JP2023150219A - Gas leak estimation system and method for estimating gas leak - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、ガス漏れ推定システムおよびガス漏れの推定方法に関する。 The present disclosure relates to a gas leak estimation system and a gas leak estimation method.
ガス配管の漏洩を検出する方法として、例えば特許文献1は、車両から路面にレーザ光を照射し、反射光を検出することによって道路に埋設されたガス配管から漏洩しているガス成分を検出する技術を開示している。また、特許文献2は、配管に設けられた2つの地点におけるガスの流量を比較することによって、ガス漏れを検知する技術を開示している。
As a method for detecting gas pipe leakage, for example, Patent Document 1 discloses a method of emitting laser light from a vehicle onto the road surface and detecting reflected light to detect gas components leaking from gas pipes buried in the road. The technology is disclosed. Moreover,
特許文献1の技術は、車両を走行させてガスの漏洩を検出するため、日常的にガス配管からの漏洩を監視するという目的には適していない。また、特許文献2の技術は、主として末端の各家庭やその近傍でのガスの漏洩検知を目的としており、高圧ガス管などより上流でのガス配管における漏洩の検知には適していないことも考えられる。本開示は、ガス管の漏洩を監視することのできるガス漏れ推定システムおよびガス漏れの推定方法を提供することを目的とする。
The technique disclosed in Patent Document 1 detects gas leakage by driving a vehicle, and therefore is not suitable for monitoring leakage from gas piping on a daily basis. In addition, the technology of
本開示の一実施形態に係るガス漏れ推定システムは、ガス管に沿って第1地点および第2地点が位置し、前記第1地点におけるガスの圧力に基づき、前記第2地点におけるガス漏れを推定するガス漏れ推定システムであって、前記ガス管の第1地点に位置し、前記ガス管内のガスの圧力を測定する測定器と、前記第1地点におけるガスの圧力から前記第2地点におけるガスの圧力に関する情報を推定する推定モデルであって、前記第1地点および前記第2地点における正常時のガスの圧力の実測値を教師データとして、機械学習させることによって、学習済みの推定モデルを用いて、前記測定器が測定した前記第1地点におけるガスの圧力から前記第2地点におけるガスの圧力に関する情報の推定値を求めるガス圧力推定手段と、前記第2地点におけるガスの圧力に関する情報の推定値、および、前記第2地点における過去の正常時の圧力の実測値に基づき、前記第2地点におけるガス漏れが発生しているか否かを判定する判定手段と、を備える。 A gas leak estimation system according to an embodiment of the present disclosure includes a first point and a second point located along a gas pipe, and estimates a gas leak at the second point based on the gas pressure at the first point. The gas leak estimation system includes a measuring device located at a first point of the gas pipe and measuring the gas pressure in the gas pipe, and a measuring device that measures the gas pressure at the second point from the gas pressure at the first point. An estimation model for estimating information regarding pressure, which uses a learned estimation model by performing machine learning using actual measured values of gas pressure at normal times at the first point and the second point as training data. , a gas pressure estimating means for calculating an estimated value of information regarding the gas pressure at the second point from the gas pressure at the first point measured by the measuring device; and an estimated value of information regarding the gas pressure at the second point. , and determining means for determining whether or not a gas leak has occurred at the second point based on the actual measured value of the pressure at the second point during normal conditions in the past.
本開示の一実施形態によれば、ガス管の漏洩を監視することが可能なガス漏れ推定システムおよびガス漏れの推定方法が提供される。 According to an embodiment of the present disclosure, a gas leak estimation system and a gas leak estimation method capable of monitoring gas pipe leaks are provided.
近年、AI(Artificial Intelligence)技術が発展し、種々の分野において、AIを利用する試みがなされている。本願発明者は、機械学習を利用することによってガス管の漏洩を推定することを検討し、ガス漏れ推定システムおよびガス漏れの推定方法を想到した。以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の構成を充足する範囲内で、適宜設計変更を行うことが可能である。また、以下の説明において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、実施形態および変形例に記載された各構成は、適宜組み合わされてもよいし、変更されてもよい。また、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化して示されたり、構成の一部が省略されたりしている。 In recent years, AI (Artificial Intelligence) technology has developed, and attempts are being made to utilize AI in various fields. The inventor of the present application has considered estimating gas pipe leakage by using machine learning, and has come up with a gas leak estimation system and a gas leak estimation method. Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described based on the drawings. Note that the present invention is not limited to the following embodiments, and design changes can be made as appropriate within the scope that satisfies the configuration of the present invention. In addition, in the following description, the same parts or parts having similar functions will be denoted by the same reference numerals in different drawings, and repeated description thereof will be omitted. Moreover, each structure described in the embodiment and the modified example may be combined or changed as appropriate. Further, in order to make the explanation easier to understand, in the drawings referred to below, the configuration is shown in a simplified or schematic manner, or a part of the configuration is omitted.
図1は、本開示のガス漏れ推定システムおよびガス漏れの推定方法が適用可能な配管の一例を説明する模式図である。ガス管M1は、例えば、高圧ガス管であり、矢印の向きにガスが流れている。例えば、ガス管M1の内径は、例えば、直径140.2mm~724.0mmであり、1.00MMPa~3.92MPa程度の圧力で都市ガスが移送されている。 FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of piping to which the gas leak estimation system and gas leak estimation method of the present disclosure can be applied. The gas pipe M1 is, for example, a high-pressure gas pipe, and gas flows in the direction of the arrow. For example, the inner diameter of the gas pipe M1 is, for example, 140.2 mm to 724.0 mm in diameter, and city gas is transferred at a pressure of about 1.00 MMpa to 3.92 MPa.
ガス管M1には、途中に地点A、B、CおよびDが位置しており、それぞれにガスの圧力を測定する測定器が配置されている。地点Aが上流側であり、地点Dが下流側である。つまり、地点A~Dはアルファベットの順で上流側に位置している。また、地点Dには、分岐するガス管M2が接続されている。 Points A, B, C, and D are located in the middle of the gas pipe M1, and a measuring device for measuring the gas pressure is placed at each point. Point A is on the upstream side, and point D is on the downstream side. In other words, points A to D are located on the upstream side in alphabetical order. Further, a branching gas pipe M2 is connected to the point D.
地点A~Dの間隔は、すべて等しくてもよいし、2以上の間隔が互いに異なっていてもよい。地点A~Dは、ガス圧力を調整するガバナーステーション、あるいは、維持管理のためにバルブが設けられるバルブステーションなどであってよい。これらの施設を配置するために、用地が必要であることから、実際の配管上では、地点A~Dの間隔は互いに異なっている。 The intervals between points A to D may all be equal, or two or more intervals may be different from each other. Points A to D may be governor stations for regulating gas pressure, or valve stations where valves are provided for maintenance. Since land is required to locate these facilities, the intervals between points A to D on the actual piping are different from each other.
以下において詳細に説明するように、本開示のガス漏れ推定システムおよびガス漏れの推定方法は、ガス管に沿って第1地点および第2地点が位置し、第1地点におけるガスの圧力に基づき、第2地点におけるガス漏れを推定する。具体的には、正常時のデータを用いて第1地点におけるガスの圧力から第2地点におけるガスの圧力に関する情報を推定する推定モデルを機械学習によって生成し、学習済みの推定モデルを用いて、第1地点におけるガスの圧力から第2地点におけるガスの圧力に関する情報を推定する。この推定モデルは、学習時に用いるデータが取得された地点に固有である。つまり、地点Aから地点Bの圧力を推定する推定モデルは、これらの地点で最も精度よくガス漏れの推定を行うことができる。 As described in detail below, the gas leak estimation system and gas leak estimation method of the present disclosure include a first point and a second point located along a gas pipe, based on the gas pressure at the first point, Estimate the gas leak at the second location. Specifically, an estimation model that estimates information about the gas pressure at the second point from the gas pressure at the first point is generated by machine learning using normal data, and using the learned estimation model, Information regarding the gas pressure at the second location is estimated from the gas pressure at the first location. This estimation model is specific to the location where the data used during learning was acquired. In other words, the estimation model that estimates the pressure from point A to point B can estimate gas leakage at these points with the highest accuracy.
第2地点におけるガス漏れとは、第2地点を中心として上流側および下流側の所定の距離の範囲において、ガス管からガスの漏洩が発生していることをいう。この範囲でガスが漏洩することによって第2地点における計測される圧力が低下する。例えば、第2地点で何等かの理由によりガスの圧力が計測できない場合、第1地点におけるガスの圧力の実測値からガスの漏洩が生じているか否かを推定できる。第2地点においてガスの圧力が計測できる場合には、計測値と推定値とから計測器の異常を判定したり、計測結果の確認に使うことができる。 The gas leak at the second point refers to gas leaking from the gas pipe within a predetermined distance upstream and downstream from the second point. Gas leakage in this range reduces the measured pressure at the second point. For example, if the gas pressure cannot be measured at the second point for some reason, it is possible to estimate whether gas leakage has occurred from the actual measured value of the gas pressure at the first point. If the gas pressure can be measured at the second point, the measured value and estimated value can be used to determine whether there is an abnormality in the measuring device or to confirm the measurement result.
図2は、本実施形態のガス漏れ推定システム101の構成を示す模式図である。本実施形態のガス漏れ推定システムは、ガス管内のガスの圧力を測定する測定器10A、10B、10C、10Dと、情報処理装置30を備える。測定器10A、10B、10C、10Dはそれぞれ地点A、B、C、Dに配置されている。ガス漏れ推定システム101は、前述したように第1地点におけるガスの圧力に基づき、第2地点におけるガス漏れを推定するため、少なくとも第1地点に対応する地点の測定器を備えていればよい。ただし、後述するように推定モデルの学習のため、第1地点および第2地点における過去の正常時の圧力の実測値が必要である。このため、第2地点における圧力の実測値を求めるために、第2地点に対応する地点の測定器を備えていることが好ましい。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the gas
第1地点および第2地点は、ガス管M1に沿って配置された複数の地点から選ばれる任意の2つの地点であってもよく、いずれが上流に位置していてもよい。例えば、第1地点および第2地点は地点Aおよび地点Cであってもよい。機械学習によって、推定モデルに地点Aおよび地点Cに最適な重みづけがなされる。しかし、より確度の高い推定が可能な推定モデルを得るためには、第1地点および第2地点は互いに隣接していることが好ましい。また、第1地点は第2地点より上流に位置していることが好ましい。 The first point and the second point may be any two points selected from a plurality of points arranged along the gas pipe M1, and either of them may be located upstream. For example, the first point and the second point may be point A and point C. Optimum weighting is given to points A and C in the estimation model by machine learning. However, in order to obtain an estimation model that allows estimation with higher accuracy, it is preferable that the first point and the second point are adjacent to each other. Moreover, it is preferable that the first point is located upstream of the second point.
地点A~Dにはさらに流量計11A~11Dが配置されていてもよい。
測定器10A、10B、10C、10Dで測定されたその地点における圧力のデータは、ネットワーク20を介して情報処理装置30に送信される。ネットワーク20は、インターネット回線であってもよいし、電話回線、携帯電話回線、その他の無線通信回線、あるいは、専用回線であってもよい。
Data on the pressure at that point measured by the
図3は情報処理装置30の機能を示すブロック図である。情報処理装置30は、ガス圧力推定手段31と、判定手段32と、記憶手段33とを備える。図3では、情報処理装置30は、例えば、マイクロコンピュータ、サーバーなどであり、CPUなどの情報処理ユニットと、RAM、ROM、HDDやSSDなどの記憶装置と、ネットワーク20からデータを受け取るための通信装置とを備えている。これらの構成によって、ガス圧力推定手段31および判定手段32は、ソフトウエアとして実現されている。また、記憶装置によって記憶手段33は、ハードウエアとして実現されている。
FIG. 3 is a block diagram showing the functions of the
図3では、情報処理装置30は、1つの装置として示しているが、ガス圧力推定手段31、判定手段32および記憶手段33のうちの一部は、物理的に分離した装置であり、ネットワーク20によって情報を送受信できるように構成されていてもよい。例えば、記憶手段33は、クラウド上の記憶媒体であってもよいし、後述するガス圧力推定手段31もクラウド上に記憶されていてもよい。
Although the
ガス圧力推定手段31は、学習済み推定モデルを用いて、第1地点におけるガスの圧力から第2地点におけるガスの圧力に関する情報を推定する。つまり、第1地点におけるガスの圧力の実測値を受け取ると、第2地点におけるガスの圧力に関する情報の推定値を出力する。学習済み推定モデルは、第1地点におけるガスの圧力から第2地点におけるガスの圧力に関する情報を推定する。推定モデルは、予め第1地点および第2地点における正常時のガスの圧力の実測値を教師データとして、機械学習させられている。 The gas pressure estimating means 31 estimates information regarding the gas pressure at the second point from the gas pressure at the first point using the learned estimation model. That is, upon receiving the measured value of the gas pressure at the first point, an estimated value of information regarding the gas pressure at the second point is output. The learned estimation model estimates information regarding the gas pressure at the second point from the gas pressure at the first point. The estimation model is subjected to machine learning in advance using actual measured gas pressure values at the first point and the second point under normal conditions as training data.
ガス管M1には分岐するガス管M2が接続されていたり(図1)、下流側にガスを消費する一般住宅が接続されている。また、そのような分岐するガス管やガスを消費する住宅は、均一に位置しているわけではない。このため、学習済み推定モデルは、機械学習を行った第1地点および第2地点に固有の推定モデルである。具体的には、第1地点および第2地点として、地点Aおよび地点Bを選択した場合、得られる学習済み推定モデルは、地点Aにおけるガスの圧力の実測値を受け取ると、地点Bにおけるガスの圧力に関する情報の推定値を出力するモデルとして最適化されている。 A branching gas pipe M2 is connected to the gas pipe M1 (FIG. 1), and a general house that consumes gas is connected downstream. Furthermore, such branching gas pipes and gas-consuming houses are not uniformly located. Therefore, the learned estimation model is an estimation model specific to the first point and the second point where machine learning was performed. Specifically, when point A and point B are selected as the first point and second point, the learned estimation model that is obtained receives the measured value of gas pressure at point A, and calculates the gas pressure at point B. It is optimized as a model that outputs estimated values of information regarding pressure.
好ましくは、推定モデルは、第1地点におけるガスの圧力と、その圧力を取得した時刻および日付とから第2地点におけるガスの圧力に関する情報を推定する。また、推定モデルは、第1地点および第2地点の圧力の実測値と、これらを取得した時刻および日付とを教師データとして学習されていることが好ましい。この場合、ガス圧力推定手段31は、学習済み推定モデルを用いて、測定器10A~10Dが測定した第1地点におけるガスの圧力、時刻および日付から第2地点における圧力に関する情報の推定値を求める。
Preferably, the estimation model estimates information regarding the gas pressure at the second location from the gas pressure at the first location and the time and date when the pressure was acquired. Further, it is preferable that the estimation model is trained using actual measured pressure values at the first point and the second point, and the times and dates when these were obtained as training data. In this case, the gas pressure estimating means 31 uses the learned estimation model to obtain an estimated value of information regarding the pressure at the second point from the gas pressure, time and date at the first point measured by the measuring
ガス管中のガスの圧力は、ガスの使用量によって変化し、ガスの使用量の変化は、おおむね1日単位の周期を有していると考えられる。また、ガスの使用量の1年にわたる変化も周期性を有していると考えられる。例えば、1日を通して、夕方から夜の時間帯にガスの使用量が多くなり、1年を通して冬の時期にはガスの使用量が多くなると考えられる。したがって、推定モデルが、第1地点におけるガスの圧力を取得した時刻および日付をさらに用いることによって、より正確に第2地点の圧力を推定できると考えられる。 The pressure of the gas in the gas pipe changes depending on the amount of gas used, and the change in the amount of gas used is thought to have a cycle of approximately one day. Furthermore, changes in the amount of gas used over a year are also considered to have periodicity. For example, it is thought that the amount of gas used increases throughout the day from evening to night, and that the amount of gas used increases throughout the year during the winter season. Therefore, it is considered that the estimation model can more accurately estimate the pressure at the second point by further using the time and date when the gas pressure at the first point was acquired.
推定モデルは、第1地点におけるガスの圧力および流量から第2地点におけるガスの圧力に関する情報を推定してもよい。この場合、推定モデルは、第1地点および第2地点の圧力の実測値と、第1地点の流量とを教師データとして学習されていることが好ましい。 The estimation model may estimate information regarding the pressure of the gas at the second location from the pressure and flow rate of the gas at the first location. In this case, it is preferable that the estimation model is trained using the actual measured values of the pressures at the first point and the second point and the flow rate at the first point as training data.
また、ガス圧力推定手段31は、学習済み推定モデルを用いて、測定器10A~10Dが測定した前記第1地点におけるガスの圧力およびガス流量から第2地点における圧力に関する情報の推定値を求める。ガス管中のガスの圧力は、ガスの流量によって変化すると考えられるため、推定モデルが、第1地点における流量も用いることによって、より正確に第2地点の圧力を推定できると考えられる。
Further, the gas pressure estimating means 31 uses the learned estimation model to obtain an estimated value of information regarding the pressure at the second point from the gas pressure and gas flow rate at the first point measured by the measuring
推定モデルは、第1地点におけるガスの圧力およびその圧力を取得した時の気温から第2地点におけるガスの圧力に関する情報を推定してもよい。この場合、推定モデルは、第1地点および第2地点の圧力の実測値と、圧力を取得した時の気温とを教師データとして学習されていることが好ましい。また、ガス圧力推定手段31は、学習済み推定モデルを用いて、測定器10A~10Dが測定した第1地点におけるガスの圧力および気温から第2地点における圧力に関する情報の推定値を求める。
The estimation model may estimate information regarding the gas pressure at the second point from the gas pressure at the first point and the temperature at the time the pressure was obtained. In this case, it is preferable that the estimation model is trained using actual measured values of the pressure at the first point and the second point and the temperature at the time the pressure was acquired as training data. Further, the gas pressure estimating means 31 uses the learned estimation model to obtain an estimated value of information regarding the pressure at the second point from the gas pressure and temperature at the first point measured by the measuring
ガスの使用量は、気温にも影響されるため、推定モデルが、気温も用いることによって、より正確に第2地点の圧力を推定できると考えられる。 Since the amount of gas used is also affected by the temperature, it is thought that the estimation model can more accurately estimate the pressure at the second point by using the temperature as well.
推定モデルが求める第2地点におけるガスの圧力に関する情報は、種々のパラメータであってよい。例えば、第2地点におけるガスの圧力に関する情報は第2地点におけるガス圧力であってもよいし、第1地点の圧力に対する第2地点の圧力の比であってもよい。 The information regarding the gas pressure at the second point determined by the estimation model may be various parameters. For example, the information regarding the gas pressure at the second point may be the gas pressure at the second point, or may be the ratio of the pressure at the second point to the pressure at the first point.
判定手段32は、第2地点におけるガスの圧力に関する情報の推定値、および、前記第2地点における過去の正常時の圧力の実測値に基づき、前記第2地点におけるガス漏れが発生しているか否かを判定する。 The determining means 32 determines whether or not a gas leak has occurred at the second point based on an estimated value of information regarding the gas pressure at the second point and an actual measured value of pressure at the second point during normal times in the past. Determine whether
例えば、判定手段32は、第2地点におけるガスの圧力に関する情報の推定値として第2地点におけるガスの圧力の推定値Psとし、第2地点における過去の正常時の圧力の実測値をPrとして、下記式で求められる誤差率Eを算出する。
E=100×(Ps-Pr)/Pr
さらに、判定手段32は、Eが所定の閾値Rtを超えた場合、ガス漏れが発生していると判定する。
For example, the determining means 32 sets the estimated value of the gas pressure at the second point Ps as the estimated value of the information regarding the gas pressure at the second point, sets the actual measured value of the pressure at the second point during normal times as Pr, Calculate the error rate E obtained by the following formula.
E=100×(Ps-Pr)/Pr
Further, the determining
第2地点におけるガスの圧力に関する情報の推定値は、ガス圧力推定手段31が求めた値であり、第2地点における過去の正常時の圧力の実測値は例えば、記憶手段33に記憶されている。 The estimated value of the information regarding the gas pressure at the second point is a value calculated by the gas pressure estimating means 31, and the actual measured value of the pressure at the second point during normal times is stored in the storage means 33, for example. .
以下において説明するように、閾値Rtは、例えば、0.015以上であってよい。これにより、誤検知を抑制しつつ、できるだけ短い時間でガス漏れの可能性があることを判定することができる。 As explained below, the threshold value Rt may be, for example, 0.015 or more. Thereby, it is possible to determine that there is a possibility of gas leakage in as short a time as possible while suppressing false detection.
ガス漏れ推定システム101によるガス漏れの可能性の判定は、任意のタイミングで1度だけ行ってもよい。しかし、ガス管M1の監視という観点では、所定の時間間隔で継続的に繰り返して行うことが好ましい。これにより、ガス管M1を継続的に監視してガス漏れの有無を推定することができる。
The gas
次に本実施形態のガス漏れの推定方法を説明する。図4は、本実施形態のガス漏れの推定方法を示すフローチャートである。本実施形態のガス漏れの推定方法は、ガス管内のガスの圧力を測定する工程(A)と、第2地点におけるガスの圧力に関する情報の推定値を求める工程(B)と、ガス漏れが発生しているか否かを判定する工程(C)とを備える。 Next, a method for estimating gas leakage according to this embodiment will be explained. FIG. 4 is a flowchart showing a method for estimating gas leakage according to this embodiment. The gas leak estimation method of the present embodiment includes a step (A) of measuring the gas pressure in the gas pipe, a step (B) of obtaining an estimated value of information regarding the gas pressure at a second point, and a step (B) of measuring the gas pressure in the gas pipe. and a step (C) of determining whether or not.
(1)学習済みの推定モデルの用意
本実施形態のガス漏れの推定方法を実行する前に、まず、学習済みの推定モデルを用意する。上述したように、第1地点におけるガスの圧力から第2地点におけるガスの圧力に関する情報を推定する推定モデルに、第1地点および第2地点における正常時のガスの圧力の実測値を教師データとして機械学習させることにより、学習済みの推定モデルを得る。教師データを用いた機械学習は、任意の情報処理装置で行うことができる。例えば商業的に提供されている種々の機械学習ライブラリを利用して推定モデルの学習を行うことができる。また種々の機械学習ライブラリから、本開示のガス漏れ推定システムおよびガス漏れの推定方法に適したライブラリを選択することができる。第1地点および第2地点における正常時のガスの圧力の実測値は、第1地点および第2地点として、地点A、B、C、Dから任意の2点を選択し、選択した地点における測定器10A~10Dを用いて、取得することができる。
(1) Preparing a trained estimation model Before executing the gas leak estimation method of this embodiment, first prepare a trained estimation model. As mentioned above, the actual measured values of gas pressure at the first and second points during normal conditions are used as training data in the estimation model that estimates information about the gas pressure at the second point from the gas pressure at the first point. A trained estimation model is obtained by machine learning. Machine learning using training data can be performed with any information processing device. For example, the estimation model can be trained using various commercially available machine learning libraries. Furthermore, a library suitable for the gas leak estimation system and gas leak estimation method of the present disclosure can be selected from various machine learning libraries. The actual measured values of the gas pressure at normal times at the first and second points are determined by selecting any two points from points A, B, C, and D as the first and second points, and measuring at the selected points. It can be obtained using the
上述したように推定モデルは、第1地点におけるガスの圧力に加えて、第1地点におけるガスの圧力を取得した時刻および日付、第1地点におけるガスの流量、および、第1地点におけるガスの圧力を取得した時の気温から選ばれる少なくとも1つをさらに入力パラメータとして用いてもよい。 As mentioned above, the estimation model calculates, in addition to the gas pressure at the first point, the time and date when the gas pressure at the first point was obtained, the gas flow rate at the first point, and the gas pressure at the first point. At least one selected from the temperature at the time of acquisition may be further used as an input parameter.
得られた学習済み推定モデルは、以下の工程(B)で利用できるように、工程(B)を行う情報処理装置に記憶させたり、ネットワーク等によって得られた学習済み推定モデルが記憶されている情報処理装置と、工程(B)を行う情報処理装置とで情報の送受が可能な状態にしておくことが好ましい。 The obtained trained estimation model is stored in the information processing device that performs step (B) so that it can be used in the following step (B), or the trained estimation model obtained by a network etc. is stored. It is preferable that the information processing device and the information processing device that performs step (B) be able to send and receive information.
(2)ガス管内のガスの圧力を測定する工程(A)(S1)
第1の地点として選択した地点A~Dのいずれかにおいて、測定器を用いて、ガスの圧力を測定する。ガス管M1の監視という観点では、所定の時間間隔で繰り返して測定を行うことがこのましい。
(2) Step (A) of measuring the pressure of gas in the gas pipe (S1)
At any of the points A to D selected as the first point, the pressure of the gas is measured using a measuring device. From the viewpoint of monitoring the gas pipe M1, it is preferable to repeat measurements at predetermined time intervals.
(3)第2地点におけるガスの圧力に関する情報の推定値を求める工程(B)(S2)
得られた学習済みの推定モデルに、工程(A)によって得られた第1の地点におけるガスの圧力を入力し、第2地点におけるガスの圧力に関する情報の推定値を求める。
(3) Step (B) of obtaining an estimated value of information regarding the gas pressure at the second point (S2)
The gas pressure at the first point obtained in step (A) is input to the obtained trained estimation model, and an estimated value of information regarding the gas pressure at the second point is obtained.
(4)ガス漏れが発生しているか否かを判定する工程(C)(S3)
第2地点における圧力に関する情報の推定値、および、第2地点における過去の正常時の圧力の実測値に基づき、第2地点におけるガス漏れが発生しているか否かを判定する。
(4) Step (C) of determining whether a gas leak has occurred (S3)
Based on the estimated value of the information regarding the pressure at the second point and the actual measured value of the pressure at the second point during normal times in the past, it is determined whether a gas leak has occurred at the second point.
第2地点における圧力に関する情報の推定値は、工程(B)で求めた推定値を用いる。第2地点における過去の正常時の圧力の実測値は、例えば、推定モデルの機械学習の際に教師データとして用いた値を利用することができる。 The estimated value obtained in step (B) is used as the estimated value of the information regarding the pressure at the second point. As the actual measured value of the past normal pressure at the second point, for example, a value used as training data during machine learning of the estimation model can be used.
また、上述したように、例えば、第2地点におけるガスの圧力に関する情報の推定値として第2地点におけるガスの圧力の推定値Psとし、第2地点における過去の正常時の圧力の実測値をPrとして、下記式で求められる誤差率Eを算出する。
E=100×(Ps-Pr)/Pr
さらに、Eが所定の閾値Rtを超えた場合、ガス漏れが発生していると判定する。閾値Rtは、例えば、0.015以上であってよい。
Furthermore, as described above, for example, the estimated value of the gas pressure at the second point Ps is used as the estimated value of the information regarding the gas pressure at the second point, and the actual measured value of the pressure at the second point during normal times is Pr. , the error rate E is calculated using the following formula.
E=100×(Ps-Pr)/Pr
Furthermore, if E exceeds a predetermined threshold value Rt, it is determined that a gas leak has occurred. The threshold value Rt may be, for example, 0.015 or more.
このように本開示のガス漏れ推定システムおよびガス漏れの推定方法によれば、第2地点でのガスの圧力を、第1地点におけるガスの圧力から推定し、さらに、第2地点においてガス漏れが発生しているか否かを推定する。このため、例えば、事故、故障、停電などで、第2地点でのガスの圧力を測定することができない場合でも、第1地点のガスの圧力から第2地点でのガスの圧力を推定したり、ガス漏れの有無を推定することができる。また、第2地点でガス圧が計測できる場合には、計測値と推定値とから計測器の異常を判定したり、計測結果の確認に用いることができる。 As described above, according to the gas leak estimation system and gas leak estimation method of the present disclosure, the gas pressure at the second point is estimated from the gas pressure at the first point, and furthermore, it is possible to estimate the gas pressure at the second point from the gas pressure at the first point. Estimate whether it has occurred. Therefore, even if it is not possible to measure the gas pressure at the second point due to an accident, breakdown, power outage, etc., the gas pressure at the second point can be estimated from the gas pressure at the first point. , it is possible to estimate the presence or absence of a gas leak. Furthermore, if the gas pressure can be measured at the second point, the measured value and the estimated value can be used to determine whether there is an abnormality in the measuring device or to confirm the measurement result.
このような機械学習による推定モデルを利用することによって、新たに計測機器を設置することなく、ガス漏れの有無を判定することができる。また、ガス管には複数の計測器が備えられているため、各地点において、本開示のガス漏れ推定システムまたはガス漏れの推定方法を用いることによって、ガス管のガス漏れを連続的に監視することが可能である。 By using such an estimation model based on machine learning, it is possible to determine the presence or absence of a gas leak without installing new measuring equipment. Furthermore, since gas pipes are equipped with multiple measuring instruments, gas leaks in gas pipes can be continuously monitored at each location by using the gas leak estimation system or gas leak estimation method of the present disclosure. Is possible.
本開示のガス漏れ推定システムおよびガス漏れの推定方法は上記実施形態に限られず種々の改変が可能である。例えば、情報処理装置の構成は上記実施形態に限られない。また、状処理装置の構成の一部または全部は、例えばクラウドサーバー等であってもよい。また、推定モデルは、例えば、適当なタイミングで定期的にまたは不定期的に教師データを用いて機械学習を行ってもよい。また、推定モデルは、本実施形態で説明した入力パラメータに加えて他のパラメータを用いて第2の地点の圧力を推定してもよい。 The gas leak estimation system and gas leak estimation method of the present disclosure are not limited to the above embodiments, and various modifications can be made. For example, the configuration of the information processing device is not limited to the above embodiment. Furthermore, part or all of the configuration of the shape processing device may be, for example, a cloud server. Further, the estimation model may perform machine learning using teacher data, for example, periodically or irregularly at an appropriate timing. Furthermore, the estimation model may estimate the pressure at the second point using other parameters in addition to the input parameters described in this embodiment.
以下、ガス漏れ推定システムおよびガス漏れの推定方法の実施例を説明する。ガス管に配置された隣接する2か所の地点における正常時のガスの圧力の測定結果を用いて、本実施形態のガス漏れ推定システムおよびガス漏れの推定方法を検証した。 Examples of a gas leak estimation system and a gas leak estimation method will be described below. The gas leak estimation system and gas leak estimation method of this embodiment were verified using the measurement results of normal gas pressure at two adjacent points arranged in a gas pipe.
(1) 第1の地点および第2の地点として用意したガスの圧力の実測値は、午前1時0分から、翌日の午前0時まで1分おきに取得した。データ数は1381点であった。このため、第1の地点および第2の地点におけるガスの圧力の実測値の配列は、その圧力が取得された時刻も表している。例えば、3番目のガスの圧力の実測値は、午前1時2分に取得したガスの圧力であることを示している。 (1) The actual measured values of the pressure of the gas prepared as the first point and the second point were obtained every minute from 1:00 a.m. until midnight the next day. The number of data points was 1381 points. Therefore, the array of measured values of gas pressure at the first and second points also represents the time at which the pressure was acquired. For example, the actual measured value of the third gas pressure is the gas pressure obtained at 1:02 AM.
(2) 推定モデルとして以下の関数を設定した。
Y=F(X)
目的変数(Y)=第2の地点の圧力(推定)/第1の地点の圧力(実測)
説明変数(X)=第1の地点の圧力
上述した第1地点および第2地点における正常時のガスの圧力の実測値を教師データとして、Pythonの以下のライブラリを用いて学習済み推定モデルを得た。
・pandas
・numpy
・scipy
・matplotlib
・japanize_matplotlib
・tqdm
・datetime
・scikit-learn
・lightgbm
(2) The following function was set as the estimation model.
Y=F(X)
Objective variable (Y) = Pressure at the second point (estimated) / Pressure at the first point (actual measurement)
Explanatory variable (X) = Pressure at the first point Using the actual measured values of gas pressure at normal times at the first and second points described above as training data, obtain a trained estimation model using the following Python library. Ta.
・pandas
・Numpy
・scipy
・matplotlib
・japanize_matplotlib
・tqdm
・datetime
・scikit-learn
・lightgbm
(3) 実際にガス管からガス漏れが生じた際の圧力データを得ることが困難であるため、第1地点における正常時のガスの圧力の実測値において、午後12時0分から1時間、異常が生じたと仮定して実測値を異常データに置き換え、検証データ1とした。同様に、第1地点における正常時のガスの圧力の実測値において、午後9時0分から1時間、異常が生じたと仮定して実測値を異常データに置き換え、検証データ2とした。
(3) Since it is difficult to obtain pressure data when a gas leak actually occurs from a gas pipe, the actual measured gas pressure at the first point under normal conditions is abnormal for one hour from 12:00 p.m. Assuming that this occurred, the actual measured values were replaced with abnormal data, and this was set as verification data 1. Similarly, it was assumed that an abnormality occurred for one hour from 9:00 pm on the actual measured value of the gas pressure at the first point during normal conditions, and the actual measured value was replaced with abnormal data, which was set as
異常データは、過去の中圧管破損時におけるガス噴出量の実績値を、計算によって高圧状態におけるガス漏れに換算し、10000Nm3/hのガス漏れが発生することを想定した。上記の異常が発生した時間にガスの需要量が正常時に比べて10000Nm3/h増大したと仮定し、ガスの需要量を入力データとしてガス管の圧力状態をシミュレーションできる解析ソフトを用いて、異常時のガス圧を計算によって求めた。正常時の圧力データには、ある夏の平日のデータを用いた。 The abnormality data was calculated by converting the actual value of the gas ejection amount at the time of a past medium-pressure pipe breakage into a gas leak in a high-pressure state, and assumed that a gas leak of 10,000 Nm 3 /h would occur. Assuming that the amount of gas demanded increased by 10,000 Nm 3 /h at the time when the above abnormality occurred compared to normal times, we analyzed the abnormality using analysis software that can simulate the pressure state of gas pipes using the amount of gas demanded as input data. The gas pressure at the time was determined by calculation. For the pressure data during normal conditions, data from a weekday in summer was used.
(4) 下記式に従って、各時刻における誤差率Eを算出した。
E=100×(Ps-Pr)/Pr
Psは、検証データ1および検証データ2を学習済みモデルに入力して得られた第2地点における予測値であり、Prは、第2地点における正常時のガスの圧力の実測値である。また、正常時のデータとして、第1地点における正常時のガスの圧力の実測値を学習済みモデルに入力して得られた第2地点における予測値をPsとし、第2地点における正常時のガスの圧力の実測値をPrとして、同様に誤差率Eを求めた。
(4) The error rate E at each time was calculated according to the following formula.
E=100×(Ps-Pr)/Pr
Ps is a predicted value at the second point obtained by inputting verification data 1 and
結果を図5から図7に示す。図5において、Nは、正常時のデータの誤差率Eを示し、E1およびE2はそれぞれ検証データ1および2による誤差率Eを示す。図5から分かるように、E1の誤差率Eは午後12時から1時の間で大きな値を示している。同様に、E2の誤差率は、午後9時から午後10時の間で大きな値を示している。これらの結果から、学習済み推定モデルによれば、第1の地点の圧力に基づき、第2地点における圧力の異常を適切に推定できると考えられる。
The results are shown in FIGS. 5 to 7. In FIG. 5, N indicates the error rate E of normal data, and E1 and E2 indicate the error rate E of the
図6は、E1において、閾値Rtを変えた場合に、誤差率Eが閾値Rtを超え、ガス漏れが発生していると判定するまでに要する時間と、誤検知の数との関係を示す。誤検知の数は、設定した異常データ以外の範囲で誤差率Eが閾値Rtを超えた数を示す。同様に図7は、E2において、閾値Rtを変えた場合に、誤差率Eが閾値Rtを超え、ガス漏れが発生していると判定するまでに要する時間と、誤検知の数との関係を示す。誤検知の数は、設定した異常データ以外の範囲で誤差率Eが閾値Rtを超えた数を示す。 FIG. 6 shows the relationship between the time required until the error rate E exceeds the threshold Rt and it is determined that a gas leak has occurred and the number of false detections when the threshold Rt is changed in E1. The number of false detections indicates the number of times in which the error rate E exceeds the threshold value Rt in a range other than the set abnormal data. Similarly, FIG. 7 shows the relationship between the time required until the error rate E exceeds the threshold Rt and it is determined that a gas leak has occurred and the number of false positives when the threshold Rt is changed in E2. show. The number of false detections indicates the number of times in which the error rate E exceeds the threshold value Rt in a range other than the set abnormal data.
図6および図7から閾値Rtを小さくすれば、ガス漏れが発生していると判定するまでに要する時間は短くなるが、誤検知の数も多くなる。これらの結果から、例えば、Rtを0.015以上に設定すれば誤検知の数を十分に小さくしてガス漏れの発生を判定できることが分かる。 As shown in FIGS. 6 and 7, if the threshold value Rt is made smaller, the time required to determine that a gas leak has occurred will be shortened, but the number of false detections will also increase. These results show that, for example, if Rt is set to 0.015 or more, the number of false detections can be sufficiently reduced and the occurrence of gas leakage can be determined.
本実施形態のガス漏れ推定システムおよびガス漏れの推定方法を用いてガス漏れを判定し、判定結果に基づき、例えばガス漏れに対応するように人員を配置する場合には、人員が出動に要する時間、許容できる誤検知数に応じて閾値Rtを決定することができる。 When a gas leak is determined using the gas leak estimation system and the gas leak estimation method of this embodiment, and based on the determination result, for example, when deploying personnel to respond to the gas leak, the time required for the personnel to be dispatched is , the threshold value Rt can be determined according to the allowable number of false positives.
このように、本実施例によれば、機械学習によって学習させた推定モデルを用いて、ガス管の第1の地点の圧力から、第2の地点の圧力を推定できることが分かった。 As described above, according to the present example, it was found that the pressure at the second point of the gas pipe can be estimated from the pressure at the first point of the gas pipe using the estimation model learned by machine learning.
本開示のガス漏れ推定システムおよびガス漏れの推定方法は、以下のようにも説明することができる。 The gas leak estimation system and gas leak estimation method of the present disclosure can also be explained as follows.
第1の構成に係るガス漏れ推定システムは、ガス管に沿って第1地点および第2地点が位置し、第1地点におけるガスの圧力に基づき、第2地点におけるガス漏れを推定するガス漏れ推定システムであって、ガス管の第1地点に位置し、ガス管内のガスの圧力を測定する測定器と、第1地点におけるガスの圧力から第2地点におけるガスの圧力に関する情報を推定する推定モデルであって、第1地点および第2地点における正常時のガスの圧力の実測値を教師データとして、機械学習させることによって、学習済みの推定モデルを用いて、測定器が測定した第1地点におけるガスの圧力から第2地点におけるガスの圧力に関する情報の推定値を求めるガス圧力推定手段と、第2地点におけるガスの圧力に関する情報の推定値、および、第2地点における過去の正常時の圧力の実測値に基づき、第2地点におけるガス漏れが発生しているか否かを判定する判定手段と、を備える。 The gas leak estimation system according to the first configuration includes a first point and a second point located along a gas pipe, and a gas leak estimation system that estimates a gas leak at the second point based on the gas pressure at the first point. The system includes a measuring device located at a first point in a gas pipe and measuring the pressure of gas in the gas pipe, and an estimation model that estimates information about the gas pressure at a second point from the gas pressure at the first point. By machine learning using the actual measured values of gas pressure at normal times at the first and second points as training data, the learned estimation model is used to calculate the value at the first point measured by the measuring device. a gas pressure estimating means for calculating an estimated value of information regarding the gas pressure at the second point from the gas pressure; an estimated value of the information regarding the gas pressure at the second point; and a past normal pressure at the second point. A determining means is provided for determining whether or not a gas leak has occurred at the second location based on the actual measurement value.
第2の構成に係るガス漏れ推定システムは、第1の構成において、第1地点および第2地点を含む複数の地点がガス管に位置しており、第1地点および第2地点は隣接している、請求項1に記載のガス漏れ推定システム。 In the gas leak estimation system according to the second configuration, in the first configuration, a plurality of points including a first point and a second point are located in the gas pipe, and the first point and the second point are adjacent to each other. The gas leak estimation system according to claim 1.
第3の構成に係るガス漏れ推定システムは、第2の構成において、第1地点は第2地点よりも上流に位置している、請求項2に記載のガス漏れ推定システム。
The gas leak estimation system according to
第4の構成に係るガス漏れ推定システムは、第1~3のいずれか1つの構成において、推定モデルは、第1地点におけるガスの圧力と、その圧力を取得した時刻および日付とから第2地点におけるガスの圧力に関する情報を推定し、第1地点および第2地点の圧力の実測値と、これらを取得した時刻および日付とを教師データとして学習されており、ガス圧力推定手段は、学習済み推定モデルを用いて、測定器が測定した第1地点におけるガスの圧力、時刻および日付から第2地点における圧力に関する情報の推定値を求める。 In the gas leakage estimation system according to the fourth configuration, in any one of the first to third configurations, the estimation model is based on the gas pressure at the first point and the time and date at which the pressure was obtained. The gas pressure estimating means estimates the information about the gas pressure at the first point and the second point, and learns the actual measured pressure values at the first point and the second point, and the time and date when these were obtained as training data, and the gas pressure estimation means uses the learned estimation. Using the model, an estimate of information regarding the pressure at the second location is determined from the gas pressure at the first location, time, and date measured by the measuring device.
第5の構成に係るガス漏れ推定システムは、第1~4のいずれか1つの構成において、推定モデルは、第1地点におけるガスの圧力および流量から第2地点におけるガスの圧力に関する情報を推定し、第1地点および第2地点の圧力の実測値と、第1地点の流量とを教師データとして学習されており、ガス圧力推定手段は、学習済み推定モデルを用いて、測定器が測定した第1地点におけるガスの圧力およびガス流量から第2地点における圧力に関する情報の推定値を求める。 In the gas leak estimation system according to the fifth configuration, in any one of the first to fourth configurations, the estimation model estimates information regarding the gas pressure at the second point from the gas pressure and flow rate at the first point. , the actual measured values of the pressure at the first point and the second point, and the flow rate at the first point are used as training data, and the gas pressure estimating means uses the learned estimation model to estimate the first point measured by the measuring device. An estimated value of information regarding the pressure at a second point is obtained from the gas pressure and gas flow rate at one point.
第6の構成に係るガス漏れ推定システムは、第1~5のいずれか1つの構成において、推定モデルは、第1地点におけるガスの圧力およびその圧力を取得した時の気温から第2地点におけるガスの圧力に関する情報を推定し、第1地点および第2地点の圧力の実測値と、圧力を取得した時の気温とを教師データとして学習されており、ガス圧力推定手段は、学習済み推定モデルを用いて、測定器が測定した第1地点におけるガスの圧力および気温から第2地点における圧力に関する情報の推定値を求める。 In the gas leakage estimation system according to the sixth configuration, in any one of the first to fifth configurations, the estimation model is based on the gas pressure at the first point and the temperature at the time when the pressure is acquired, and the gas leakage estimation system at the second point. The gas pressure estimating means uses the learned estimation model to estimate information about the pressure of Using this method, an estimated value of information regarding the pressure at the second point is obtained from the gas pressure and temperature at the first point measured by the measuring device.
第7の構成に係るガス漏れ推定システムは、第1~6のいずれか1つの構成において、判定手段は、圧力の推定値をPsとし、第2地点における過去の正常時の圧力の実測値をPrとして、下記式で求められる誤差率Eを算出し、
E=100×(Ps-Pr)/Pr
Eが所定の閾値Rtを超えた場合、ガス漏れが発生していると判定する。
In the gas leak estimation system according to the seventh configuration, in any one of the first to sixth configurations, the determination means sets the estimated value of pressure to Ps, and determines the actual measured value of the pressure at the second point during normal times. As Pr, calculate the error rate E obtained by the following formula,
E=100×(Ps-Pr)/Pr
If E exceeds a predetermined threshold value Rt, it is determined that a gas leak has occurred.
第8の構成に係るガス漏れ推定システムは、第7の構成において、Rtは、0.015以上である。 In the gas leak estimation system according to the eighth configuration, in the seventh configuration, Rt is 0.015 or more.
第9の構成に係るガス漏れの推定方法は、ガス管に沿って第1地点および第2地点が位置し、前記第1地点におけるガスの圧力に基づき、前記第2地点におけるガス漏れを推定するガス漏れの推定方法であって、ガス管の第1地点に位置におけるガスの圧力を測定する工程(A)と、第1地点におけるガスの圧力から第2地点におけるガスの圧力に関する情報を推定する推定モデルであって、第1地点および第2地点における正常時のガスの圧力の実測値を教師データとして、機械学習させた学習済みの推定モデルを用いて、測定器が測定した第1地点におけるガスの圧力から第2地点におけるガスの圧力に関する情報の推定値を求める工程(B)と、圧力に関する情報の推定値、および、第2地点における過去の正常時の圧力の実測値に基づき、第2地点におけるガス漏れが発生しているか否かを判定する(C)工程と、を備える。 A gas leak estimation method according to a ninth configuration includes a first point and a second point located along a gas pipe, and estimates a gas leak at the second point based on the gas pressure at the first point. A method for estimating gas leakage, which includes a step (A) of measuring the gas pressure at a first point of a gas pipe, and estimating information about the gas pressure at the second point from the gas pressure at the first point. The estimation model is a trained estimation model that is machine-trained using actual measured values of gas pressure at normal times at the first and second points as training data, and is used to calculate the estimated value at the first point measured by the measuring instrument. Step (B) of calculating an estimated value of information regarding the gas pressure at the second point from the gas pressure; (C) determining whether a gas leak has occurred at two points.
第10の構成に係るガス漏れの推定方法は、第9の構成において、第1地点および第2地点を含む複数の地点がガス管に位置しており、第1地点および第2地点は隣接している。 In the gas leak estimation method according to the tenth configuration, in the ninth configuration, a plurality of points including a first point and a second point are located in the gas pipe, and the first point and the second point are adjacent to each other. ing.
第11の構成に係るガス漏れの推定方法は、第10の構成において、第1地点は第2地点よりも上流に位置している。 In the gas leak estimation method according to the eleventh configuration, in the tenth configuration, the first point is located upstream of the second point.
第12の構成に係るガス漏れの推定方法は、第9~11のいずれか1つの構成において、推定モデルは、第1地点におけるガスの圧力と、その圧力を取得した時刻および日付とから第2地点におけるガスの圧力に関する情報を推定し、第1地点および第2地点の圧力の実測値と、これらを取得した時刻および日付とを教師データとして学習されており、工程(B)は、測定器が測定した第1地点におけるガスの圧力、時刻および日付から第2地点における圧力に関する情報の推定値を求める。 The method for estimating gas leakage according to the twelfth configuration is that in any one of the ninth to eleventh configurations, the estimation model is based on the gas pressure at the first point and the time and date at which the pressure was obtained. Information regarding the gas pressure at the point is estimated, and the actual measured values of the pressure at the first point and the second point, as well as the time and date when these were obtained, are learned as training data. An estimated value of information regarding the pressure at the second point is obtained from the gas pressure at the first point measured by, time and date.
第13の構成に係るガス漏れの推定方法は、第9~12のいずれか1つの構成において、推定モデルは、第1地点におけるガスの圧力および流量から第2地点におけるガスの圧力に関する情報を推定し、第1地点および第2地点の圧力の実測値と、第1地点の流量とを教師データとして学習されており、工程(B)は、測定器が測定した第1地点におけるガスの圧力およびガス流量から第2地点における圧力に関する情報の推定値を求める。 In the gas leak estimation method according to the thirteenth configuration, in any one of the ninth to twelfth configurations, the estimation model estimates information regarding the gas pressure at the second point from the gas pressure and flow rate at the first point. However, the actual measured values of the pressure at the first point and the second point and the flow rate at the first point are used as teacher data for learning, and step (B) is based on the gas pressure and the flow rate at the first point measured by the measuring device. An estimated value of information regarding the pressure at the second point is obtained from the gas flow rate.
第14の構成に係るガス漏れの推定方法は、第9~13のいずれか1つの構成において、推定モデルは、第1地点におけるガスの圧力およびその圧力を取得した時の気温から第2地点におけるガスの圧力に関する情報を推定し、第1地点および第2地点の圧力の実測値と、圧力を取得した時の気温とを教師データとして学習されており、工程(B)は、測定器が測定した第1地点におけるガスの圧力および気温から第2地点における圧力に関する情報の推定値を求める。 In the gas leakage estimation method according to the fourteenth configuration, in any one of the ninth to thirteenth configurations, the estimation model is based on the gas pressure at the first point and the temperature at the time when the pressure is obtained. Information regarding the gas pressure is estimated and learned using the actual measured pressure values at the first and second points and the temperature at the time the pressure was obtained as training data. An estimated value of information regarding the pressure at the second point is obtained from the gas pressure and temperature at the first point.
第15の構成に係るガス漏れの推定方法は、第9~14のいずれか1つの構成において、工程(C)は、圧力の推定値をPsとし、第2地点における過去の正常時の圧力の実測値をPrとして、下記式で求められる誤差率Eを算出し、
E=100×(Ps-Pr)/Pr
Eが所定の閾値Rtを超えた場合、ガス漏れが発生していると判定する。
In the gas leakage estimation method according to the fifteenth configuration, in any one of the ninth to fourteenth configurations, in step (C), the estimated value of pressure is Ps, and the pressure at the second point in the past normal time is Using the actual measurement value as Pr, calculate the error rate E obtained by the following formula,
E=100×(Ps-Pr)/Pr
If E exceeds a predetermined threshold value Rt, it is determined that a gas leak has occurred.
第16の構成に係るガス漏れの推定方法は、第15の構成において、Rtは、0.015以上である。 In the gas leak estimation method according to the 16th configuration, in the 15th configuration, Rt is 0.015 or more.
本開示の実施形態によるガス漏れ推定システムおよびガス漏れの推定方法は、種々のガス管のガス漏れ推定システムおよびガス漏れの推定方法に好適に用いられる。 The gas leak estimation system and gas leak estimation method according to the embodiments of the present disclosure are suitably used in gas leak estimation systems and gas leak estimation methods for various gas pipes.
10A~10D…測定器、11A~11D…流量計、20…ネットワーク、30…情報処理装置、31…ガス圧力推定手段、32…判定手段、33…記憶手段、101…推定システム 10A to 10D... Measuring device, 11A to 11D... Flowmeter, 20... Network, 30... Information processing device, 31... Gas pressure estimation means, 32... Judgment means, 33... Storage means, 101... Estimation system
Claims (16)
前記ガス管の第1地点に位置し、前記ガス管内のガスの圧力を測定する測定器と、
前記第1地点におけるガスの圧力から前記第2地点におけるガスの圧力に関する情報を推定する推定モデルであって、前記第1地点および前記第2地点における正常時のガスの圧力の実測値を教師データとして、機械学習させることによって、学習済みの推定モデルを用いて、前記測定器が測定した前記第1地点におけるガスの圧力から前記第2地点におけるガスの圧力に関する情報の推定値を求めるガス圧力推定手段と、
前記第2地点におけるガスの圧力に関する情報の推定値、および、前記第2地点における過去の正常時の圧力の実測値に基づき、前記第2地点におけるガス漏れが発生しているか否かを判定する判定手段と、
を備えるガス漏れ推定システム。 A gas leak estimation system in which a first point and a second point are located along a gas pipe, and estimates a gas leak at the second point based on the gas pressure at the first point,
a measuring device located at a first point of the gas pipe and measuring the pressure of the gas in the gas pipe;
The estimation model estimates information regarding the gas pressure at the second point from the gas pressure at the first point, and the model uses actual measured values of the gas pressure at the first point and the second point as training data during normal times. Gas pressure estimation that calculates an estimated value of information regarding the gas pressure at the second point from the gas pressure at the first point measured by the measuring device using a learned estimation model through machine learning. means and
Determining whether a gas leak has occurred at the second point based on an estimated value of information regarding the gas pressure at the second point and an actual measured value of pressure at the second point during normal times in the past. Judgment means;
Gas leak estimation system.
前記ガス圧力推定手段は、前記学習済み推定モデルを用いて、前記測定器が測定した前記第1地点におけるガスの圧力、時刻および日付から前記第2地点における圧力に関する情報の推定値を求める、請求項1から3のいずれか1項に記載のガス漏れ推定システム。 The estimation model estimates information regarding the gas pressure at the second point from the gas pressure at the first point and the time and date when the pressure was acquired, and calculates the pressure at the first point and the second point. The actual measured values and the time and date when these were acquired are used as the training data, and
The gas pressure estimating means uses the learned estimation model to obtain an estimated value of information regarding the pressure at the second point from the gas pressure at the first point measured by the measuring device, time, and date. The gas leak estimation system according to any one of Items 1 to 3.
前記ガス圧力推定手段は、前記学習済み推定モデルを用いて、前記測定器が測定した前記第1地点におけるガスの圧力およびガス流量から前記第2地点における圧力に関する情報の推定値を求める、請求項1から4のいずれか1項に記載のガス漏れ推定システム。 The estimation model estimates information regarding the gas pressure at the second point from the gas pressure and flow rate at the first point, and calculates the actual measured values of the pressures at the first point and the second point, and the first point. is learned using the flow rate as the teacher data,
The gas pressure estimating means uses the learned estimation model to obtain an estimated value of information regarding the pressure at the second point from the gas pressure and gas flow rate at the first point measured by the measuring device. The gas leak estimation system according to any one of 1 to 4.
前記ガス圧力推定手段は、前記学習済み推定モデルを用いて、前記測定器が測定した前記第1地点におけるガスの圧力および気温から前記第2地点における圧力に関する情報の推定値を求める、請求項1から5のいずれか1項に記載のガス漏れ推定システム。 The estimation model estimates information regarding the gas pressure at the second point from the gas pressure at the first point and the temperature at the time when the pressure was acquired, and calculates the actual measurement of the pressure at the first point and the second point. The value and the temperature at the time the pressure was acquired are used as training data.
2. The gas pressure estimating means uses the learned estimation model to obtain an estimated value of information regarding the pressure at the second point from the gas pressure and temperature at the first point measured by the measuring device. The gas leak estimation system according to any one of 5 to 5.
E=100×(Ps-Pr)/Pr
Eが所定の閾値Rtを超えた場合、ガス漏れが発生していると判定する、請求項1から6のいずれか1項に記載のガス漏れ推定システム。 The determination means calculates an error rate E obtained by the following formula, where the estimated value of the pressure is Ps, and the actual measured value of the pressure during normal times at the second point is Pr,
E=100×(Ps-Pr)/Pr
The gas leak estimation system according to any one of claims 1 to 6, wherein it is determined that a gas leak has occurred when E exceeds a predetermined threshold value Rt.
前記ガス管の第1地点に位置におけるガスの圧力を測定する工程(A)と、
前記第1地点におけるガスの圧力から前記第2地点におけるガスの圧力に関する情報を推定する推定モデルであって、前記第1地点および前記第2地点における正常時のガスの圧力の実測値を教師データとして、機械学習させた学習済みの推定モデルを用いて、前記測定器が測定した前記第1地点におけるガスの圧力から前記第2地点におけるガスの圧力に関する情報の推定値を求める工程(B)と、
前記圧力に関する情報の推定値、および、前記第2地点における過去の正常時の圧力の実測値に基づき、前記第2地点におけるガス漏れが発生しているか否かを判定する(C)工程と、
を備えたガス漏れの推定方法。 A gas leak estimation method in which a first point and a second point are located along a gas pipe, and a gas leak at the second point is estimated based on the gas pressure at the first point,
(A) measuring the pressure of the gas at a first point of the gas pipe;
The estimation model estimates information regarding the gas pressure at the second point from the gas pressure at the first point, and the model uses actual measured values of the gas pressure at the first point and the second point as training data during normal times. (B) calculating an estimated value of information regarding the gas pressure at the second point from the gas pressure at the first point measured by the measuring device using a trained estimation model subjected to machine learning; ,
(C) determining whether a gas leak has occurred at the second point based on the estimated value of the information regarding the pressure and the actual measured value of the pressure at the second point during normal times;
Gas leak estimation method with
前記工程(B)は、前記測定器が測定した前記第1地点におけるガスの圧力、時刻および日付から前記第2地点における圧力に関する情報の推定値を求める、請求項9から11のいずれか1項に記載のガス漏れの推定方法。 The estimation model estimates information regarding the gas pressure at the second point from the gas pressure at the first point and the time and date when the pressure was acquired, and calculates the pressure at the first point and the second point. The actual measured values and the time and date when these were acquired are used as the training data, and
Any one of claims 9 to 11, wherein the step (B) calculates an estimated value of information regarding the pressure at the second point from the gas pressure at the first point measured by the measuring device, time, and date. Gas leak estimation method described in .
前記工程(B)は、前記測定器が測定した前記第1地点におけるガスの圧力およびガス流量から前記第2地点における圧力に関する情報の推定値を求める、請求項9から12のいずれか1項に記載のガス漏れの推定方法。 The estimation model estimates information regarding the gas pressure at the second point from the gas pressure and flow rate at the first point, and calculates the actual measured values of the pressures at the first point and the second point, and the first point. is learned using the flow rate as the teacher data,
According to any one of claims 9 to 12, in the step (B), an estimated value of information regarding the pressure at the second point is obtained from the gas pressure and gas flow rate at the first point measured by the measuring device. Gas leak estimation method described.
前記工程(B)は、前記測定器が測定した前記第1地点におけるガスの圧力および気温から前記第2地点における圧力に関する情報の推定値を求める、請求項9から13のいずれか1項に記載のガス漏れの推定方法。 The estimation model estimates information regarding the gas pressure at the second point from the gas pressure at the first point and the temperature at the time when the pressure was acquired, and calculates the actual measurement of the pressure at the first point and the second point. The value and the temperature at the time the pressure was acquired are used as training data.
According to any one of claims 9 to 13, in the step (B), an estimated value of information regarding the pressure at the second point is obtained from the gas pressure and temperature at the first point measured by the measuring device. How to estimate gas leakage.
E=100×(Ps-Pr)/Pr
Eが所定の閾値Rtを超えた場合、ガス漏れが発生していると判定する、請求項9から14のいずれか1項に記載のガス漏れの推定方法。 In the step (C), the estimated value of the pressure is set as Ps, and the actual measured value of the pressure during normal times at the second point is set as Pr, and an error rate E obtained by the following formula is calculated,
E=100×(Ps-Pr)/Pr
The gas leak estimation method according to any one of claims 9 to 14, wherein it is determined that a gas leak has occurred when E exceeds a predetermined threshold value Rt.
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