JP2018205192A - 漏水位置特定方法、漏洩有無判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の主な目的は、漏水検知の判定精度を高めることができる、漏水有無判定方法、漏水位置特定方法を提供することである。【解決手段】本発明にかかる漏水位置特定方法は、少なくとも２か所に振動センサ２００を設置し、設置された振動センサ２００から所定時間の振動データを複数計測し、当該複数の振動データを取得する振動データ取得工程と、振動データ取得工程により得られた振動データを基に時間差を算出し、時間差から漏水位置までの距離を算出する距離算出工程と、振動データのスペクトルから特定の振動周波数成分を取得する周波数成分取得工程と、周波数成分取得工程から得られた特定の振動周波数成分の比率から、漏水位置が振動センサ２００から一定範囲内２５に有るか否かを判定する第１漏水有無判定工程と、を含み、距離算出工程による漏水位置までの距離と、第１漏水有無判定工程の結果と、に基づいて漏水位置を特定するものである。【選択図】図４

Description

本発明は、漏水位置特定方法、漏洩有無判定方法に関する。特に、異常音に関する漏水位置特定方法、異常音に関する漏洩有無判定方法である。

従来、配管の漏れの位置を決定する方法として、センサにより振動を検知し、検知された信号から相互相関関数を生成し、音響の伝搬速度を用いて異常音発生位置を特定する方法が存在する。

例えば、特許文献１（特開平１１−７２４０９号公報）には、上水道網やガス配管などの漏洩検査作業者が移動することなく、また内部通流路の遮断等の付帯的な操作を必要とすることなく、いつでも定期的に漏洩個所を精度よく検出することができる方法について開示されている。

特許文献１（特開平１１−７２４０９号公報）記載の配管の漏洩検知方法は、検査区間の両端にセンサを配置し、各センサにより取り込まれた検知信号をバンドパスフィルタを通過させて複数の周波数帯域に弁別し、前記検査区間をｎ等分して仮音源位置を設定し、この仮音源位置における両センサより検出された帯域毎の信号相関係数の高い波形を加算して合成波形を得るとともに、この処理を前記仮音源位置を更新しつつ全区間にわたって行ない、各仮音源位置での合成波形から漏洩の有無を判別するものである。

また、特許文献２（特開平１１−１１７３５６号公報）には、上水道の配水管の漏水を漏水音の計測により検知する場合、従来法では雑音の影響を受け易く検知が不充分であったのを、雑音に強く従来法より高精度で漏水を検知でき、漏水位置を精度よく特定できる配水管の漏水検知方法と、該検知方法を用いた複数の配水管路の漏水を集中的に監視できる漏水検知システムが記載されている。

特許文献２（特開平１１−１１７３５６号公報）記載の漏水位置検出方法および検出装置においては、配水管の所定区間内の漏水位置を検知するための方法であって、配水管に設定した漏水検知区間Ｌの両端部に、該区間内の漏水点から発生する漏水音を検知するための漏水音検知センサをそれぞれ配設して、漏水音の同時計測により漏水音が各センサに到達するまでの時間差τを求め、各センサ間の距離Ｌと漏水音の伝播時間差τと水中の音速Ｃとから、漏水音検知センサの一方からの漏れ位置ｄを、ｄ＝（Ｌ−Ｃτ）／２より算出して漏水位置を検知することを特徴とするものである。

特開平１１−７２４０９号公報 特開平１１−１１７３５６号公報

このように、上水道またはガス管等の老朽化が進み、管の欠陥部分からの流体漏洩が問題となっている。そこで、特許文献１（特開平１１−７２４０９号公報）または特許文献２（特開平１１−１１７３５６号公報）に記載の方法を適用して、欠陥位置を特定することが考えられる。

しかしながら、実際の漏洩現場においては、配管の異常音の位置を特定する場合に、配管の少なくとも２か所にセンサを設置し、得られた振動の伝達時間差を基に異常音の位置を特定することがある。この場合、異常音の位置がセンサ付近との測定結果になった場合に、２か所のセンサ間外で異常音が生じている可能性もあるため、異常音の位置を正確に判定できないという問題があった。

すなわち、異常音の振動の伝達時間は、センサ付近で異常音が発生した場合と、２か所のセンサ間外で異常音が発生していた場合とで、ほぼ同じ値となるため、両者の区別をすることが困難となる。
そのため、特許文献１または２に記載の方法では、実際に一方のセンサ付近で異常音があるか否かの判定ができないため、その隣り合う区間で同様に複数のセンサを設置して測定を行い、当初のセンサ２か所間以外で異常音が生じていないかを調査することで、センサ付近の異常音の有無を判定しなくてはならないという問題があった。

本発明の主な目的は、漏水検知の判定精度を高めることができる漏水位置特定方法、漏洩有無判定方法を提供することである。

（１）
一局面に従う漏水位置特定方法は、少なくとも２か所に振動センサを設置し、設置された振動センサから所定時間の振動データを複数計測し、当該複数の振動データを取得する振動データ取得工程と、振動データ取得工程により得られた振動データを基に時間差を算出し、時間差から漏水位置までの距離を算出する、距離算出工程と、振動データのスペクトルから特定の振動周波数成分を取得する、周波数成分取得工程と、周波数成分取得工程から得られた特定の振動周波数成分の比率から、漏水位置が振動センサから一定範囲内に有るか否かを判定する第１漏水有無判定工程と、を含み、距離算出工程による漏水位置までの距離と、第１漏水有無判定工程の結果と、に基づいて漏水位置を特定するものである。

従来の手法においては、配管の２か所に振動センサを設置して振動が配管を伝達する時間差から配管の漏水位置を測定しようとした場合、振動センサ付近で漏水が発生しているのか、２か所の振動センサ間外で漏水が生じているのかが不明となり、漏水位置を特定することができなかった。
漏水の振動は、配管を伝わる際に減衰する。本発明では、その減衰率に周波数依存性があることを利用し、振動データのスペクトルから特定の振動周波数成分を取得することで、振動センサ近傍における振動の減衰の状態を測定する。
これにより、周波数成分取得工程で得られた振動周波数成分の比率から、漏水位置が当該振動センサから一定範囲内に有るか否かを判定することができるため、漏水の位置を特定することが可能となる。

（２）
第２の発明に係る漏水位置特定方法は、一局面に従う漏水位置特定方法であって、振動データの自己相関関数を算出する、自己相関関数算出工程と、自己相関関数算出工程により得られた自己相関の値および、周波数成分取得工程により得られた特定の振動周波数成分の比率から、漏水位置が振動センサから一定範囲内に有るか否かを判定する、自己相関による第２漏水有無判定工程と、をさらに含み、距離算出工程による漏水位置までの距離と、自己相関による第２漏水有無判定工程の結果と、に基づいて漏水位置を特定するものである。

振動センサから取得される振動データには様々な周波数成分が含まれているため、配管を伝わる際に減衰する漏水の振動周波数成分は、他の外騒音に埋もれて確認しづらくなる傾向がある。
例えば車の通行など、外騒音は時間の経過により変動するものが多いため、振動データを複数の時間で取得し、自己相関関数を算出することで、外騒音に埋もれた漏水の振動周波数成分を抽出することができる。
したがって、特定の振動周波数成分の比率とともに、振動データの自己相関の値から振動データの規則性を算出することで、漏水位置が当該振動センサから一定範囲内に有るか否かを正確に判定することができる。これにより、漏水の位置を正確に特定することが可能となる。

（３）
第３の発明に係る漏水位置特定方法は、一局面に従う漏水位置特定方法であって、特定の振動周波数成分の比率は、０Ｈｚ以上１５００Ｈｚ以下のパワースペクトルに対する、５００Ｈｚ以上１５００Ｈｚ以下のパワースペクトルの積分割合であり、第一漏水有無判定工程において、特定の振動周波数成分の比率が０．３以上の場合に、漏水位置が振動センサから一定範囲内に有ると判定するものである。

これにより、地中に埋設された配水管においても漏水位置を特定することができる。
配水管において、５００Ｈｚ以上１５００Ｈｚ以下の振動周波数成分は、５００Ｈｚ以下の振動周波数成分に比べて減衰率が高い。
すなわち、配水管において、５００Ｈｚ以上１５００Ｈｚ以下の振動周波数成分は長距離を伝わりにくい。
振動周波数成分５００Ｈｚ以上１５００Ｈｚ以下の比率が高い場合は、当該振動センサ付近で漏水が発生している可能性が高い。
したがって、特定の振動周波数成分の比率が０．３以上の場合に、漏水位置が振動センサから一定範囲内に有ると判定することができる。一方、特定の振動周波数成分の比率が０．３以下の場合は、漏水位置が当該振動センサから一定範囲内にないと判定することができる。

なお、本発明において、漏水位置が当該振動センサから一定範囲内に有ると判定される場合における、一定範囲内とは、当該振動センサから半径１０ｍの範囲である。

（４）
第４の発明に係る漏水位置特定方法は、第２の発明に従う漏水位置特定方法であって、特定の振動周波数成分の比率は、０Ｈｚ以上１５００Ｈｚ以下のパワースペクトルに対する、５００Ｈｚ以上１５００Ｈｚ以下のパワースペクトルの積分割合であり、自己相関の値は、複数の振動データの相互相関関数を算出し、相互相関の絶対値を平均した値であり、自己相関による第２漏水有無判定工程において、特定の振動周波数成分の比率が０．１０以上の場合、または、特定の振動周波数成分の比率が０．０１以上かつ自己相関の値が０．１０以上の場合の場合に、漏水位置が当該振動センサから一定範囲内に有ると判定するものである。

これにより、地中に埋設された配水管においても漏水位置を高い精度で特定することができる。
配水管において、５００Ｈｚ以上１５００Ｈｚ以下の振動周波数成分は、５００Ｈｚ以下の振動周波数成分に比べて減衰率が高い。すなわち、配水管において、５００Ｈｚ以上１５００Ｈｚ以下の振動周波数成分は長距離を伝わりにくい。よって、振動周波数成分５００Ｈｚ以上１５００Ｈｚ以下の振動周波数成分の比率が高い場合は、当該振動センサ付近で漏水が発生している可能性が高い。
また、外騒音に埋もれた振動データのうち漏水の振動周波数成分は一定の規則性をもっているため、自己相関の値が高い場合は、漏水が発生している可能性が高い。
したがって、特定の振動周波数成分の比率が０．１０以上の場合、または、特定の振動周波数成分の比率が０．０１以上かつ自己相関の値が０．１０以上の場合の場合に、漏水位置が当該振動センサから一定範囲内に有ると判定することができる。

自己相関の値を算出するにあたっては、振動データ取得工程で取得された振動データから、所定の時間からなる複数の振動データを取得し、例えば０．１秒からなる振動データを４つ取得し、それぞれの振動波形データの相互相関関数を算出し、相互相関の絶対値を平均した値を算出する。これにより、高い精度で自己相関の値を算出することができるため、漏水の有無を正確に判定することができる。

（５）
第５の発明に係る漏水位置特定方法は、一局面から第４のいずれかの発明に係る漏水位置特定方法であって、距離算出工程において、一の振動センサから漏水位置までの距離が１０ｍ以下となる場合に、一の振動センサを用いて漏水有無の判定を行うものである。

配管の２か所に振動センサを設置して振動が配管を伝達する時間差から配管の漏水位置を測定する場合において、漏水位置の測定結果が１０ｍ以下となる場合に、振動センサ付近で漏水が発生しているのか、２か所の振動センサ間外で漏水が生じているのかが不明となる。
したがって、距離算出工程において漏水位置までの距離が１０ｍ以下となる場合のみ、漏水位置までの距離が短い振動センサにおいて漏水有無の判定を行うことにより、漏水位置の特定にかかる工程を簡略化できるとともに、迅速な測定をすることができる。

（６）
第６の発明に係る漏水位置特定方法は、一局面から第５のいずれかの発明に係る漏水位置特定方法であって、距離算出工程において、振動データの振動波形の相互相関関数のピークを基に時間差を算出し、時間差から漏水位置までの距離を算出するものである。

漏水の振動データは、例えば車の通行など、他の外騒音に埋もれやすい。外騒音は時間の経過により変動するものが多いため、振動データの振動波形の相互相関関数のピークを基に振動が配管を伝達する時間差を算出することで、外騒音に埋もれた漏水の振動データを抽出することができる。
これにより、外騒音の影響を低減し、漏水の位置を高精度に特定することができる。

（７）
他の局面に従う漏洩有無判定方法は、少なくとも２か所に振動センサを設置し、設置された振動センサから所定時間の振動データを複数計測し、当該複数の振動データを取得する振動データ取得工程と、振動データ取得工程により得られた振動データのスペクトルから特定の振動周波数成分の比率を取得する、周波数成分取得工程と、を含み、周波数成分取得工程により得られる特定の周波数成分の比率から、漏洩位置が振動センサから一定範囲内に有るか否かを判定するものである。

漏洩に伴う振動は、配管を伝わる際に減衰する。本発明では、その減衰率に周波数依存性があることを利用し、振動データのペクトルから特定の振動周波数成分を取得することで、振動センサ近傍における振動の減衰の状態を測定することができる。
これにより、漏洩位置が当該振動センサから一定範囲内に有るか否かを判定することが可能となる。

（８）
第８の発明に係る漏洩有無判定方法は、第７の発明に従う漏洩有無判定方法であって、振動データの自己相関関数を算出する、自己相関関数算出工程をさらに含み、自己相関関数算出工程により得られた自己相関の値および、特定の振動周波数成分の比率から、漏洩位置が当該振動センサから一定範囲内に有るか否かを判定するものである。

振動センサから取得される振動データには様々な周波数成分が含まれているため、配管を伝わる際に減衰する振動周波数成分は、他の外騒音に埋もれて確認しづらくなる傾向がある。したがって、特定の振動周波数成分の比率とともに、振動データの自己相関の値から振動データの規則性を算出することで、漏洩位置が当該振動センサから一定範囲内に有るか否かを正確に判定することが可能となる。

異常音発生位置の特定方法の状況を説明するための一例を示す模式図である。 異常音発生位置の特定方法の状況を説明するための他の例を示す模式図である。 本実施の形態にかかるセンサ間の異常音発生位置を説明するための模式図である。 本実施の形態にかかる異常音発生位置の特定方法の一例を示すフローチャートである。 本実施の形態にかかる異常音発生位置の特定方法の他の例を示すフローチャートである。 本実施の形態にかかる距離算出工程の一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

＜異常音発生位置の特定方法の状況説明＞
図１は、異常音発生位置の特定方法の状況を説明するための模式図である。

図１に示すように、地中に管網１１０が設けられている。管網１１０には、一定間隔で、縦孔（マンホール）１２０が設けられている。
本実施の形態においては、図１のポイントＡおよびポイントＢの縦孔１２０に、それぞれ振動センサ２００を設ける。
また、本実施の形態にかかる管網１１０は、ダクタイル鋳鉄管からなる。管網１１０は、直径３００（φ３００）ｍｍからなる。また、本実施の形態におけるポイントＡおよびポイントＢの間には、２つの施設が設けられており、それぞれ管網１００に対して給水分岐が２か所設けられている。
すなわち、施設Ａおよび施設Ｂのうち１か所または複数箇所へ菅網１１０から水が流れ込む又は流れ出る状態である。

＜異常音発生位置の特定方法＞
続いて、異常音発生位置の特定方法について具体例を示しつつ説明する。

本実施の形態にかかる異常音発生位置の特定方法は、管網１１０の少なくとも２ヶ所（ポイントＡおよびポイントＢ）に振動センサ２００を設置し、管網１１０の欠陥等によって発生する異常音または振動を振動センサ２００により検知する。
各振動センサ２００の相互相関関数から振動の伝達時間差Ｔｄを求め、伝達時間差Ｔｄと振動の伝搬速度Ｖとから異常音発生位置を特定する方法である。

図１において、ポイントＢの振動センサ２００から距離Ｌの位置で流体の漏洩が発生したと仮定する。すなわち、距離Ｌの位置が異常音の発生位置２０（振動センサ間内の漏水）である。この場合、漏洩音は、ポイントＡの振動センサ２００に到達するまでにポイントＢの振動センサ２００の距離Ｌよりも距離にして距離Ｎだけ長い距離（Ｌ＋Ｎ）を伝搬する。

したがって、ポイントＡの振動センサ２００およびポイントＢの振動センサ２００の距離をＤと仮定した場合、漏洩音がポイントＡの振動センサ２００とポイントＢの振動センサ２００とに到着する伝達時間差Ｔｄとすると、漏洩音の伝搬速度Ｖ、２か所の振動センサ間の距離をＤとして以下の式で求めることができる。

Ｔｄ＝Ｎ／Ｖ・・・（３）
また、
Ｎ＝Ｄ−２Ｌ・・・（４）
で示すことができる。

式（４）を式（３）に代入することにより、
Ｌ＝（Ｄ−Ｖ・Ｔｄ）／２・・・（５）
と表すことができる。
以上のように距離Ｌを求めることができる。

実際の漏洩現場においては、管網１１０の漏水位置を特定する際に、管網１１０の２か所に振動センサ２００を設置し、得られた振動の伝達時間差を基に漏水位置を特定することがある。このとき、漏水位置の測定結果が振動センサ２００付近の値となった場合に、実際に振動センサ２００付近の漏水である可能性のほか、２か所の振動センサ間外で漏水が生じている可能性もあるため、２か所の振動センサ２００で計測したのでは漏水位置を正確に判定できないという問題があった。

すなわち、振動センサ２００から一定範囲内２５で漏水２１が発生した場合、図２に示すように、２か所の振動センサ間の距離をＤ、振動の伝搬速度Ｖ、一方の振動センサ２００と漏水２１までの距離をδＮとすると、振動の伝達時間差Ｔｄは下記式（６）のようになる。
Ｔｄ＝（Ｄ−δＮ）／Ｖ−δＮ／Ｖ
＝（Ｄ−２δＮ）／Ｖ・・・（６）

一方で、２か所の振動センサ間外で漏水２２が発生していた場合、一方の振動センサ２００と漏水２２までの距離をＭとすると、振動の伝達時間差は下記式（７）のようになる。
Ｔｄ＝Ｍ／Ｖ−（Ｍ＋Ｄ）／Ｖ
＝Ｄ／Ｖ・・・（７）

したがって、δＮの値が小さく、距離算出工程において漏水位置までの距離が一定範囲内２５である場合に、漏水が実際に発生している位置が、振動センサ２００近傍で発生しているのか、２か所の振動センサ間外で発生しているのかの区別ができなくなる。

そこで、本発明では、測定した振動データから、特定の振動周波数成分の比率および、振動データの自己相関関数を算出して、漏水位置が当該振動センサ２００から一定範囲内２５に有るか否かを判定する。

一般に漏水の振動は、管網１１０を伝わる際に減衰し、漏水の振動の減衰率は周波数依存性がある。したがって、漏水の振動データのペクトルから特定の振動周波数成分を取得することで、振動センサ２００の近傍における振動の減衰の状態を測定することができる。
これにより、周波数成分取得工程で得られた振動周波数成分の比率から、漏水位置が当該振動センサ２００から一定範囲内２５に有るか否かを判定することで、漏水の位置を特定することが可能となる。

また、振動センサ２００から取得される振動データには様々な周波数成分が含まれているため、管網１１０を伝わる際に減衰する漏水の振動周波数成分は、他の外騒音に埋もれて確認しづらくなる傾向がある。したがって、特定の振動周波数成分の比率とともに、振動データの自己相関の値から振動データの規則性を算出することで、漏水位置が当該振動センサ２００から一定範囲内２５に有るか否かを正確に判定することができる。これにより、漏水の位置を正確に特定することが可能となる。

なお、本発明における振動センサ間とは、図３における点線で囲まれた領域２６をいう。すなわち、振動センサ間の漏水２０には、２か所の振動センサ２００が設置された当該管網１１０で漏水している場合のほか、２か所の振動センサ２００が設置された当該管網１１０から分岐した配管で漏水している場合も含まれる。また、２か所の振動センサ２００の外側であっても、振動センサから一定範囲内２５の漏水２１である場合も、振動センサ間に含まれる。
一方で、点線で囲まれた領域２６の外、すなわち２か所の振動センサ２００から一定範囲を超える場所での漏水は、振動センサ間外の漏水２２となる。

以下、本実施の形態にかかる異常音発生位置の特定方法の具体例について説明する。図４は、本実施の形態にかかる異常音発生位置の特定方法の一例を示すフローチャートである。

＜振動データ取得工程＞

まず、図４に示すように、管網１１０のポイントＡの振動センサ２００から漏洩音の振動波形を所定時間において取得する（ステップＳ１１）。同様に、管網１１０のポイントＢの振動センサ２００から漏洩音の振動波形を所定時間において取得する（ステップＳ１１）。

なお、所定時間とは、好ましくは１分間以上、６０分間未満、より好ましくは１０分間以上、２０分間未満である。短すぎると、所定時間の間に常時水使用がある可能性があるし、長すぎると作業性に劣る。
また、所定時間の間は連続的に波形を収集してから細分化することによって、複数個の振動データを得てもよいし、間欠的に計測してもよい。
振動データは一振動センサ２００あたり５０個以上、３６００個未満であることが好ましい。データが少なすぎると信頼性が乏しくなる恐れがある。必要以上に多すぎると計算時間がかかる。
振動データの長さは振動センサ間の距離と振動の伝達速度によって決定される。振動センサ間距離が１００ｍ、振動伝達速度を３５０ｍ／秒とすれば、振動の伝達にかかる時間は１００／３５０＝０．２８６秒である。このとき、振動データの長さは０．２８６秒以上であればよい。

＜距離算出工程＞
得られた振動データの振動波形から、それぞれフーリエ変換処理を行い、図６に示すように相互相関関数を算出し、相互相関関数のピークの時間差を求める。そして、式（６）を用いて漏水位置を特定する。（ステップＳ１２）

漏水の振動データは、例えば車の通行など、他の外騒音に埋もれやすい。外騒音は時間の経過により変動するものが多いため、振動データの振動波形の相互相関関数のピークを基に時間差を算出することで、外騒音に埋もれた漏水の振動データを抽出することができる。これにより、外騒音の影響を低減し、漏水の位置を高精度に特定することができる。
相関関係処理技術は、一般的に、相関する２つの波形を示す一連のデータをフーリエ変換して、当該データを周波数領域に変換し、必要な乗算を実行しクロススペクトルを作成し、逆フーリエ変換を行って、相互相関関数を表示するという手順により実行できる。

相互相関関数の作成にあたっては、適宜閾値を設定し、また、ノイズフィルタを設けても良い。閾値の設定にあたっては、例えば、フーリエスペクトルの個数から、給水分岐の数および／または計測時刻によって、所定の割合を適宜決定することができる。ノイズフィルタの設定にあたっては、例えば、フーリエスペクトルからクロススペクトルを作成するにあたり、クロススペクトルの周波数帯域を抽出し、当該周波数帯域のノイズフィルタを設定することができる。

＜漏水有無の判定要否＞
距離算出工程で得られた漏水位置までの距離の値が一定範囲内２５である場合は、式（６）のδＮの値が小さい。この場合、振動センサ２００の近傍で実際に漏水が発生している可能性のほか、２か所の振動センサ間外で発生している可能性もあるため、両者を判定する必要がある。

距離算出工程で得られた漏水位置までの距離の値が一定範囲内２５である場合とは、具体的には、漏水位置までの距離の値が１０ｍ以下の場合に、判定工程を行うようにすることが好ましい。
距離算出工程で得られた漏水位置までの距離の値が１０ｍ以下の場合には、２か所の振動センサ間外で発生している可能性があるため、通常の距離算出工程のみの漏水位置特定方法では漏水の位置を特定することができない。
一方、距離算出工程で得られた漏水位置までの距離の値が１０ｍ以上の場合には、漏水位置までの距離の値が実際の漏水位置を示していると考えられるため、判定工程を省略することで、漏水位置の特定にかかる工程を簡略化することができるとともに、迅速な測定をすることができる。

＜周波数成分取得工程＞
距離算出工程で得られた漏水位置までの距離の値が一定範囲内２５である場合、振動データ取得工程で取得された振動波形データのペクトルを取得し、特定の振動周波数成分を取得する。（ステップＳ１３）

特定の振動周波数成分の比率は、０Ｈｚ以上、１５００Ｈｚ以下のパワースペクトルに対する、５００Ｈｚ以上１５００Ｈｚ以下のパワースペクトルの積分割合とすることが好ましい。

配水管において、５００Ｈｚ以上１５００Ｈｚ以下の振動周波数成分は、５００Ｈｚ以下の振動周波数成分に比べて減衰率が高い。すなわち、配水管において、５００Ｈｚ以上１５００Ｈｚ以下の振動周波数成分は長距離を伝わりにくい。
振動周波数成分５００Ｈｚ以上１５００Ｈｚ以下の比率が高い場合は、当該振動センサ２００の近傍で漏水が発生している可能性が高い。したがって、０Ｈｚ以上１５００Ｈｚ以下のパワースペクトルに対する、５００Ｈｚ以上１５００Ｈｚ以下のパワースペクトルの積分割合を求めることで、漏水位置が当該振動センサ２００から一定範囲内２５に有るか否かを判定することができる。

＜自己相関関数算出工程＞
距離算出工程で得られた漏水位置までの距離の値が一定範囲内２５である場合、周波数成分取得工程に加えて自己相関関数算出工程を行うことができる。
自己相関関数算出工程では、振動データ取得工程で取得された振動データから、単位時間からなる振動データを複数抽出し、それぞれの振動データに対して相互相関関数を算出し、相互相関の絶対値を平均した値を算出する。（ステップＳ１４）

振動データから抽出する振動データの数は、２以上２０以下が好ましく、３以上６以下がより好ましい。また、抽出する振動データの単位時間は、０．０１秒以上１．００秒以下が好ましく、０．０５秒以上０．５０秒以下がより好ましい。
外騒音に埋もれた振動データのうち漏水の振動周波数成分は一定の規則性を有するため、自己相関の値が高い場合、漏水が発生している可能性が高くなる。したがって、上述のように自己相関関数を算出することで、漏水位置が当該振動センサ２００から一定範囲内２５に有るか否かを正確に判定することができる。

＜漏水有無判定工程＞
漏水有無判定工程では、図５に示すように、特定の振動周波数成分の比率から、漏水位置が振動センサ２００から一定範囲内２５に有るか否かを判定することができる（第１漏水有無判定工程）。さらに、図４に示すように、自己相関関数の値および特定の振動周波数成分の比率から、漏水位置が振動センサ２００から一定範囲内２５に有るか否かを判定することができる（自己相関による第２漏水有無判定工程）。（ステップＳ１５）

特定の振動周波数成分の比率から漏水有無の判定を行う場合（第１漏水有無判定工程）、漏水ありと判定する特定の振動周波数成分の比率は０．３以上とすることが好ましく、０．４２以上とすることがより好ましい。上記数値を閾値とすることで、漏水有無の判定をすることができる。

自己相関による第２漏水有無判定工程では、自己相関関数算出工程により得られた自己相関の値および、周波数成分取得工程により得られた特定の振動周波数成分の比率から、漏水位置が当該振動センサ２００から一定範囲内２５に有るか否かを判定する。特定の振動周波数成分の比率とともに、振動データの自己相関の値を算出して振動データの規則性を利用して漏水の判定をすることで、漏水位置が当該振動センサ２００から一定範囲内２５に有るか否かを正確に判定することができる。

自己相関による第２漏水有無判定工程を行う場合、表１のように漏水有無を判定することが好ましく、表２のように漏水有無を判定することがより好ましく、表３のように漏水有無を判定することがさらに好ましい。これにより、漏水位置が当該振動センサ２００から一定範囲内２５に有るか否かを正確に判定することができる。

表１から表３の振動周波数成分の比率の値は、特に配水管が鋳鉄管である場合に高い精度で判定できるように数値設定されている。測定する配水管が、樹脂管である場合には、表１から表３の周波数成分の比率の閾値をそれぞれ０．０２低い値に設定することができる。
なお、本発明における樹脂管とは、具体的には、オレフィン系樹脂（特にポリエチレン）、ウレタン樹脂、塩化ビニル系樹脂、アクリル系樹脂等が挙げられる。

＜漏水発生位置の特定＞
距離算出工程により漏水位置までの距離が一定範囲内２５でない場合（式（６）のδＮの値が大きい場合）は、距離算出工程により得られた値を漏水の発生位置とする。
距離算出工程により漏水位置までの距離を算出し、漏水位置までの距離が一定範囲内２５である場合は、実際に当該センサ付近で漏水が発生している可能性のほか、２か所のセンサ間外で漏水が生じている可能性がある。したがって、周波数成分取得工程、自己相関関数算出工程、漏水有無判定工程（第１漏水有無判定工程または、自己相関による第２漏水有無判定工程）を行うことで、漏水位置が当該振動センサ２００から一定範囲内２５に有るか否かの判定を行う。

漏水有無判定工程において漏水ありの判定であった場合（式（６）のδＮの値が小さい場合）は、実際に当該センサ付近で漏水が発生しているため、距離算出工程により得られた値を漏水の発生位置とする。
漏水有無判定工程において漏水なしの判定であった場合（式（７）に該当する場合）は、測定した２か所のセンサ間内では漏水がないものと判定することができる。この場合、実際は２か所のセンサ間とは別の場所で漏水が発生していると判断することができる。

＜実施例１＞
長さ７６０．９８ｍ口径１５０ｍｍのダクタイル鋳鉄管を準備し、当該鋳鉄管の８か所に振動センサ２００を設置した。ダクタイル鋳鉄管に生じている漏水に起因する振動波形を振動センサ２００により同時に計測し、１０２秒からなる振動データを取得した。（ステップＳ１１）
各振動センサ２００から得られた振動データにおいて、３秒間からなる振動データを９９個抽出した。そして、それぞれフーリエ変換を行いノイズフィルタをかけた上で振動データの乗算を行い、逆フーリエ変換を行うことで相互相関関数を算出した。このようにして得られた９９個の相互相関関数の総和からピークを算出した。そして、隣接するセンサから得られたピークの時間差を求め、式（６）から漏水位置までの距離を算出した。（ステップＳ１２）
なお、本実施例においては、１０２秒からなる振動データを取得し、３秒間からなる振動データを９９個抽出したこととしているが、これに限定されず、他の任意の時間で取得してもよく、他の任意の時間の振動データを任意の個数抽出してもよい。

ステップＳ１２の結果、距離算出工程で得られた漏水位置までの距離の値が１０ｍ以下となる振動センサ２００は、センサ番号１，３，４，７の４点であったため、この４点について、図４のフローチャートに従い、漏水有無の判定を行った。
４点の振動センサ２００で取得された振動データのパワースペクトルを算出し、０Ｈｚ以上１５００Ｈｚ以下のパワースペクトルに対する、５００Ｈｚ以上１５００Ｈｚ以下のパワースペクトルの積分割合を調べた。（ステップＳ１３）
さらに、４点の振動センサ２００で取得された振動データから、０．１秒からなる振動データを４か所抽出し、それぞれ振動データと相互相関関数を算出し、相互相関の絶対値を平均した値を調べた。（ステップＳ１４）
その結果を表４に示す。

このようにして得られた自己相関の値および、特定の振動周波数成分の比率を基に、漏水有無判定工程では表３の閾値を適用し、漏水有無の判定を行った。その結果、センサ番号４の近傍で漏水ありと判定され、センサ番号１、３、７では、センサ近傍では漏水なしと判定された。（ステップＳ１５）
さらに、距離算出工程にて得られた漏水位置までの距離の値を考慮することで、振動センサ２００のセンサ番号１，２間、２，３間、７，８間では漏水がなく、各センサ間外で生じた漏水の振動が検知されたものと考えられる。実施例１の漏水位置特定結果を表５に示す。正誤判定の結果、センサ間における測定結果と実際に発生していた漏水の有無とが一致していることが確かめられた。

＜実施例２＞
漏水有無の判定において、振動周波数成分の比率のみを利用し、図５に示すように漏水有無の判定を行った。その他の条件および工程は実施例１と同じとした。
距離算出工程で得られた漏水位置までの距離の値が１０ｍ以下となったセンサ番号１，３，４，７の４点において、振動周波数成分の比率を測定した。
その結果、実施例１と同様にセンサ番号４の近傍において漏水ありと判定された。測定結果を表６に示す。これにより、実施例１と同じ漏水位置特定結果が得られた。

＜比較例＞
漏水有無の判定工程を行わず、距離算出工程のみによって漏水位置の特定を行った。測定結果を表７に示す。

距離算出工程の結果では、センサ番号１、３、４、７の近傍で漏水が有るという結果となった。しかし、実際の漏水は、センサ番号４の近傍のみに有り、センサ番号１，２間、２，３間、７，８間では漏水が無かった。
したがって、正誤判定の結果、実際に発生していた漏水の有無と一致しない箇所が見受けられた。

本発明においては、ポイントＡおよびポイントＢが「少なくとも２か所」に相当し、振動センサ２００が「振動センサ」に相当し、ステップＳ１１の処理が「振動データ取得工程」に相当し、ステップＳ１２の処理が「距離算出工程」に相当し、ステップＳ１３の処理が「周波数成分取得工程」に相当し、ステップＳ１４の処理が「自己相関関数算出工程」に相当し、ステップＳ１５の処理が「第１漏水有無判定工程」または「自己相関による第２漏水有無判定工程」に相当し、ステップＳ１１からステップＳ１５の処理が「漏水位置特定方法」に相当し、ステップＳ１１およびステップＳ１３からステップＳ１５の処理が「漏洩有無判定方法」に相当する。

本発明の好ましい一実施の形態は上記の通りであるが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされることは理解されよう。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。

１１０ 管網
１２０ 縦孔（マンホール）
２００ 振動センサ
２０ 振動センサ間内の漏水
２１ 振動センサから一定範囲内の漏水
２２ 振動センサ間外の漏水
２５ 振動センサから一定範囲内

Claims (8)

1. 少なくとも２か所に振動センサを設置し、設置された前記振動センサから所定時間の振動データを複数計測し、当該複数の振動データを取得する振動データ取得工程と、
   前記振動データ取得工程により得られた前記振動データを基に時間差を算出し、前記時間差から漏水位置までの距離を算出する、距離算出工程と、
   前記振動データのスペクトルから特定の振動周波数成分を取得する、周波数成分取得工程と、
   前記周波数成分取得工程から得られた前記特定の振動周波数成分の比率から、漏水位置が前記振動センサから一定範囲内に有るか否かを判定する第１漏水有無判定工程と、を含み、
   前記距離算出工程による前記漏水位置までの距離と、前記第１漏水有無判定工程の結果と、に基づいて漏水位置を特定する、漏水位置特定方法。
2. 前記振動データの自己相関関数を算出する、自己相関関数算出工程と、
   前記自己相関関数算出工程により得られた自己相関の値および、前記周波数成分取得工程により得られた前記特定の振動周波数成分の比率から、漏水位置が前記振動センサから一定範囲内に有るか否かを判定する、自己相関による第２漏水有無判定工程と、をさらに含み、
   前記距離算出工程による前記漏水位置までの距離と、前記自己相関による第２漏水有無判定工程の結果と、に基づいて漏水位置を特定する、請求項１に記載の漏水位置特定方法。
3. 前記特定の振動周波数成分の比率は、０Ｈｚ以上１５００Ｈｚ以下のパワースペクトルに対する、５００Ｈｚ以上１５００Ｈｚ以下のパワースペクトルの積分割合であり、
   前記第１漏水有無判定工程において、前記特定の振動周波数成分の比率が０．３０以上の場合に、漏水位置が当該振動センサから一定範囲内に有ると判定する、請求項１に記載の漏水位置特定方法。
4. 前記特定の振動周波数成分の比率は、０Ｈｚ以上１５００Ｈｚ以下のパワースペクトルに対する、５００Ｈｚ以上１５００Ｈｚ以下のパワースペクトルの積分割合であり、
   前記自己相関の値は、前記複数の振動データの相互相関関数を算出し、相互相関の絶対値を平均した値であり、
   前記自己相関による第２漏水有無判定工程において、
   前記特定の振動周波数成分の比率が０．１０以上の場合、または、前記特定の振動周波数成分の比率が０．０１以上かつ前記自己相関の値が０．１０以上の場合に、漏水位置が当該振動センサから一定範囲内に有ると判定する、請求項２に記載の漏水位置特定方法。
5. 前記距離算出工程において、一の前記振動センサから前記漏水位置までの距離が１０ｍ以下となる場合に、
   前記一の振動センサを用いて漏水有無の判定を行う、請求項１から４のいずれか１項に記載の漏水位置特定方法。
6. 前記距離算出工程において、前記振動データの振動波形の相互相関関数のピークを基に前記時間差を算出し、前記時間差から前記漏水位置までの距離を算出する、請求項１から５のいずれか１項に記載の漏水位置特定方法。
7. 少なくとも２か所に振動センサを設置し、設置された振動センサから所定時間の振動データを複数計測し、当該複数の振動データを取得する振動データ取得工程と、
   前記振動データ取得工程により得られた前記振動データのスペクトルから特定の振動周波数成分の比率を取得する、周波数成分取得工程と、を含み、
   前記周波数成分取得工程により得られる前記特定の周波数成分の比率から、漏洩位置が前記振動センサから一定範囲内に有るか否かを判定する、漏洩有無判定方法。
8. 前記振動データの自己相関関数を算出する、自己相関関数算出工程をさらに含み、
   前記自己相関関数算出工程により得られた自己相関の値および、前記特定の振動周波数成分の比率から、漏洩位置が前記振動センサから一定範囲内に有るか否かを判定する、請求項７に記載の漏洩有無判定方法。