JP3298391B2 - 監視装置のシミュレータおよび監視装置のシミュレーション方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、監視装置のシミ
ュレータおよび監視装置の監視装置のシミュレーション
方法に関するもので、例えば、上水道プラント監視制御
システムまたは監視システムにおける、配水管網シミュ
レータおよび配水管網シミュレーション方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】図１８は例えば特開昭６２−６７６６７
号公報に示す従来の配水管網シミュレータの機能構成図
である。３７は配水管網シミュレータで必要となる各デ
ータ（浄水場の配水量、バルブ開度、需要量等）の初期
値と、配水管網図上でのこれらのシミュレーション結果
データを表示する位置座標値とを表形式で入力するシミ
ュレーションデータ作成部、３８はシミュレーションデ
ータ作成部３７で作成したシミュレーション初期データ
を保存するシミュレーション初期データベースである。
３９は配水管網図の背景画（浄水場、管路、バルブ等）
の位置座標値を表形式で入力する背景画作成部、４０は
背景画作成部３９で作成した背景データを保存する背景
データベースである。

【０００３】４１はシミュレーション初期データベース
３８から初期値データを取り出し配水管網シミュレーシ
ョンを行ない、シミュレーション結果を出力するシミュ
レータ部、４２はシミュレータ部４１が出力したシミュ
レーション結果データを保存するシミュレーション結果
データベースである。４３は図示しないメモリに保存さ
れた図形データ（背景画の種類毎に予め決められてい
る）を元に画面上の背景データベース４０により指定さ
れる位置に配水管網図を描画する背景描画部、４４はシ
ミュレーション初期データベース３８中のデータ表示位
置座標データと、シミュレーション結果データベース４
２を元にシミュレーション結果を画面上に数値表示する
シミュレーションデータ描画部である。

【０００４】つぎに、動作について説明する。背景画作
成部３９で配水管網図の背景画の位置座標を作成し、シ
ミュレーションデータ作成部３７で、シミュレーション
結果を所望の背景画に重ねて描画できるようにシミュレ
ーション初期データを作成する。ついで、シミュレータ
部４１でシミュレーション初期データベース３８の初期
値を元にシミュレーションを行ない、その結果をシミュ
レーション結果データベース４２に出力する。そして、
背景描画部４３およびシミュレーションデータ描画部４
４で背景画およびシミュレーション結果データを各位置
座標値に基づいて画面に表示する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の配水管網シミュ
レータは以上のように構成されていたので以下のような
問題があった。配水管網図の背景画の位置座標およびシ
ミュレーション初期データを個別に作成しなければなら
なかった。そして、これらの位置座標値の作成は表形式
のデータ入力で行なっており、実際の配水管網図との視
覚的な対応がとれないので、画面上に表示して初めて、
作成した背景画およびシミュレーションデータの表示位
置の正誤を判別することができた。したがって、背景画
の位置座標およびシミュレーション初期データの入力段
階では入力ミスを認識することができなかった。また、
背景画の位置とその背景画に関連したシミュレーション
結果データの表示位置のデータ間の関係がなかった。し
たがって、それらが画面上で関連しているように見せる
ためには、背景画の位置座標およびシミュレーション初
期データベース作成時に座標値を考慮する必要があっ
た。

【０００６】図１９は、背景画の位置座標およびシミュ
レーション初期データを変更するときのシミュレーショ
ン動作を示すフローチャートで、この図に基づいて説明
する。配水管網図に変更が生じた場合、配水管網シミュ
レータを終了し、配水管網図の背景画の位置座標の変更
を行なうとともに、シミュレーション結果データの表示
位置も配水管網図の変更にあわせて修正する必要があっ
た。そして、修正が完了したシミュレーション初期デー
タベースと背景画データベースを元に再シミュレーショ
ンを行い結果を表示する必要があった。また、シミュレ
ーション初期データを変更する場合、配水管網シミュレ
ータを終了し、再度シミュレーション初期データベース
を作成し、シミュレータの再起動および再画面表示が必
要であった。つまり、描画系（背景画の作成）と実行系
（シミュレーションプログラム）が別々に形成されてお
り、配水管網図またはシミュレーション初期データを変
更する場合、シミュレータの再起動が必要であった。

【０００７】そして、配水管網シミュレータにおいて
は、実行系にはプラント特化の産業用コンピュータ、描
画系には汎用のパソコンやワークステーションが用いら
れていた。なぜなら、産業用のコンピュータは演算速度
が速くシミュレーションを短時間で実行できるが、描画
をするためのツール（アプリケーション）がほとんどな
く描画が非常に困難であり、汎用コンピュータは演算速
度が遅いが描画ツールが豊富であったからである。ま
た、実行系と描画系を１台のコンピュータで処理できる
ものもあったが、配水管網のときにはノード数が多く処
理するステップ数が多くなるので、プログラミングが困
難であり、演算速度が遅くなる。したがって、実行系と
描画系を一連のプログラムで処理する配水管網シミュレ
ータは存在しなかった。さらに、描画系のツールは、一
般的にハングアップしやすい傾向にあるので、実行系と
描画系を一連のプログラムで処理する監視制御装置やシ
ミュレータは存在しなかった。

【０００８】また、シミュレーションの結果は、シミュ
レーション結果データを表示画面上に数値で表示してい
た。そして、上述したように、背景画の位置座標または
シミュレーション初期データの変更がある毎に、シミュ
レータを再起動する必要があった。したがって、連続的
にシミュレーションをすることができなかったとともに
視覚的に配水管網の状態をとらえることができなかっ
た。さらに、シミュレーション初期データの設定・変更
はユーザーによる手入力のみであり、時々刻々変化する
オンラインのプラントデータを元に連続的にシミュレー
ションすることはできなかった。同様に、過去データを
元に連続的にシミュレーションすることはできなかっ
た。

【０００９】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたものであり、系統図とシミュレーション初
期データを同じ作成シート上で作成できるとともに、系
統図およびシミュレーション初期データの作成、修正作
業を容易にすることができ、系統図およびシミュレーシ
ョン初期データの作成・修正作業をした後シミュレータ
を再起動することなくシミュレーションをすることがで
き、オンラインデータを使用した連続的なシミュレーシ
ョンを可能とし、かつ、ユーザーインターフェイスの良
い監視装置のシミュレータおよび監視装置のシミュレー
ション方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る監視装置
のシミュレータは、ポインティングデバイスの操作によ
り表示装置の作成シート上の所望の位置に図形記号を配
置することにより所望の系統図を作成する系統図作成手
段と、上記図形記号に対するシミュレーション初期デー
タを作成する初期データ作成手段と、上記初期データに
基づいて上記系統のシミュレーションを行なうシミュレ
ーション手段と、上記シミュレーション手段により得ら
れたシミュレーション結果データに基づいて上記作成シ
ート上にシミュレーション結果を描画する描画手段と、
上記系統図作成手段、初期データ作成手段、シミュレー
ション手段および描画手段を一連のコンピュータプログ
ラムにより処理すると共に上記系統図作成手段による上
記系統図の変更に応じて上記シミュレーション初期デー
タを変更する処理手段とを備えたものである。

【００１１】また、作成シート上における図形記号の配
置位置と該図形記号に対応するシミュレーション結果の
描画位置に関係を持たせるリンク手段を有するものであ
る。また、初期データ作成手段は、所定の間隔でオンラ
インデータを収集し、該オンラインデータに基づいて初
期データを作成するオンラインデータ収集手段を有する
ものである。また、初期データ作成手段は、所定の間隔
で過去データを収集し、該過去データに基づいて初期デ
ータを作成する過去データ収集手段を有するものであ
る。また、過去データ収集手段は、時間に関し所定の間
隔よりも長い間隔で過去データを収集するものである。
また、描画手段は、シミュレーション結果を表示装置上
に動画により描画するものである。

【００１２】さらにまた、この発明に係る監視装置のシ
ミュレーション方法は、ポインティングデバイスの操作
により表示装置の作成シート上の所望の位置に図形記号
を配置することにより所望の系統図を作成する系統図作
成ステップと、上記図形記号に対するシミュレーション
初期データを作成する初期データ作成ステップと、上記
初期データに基づいて上記系統のシミュレーションを行
なうシミュレーションステップと、上記シミュレーショ
ンステップにより得られたシミュレーション結果データ
に基づいて上記作成シート上にシミュレーション結果を
描画する描画ステップと、上記系統図作成ステップ、初
期データ作成ステップ、シミュレーションステップおよ
び描画ステップを一連のコンピュータプログラムにより
処理すると共に上記系統図作成ステップによる上記系統
図の変更に応じて上記シミュレーション初期データを変
更する処理ステップとを含むものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下、この発明の実施の形態１を図に基
づいて説明する。図１はこの発明に係る上水道プラント
監視制御システムにおける計算機のディスプレイに表示
される配水管網のシミュレータの画面を示す図である。
図１において、１はＣＲＴディスプレイ等の表示装置の
画面に示された配水管網シミュレータの画面、２は系統
図である配水管網図を作成・表示する作成シートである
配水管網作成シートである。３は図形記号である配水管
網図の構成要素部品（配水管網図構成機器を表わす部
品）アイコンを格納する部品箱である。４〜９は配水管
網図の構成要素部品アイコンである浄配水場４、需要点
５、接続点６、管７、バルブ８、ポンプ９を示す部品ア
イコンである。これらの部品アイコンは点を表わす節点
部品アイコンと、２つの節点部品を接続する管路部品ア
イコンとに分類することができる。節点部品アイコンに
は浄配水場部品アイコン４、需要点部品アイコン５、接
続点部品アイコン６があり、管路部品アイコンには管部
品アイコン７、バルブ部品アイコン８、ポンプ部品アイ
コン９がある。

【００１４】ここで、浄配水場とは水の供給源であり、
需要点とは水を消費する点であり、接続点とは管路の接
続する点を表わす。管とは節点部品間を接続する配水管
路であり、バルブとは流量調節機能がついた管路であ
り、ポンプとは水圧の調節機能がついた管路を表わす。
１０〜１３は配水管網シミュレータの使用データを切り
替えるボタンであり、１０は初期データボタン、１１は
オンラインデータボタン、１２はＭＯデータボタン、１
３はＭＯデータ定周期ボタンである。そして、１０〜１
３のボタンのうち１つのみが選択可能となる。１４はエ
ディタとシミュレーションのモードを切り替えるモード
切替ボタンである。

【００１５】また、図２はこの発明に係る配水管網シミ
ュレータの機能構成図である。１５は系統図作成手段お
よび初期データ作成手段を形成する配水管網図作成部で
あり、配水管網図およびシミュレーションのパラメータ
となるシミュレーション初期データを作成するものであ
る。１６は配水管網図作成部１５で作成した配水管網背
景データベースであり、１７は配水管網図作成部１５で
作成したシミュレーション初期データベースである。１
８はオンラインデータ収集手段であり、オンラインプラ
ントデータの収集を司るオンライン収集部である。１９
は過去のオンラインデータを保存する光磁気ディスク、
２０は過去データ収集手段であり、光磁気ディスク１９
からの過去データ収集を司る過去データ収集部である。

【００１６】２１はシミュレーション手段であり、シミ
ュレーション初期データベース１７のユーザー設定初期
データ、またはオンライン収集部１８からのオンライン
プラントデータ、あるいは過去データ収集部２０からの
過去データを元に配水管網シミュレーションを行うシミ
ュレータ部である。２２はシミュレーションの結果デー
タを格納するシミュレーション結果データベースであ
る。２３は描画手段であり、配水管網背景データベース
１６およびシミュレーション結果データベース２２のデ
ータを画面上に表示する描画部である。ここで、配水管
網図作成部１５、オンライン収集部１８、過去データ収
集部２０、シミュレータ部２１、および描画部の各機能
は、計算機のプログラムにより実行される。つまり、一
連のプログラムにより処理する処理手段により実行され
る。

【００１７】つぎに、動作について説明する。マウス等
のポインティングデバイスを用いて部品箱３より配水管
網図の構成要素部品を表わすアイコン４〜９が選択され
たとき、配水管網図作成部１５は、そのアイコンの背景
色を変化させ、そのアイコンが選択状態であることを表
わす。図３はこの発明に係る配水管網シミュレータのエ
ディタ画面におけるアイコンの選択状態（ここではバル
ブのアイコンが選択されている）を示す図である。つぎ
に、作成シートであるシート２上でマウスをクリックす
ることにより、シート２上のマウスをクリックした位置
に選択したアイコンが表わす配水図構成要素部品が配置
される。図４はこの発明に係る配水管網シミュレータの
エディタ画面におけるシート２上に節点部品（浄配水場
２４、需要点２５、接続点２６）が配置された状態を示
す図である。

【００１８】また、管路部品の場合はシート２上の２つ
の節点部品を順序（前後）づけてマウスでクリックする
ことにより、その節点部品間を結ぶ線分として前クリッ
ク位置から後クリック位置に向けた矢印とともに配置さ
れる。図５はこの発明に係る配水管網シミュレータのエ
ディタ画面におけるシート２上の浄配水場２４、需要点
２５および接続点２６間に、管路２７、バルブ２８およ
びポンプ２９が接続された状態を示す図である。図６は
この発明に係る配水管網シミュレータのエディタ画面に
おけるシート２上に作成した配水管網図である。このよ
うなオペレーションを繰り返すと、たとえば図６ような
配水管網図を作成することができる。

【００１９】また、シート２に配置されている配水管網
図構成要素部品をマウスで選択すると、各部品単位のア
クションメニュー３０（図７）が表示され、移動・複製
・削除オペレーションやシミュレーション初期データの
設定・グラフ表示を行なうことができる。図７はこの発
明に係る配水管網シミュレータのエディタ画面にアクシ
ョンメニュー３０が表示された状態を示す図で、シート
２上に描画されている配水管網図構成要素部品（ここで
は需要点２５）を選択し、この需要点２５に対応するア
クションメニュー３０が表示された場合に基づいて説明
する。ここで作成した配水管網図およびシミュレーショ
ン初期データは配水管網背景データベース１６およびシ
ミュレーション初期データベース１７に保存される。

【００２０】つぎに、配水管網シミュレータのオペレー
タによる一連の操作を図８のフローチャートとともに説
明する。配水管網図作成部１５は、モード切替えボタン
１４によりエディタモードが選択されこの処理開始とと
もにオペレータからの入力を待つ（ＳＴ１）。入力事象
が終了のとき（ＳＴ２）は処理を終了する。オペレータ
が部品箱３上の配水管網図構成要素部品アイコンをマウ
スにより選択すると（ＳＴ３）、そのアイコンが選択状
態（ＳＴ４）となる。ついで、シート２上をマウスでク
リック（ＳＴ５）したとき、アイコンが選択状態（図
３）ならそのアイコンが表わす部品をシート２上に配置
する。また、選択状態の部品の種別によってさらに２つ
の処理に別れる。節点部品の場合（ＳＴ６）シート上の
マウスをクリックした点にその部品が配置される（ＳＴ
８）。管路部品の場合（ＳＴ９）はシート上のある節点
部品上でマウスを（前）クリックした場合（ＳＴ１０）
のみ有効であり、さらに別の節点上でマウスを（後）ク
リックした場合（ＳＴ１１）にそれらの節点間に前クリ
ック位置から後クリック位置に向けた矢印とともに管路
部品が配置され（ＳＴ１２）、その他の場合はオペレー
ションミスとなり入力待ち状態（ＳＴ１）に戻る。

【００２１】また、シート２上でマウスをクリックした
とき（ＳＴ１３）、アイコンが未選択状態でかつ配水管
網図構成部品上をクリックした（ＳＴ１４）ならば、そ
のクリックされた配水管網図構成部品のアクションメニ
ュー３０が表示される（ＳＴ１５）。アクションメニュ
ーから移動（ＳＴ１６、ＳＴ２１）、複製（ＳＴ１７、
ＳＴ２２）、削除（ＳＴ１８、ＳＴ２３）、データ設定
（ＳＴ１９、ＳＴ２４）、グラフ表示（ＳＴ２０、ＳＴ
２５）のうちいずれかの選択したオペレーションを行な
うことができる。また、配水管網図作成作業終了のリク
エスト（ＳＴ２）を受けたときは、作成した配水管網図
の保存確認（ＳＴ２６）を行ない、入力が保存のときは
配水管網背景データベース１６およびシミュレーション
初期データベース１７の保存（ＳＴ２７）を行ない終了
し、その他の場合は編集状態を廃棄して終了する。

【００２２】以上のように配水管網シミュレータを構成
したので、系統図（配水管網図の背景画）およびシミュ
レーション初期データを同じシート２上で作成すること
ができる。そして、シート２上に配水管網図を作成し、
視覚的な対応をとりながらシミュレーション初期データ
を入力できる。したがって、系統図およびシミュレーシ
ョン初期データの入力段階で、入力位置に関するミスを
防止することができる。さらに、系統図およびシミュレ
ーション初期データの作成・修正作業を容易にすること
ができる。

【００２３】実施の形態２．以下、この発明の実施の形
態２を図に基づいて説明する。図９はこの発明に係る配
水管網シミュレータ機能の画面におけるモード切替えを
説明する図であり、図９上段はエディタモードを示し、
図９の下段はシミュレーションモードを示している。実
施の形態２の構成要素は、実施の形態１の構成要素と同
じであるので、同一符号を付してその説明を省略する。
図９において、上段のエディタモードで系統図およびシ
ミュレーション初期データを作成した後、モード切替え
ボタン１４をマウスで選択すると、配水管網シミュレー
タのモードは、下段のシミュレーションモードへと切り
替る。同様に、配水管網シミュレータのモードがシミュ
レーションモードであるときに、モード切替えボタン１
４をマウスで選択すると、エディタモードに切り替る。

【００２４】このときの動作を図１０の系統図およびシ
ミュレーション初期データの変更をするときの動作を示
すフローチャートに基づいて説明する。図１０の説明で
は始めはシミュレーションモード（Ｓ５１）である。そ
して、配水管網の工事などにより、系統図の変更要求が
あるかどうかをチェックする（Ｓ５３）。系統図の変更
があるときには、モード切替えボタン１４をマウスで選
択することによりエディタモードに切替える（Ｓ５
５）。ついで、変更内容にあわせて配水管網背景データ
ベース１６を変更し（Ｓ５７）、この変更にあわせて変
更が必要なシミュレーション初期データベース１７を変
更する（Ｓ５９）。ついで、モード切替えボタン１４を
マウスで選択することによりシミュレーションモードに
切替え（Ｓ６１）、初期データボタン１０をマウスで選
択することによりシミュレーションを実行する（Ｓ６
７）。

【００２５】一方、（Ｓ５３）のチェックにより系統図
の変更要求がないときには、シミュレーション初期デー
タの変更要求があるかどうかをチェックする（Ｓ６
３）。シミュレーション初期データの変更があるときに
は、モード切替えボタン１４をマウスで選択することに
よりエディタモードに切替える（Ｓ６５）。ついで、変
更内容にあわせてシミュレーション初期データベース１
７を変更する（Ｓ５９）。ついで、モード切替えボタン
１４をマウスで選択することによりシミュレーションモ
ードに切替え（Ｓ６１）、初期データボタン１０をマウ
スで選択することによりシミュレーションを実行する
（Ｓ６７）。また、（Ｓ６３）のチェックによりシミュ
レーション初期データの変更要求がないときには、シミ
ュレーションを実行する（Ｓ６７）。

【００２６】以上のように配水管網シミュレータを構成
したので、配水管網図エディタ機能を、モード切替ボタ
ン１４でエディタモードからシミュレーションモードに
移行することにより、配水管網図エディタ機能で作成し
たデータを元にシミュレーションを行ない、その結果を
エディタ機能で作成した画面上に表示することができ
る。つまり、系統図およびシミュレーション初期データ
の作成・修正作業をした後、シミュレータを再起動する
ことなくシミュレーションをすることができるシミュレ
ータを提供することができる。例えば、所定の間隔（実
施の形態４で説明する）で連続的にシミュレーションを
することができるシミュレータを提供することができ
る。

【００２７】実施の形態３．以下、この発明の実施の形
態３を図に基づいて説明する。図１１はこの発明に係る
配水管網シミュレータのエディタ画面における移動オペ
レーションを行った状態を示す図である。図１１におい
て、３１は選択状態の部品（この場合は需要点）であ
り、３２は選択状態の部品の結果データ即ちシミュレー
ション結果である。そして、選択状態の部品３１と選択
状態の部品の結果データにはリンク手段によりリンク関
係がある。ここで、リンク手段とは、図示しないが、描
画部２３が配水管網背景データベース１６に基づいて描
画する系統図の部品（位置）とシミュレーション部品デ
ータベース２２に基づいて描画する結果データ３２の描
画位置とを関係するようにしたプログラムである。その
他の実施の形態３の構成要素は、実施の形態１の構成要
素と同じであるので、同一符号を付してその説明を省略
する。

【００２８】例えば、図１１のようにエディタモードの
とき、マウスで需要点２５を選択することにより選択状
態の部品３１となり表示色が変化する。ついで、アクシ
ョンメニュー３０の中の移動を選択し、シート２上の上
側から下側に選択状態の部品３１をドラッグする。この
操作によって、需要点２５つまり選択状態の部品３１は
図１１の上段の図から下段の図の示す位置に移動するこ
とができる。そして、配水管網図の部品移動オペレーシ
ョンを行なった場合、その部品３１とその部品に関連す
るシミュレーション結果データ３２間にはリンク情報が
あるため、部品（位置）の移動に伴って結果データ表示
位置も自動的に移動することができる。

【００２９】モード切替ボタン１４で、シミュレーショ
ンモードからエディタモードに移行することにより、シ
ミュレーション結果を表示している配水管網図上で、シ
ミュレーション初期データを修正してパラメータ調節、
および配水管網図の修正を行なうことができる。このよ
うに、シミュレーションモードとエディタモードを相互
に移動できることにより、パラメータ調節とシミュレー
ションを交互に実行することにより、たとえばバルブの
開度により、管の流量がどのように変動するか等を、イ
ンタラクティブに認識することを可能としている。さら
に、部品３１とその部品に関連するシミュレーション結
果データ３２間にはリンク情報があるため、部品の移動
に伴って結果データ表示位置も自動的に移動するので、
部品３１の移動に対してシミュレーション結果データ３
２の描画位置を意識する必要がない。なお、実施の形態
２で説明したように、系統図およびシミュレーション初
期データを変更するときにも同様に、シミュレーション
結果データ３２の描画位置を意識する必要がない。

【００３０】実施の形態４．以下、この発明の実施の形
態４を図に基づいて説明する。図１２はこの発明に係る
配水管網シミュレータにおけるオンラインデータによる
シミュレーションを示す機能構成図である。実施の形態
４の構成要素は、実施の形態１の構成要素と同じである
のでその説明を省略する。実施の形態１〜３では、ユー
ザー設定のパラメータにより初期データを作成しシミュ
レーションを行なう場合について説明したが、プラント
のオンラインデータを元に初期データを作成しシミュレ
ーションを行う場合について説明する。上水プラントで
は、管・バルブ等の各プラント機器にセンサーが設置さ
れており、オンラインにデータを収集してプラントのリ
アルタイム監視を行うことができる。しかし、すべての
機器にセンサーが設置されているわけではなく、センサ
ーの設置されていないプラント機器の状態を監視するこ
とは不可能であった。

【００３１】つぎに、動作について説明する。オンライ
ンボタン１１を選択することにより、オンラインシミュ
レータが起動される。そして、オンラインデータ収集手
段であるオンライン収集部１８は、所定の間隔例えば定
周期間隔でオンラインデータを収集し、オンライン初期
データを作成し、オンラインデータ収集の都度シミュレ
ータ部２１でシミュレーション実行し、描画部２３によ
る画面描画を行うことによりオンラインシミュレーショ
ンが実現される。ここで、オンラインデータを収集する
所定の間隔とは、シミュレーションを実行する時間より
も少なくとも長い時間であれば良く、この時間は、対象
とするプラント毎に異なる。例えば、この発明の配水管
網シミュレータにおいて、かなり大規模なノード点数が
数千個、管路点数がその数倍の配水管網プラントのシミ
ュレーション時間は５秒程度であるので、それ以上長い
時間であればよい。また、シミュレーション時間は、ノ
ード点数のほぼべき乗に比例するので、ノード点数が数
百であれば数十ｍ秒となり、一般的なプラント監視装置
の監視間隔の１秒以下となる。

【００３２】実施の形態２で説明したように、この発明
の配水管網シミュレータは、系統図およびシミュレーシ
ョン初期データの作成・修正作業をした後、シミュレー
タを再起動することなくシミュレーションをすることが
できる。したがって、オンラインデータを元にしたシミ
ュレーションをすることができ、シミュレーション機能
により、オンラインデータ収集と、収集したデータを元
にしたシミュレーションを定周期に繰り返すことによっ
て、センサーが設置されているプラント機器のデータを
元にシミュレーションを行ない、センサーの設置されて
いない機器に関しても、リアルタイムでその状態を連続
的に監視することができるようになる。さらに、シミュ
レーションの精度が保証されるだけのセンサーを配水管
網に配置すればよいので、例えば従来の配水管網プラン
ト監視装置に用いられていたセンサーの個数、つまり必
要以上のセンサーを必要としない。

【００３３】実施の形態５．以下、この発明の実施の形
態５を図に基づいて説明する。図１３はこの発明に係る
配水管網シミュレータにおけるオンラインデータによる
シート上のシミュレーション結果をトレンドグラフによ
り表示する説明図である。３０は移動、複製、削除、デ
ータ設定、グラフ表示をマウスにより選択することがで
きるアクションメニューである。３３はシミュレーショ
ン結果をグラフ表示する動画であるリアルタイムトレン
ドグラフである。その他の実施の形態５の構成要素は、
実施の形態４の構成要素と同じであるのでその説明を省
略する。

【００３４】実施の形態４では、オンラインシミュレー
タについて説明した、つまり、定周期でオンラインデー
タに基づいてシミュレーションを実行し、数値によるシ
ミュレーション結果データの定周期で変更し表示した。
図１３に示すように配水管網図上のある部品（ここでは
需要点２５）のアクションメニュー３０からグラフ表示
を選択することにより、その部品に関するシミュレーシ
ョン結果データを推移を動画であるリアルタイムトレン
ドグラフ３３により表示する。以上のように配水管網シ
ミュレータは定周期で連続的にシミュレーションするこ
とができ、かつ、シミュレーション結果の推移をリアル
タイムトレンドグラフにより表示するように構成されて
いるので、配水管網図上の各部品にグラフ表示機能を持
たせることにより、トレンドグラフ表示で時系列による
シミュレーション結果データの変動を視覚的に容易に把
握することができるようになる。

【００３５】実施の形態６．以下、この発明の実施の形
態６を図に基づいて説明する。図１４はこの発明に係る
配水管網シミュレータにおける過去データによるシミュ
レーションの機能構成図である。実施の形態６の構成要
素は、実施の形態４の構成要素と同じであるのでその説
明を省略する。実施の形態３では対話的なシミュレーシ
ョン、実施の形態４、５ではオンラインデータにより初
期データを作成しシミュレーションをする配水管網シミ
ュレータについて説明したが、過去データを元に初期デ
ータを作成しシミュレーションをするには、時系列のデ
ータベース等に保存されている過去データを参照し、実
施の形態３のように対話的にパラメータを手入力して設
定する。

【００３６】ＭＯデータボタン１２を選択することによ
り過去データによるシミュレーションが起動される。つ
まり、図１４に示すように、過去データ収集手段である
過去データ収集部２０で過去データ（光磁気ディスク１
９内のデータ）の収集を行い、シミュレータ部２１でシ
ミュレーションの実行を行い、描画部２３で画面描画を
行なう。ここでは、光磁気ディスク１９を利用し、光磁
気ディスク１９に保存されているデータを過去データ収
集部２０で読み込んで、過去のデータを用いてシミュレ
ーションする機能を設けた。以上のように配水管網シミ
ュレータを構成したので、たとえば過去に台風・渇水等
の天災で被害を受けた時のデータを用いてシミュレーシ
ョンを行なうことができ、再度同じような状況が発生し
た場合、事前にシミュレーションを行ない災害防止に役
立てることができる。

【００３７】実施の形態７．以下、この発明の実施の形
態７を図に基づいて説明する。図１５はこの発明に係る
配水管網シミュレータにおける過去データによるオンラ
インシミュレーションの機能構成図である。実施の形態
７の構成要素は、実施の形態６の構成要素と同じである
のでその説明を省略する。実施の形態６で過去データを
元にしたシミュレーションが可能となったことを説明し
たが、さらに光磁気ディスク１９のデータを、過去デー
タ収集部２０で所定の間隔例えば定周期間隔でその時点
のデータを読み込んでシミュレーションを行なうことに
より、過去データによるリアルタイムシミュレーション
機能を設けた。

【００３８】ＭＯ定周期ボタン１３を選択することによ
り過去データによるシミュレーションが起動される。つ
まり、図１５に示すように、過去データ収集部２０での
過去データ収集と、シミュレータ部２１でのシミュレー
ションの実行、および描画部２３での画面描画を定周期
に行なうことにより、過去データによるシミュレーショ
ンを所定の間隔で連続的にすることができ過去データに
よるリアルタイムシミュレーションが実現される。以上
のように配水管網シミュレータを構成したので、過去の
災害発生時等の直前と直後をリアルタイムに監視するこ
とができ、たとえば台風時の水位変化等の時間変化をリ
アルタイムに捉えることができ、同様な状況が将来発生
した場合の、対応の遅れを回避するための情報を提供す
ることができる。

【００３９】なお、過去データ収集部２０は所定の間隔
で その時点の過去データを読込む場合について説明し
たが、時間に関し所定の間隔よりも長い間隔で過去デー
タを収集するものであってもよい。たとえば、所定の間
隔を２秒とし、所定の間隔よりも長い間隔を６時間とす
ることである。このように配水管網シミュレータを構成
すると、１日分のシミュレーション結果を８秒で表示す
ることができる。したがって、災害等が発生したとき
に、時間に関し所定の間隔よりも長い間隔で過去データ
を収集し、所定の間隔で連続的にシミュレーションする
ことにより、短時間で数時間後や数日後の水位等の状況
を予測することができる。

【００４０】実施の形態８．以下、この発明の実施の形
態８を図に基づいて説明する。図１６はこの発明に係る
配水管網シミュレータにおけるアニメーション（動画）
表示機能を示す図であり、３４は浄配水場水位変化アニ
メーション、３５は管路の流水アニメーション、３６は
バルブの形状変化アニメーションである。浄配水場水位
変化アニメーション３４は、浄配水場の水位が上昇にと
もなって斜線で示した部分の面積が増加する。また、管
路の流水アニメーション３５においては、３５ａ→３５
ｂ、３５ｂ→３５ｃの移動は、例えば１秒毎に管路内の
矢印を移動させて流水イメージを出している。つまり、
流量が多いときには矢印の進行を速くする。或は、１秒
毎に管路内の矢印の進行速度により流水イメージを出す
のではなく、流量が多いときには、３５ａ→３５ｂ、３
５ｂ→３５ｃの移動する時間を短縮するようにしても良
い。また、バルブの形状変化アニメーション３６は、バ
ルブ開閉アニメーション３６ａの表示位置によってバル
ブの開度を示している。

【００４１】上述のように動画によりシミュレーション
結果を表示するようにしたので、実施の形態１〜７まで
のシミュレーション結果において、管路の流量によって
管路を流れる水の速度を変えたり、浄配水場の水位を変
化させたり、バルブの開度によりバルブの形状を変化さ
せたりする、アニメーション機能を持たせることによ
り、より視覚的にシミュレーション状態を把握すること
ができるようになる。また、シミュレータは、系統図お
よびシミュレーション初期データの作成・修正作業をし
た後、シミュレータを再起動することなくシミュレーシ
ョンをすることができるので、特に、動画によりシミュ
レーション結果を表示することが効果的となる。

【００４２】実施の形態９．以下、この発明の実施の形
態９を図に基づいて説明する。図１７はこの発明に係る
配水管網シミュレータにおける配水管網図の背景に地図
を重ねあわせた図である。その他の実施の形態９の構成
要素は、実施の形態１の構成要素と同じであるのでその
説明を省略する。配水管網図エディタで作成した配水管
網図の背景に、実際の地図を重ねあわせて表示すること
により、より実際の配水管網に近いイメージを出すこと
ができ、地図と配水管網構成機器との地理的な位置関係
の認識が、より視覚的に行なうことができるようにな
る。

【００４３】上述で説明した実施の形態においては、監
視装置のシミュレータとしては、上水道プラント監視制
御システムにおける計算機のディスプレイに表示される
配水管網シミュレータを例にとって説明した。しかしな
がら、監視装置のシミュレータは、下水プラント用、電
力系統用、ガス導管用、通信網用等にも適用することが
できる。

【００４４】

【発明の効果】この発明に係る監視装置のシミュレータ
は、ポインティングデバイスの操作により表示装置の作
成シート上の所望の位置に図形記号を配置することによ
り所望の系統図を作成する系統図作成手段と、上記図形
記号に対するシミュレーション初期データを作成する初
期データ作成手段と、上記初期データに基づいて上記系
統のシミュレーションを行うシミュレーション手段と、
上記シミュレーション手段により得られたシミュレーシ
ョン結果データに基づいて上記作成シート上にシミュレ
ーション結果を描画する描画手段と、上記系統図作成手
段、初期データ作成手段、シミュレーション手段および
描画手段を一連のコンピュータプログラムにより処理す
る処理手段とを備えたので、系統図およびシミュレーシ
ョン初期データを同じ作成シート上で作成することがで
き、作成シート上に系統図を作成し、視覚的な対応をと
りながらシミュレーション初期データを入力でき、系統
図およびシミュレーション初期データの入力段階で、入
力位置に関してミスことを防止でき、かつ、シミュレー
ションと描画を相互に監視装置のシミュレータの再起動
をすることなく実行でき移動できる。さらに、系統図お
よびシミュレーション初期データの作成・修正作業を容
易にすることができる。

【００４５】また、作成シート上における図形記号の配
置位置と該図形記号に対応するシミュレーション結果の
描画位置に関係を持たせるリンク手段を有するので、、
系統図およびシミュレーション初期データを変更すると
きにシミュレーション結果の描画位置を意識する必要が
なく、ユーザインタフェースが優れた監視装置のシミュ
レータを提供することができる。

【００４６】また、初期データ作成手段は、所定の間隔
でオンラインデータを収集し、該オンラインデータに基
づいて初期データを作成するオンラインデータ収集手段
を有するので、所定の間隔でオンラインシミュレーショ
ンを実行することができる監視装置のシミュレータを提
供することができ、より現実的な監視およびシミュレー
ションをすることができる。

【００４７】また、初期データ作成手段は、所定の間隔
で過去データを収集し、該過去データに基づいて初期デ
ータを作成する過去データ収集手段を有するので、所定
の間隔で過去データシミュレーションを実行することが
できる監視装置のシミュレータを提供することができ、
より現実的な予測をすることができる。

【００４８】また、過去データ収集手段は、時間に関し
所定の間隔よりも長い間隔で過去データを収集するの
で、過去データに基づく現象を短時間で再現する監視装
置のシミュレータを得ることができ、より適切な予測を
することができる。

【００４９】また、描画手段は、シミュレーション結果
を表示装置上に動画により描画するので、より視覚的に
容易にシミュレーション状態を把握することができるよ
うになる。

【００５０】さらにまた、この発明に係る監視装置のシ
ミュレーション方法は、ポインティングデバイスの操作
により表示装置の作成シート上の所望の位置に図形記号
を配置することにより所望の系統図を作成する系統図作
成ステップと、上記図形記号に対するシミュレーション
初期データを作成する初期データ作成ステップと、上記
初期データに基づいて上記系統のシミュレーションを行
うシミュレーションステップと、上記シミュレーション
ステップにより得られたシミュレーション結果データに
基づいて上記作成シート上にシミュレーション結果を描
画する描画ステップと、上記系統図作成ステップ、初期
データ作成ステップ、シミュレーションステップおよび
描画ステップを一連のコンピュータプログラムにより処
理する処理ステップとを含むので、系統図およびシミュ
レーション初期データを同じ作成シート上で作成するこ
とができ、作成シート上に系統図を作成し、視覚的な対
応をとりながらシミュレーション初期データを入力で
き、系統図およびシミュレーション初期データの入力段
階で、入力位置に関してミスことを防止でき、かつ、シ
ミュレーションと描画を相互に監視装置のシミュレータ
の再起動をすることなく実行でき移動できる。さらに、
系統図およびシミュレーション初期データの作成・修正
作業を容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１における配水管網シ
ミュレータの画面構成図である。

【図２】 この発明の実施の形態１における配水管網シ
ミュレータの機能構成図である。

【図３】 この発明の実施の形態１における配水管網図
エディタモードでの配水管網図構成要素部品が選択され
た状態を示す図である。

【図４】 この発明の実施の形態１における配水管網図
エディタモードでのシート上に節点部品を配置した状態
を示す図である。

【図５】 この発明の実施の形態１における配水管網図
エディタモードでのシート上に管路部品を配置した状態
を示す図である。

【図６】 この発明の実施の形態１における配水管網図
エディタモードで作成した配水管網図である。

【図７】 この発明の実施の形態１における配水管網図
エディタモードでのシート上の部品を選択した状態を示
す図である。

【図８】 この発明の実施の形態１における配水管網図
エディタモードでの配水管網図作成の処理を示すフロー
チャートである。

【図９】 この発明の実施の形態２における配水管網シ
ミュレータでのエディタモードとシミュレーションモー
ドの切替状態を示す図である。

【図１０】 この発明の実施の形態２における配水管網
シミュレータの系統図の変更をするときのシミュレータ
動作を示すフローチャートである。

【図１１】 この発明の実施の形態３における配水管網
図エディタモードでのシート上の部品に移動オペレーシ
ョンをおこなった状態を示す図である。

【図１２】 この発明の実施の形態４における配水管網
シミュレータでのオンラインデータによるシミュレーシ
ョンの機能構成図である。

【図１３】 この発明の実施の形態５におけるオンライ
ンデータによる部品のシミュレーション結果をトレンド
グラフにより表示した状態を示す図である。

【図１４】 この発明の実施の形態６における配水管網
シミュレータでの過去データによるシミュレーションの
機能構成図である。

【図１５】 この発明の実施の形態７における配水管網
シミュレータでの過去データによるリアルタイムシミュ
レーションの機能構成図である。

【図１６】 この発明の実施の形態８における配水管網
シミュレータでのアニメーション表示機能を示す図であ
る。

【図１７】 この発明の実施の形態９における配水管網
シミュレータの配水管網図に地図を重ねあわせて表示し
た図である。

【図１８】 従来の配水管網シミュレータの機能構成図
である。

【図１９】 従来の背景画の変更をするときのシミュレ
ータ動作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ 配水管網シミュレータ画面 ２ 配水管網
図作成シート ３ 配水管網図構成要素部品の部品箱 ４ 浄配水場
部品アイコン ５ 需要点部品アイコン ６ 接続点部
品アイコン ７ 管部品アイコン ８ バルブ部
品アイコン ９ ポンプ部品アイコン １０ 初期デー
タボタン １１ オンラインボタン １２ ＭＯデ
ータボタン １３ ＭＯデータ定周期ボタン １４ モード
切替ボタン １５ 配水管網図作成部 １６ 配水管
網背景データベース １７ シミュレーション初期データベース １８ オンライン収集部 １９ 光磁気
ディスク ２０ 過去データ収集部 ２１ シミュ
レータ部 ２２ シミュレーション結果データベース ２３ 描画部 ２４ 浄配水
場 ２５ 需要点 ２６ 接続点 ２７ 管路 ２８ バルブ ２９ ポンプ ３０ アクシ
ョンメニュー ３１ 選択状態の部品 ３２ 選択状態の部品の結果データ ３３ リアルタイムトレンドグラフ ３４ 浄配水場水位変化アニメーション ３５ 流水アニメーション ３６ バルブ形状変化アニメーション

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−103259（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−175828（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−130954（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−124327（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−149775（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−149776（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−168221（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−215057（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−41114（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−104655（ＪＰ，Ａ) 中田 他“対話型システム視覚的構築 用ライブラリ：ＧｈｏｓｔＨｏｕｓｅ （▲ＩＩ▼）−監視制御システムへの適 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 19/00 110 G06F 3/00 652 G06F 17/50 612 G06F 17/50 650 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポインティングデバイスの操作により表
   示装置の作成シート上の所望の位置に図形記号を配置す
   ることにより所望の系統図を作成する系統図作成手段
   と、上記図形記号に対するシミュレーション初期データ
   を作成する初期データ作成手段と、上記初期データに基
   づいて上記系統のシミュレーションを行なうシミュレー
   ション手段と、上記シミュレーション手段により得られ
   たシミュレーション結果データに基づいて上記作成シー
   ト上にシミュレーション結果を描画する描画手段と、上
   記系統図作成手段、初期データ作成手段、シミュレーシ
   ョン手段および描画手段を一連のコンピュータプログラ
   ムにより処理すると共に上記系統図作成手段による上記
   系統図の変更に応じて上記シミュレーション初期データ
   を変更する処理手段とを備えたことを特徴とする監視装
   置のシミュレータ。
2. 【請求項２】 作成シート上における図形記号の配置位
   置と該図形記号に対応するシミュレーション結果の描画
   位置に関係を持たせるリンク手段を有することを特徴と
   する請求項１記載の監視装置のシミュレータ。
3. 【請求項３】 初期データ作成手段は、所定の間隔でオ
   ンラインデータを収集し、該オンラインデータに基づい
   て初期データを作成するオンラインデータ収集手段を有
   するものであることを特徴とする請求項１または２記載
   の監視装置のシミュレータ。
4. 【請求項４】 初期データ作成手段は、所定の間隔で過
   去データを収集し、該過去データに基づいて初期データ
   を作成する過去データ収集手段を有するものであること
   を特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の監視装
   置のシミュレータ。
5. 【請求項５】 過去データ収集手段は、時間に関し所定
   の間隔よりも長い間隔で過去データを収集するものであ
   ることを特徴とする請求項４記載の監視装置のシミュレ
   ータ。
6. 【請求項６】 描画手段は、シミュレーション結果を表
   示装置上に動画により描画するものであることを特徴と
   する請求項１〜５のいずれか一項記載の監視装置のシミ
   ュレータ。
7. 【請求項７】 ポインティングデバイスの操作により表
   示装置の作成シート上の所望の位置に図形記号を配置す
   ることにより所望の系統図を作成する系統図作成ステッ
   プと、上記図形記号に対するシミュレーション初期デー
   タを作成する初期データ作成ステップと、上記初期デー
   タに基づいて上記系統のシミュレーションを行なうシミ
   ュレーションステップと、上記シミュレーションステッ
   プにより得られたシミュレーション結果データに基づい
   て上記作成シート上にシミュレーション結果を描画する
   描画ステップと、上記系統図作成ステップ、初期データ
   作成ステップ、シミュレーションステップおよび描画ス
   テップを一連のコンピュータプログラムにより処理する
   と共に上記系統図作成ステップによる上記系統図の変更
   に応じて上記シミュレーション初期データを変更する処
   理ステップとを備えたことを特徴とする監視装置のシミ
   ュレーション方法。