JP2731041B2 - 水理解析装置 - Google Patents

水理解析装置

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JP2731041B2
JP2731041B2 JP3055379A JP5537991A JP2731041B2 JP 2731041 B2 JP2731041 B2 JP 2731041B2 JP 3055379 A JP3055379 A JP 3055379A JP 5537991 A JP5537991 A JP 5537991A JP 2731041 B2 JP2731041 B2 JP 2731041B2
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hydraulic
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hydraulic analysis
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穣治 ▲ど▼手
弘 中西
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Kubota Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、配水管網に対して水理
解析を行う水理解析手段と、その水理解析手段による解
析結果を出力する出力手段とを備えた水理解析装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の水理解析装置によれば、
出力手段により表示される配水管網を構成する節点を、
前記解析結果に基づき異なる表示色で表示する表示態様
切替手段を設けて構成していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来技
術による水理解析装置では、離散する節点に表示された
色に基づき圧力を表示するものであったので、点在する
節点から等しい表示色を有する節点のつながりを観念し
ながらその分布を把握しなければならず、配水管網全体
の圧力分布状況を一目で把握することが困難であるとい
う欠点があった。本発明の目的は上述した従来欠点を解
消する点にある。
【0004】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明による水理解析装置の特徴構成は、前記水理解析
手段により求まった各節点水頭から、任意の節点間を連
結する配水管に沿った水頭を線形補完して求め、その配
水管を水頭値に基づいて複数段階に区分けすると共に、
区分けされた管路部分を段階ごとに異なる態様で前記出
力手段によって表示させるように、前記配水管の表示態
様を判別切替する表示態様切替手段を設けてあることに
ある。
【0005】
【作用】水理解析手段による解析の結果得られた配水管
網における各節点の圧力に対して、表示態様切替手段
は、隣接する節点の圧力からそれら間を接続する配水管
にそって圧力の変化を線形補完して、その結果得られた
値に対応する表示態様、例えば、色相、彩度、明度とい
った色情報や、線の太さ、種類といった線情報を切替え
設定する。出力手段がそれに従って出力する。
【0006】
【発明の効果】従って、本発明による水理解析装置で
は、配水管網を構成する配水管に沿って表示される表示
色等の態様の変化を目視確認することで瞬時に管網全体
の圧力分布が明瞭に把握できるようになった
【0007】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。図1に示
すように、水理解析装置は、ホストコンピュータ1に、
上水道施設図である配水管網の図面データを入力する図
面データ入力手段7であるデジタイザや前記配水管網の
属性データを入力する属性データ入力手段6であるキー
ボード、それら入力手段6,7による入力データやホス
トコンピュータ1による処理データ等を格納するデータ
ベース2、図面情報の出力を行う静電プロッタ9や漢字
プリンタ10からなる出力装置8、光ディスク11を用
いたファイリングシステム12、前記ホストコンピュー
タ1で実行されるプログラム等を格納してある磁気記憶
装置13等を入出力用のインターフェイスIFを介して
接続して構成してある。図面データとは水道施設を構成
する給・配水管、弁栓、水源等の配置情報を表した地図
データをいい、図2に示すように、それらを階層(L
1,L2・・・)別に図面データベース3に格納してあ
り、属性データとはそれら水道施設の管理データ、即ち
配水管であれば管種類、管径、管路長、敷設位置、施工
日等を表すデータや前記図面データにおける配水管同士
或いは配水管と弁栓等との接続情報をいい属性データベ
ース4に格納してある。以て、図面データベース3に格
納されている任意の水道施設に関する情報が、その水道
施設に対応付けて属性データベース4に格納されている
属性データにより把握され、例えば配水管であれば管種
類、管径等を始めとして他の水道施設との接続関係が把
握される。前記磁気記憶装置13に格納されたプログラ
ムの一部とそのプログラムで稼働するホストコンピュー
タ1とで、前記入力手段6,7により入力された配水管
網を機能的又は地理的なブロックに分割するブロック化
編集手段1Aと、前記ブロック化編集手段1Aにより分
割された配水ブロックに対する水理解析を行う水理解析
手段1Bを構成してある。
【0008】本水理解析装置における既存の配水管網に
対する水理解析手法を図3に示すフローチャートに基づ
いて説明する。 <#1> 上水道施設図をデジタイザを用いて入力す
る。このとき、ワークステーションのCRTに入力状態
を表示させる。 <#2> CRTに表示された上水道施設図を確認しな
がら任意の配水管等の施設をデジタイザを用いて特定
(ピックアップ)し(特定された施設はCRT上で表示
色を他の施設の表示色と異ならせて表示される)、ワー
クステーションに接続されたキーボードから特定された
施設に対して属性データ(例えば施設が配水管であれば
管種類や管径等)を入力する。 <#3> 特定された配水管の長さを、デジタイザで入
力されたその配水管の両端位置に対応する二次元座標か
ら演算導出して、後述の水理解析手段で用いられる管路
長データとして、前記属性データ入力手段6により入力
される配水管の管路長や敷設位置データとは別個に前記
属性データベース4に格納される。即ち、本ステップ<
#3>及びそれを実行するホストコンピュータ1が、管
路長設定手段1Cを構成する。 <#4> ブロック化編集手段1Aを作動させて、配水
管網を複数の管理ブロックに分割する。 <#5> 水理解析手段1Bを作動させて、配水管網全
体或いは所定のブロックに対して水理解析を実行する。 このとき、解析対象となる配水管網を構成する各管路の
管路長データは、前記管路長設定手段1Cにより導出さ
れ、前記属性データベース4に格納された属性データが
用いられる。前記水理解析手段1Bは、配水管網の各節
点水頭、流量、各配水管の管路長、口径、流速係数等を
入力条件に基づき演算導出するもので、各配水管から取
り出される水量の合計を各節点に割り付けて入力条件と
する節点水頭法を用いて解析を行う。 <#6> 前記水理解析手段1Bにより求まった節点水
頭から、節点間を連結する配水管に沿った水頭を線形補
完する。 予め設定されている水頭範囲とそれに対応する色相を対
応づけた表示色テーブルを参照して、配水管を複数の区
間に分割する。その分割区間を該当する表示色に指定し
て、前記属性データに配水管情報として設定する。即
ち、本ステップ<#6>が前記出力手段8により出力さ
れる前記配水管網を構成する配水管を、前記解析結果に
基づき異なる表示色で表示する表示態様切替手段として
の表示色切替手段1Dを構成する。 <#7> 前記水理解析手段1Bによる解析結果をCR
Tに表示する。このとき、任意の配水管は前記配水管情
報に従って、水頭に応じて異なる表示色で表示され、ま
た同様に前記静電プロッタ9により出力される。例え
ば、図5に示すように、節点水頭P1,P2間の長さL
の配水管に対して節点からL0の位置の水頭P0は、 P0=(P2−P1)・L0/L+P1 で求まり、前記表示色テーブルにより節点水頭P1,P
2ともに同じ表示色であらわされる場合には節点水頭P
1,P2間の配水管も同じ色で表され、前記表示色テー
ブルにより節点水頭P1,P2を異なる色で表示する場
合には、表示色の切替える境界値を前記表示色テーブル
から読み取り、その値を上述の式のP0に代入すること
でL0を逆算して表示領域を求めることになる。このよ
うな解析は前記ブロック化編集手段1Aによる複数の候
補に対してなされ評価される。以下に、ステップ<#4
>及び<#5>におけるブロック化編集手段1A等の動
作を説明する。 <#11> 入力された配水管網に対して、大規模の行
政区域(人口20,0000人程度)や地域等の機能的
基準や、地盤レベルや河川などの自然的地形、或いは道
路や鉄道等の人工的地形等の地理的基準に基づき、大ブ
ロックに分割する。 <#12> 各大ブロック内の特定管径(Φ250mm
以上)の配水管路を前記属性データベース4から検索し
て、対応する配水管路を拾い出し(表示色を異ならせて
表示する)、水源からその大ブロックへの水供給を管理
する1又は2の弁を指定し、各大ブロック同士が繋がる
他の弁を閉じる。 <#13> 水源に近い大ブロックから順次最大負荷時
における水理解析を実行して動水圧が所定圧(2.0K
g/cm2 )を維持しているか否かの確認を行う。所定
圧未満であれば、確保できるように大ブロックの分割を
修正する。 <#14>から<#16> 各大ブロック内を上述のス
テップ<#11>から<#13>と同様に適切な小ブロ
ックに分割する。 <#17> 小ブロック内で5個程度の弁で地域的断水
を可能とする断水区域ブロックに区切るべく制水弁の配
置設定を行う(既存の制水弁で不足する場合等一定の場
合は新たに制水弁を追加する。 <#18> 前記断水区域ブロックに最低2個の消化栓
を配置する。
【0009】以下、本発明の別実施例を説明する。先の
実施例では、ホストコンピュータに複数のワークステー
ションが接続されたシステムで水理解析装置を構成して
あるが、この構成に限定するものではなく、パーソナル
コンピュータ単独、或いは連結された複数台のパーソナ
ルコンピュータにより構成してもよい。先の実施例で
は、水理解析の解析手法を節点水頭法で行うものを説明
したが、メッシュ流量法等任意の手法で解析できる。先
の実施例では、線形補完法による表示色の切替を説明し
たが、表示色の切替の為の演算は、Hazen-Williamsの実
験式に基いて行ってもよい。 先の実施例では、水頭値に
対応して色相を異ならせる例説明したが、他に、彩
度、明度、或いはそれらの組み合わせを用いて水頭値の
変化の度合いを表現してもよい。さらには、水頭値に応
じて配水管を表わす線の太さ、線の種類等を変化させて
もよい。尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利
にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添付図
面の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】水理解析装置の全体構成図
【図2】施設図のデータベースへの格納状態を示す概念
【図3】フローチャート
【図4】フローチャート
【図5】要部の線図
【符号の説明】
8 出力手段 1B 水理解析手段 1D 表示態様切替手段

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 配水管網に対して水理解析を行う水理解
    析手段(1B)と、その水理解析手段(1B)による解
    析結果を表示する出力手段(8)とを備えた水理解析装
    置であって、前記水理解析手段(1B)により求まった各節点水頭か
    ら、任意の節点間を連結する配水管に沿った水頭を線形
    補完して求め、その配水管を水頭値に基づいて複数段階
    に区分けすると共に、 区分けされた管路部分を段階ごと
    に異なる態様で前記出力手段(8)によって表示させる
    ように、前記配水管の表示態様を判別切替する表示態様
    切替手段(1D)を設けてある水理解析装置。
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