棄し（Ｓ１０３）、瞬時データ記憶部１１には格納しない。
ステップＳ１０２の結果、検定処理部１０２によって、受信した瞬時データが正常範囲内の値である場合（Ｓ１０２→Ｙｅｓ）検定処理部１０２は、その地震強度計測データ及び水位計測データを、地震強度瞬時データ及び水位瞬時データとして瞬時データ記憶部１１に格納する（Ｓ１０４）。このようにして、瞬時データ記憶部１１に地震強度瞬時データ及び水位瞬時データそれぞれが時系列的に格納される。

このようにすることで、瞬時データ記憶部１１には、最新（直近）の正常な瞬時データが格納され、地震直後に地震検知計測装置２や、水位計測装置３や、図示しない信号伝送部が損傷した場合でも、判定処理部１２は瞬時データ記憶部１１に格納されている正常な瞬時データを使用できる。これにより、本実施形態に係る緊急遮断弁制御システムＺは緊急遮断弁７の閉弁の要否を迅速に判定できる。

（判定条件）
図５は、本実施形態に係る判定条件の例を示す図である。
ここで、判定条件５０１のレコードをデータセットと称することとする。
判定条件５０１は、データセット毎に「最大加速度（単位：ｇａｌ）」、「水位（単位：ｍ）」、「閉弁要否」が対応付けられて格納されている。
「最大加速度」のフィールドには最大加速度の範囲がデータセット毎に格納されている。
また、「水位」のフィールドには水位の範囲がデータセット毎に格納されている。
さらに、「閉弁要否」のフィールドには、緊急遮断弁７（図１）の閉弁の要（閉弁要）・不要（閉弁不要）が定義されている。
ここで、水位において「−」と記述されている箇所は、水位に関係なく地震強度瞬時データのみで緊急遮断弁７の閉弁の要・不要を判定することを意味している。

例えば、図５のデータセット「１」は、最大加速度が０〜８０ｇａｌの場合、水位に関係なく閉弁不要となっている。つまり、地震検知計測装置２で計測された値が、所定の値以下である場合、前記水位計測装置３で計測された値にかかわらず、緊急遮断弁７を開弁状態とする。このようにすることで、貯水槽４からの漏水のおそれのない小さな地震で緊急遮断弁７が閉弁してしまうことを、確実に防止することができる。つまり、必要のない緊急遮断弁７の閉弁を防止し、不要な配水の停止を確実に防止することができる。

また、例えば、図５のデータセット「６」は、最大加速度が１５００ｇａｌ〜の場合、水位に関係なく閉弁要となっている。つまり、地震検知計測装置２で計測された値が、所定の値以上である場合、水位計測装置３で計測された値にかかわらず、緊急遮断弁７を閉弁状態とする。このようにすることで、所定以上の大地震が発生した場合、緊急遮断弁７を確実に閉弁することができる。

（遮断弁制御処理のフローチャート）
次に、図１及び図５を参照しつつ、図６に沿って制御装置１における処理手順を説明する。
図６は、本実施形態に係る制御装置における処理手順を示すフローチャートである。
まず、判定処理部１２は、地震検知計測装置２から地震を検知した旨の通知を受信したか否かを判定する（Ｓ２０１）。ステップＳ２０１の検知は、地震検知計測装置２による検知でもよいが、制御装置１に備えられている図示しない地震検知計測装置で検知されてもよい。
ステップＳ２０１の結果、地震を検知していない場合（Ｓ２０１→Ｎｏ）、判定処理部１２はステップＳ２０１へ処理を戻す。
ステップＳ２０１の結果、地震を検知した場合（Ｓ２０１→Ｙｅｓ）、判定処理部１２は、瞬時データ記憶部１１から直近の地震強度瞬時データを読み出す（Ｓ２０２）。なお、地震検知計測装置２が故障していない場合、判定処理部１２は、地震強度瞬時データではなく、地震検知計測装置２から取得した地震強度をそのまま使用してもよい。
次に、判定処理部１２は、瞬時データ記憶部１１から水位瞬時データを読み出す（Ｓ２０３）。
そして、判定処理部１２は、判定条件５０１を基に、緊急遮断弁７の閉弁要か否かを判定する（Ｓ２０４）。ステップＳ２０４の処理は、後記して説明する。
ステップＳ２０４の結果、緊急遮断弁７の閉弁不要と判定された場合（Ｓ２０４→Ｎｏ）、判定処理部１２はステップＳ２０１へ処理を戻す。つまり、制御装置１は緊急遮断弁７を閉弁しない。
ステップＳ２０４の結果、緊急遮断弁７の閉弁要と判定された場合（Ｓ２０４→Ｙｅｓ）、判定処理部１２は、遮断弁制御部１４に閉弁信号を出力させることで、緊急遮断弁７の閉弁を指示し（Ｓ２０５）、ステップＳ２０１へ処理を戻す。

（判定処理）
ここで、図１及び図５を参照しつつ図６のステップＳ２０４の処理を詳細に説明する。
図７は、本実施形態に係る緊急遮断弁の閉弁要否の判定処理（図６のステップＳ２０４）の詳細な手順を示すフローチャートである。
判定処理部１２は、図６のステップＳ２０２で読み出した地震強度瞬時データと、判定条件５０１の最大加速度とを基に、判定条件５０１におけるデータセットを抽出する（Ｓ３０１）。
次に、判定処理部１２は、図６のステップＳ２０３で読み出した水位瞬時データが、抽出されたデータセットにおける「水位」に設定された条件範囲内であるか否かを判定する（Ｓ３０２）。なお、図３のデータセット１，６のように、水位に「−」が設定されている場合、判定処理部１２は無条件に条件範囲内と判定する。
ステップＳ３０２の結果、抽出されたデータセットにおける水位に設定された条件範囲外である場合（Ｓ３０２→Ｎｏ）、判定処理部１２は、緊急遮断弁７の閉弁不要（つまり、緊急遮断弁７の閉弁不要：図６のＳ２０４→Ｎｏ）と判定し（Ｓ３０３）、図６のステップＳ２０１へリターンする。

ステップＳ３０２の結果、抽出されたデータセットにおける水位に設定された条件範囲内である場合（Ｓ３０２→Ｙｅｓ）、判定処理部１２は、該当するデータセットの「閉弁要否」が閉弁要であるか否かを判定する（Ｓ３０４）。
ステップＳ３０４の結果、閉弁不要である場合（Ｓ３０４→Ｎｏ）、判定処理部１２は、緊急遮断弁７の閉弁不要（つまり、緊急遮断弁７の閉弁不要：図６のＳ２０４→Ｎｏ）と判定し（Ｓ３０３）、図６のステップＳ２０１へリターンする。
ステップＳ３０４の結果、閉弁要である場合（Ｓ３０４→Ｙｅｓ）、判定処理部１２は、緊急遮断弁７の閉弁要（つまり、図６のＳ２０４→Ｙｅｓ）と判定し（Ｓ３０５）、図６のステップＳ２０５へリターンする。

例えば、地震強度瞬時データが「５０ｇａｌ」である場合、図６のステップＳ３０１において、判定処理部１２は図５に示す判定条件５０１から「最大加速度」が「０〜８０ｇａｌ」の「データセット１」を抽出する。
「データセット１」の「水位」は「−」であり、「閉弁要否」は「閉弁不要」であることから、判定処理部１２は水位瞬時データの値にかかわらず緊急遮断弁７の閉弁不要と判定する（Ｓ３０２→Ｙｅｓ，Ｓ３０４→Ｙｅｓ，Ｓ３０５）。

また、例えば地震強度瞬時データが「６００ｇａｌ」、水位瞬時データが「４．５ｍ」である場合、ステップＳ３０１において、判定処理部１２は図５に示す判定条件５０１から「最大加速度」が「５００〜８００ｇａｌ」の「データセット４」を抽出する。
「データセット４」の「水位」は「３．５ｍ以上で」あるので、図６のステップＳ３０２において、判定処理部１２は条件範囲内と判定する（Ｓ３０２→Ｙｅｓ）。
そして、「データセット４」において「閉弁要否」は「閉弁要」であるため、図６のステップＳ３０４において、判定処理部１２は緊急遮断弁７の閉弁要と判定する（Ｓ３０４→Ｙｅｓ，Ｓ３０５）。

そして、例えば地震強度瞬時データが「１７００ｇａｌ」である場合、ステップＳ３０１において、判定処理部１２は図５に示す判定条件５０１から「最大加速度」が「１５００ｇａｌ〜」の「データセット６」を抽出する。
「データセット６」の「水位」は「−」であり、「閉弁要否」は「閉弁要」であることから、判定処理部１２は水位瞬時データの値にかかわらず緊急遮断弁７の閉弁要と判定する（Ｓ３０２→Ｙｅｓ，Ｓ３０４→Ｙｅｓ，Ｓ３０５）。

さらに、例えば地震強度瞬時データが「７００ｇａｌ」であり、水位瞬時データが「２．３ｍ」である場合、ステップＳ３０１において、判定処理部１２は図５に示す判定条件５０１から「最大加速度」が「５００〜８００ｇａｌ」の「データセット４」を抽出する。
「データセット４」の「水位」は「３．５ｍ〜」であるため、検知された水位瞬時データ「２．３ｍ」は条件範囲外である。従って、判定処理部１２はステップＳ３０２で条件範囲外と判定し、閉弁不要と判定する（Ｓ３０２→Ｎｏ，Ｓ３０３）。
これは、例え、ある程度強度の大きい地震がきても、貯水槽４の水位が低ければ緊急遮断弁７の閉弁を行わないことを意味する。

このように、本実施形態では、「地震強度（最大加速度）」、「水位」、緊急遮断弁７の「閉弁要否」からなる複数のデータセットを判定条件５０１に定義している。そして、データセット内の「地震強度（最大加速度）」と「水位」の条件がＡＮＤで満たされた場合に、データセットの「閉弁要否」に格納されている制御を行うようにしている。このようにすることで、地震発生時における貯水槽４の貯水量に基づいた緊急遮断弁７の適切な制御が実現できる。

（監視画面）
図８は、本実施形態に係る監視画面の一例を示す図である。
監視画面７００は、監視エリア７１０、緊急遮断弁状態エリア７２０及び判定条件表示エリア７３０を有する。
監視エリア７１０には、最大加速度（つまり、地震強度）、配水池の水位（配水池水位）それぞれについて計測データ及び瞬時データが表示される。これは、前記したように、計測データが異常値と判定された場合、破棄されることがあることから、計測データと瞬時データとが異なることがあるため、ユーザに計測データの確認をさせるためである。なお、計測データの表示は省略してもよい。
また、監視エリア７１０には、計測データ及び瞬時データに基づく緊急遮断弁７の状態が表示されている。緊急遮断弁７の状態は、「全開」、「閉動作中」、「全閉」等が表示される。なお、緊急遮断弁７の状態は現在の緊急遮断弁７の状態であってもよい。

なお、監視エリア７１０におけるデータや、背景の表示色は、例えばデータ正常時は緑色、異常時は赤色、点検中は黄色等で表示してもよい。

緊急遮断弁状態エリア７２０には、監視エリア７１０に表示されている瞬時データに基づいて判定された緊急遮断弁７の閉弁の要否が表示されている。

判定条件表示エリア７３０には、判定条件５０１（図５）の内容が表示されている。なお、入出力部１７を介して、判定条件表示エリア７３０に表示されている数値や文字を変更、追加、削除等することにより、判定条件記憶部１３に格納されている判定条件５０１を編集することができる。

本実施形態によれば、地震強度瞬時データと水位瞬時データとから緊急遮断弁７の閉弁の要否が瞬時かつ的確に判定できるので、迅速に緊急遮断弁７を閉弁して貯留水の確保、あるいは通水継続の運用が実現できる。
また、本実施形態によれば、瞬時データ記憶部１１に予め格納されている瞬時データによる判定のため地震による地震検知計測装置２の破損や、電源喪失による地震検知計測装置２や、水位計測装置３の停止等といったリスクを排除できる。
さらに、貯水槽４毎に地震強度、水位等の様々な条件をデータセットで定義可能なため、例えば、貯水槽４の数と接続構成、通水量の２４時間パターン、貯水槽４の耐振化対策の要否、震災後の応急対策等を考慮して判定条件５０１を設定することができるので、水道事業体毎の実情に沿った地震時対応施策を実現できる。

（具体的な配水システム及び浄水システムへの適用例）
次に、図９及び図１０に、具体的な配水システム及び浄水システムに対し、本実施形態に係る緊急遮断弁制御システムＺ（図１）を適用した例を示す。

（配水システム）
図９は、本実施形態に係る配水システムの一例を示す図である。
配水システム８００では、第１給水ポンプＰ_１と第２給水ポンプＰ_２とを使い、流入管５を介して河川等の水源より水を汲み上げてファームポンド８０１（貯水槽４）へ貯め、このファームポンド８０１より流出管６を経て飲料水や、灌漑水を必要とする地域に水を分配するものである。水源からファームポンド８０１への給水量は、流入管５の適所に設けた電磁流量計８５１等によって計測され、流出管６からの配水量も同様に電磁流量計８５２等によって計測されている。また、余分な水はオーバーフロー管８０４から捨てられる。流出管６には、緊急遮断弁７が設けられている。

ファームポンド８０１（貯水槽４）には、水位計測装置３が設置されており、制御装置１は、水位計測装置３及び地震検知計測装置２（図９に図示せず）からの計測データを基に、緊急遮断弁７の開閉を制御する。

（浄水システム）
図１０は、本実施形態に係る浄水システムの一例を示す図である。なお、図１０では、主な設備についてのみ符号を付し、説明をすることとする。
浄水システム９００は、浄水製造設備９０５と洗浄排水処理設備９１０とで構成される。
浄水製造設備９０５は、主として着水井９１２、沈殿池９１４、砂濾過池９１６（貯水槽４）から構成される。

着水井９１２では、沈砂池（図示せず）から供給される原水を一時貯水させ、水位変動の安定化及び流量調節を行った後、原水中の懸濁物質（以下、ＳＳ（Suspended Solid）と称する）を凝集沈殿させる凝集剤としてのポリ塩化アルミニウム（以下、ＰＡＣ（Poly Aluminium Chloride）と称する）等の凝集剤が原水中に添加される。

沈殿池９１４では、比較的粒子の大きいＳＳの沈殿が行われる。沈殿池９１４にて沈殿されたＳＳは沈殿池９１４から引き抜かれ、引き抜き汚泥として洗浄排水処理設備９１０に設置されている排泥池に排泥管９１５を介して排出される一方、沈殿池９１４から流出する処理水は流入管５を介して砂濾過池９１６（貯水槽４）に流入する。

砂濾過池９１６（貯水槽４）では、沈殿池９１４からの処理水を砂濾過することにより、砂濾過水が得られる。この場合、着水井９１２にて凝集処理された処理水を砂濾過させることで、早い速度（５〜１０ｍ／ｈ程度）で処理水を濾過させることができる。しかし、砂濾過池９１６は長期間の運転により濾過砂層が微粒子により閉塞するため、安定運転を行うためには定期的に逆洗等の物理的な洗浄が必要であり、この濾過砂層の物理洗浄によって洗浄排水が発生する。この洗浄排水は配水管９２２を介して回収され、洗浄排水処理設備９１０に排出される。なお、砂濾過水は図示しない活性炭吸着池等を経て清浄水として、流出管６を介して需要者に送水される。この流出管６には、緊急遮断弁７が備えられている。

砂濾過池９１６（貯水槽４）には、水位計測装置３が備えられており、水位計測装置３及び地震検知計測装置２（図１０に図示せず）から取得された計測データを基に、制御装置１が緊急遮断弁７の開閉を制御している。

洗浄排水処理設備９１０は、沈殿池９１４及び砂濾過池９１６にて排出された引き抜き汚泥及び洗浄排水を膜濾過処理した後、配水管９６１を介して前記した浄水製造設備９０５（着水井９１２）に還流させる設備である。

なお、図１０では、砂濾過池９１６に水位計測装置３及び緊急遮断弁７を設置しているが、砂濾過池９１６、着水井９１２、沈殿池９１４の少なくとも１つ、あるいはすべてに水位計測装置３及び緊急遮断弁７が設置され、制御装置１が、これらの貯水槽４に設置された緊急遮断弁７の開閉を制御するようにしてもよい。

このように、本実施形態に係る緊急遮断弁制御システムＺを、配水システム８００や、浄水システム９００に適用することで、地震時における配水システム８００や、浄水システム９００における緊急遮断弁７を瞬時かつ的確に閉弁することができる。

（まとめ）
本実施形態では、判定条件５０１におけるデータセットの構成を地震強度と水位の２つのデータの組み合わせとして説明したが、貯水槽４への流入流量、貯水槽４からの流出流量等の流量データや、残留塩素、ｐＨ、濁度等の水質データと組み合わせた構成としてもよい。
また、本実施形態では、地震検知計測装置２における地震強度計測データとして、最大加速度が用いられているが、これに限らず、震度、震度階級、加速度等が使用されてもよい。
水位計測装置３として、電波式水位計、水晶式水位計、水圧式水位計、超音波式水位計等が考えられる。また、地震検知計測装置２として、地震計等が考えられる。
瞬時データ記憶部１１において、過去の瞬時データは破棄してもよいし、所定期間前の瞬時データを破棄するようにしてもよい。
また、地震検知計測装置２や、水位計測装置３は複数設置されてもよい。このようにすることで、地震発生時において地震検知計測装置２や、水位計測装置３が破損しても、他の地震検知計測装置２や、水位計測装置３を使用することができる。
そして、本実施形態では、遮断弁として緊急遮断弁７が用いられているが、制御装置１で制御可能なものであれば、緊急遮断弁７に限らず、通常の遮断弁でもよい。

なお、本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を有するものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

また、前記した各構成、機能、処理部、各記憶部等は、それらの一部又はすべてを、例えば集積回路で設計すること等によりハードウェアで実現してもよい。また、図３で示すように、前記した各構成、機能等は、ＣＰＵ３０１等のプロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、図３に示すようにＨＤ３０５に格納すること以外に、メモリや、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、又は、ＩＣ（Integrated Circuit）カードや、ＳＤ（Secure Digital）カード、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の記録媒体に格納することができる。
また、各実施形態において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんどすべての構成が相互に接続されていると考えてよい。

１ 制御装置（遮断弁制御装置）
２ 地震検知計測装置（地震検知計測部）
３ 水位計測装置（水位計測部）
４ 貯水槽（貯水部）
５ 流入管
６ 流出管
７ 緊急遮断弁（遮断弁）
１０ 検定部
１１ 瞬時データ記憶部（記憶部）
１２ 判定処理部
１３ 判定条件記憶部（記憶部）
１４ 遮断弁制御部
１５ 信号出力部
１６ 入出力処理部（表示処理部）
１７ 入出力部（表示部）
１０１ 計測データ受信部
１０２ 検定処理部
５０１ 判定条件
７００ 監視画面
７１０ 監視エリア
７２０ 緊急遮断弁状態エリア
７３０ 判定条件表示エリア
８００ 配水システム
９００ 浄水システム
Ｚ 緊急遮断弁制御システム

Claims (10)

1. 貯水部に貯留されている水の水位を計測する水位計測部から取得した水位が時系列で格納されている記憶部と、
   地震検知計測部によって地震が検知されると、前記地震検知計測部から取得した地震強度と、前記記憶部に格納されている水位のうち、前記地震の発生時から直近の水位である直近水位と、を基に、前記貯水部に設置されている遮断弁における閉弁の要否を判定する判定処理部と、
   前記判定処理部の判定に従って前記遮断弁の開閉を行う遮断弁制御部と、
   前記判定処理部によって判定された前記閉弁の要否を表示部に表示させる表示処理部と、
   を有することを特徴とする遮断弁制御装置。
2. 前記水位計測部から取得した前記水位が適正であるか否かを判定し、適正であると判定した前記水位を前記記憶部に格納する検定部
   をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の遮断弁制御装置。
3. 前記記憶部には、前記地震検知計測部から取得した地震強度が時系列で格納されており、
   前記判定処理部は、
   前記記憶部に格納されている前記地震強度のうち、前記地震の発生時から直近の前記地震強度を、前記地震検知計測部が計測した地震強度として、前記遮断弁の閉弁の要否を判定する
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の遮断弁制御装置。
4. 前記地震検知計測部から取得した前記地震強度が適正であるか否かを判定し、適正であると判定した前記地震強度を前記記憶部に格納する検定部
   を有することを特徴とする請求項３に記載の遮断弁制御装置。
5. 前記判定処理部は、
   前記地震検知計測部から取得した前記地震強度が、第１の値以下である場合、前記直近水位にかかわらず、前記遮断弁を開弁状態とする
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の遮断弁制御装置。
6. 前記判定処理部は、
   前記地震強度が、第２の値以上である場合、前記直近水位にかかわらず、前記遮断弁を閉弁状態とする
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の遮断弁制御装置。
7. 前記記憶部には、前記地震強度の範囲である地震強度範囲、前記水位の範囲である水位範囲及び前記遮断弁の閉弁の要否に関する情報が対応付けられた判定条件が格納されており、
   前記判定処理部は、
   前記地震強度及び前記直近水位が、前記判定条件で対応付けられている前記地震強度範囲及び前記水位範囲のそれぞれに含まれている場合、前記判定条件において、該当する前記地震強度範囲及び前記水位範囲に対応付けられている前記遮断弁の閉弁の要否に関する情報に従うよう判定し、
   前記地震強度及び前記直近水位が、前記判定条件で対応付けられている前記地震強度範囲及び前記水位範囲の少なくとも一方に含まれていない場合、前記遮断弁を開弁状態とする
   ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の遮断弁制御装置。
8. 前記水位計測部は、配水システム又は浄水システムに設けられている前記貯水部に設置される
   ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の遮断弁制御装置。
9. 貯水部に設けられている遮断弁の開閉を制御する遮断弁制御装置における遮断弁制御方法であって、
   前記遮断弁制御装置は、
   前記貯水部に貯留されている水の水位を計測する水位計測部から取得した水位が時系列で格納されている記憶部を有しており、
   前記遮断弁制御装置が、
   地震検知計測部によって地震が検知されると、前記地震検知計測部から取得した地震強度と、前記記憶部に格納されている水位のうち、前記地震の発生時から直近の水位である直近水位と、を基に、前記貯水部に設置されている遮断弁における閉弁の要否を判定し、
   前記判定に従って前記遮断弁の開閉を行うとともに、前記判定された前記閉弁の要否を表示部に表示させる
   ことを有することを特徴とする遮断弁制御方法。
10. 前記遮断弁制御装置は、
    前記水位計測部から取得した前記水位が適正であるか否かを判定し、適正であると判定した前記水位を前記記憶部に格納する
    ことを特徴とする請求項９に記載の遮断弁制御方法。

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