JP6247615B2 - 漏洩監視装置、方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は漏洩監視装置、漏洩監視方法及び漏洩監視プログラムに関する。

一般に、個々の需要者へガスを供給するためのガス配管網は、ガス供給源に接続されたガス供給管と、当該ガス供給管に接続された複数の分岐管と、を含んでおり、ガス供給源からガス供給管及び分岐管を介して個々の需要者へガスが供給される。また、ガス配管網のうち、ガス供給管には、需要量に応じてガスの供給量を制御するガバナが設けられており、各分岐管には、ガスの需要量を測定する所謂マイコンメータが個々の需要者毎に各々設けられている。

ところで、大規模な地震等の災害が発生した場合、ガス配管網内のガス配管の一部が損傷してガスの漏洩が生じる可能性がある。このため、ガバナは、例えば一定規模以上の揺れを検出すると、ガス配管網のうちガバナの下流側のガス配管(ガバナ二次側)へのガスの供給を遮断するように構成されている。また、マイコンメータにも遮断弁が設けられており、例えば一定規模以上の揺れを検出すると遮断弁が自動的に閉弁し、需要者へのガスの供給を遮断するように構成されている。

地震等の災害発生時には、ガバナやマイコンメータによりガスの供給が遮断された状態で、ガバナ二次側におけるガスの圧力(ガバナ二次圧)の時間変化が測定され、ガバナ二次圧が一定値以上低下したか否かに基づいて、供給ブロック内におけるガス漏洩の有無が判断される。そして、ガバナ二次圧が一定値以上低下した場合は、ガスの漏洩有りと判断され、ガス漏洩箇所の特定やガス漏洩箇所の修復等の作業が行われた後に、ガスの供給が再開される。

但し、ガバナやマイコンメータによってガスの供給が遮断された直後は、供給ブロック内でガス圧力の振動的な変化、すなわち圧力振動が生じることが知られている (例えば特許文献１や非特許文献１を参照)。供給ブロック内で圧力振動が生じている期間は、ガバナ二次圧の低下の有無を判断することは困難であるので、上述したガバナ二次圧の時間変化の測定は、ガスの供給が遮断されてから、圧力振動が収まったと推定される所定の待機時間(例えば５〜１０分間程度の時間)が経過した後に行われる。

特開２０１３−１０８７５６号公報

冨永 隆一，沼田 香織，猪股 渉，氏家 大介，"地震時の供給停止に伴うガス導管網内の圧力振動解析"，土木学会 年次学術講演会講演概要集 共通セッション，2010年，65巻，17−18頁，CS8−009頁

ガス配管網は生活に必須なインフラ設備の１つであり、地震等の災害が発生してガスの供給が一時的に遮断された場合にも、ガス配管の損傷によるガス漏洩等が生じていなければ、ガスの供給がなるべく早期に再開されることが望ましい。しかし、地震等の災害発生時は、ガス漏洩の可能性を考慮するとガス漏洩の有無を確認することは必須であり、ガスの供給が遮断されてから供給ブロック内の圧力振動が収まる迄の期間はガス漏洩の有無を判定できないので、地震等の災害が発生してガスの供給が一時的に遮断された場合のガス供給の再開であっても、前述の待機時間にガス漏洩の判定時間を加えた長い時間が掛かっているのが実情である。

上記に関連して、非特許文献１には、ガスの供給が遮断されてから供給ブロック内の圧力振動が収まる迄の時間が、前述の待機時間よりも短い可能性が高いことが示唆されている。しかしながら、ガスの供給が遮断されてから供給ブロック内の圧力振動が収まる迄の時間は、個々の供給ブロック毎の構成によって変化する可能性が高いと推定される一方、ガスの供給が遮断されてから供給ブロック内の圧力振動が収まる迄の時間を推定する技術は確立されていない。このため、前述の待機時間を小さくしてガス供給の再開までの時間を短縮するには至っていないのが実情である。

本発明は、地震等の災害が発生してガスの供給が一時的に遮断され、ガス配管の損傷によるガス漏洩等が生じていない場合に、ガスの供給が再開される迄の所要時間を短縮することが目的である。

本発明は、流体の供給源から前記流体の消費地への前記流体の輸送に用いられる配管網のうち、前記流体の入口側及び出口側に前記流体の通過を遮断可能な遮断部が各々設けられた供給ブロックの互いに異なる特徴を各々表し、前記供給ブロック内の前記流体の輸送が前記遮断部によって遮断されてから前記供給ブロック内で前記流体の圧力振動が収まる迄の収束時間と相関する複数の特徴量のうちの少なくとも１つの特定特徴量と、前記収束時間と、の関係を表す第１情報を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された第１情報と、判定対象の前記供給ブロックにおける前記特定特徴量の値を表す第２情報と、に基づいて、判定対象の前記供給ブロックにおける前記収束時間を推定する推定部と、判定対象の前記供給ブロック内の前記流体の輸送が前記遮断部によって遮断されてから、前記推定部によって推定された前記収束時間が経過すると、判定対象の前記供給ブロック内における前記流体の圧力の時間変化に基づいて、判定対象の前記供給ブロック内における前記流体の漏洩の有無を判定する判定部と、を含んでいる。

本発明は、地震等の災害が発生してガスの供給が一時的に遮断され、ガス配管の損傷によるガス漏洩等が生じていない場合に、ガスの供給が再開される迄の所要時間を短縮できる、という効果を有する。

ガス供給システムの概略構成を示すブロック図である。 マイコンメータの概略構成を示すブロック図である。 収束時間推定情報が表す平均管径と圧力振動収束時間との関係の一例を示す線図である。 漏洩判定処理の内容を示すフローチャートである。 ガバナ二次圧の推移の一例を示す線図である。 本願発明者等による解析結果を示す散布図である。 平均管径と圧力振動収束時間との関係を示す散布図である。 平均体積と圧力振動収束時間との関係を示す散布図である。 平均管長と圧力振動収束時間との関係を示す散布図である。 平均滞留時間と圧力振動収束時間との管径を示す散布図である。 ガスの消費量の分布の重心位置とガバナとの距離と、圧力振動収束時間と、の関係を示す散布図である。 供給ブロックの面積と圧力振動収束時間との関係を示す散布図である。 分岐点の数と圧力振動収束時間との関係を示す散布図である。 ループ数と圧力振動収束時間との関係を示す散布図である。 平均管断面積と圧力振動収束時間との関係を示す散布図である。 総延長と圧力振動収束時間との関係を示す散布図である。 総体積と圧力振動収束時間との関係を示す散布図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。図１には、本実施形態に係るガス供給システム１０が示されている。ガス供給システム１０は、ガス供給源Ｇから複数のガス機器Ｅ(需要者の消費地)へガスを供給(輸送)するガス配管網を含んでいる。ガス配管網は、互いに独立してガスを供給することが可能な複数の供給ブロック１２を含んでいる。個々の供給ブロック１２は、ガス供給源Ｇに接続されたガス供給管１４と、ガス供給管１４とガス機器Ｅ(需要者)とを接続する複数の分岐管１６と、を含んでおり、ガス供給源Ｇからガス供給管１４及び分岐管１６を介して需要者のガス機器Ｅにガスが供給される。

なお、個々の供給ブロック１２は、ガス供給管１４や複数の分岐管１６の長さや数、断面積などが一定ではないが、後述するガバナ制御装置１８やマイコンメータ３２の配置や構成は同じである。このため、以下では図１を参照し、単一の供給ブロック１２について構成を説明する。

供給ブロック１２は、複数の分岐管１６が分岐する位置よりも上流側に設けられ、ガス供給管１４を開閉制御するガバナ制御装置１８を備えている。ガバナ制御装置１８は、同一の供給ブロック１２に含まれる個々のガス機器Ｅにおけるガスの使用量、すなわちガバナ制御装置１８よりも下流側のガスの流量に応じて開度を自動調整するガバナ２０を含んでいる。ガバナ２０は、ガバナ２０よりも下流側のガスの流量が小さくなると開度を大きくし、下流側のガスの流量が大きくなると開度を小さくすることで、ガバナ２０よりも下流側のガスの流量が一定になるように制御する。

また、ガバナ制御装置１８は、ガス供給管１４内のガスの流れを強制的に遮断するガバナ部遮断弁２２を備えている。ガバナ部遮断弁２２は、地震発生時に地震の規模が一定以上であると推定されると、破損したガス供給管１４からガスが漏洩するのを防止すると共に、ガスの漏洩検査を行うために強制的に閉弁制御され、ガス供給管１４内のガスの流通を遮断し、ガス供給源Ｇから個々の分岐管１６(個々のガス機器Ｅ)へのガス供給を停止させる。ガバナ制御装置１８には、地震発生時にガバナ部遮断弁２２を閉弁制御するために、ガバナ側加速度計２４、ＳＩ値演算部２６、圧力センサ(圧力検出部)２８及びガバナ部遮断弁開閉部３０が設けられている。

ガバナ側加速度計２４は、地震発生時に、揺れの大きさに応じた検知信号をＳＩ値演算部２６に継続的に出力する。ＳＩ値演算部２６は、ガバナ側加速度計２４から検知信号が入力されると、当該検知信号に基づいてＳＩ(Spectral Intensity)値を算出する。ＳＩ値演算部２６によって算出されたＳＩ値はガバナ部遮断弁開閉部３０に継続的に出力され、ガバナ部遮断弁開閉部３０は、入力されたＳＩ値が一定値を超えると、ガバナ部遮断弁２２を強制的に閉弁させる制御を行う。なお、ガバナ部遮断弁２２は本発明における「流体の入口側に設けられた流体の通過を遮断可能な遮断部」の一例である。

なお、本実施形態では、ガバナ側加速度計２４及びＳＩ値演算部２６によって、地震の規模を検出(推定)する構成としているが、例えば、ＳＩ値演算部２６を省略し、ガバナ側加速度計２４の検知信号に応じてガバナ部遮断弁開閉部３０がガバナ部遮断弁２２を開閉制御したり、更には、ガバナ部遮断弁開閉部３０が、地震の継続時間を考慮した上で、ガバナ部遮断弁２２を開閉制御する構成を採用してもよい。

また、ガバナ制御装置１８は、地震発生時にガバナ部遮断弁２２が強制的に閉弁された場合、後述する管理サーバ５０と連動して、ガス供給管１４の破損に起因するガスの漏洩の有無を検査する。詳しくは後述するが、ガバナ制御装置１８及び管理サーバ５０は、ガバナ部遮断弁２２が閉弁されてから所定時間(後述する圧力振動収束時間Ｔ)が経過した後、ガバナ部遮断弁２２よりも下流側のガス供給管１４における圧力(ガバナ二次圧)の降下を、圧力センサ２８によって一定期間測定する。そして、ガバナ部遮断弁開閉部３０は、一定値以上の圧力降下が検出された場合には、ガス供給管１４からガスの漏洩が有ると判断してガバナ部遮断弁２２を閉弁状態に維持し、一定値以上の圧力降下が検出されなかった場合には、ガス供給管１４からの漏洩が無いと判断してガバナ部遮断弁２２を開弁する。

なお、本実施形態では、ガスの漏洩検査を行うための漏洩検出部として圧力センサ２８を設けたが、これに限定されるものではない。例えば、漏洩検出部を、ガバナ２０の上流と下流とを連通するバイパス路と、このバイパス路を流通するガスの流量を検出する流量測定器と、を含んだ構成としてもよい。ガバナ部遮断弁２２を閉弁することで、当該ガバナ部遮断弁２２よりも下流側におけるガスの漏洩の有無を検出できる構成であれば、漏洩検出部の具体的な構成は特に限定されるものではない。また、漏洩検出部はガバナ制御装置１８と別に設けてもよい。

また、供給ブロック１２は、個々の分岐管１６に各々設けられたマイコンメータ３２を備えている。マイコンメータ３２は、周知のマイコンメータと同様に、ガス機器Ｅにおけるガスの使用量を測定する機能に加えて、地震発生時にガス機器Ｅにおけるガスの使用を停止するために、ガスの供給を遮断する機能を備えている。以下、図２を参照し、マイコンメータ３２のうち、地震発生時にガスの供給を停止する機能を実現する構成について説明する。

図２に示すように、マイコンメータ３２は、分岐管１６を遮断可能な需要者側遮断弁３４を含んでいる。需要者側遮断弁３４は、通常は開弁状態に維持されてガス機器Ｅへのガス供給を可能とし、地震発生時に地震の規模が一定以上であると推定されると、閉弁制御されて強制的に閉弁され、分岐管１６内のガスの流通を遮断する。マイコンメータ３２には、地震発生時に需要者側遮断弁３４を閉弁制御するために、マイコン側加速度計３６、ＳＩ値演算部３８及び遮断制御部４０が設けられている。

マイコン側加速度計３６は、地震の揺れの大きさに応じた検知信号をＳＩ値演算部３８に出力する。ＳＩ値演算部３８は、マイコン側加速度計３６から検知信号が入力されると、当該検知信号に基づいてＳＩ値を算出する。ＳＩ値演算部３８によって算出されたＳＩ値は遮断制御部４０に出力され、遮断制御部４０は、入力されたＳＩ値が一定値を超えた場合に、需要者側遮断弁３４を強制的に閉弁させる制御を行う。なお、需要者側遮断弁３４は、本発明における「流体の入口側に設けられた流体の通過を遮断可能な遮断部」の一例である。

なお、本実施形態では、マイコン側加速度計３６及びＳＩ値演算部３８によって地震の規模を検出(推定)しているが、これに限定されるものではなく、例えば、ＳＩ値演算部３８を省略し、遮断制御部４０が、マイコン側加速度計３６の検知信号に応じて需要者側遮断弁３４を閉弁制御したり、更には、地震の継続時間を考慮した上で、需要者側遮断弁３４を閉弁制御したりしてもよい。

また、マイコンメータ３２は自動復帰部４２及び計時部４４を備えている。計時部４４は、マイコン側加速度計３６から検知信号が入力され、入力される検知信号から地震が収束したと判断すると計時を開始する。すなわち、計時部４４は、地震が発生した場合に、当該地震が収束してからの経過時間を計時する。計時部４４によって計時された経過時間は自動復帰部４２へ出力される。自動復帰部４２は、需要者側遮断弁３４が強制的に閉弁された場合に、計時部４４から入力された経過時間が一定時間に達すると、需要者側遮断弁３４の下流でのガスの漏れの有無を判定し、ガスの漏れがない又は少ないと判断したときに、需要者側遮断弁３４を開弁状態に復帰される。

更に、マイコンメータ３２には、復帰操作部４６及び手動復帰部４８が設けられている。復帰操作部４６は、所定の復帰操作を受け付けるものであり、需要者側遮断弁３４が閉弁された状態で復帰操作部４６が復帰操作を受け付けると、復帰操作信号を手動復帰部４８に出力する。手動復帰部４８は、復帰操作部４６からの復帰操作信号の入力により、需要者側遮断弁３４を開弁状態に復帰させる。

図１に示すように、ガス供給システム１０は管理サーバ５０を備えている。管理サーバ５０はＣＰＵ５２、メモリ５４、不揮発性の記憶部５６及びネットワークＩ／Ｆ(Interface)部５８を備えており、ネットワークＩ／Ｆ部５８を介して個々の供給ブロック１２のガバナ制御装置１８と通信回線経由で各々接続されている。管理サーバ５０の記憶部５６には、収束時間推定情報６０及び供給ブロック情報６２が記憶され、漏洩判定プログラム６６がインストールされている。管理サーバ５０は、本発明におけるコンピュータの一例である。

ところで、地震が発生し、或る供給ブロック１２において、ガバナ制御装置１８のガバナ部遮断弁２２が強制的に閉弁されると共に、マイコンメータ３２の需要者側遮断弁３４が強制的に閉弁された場合、ガス配管内のうちガバナ部遮断弁２２と需要者側遮断弁３４との間の空間にガスが閉じ込められ、閉じ込められたガスの流れの慣性と圧縮性により、供給ブロック１２内(詳しくは前記空間内)でガス圧力の振動的な変化、すなわち圧力振動が生じる。

地震が発生してガバナ部遮断弁２２及び需要者側遮断弁３４が強制的に閉弁されてから、発生した圧力振動が収束する迄の時間(圧力振動収束時間)は、個々の供給ブロック１２毎の構成によって変化する可能性が高いと推定される。しかし、通常時は安定的にガスを供給することが前提のガス配管網において、一時的にガス供給を停止させて圧力振動収束時間を実測することは困難である。また、新規に設置した供給ブロック１２について、ガス供給を開始する前に圧力振動収束時間を実測するようにしたとしても、その後に導管工事などが行われることで供給ブロックの構成が変化すると、それに伴って圧力振動収束時間が変化することで、圧力振動収束時間の実測値が無視できない誤差を含むことになる可能性が高い。

ここで、本願発明者等は、供給ブロック１２の特徴量と圧力振動収束時間との相関を調べる解析を行い、供給ブロック１２の複数の特徴量が、圧力振動収束時間と相関が有ることを確認した(詳細は後述)。圧力振動収束時間と相関が有ることが確認された複数の特徴量は、供給ブロック１２内における配管の口径の平均値を表す「平均管径」、供給ブロック１２内における配管１本当たりの体積(内容積)の平均値を表す「平均体積」、供給ブロック１２内における配管１本当たりの長さの平均値を表す「平均管長」、供給ブロック１２内におけるガスの「平均滞留時間」、供給ブロック１２内における「ガスの消費量の分布の重心位置と配管の入口側に設けられた遮断部(ガバナ部遮断弁２２)との距離」、供給ブロック１２の外形が占める面積を表す「供給ブロックの面積」、供給ブロック１２内における配管の「分岐点の数」、供給ブロック１２内における配管の「ループ数」、供給ブロック１２内における配管の「平均管断面積」、供給ブロック１２内における配管の総長さを表す「総延長」、及び、供給ブロック１２内における配管の「総体積」である。なお、「平均滞留時間」は全管容積[ｍ³]を消費量の合計値[Ｎｍ³／ｈ]で除すことで求めることができる。

供給ブロック情報６２は、管理サーバ５０の配下の個々の供給ブロック１２(ガバナ制御装置１８が管理サーバ５０と接続されている個々の供給ブロック１２)について、個々の供給ブロック１２の複数の特徴量のうち１つ以上の特徴量の値を含む情報である。本実施形態では、個々の供給ブロック１２の特徴量として「平均管径」を用いており、本実施形態に係る供給ブロック情報６２には、個々の供給ブロック１２における平均管径の値が各々設定されている。

ここで、管理サーバ５０の記憶部５６に記憶されている供給ブロック情報６２は、管理サーバ５０の配下の何れかの供給ブロック１２で導管工事などが行われることで、何れかの供給ブロック１２の特徴量(ここでは平均管径)の値が変化する都度、供給ブロック情報６２に含まれる、対応する供給ブロック１２の特徴量の値が更新される。従って、供給ブロック情報６２は、管理サーバ５０の配下の個々の供給ブロック１２について、特徴量の最新の値が設定されている。なお、供給ブロック情報６２は本発明に係る第２情報の一例であり、記憶部５６は本発明における記憶部の一例として機能する。

収束時間推定情報６０は、前記複数の特徴量のうち供給ブロック情報６２に値が設定されている特徴量(本実施形態では平均管径)と、圧力振動収束時間と、の関係(一例を図３に示す)を表す情報である。収束時間推定情報６０が表す前記関係は、例えば平均関係と圧力振動収束時間との関係を複数の供給ブロック１２について調べてプロットすることで得られる散布図(一例として図７を参照)を用い、誤差が最小となるように最小自乗法などを適用して平均管径と圧力振動収束時間との関係を求めることで得られる。なお、収束時間推定情報６０は、前記関係を関数の形式で表す情報であってもよいし、テーブルの形式で表す情報であってもよい。なお、収束時間推定情報６０は本発明に係る第１情報の一例であり、記憶部５６は本発明における記憶部の一例として機能する。

また、漏洩判定プログラム６６は本発明に係る漏洩監視プログラムの一例であり、管理サーバ５０は、漏洩判定プログラム６６を実行することで、本発明に係る漏洩監視装置として機能する。

次に本実施形態の作用として、図４を参照し、地震が発生した場合のガス供給システム１０の動作を説明する。

一定以上の規模の地震が発生すると、ガバナ制御装置１８では、ＳＩ値演算部２６からガバナ部遮断弁開閉部３０に出力されるＳＩ値が一定値を超えることで、ガバナ部遮断弁２２を強制的に閉弁させる制御が行われる(図４のステップ７０も参照)。また、一定以上の規模の地震が発生すると、マイコンメータ３２においても、ＳＩ値演算部３８から遮断制御部４０に出力されるＳＩ値が一定値を超えることで、需要者側遮断弁３４を強制的に閉弁させる制御が行われる(図４のステップ７４も参照)。

ガバナ制御装置１８は、ガバナ部遮断弁２２を強制的に閉弁させる制御を行うと、ガバナ部遮断弁２２を閉弁させたことを管理サーバ５０に通知する(図４のステップ７６も参照)。管理サーバ５０は、ガバナ部遮断弁２２が閉弁されたことがガバナ制御装置１８から通知されると、ＣＰＵ５２によって漏洩判定プログラム６６を実行することで、漏洩判定処理を起動する(図４のステップ７８も参照)。

漏洩判定処理において、管理サーバ５０は、記憶部５６に記憶されている供給ブロック情報６２のうち、ガバナ部遮断弁２２の閉弁を通知したガバナ制御装置１８に対応する供給ブロック１２(判定対象の供給ブロック１２)の平均管径を記憶部５６から読み出す(図４のステップ８０も参照)。続いて管理サーバ５０は、記憶部５６から収束時間推定情報６０を読み出し、読み出した収束時間推定情報６０とステップ８０で読み出した平均管径に基づき、判定対象の供給ブロックにおける圧力振動収束時間Ｔを推定する(図４のステップ８２も参照)。なお、このステップ８２は本発明における推定部による処理の一例である。

なお、収束時間推定情報６０が、平均管径と圧力振動収束時間との関係を関数形式で表す情報である場合、圧力振動収束時間Ｔの推定は、判定対象の供給ブロック１２の平均管径を、収束時間推定情報６０が表す関数に代入して演算することで実現できる。また、収束時間推定情報６０が、平均管径と圧力振動収束時間との関係をテーブル形式で表す情報である場合、圧力振動収束時間Ｔの推定は、判定対象の供給ブロック１２の平均管径と対応付けて登録されている圧力振動収束時間Ｔをテーブルから読み出すことで実現できる。前述のように、平均管径は圧力振動収束時間と相関が有ることが確認されているので、上記処理により、圧力振動収束時間Ｔを精度良く推定することができる。

続いて管理サーバ５０は、判定対象の供給ブロック１２のガバナ制御装置１８よりガバナ部遮断弁２２の閉弁が通知されてから、ステップ８２で推定した圧力振動収束時間Ｔが経過したか否か判定する(図４のステップ８４も参照)。なお、圧力振動収束時間Ｔが経過したか否か判定することに代えて、なお、圧力振動収束時間Ｔに所定時間を加算した時間が経過したか否か判定するようにしてもよい。この判定が否定された場合は、ステップ８４の判定が肯定される迄ステップ８４を繰り返し、圧力振動収束時間Ｔが経過する迄待機する。

これにより、判定対象の供給ブロック１２におけるガバナ二次圧が、例として図５に示すように変化した場合、図５に「圧力振動継続」として示す期間(ガバナ二次圧が比較的大きな振幅で周期的に変動している期間)には、ガバナ二次圧の測定及びガスの漏洩判定は行われない。従って、前記期間におけるガバナ二次圧の比較的大きな振幅かつ周期的な変動の影響を受けて、ガスの漏洩判定の精度が損なわれることを防止することができる。

また、管理サーバ５０は、判定対象の供給ブロック１２のガバナ制御装置１８よりガバナ部遮断弁２２の閉弁が通知されてから、推定した圧力振動収束時間Ｔが経過すると(図４のステップ８４が肯定されると)、判定対象の供給ブロック１２のガバナ制御装置１８に対してガバナ二次圧の測定を要求する(図４のステップ８６も参照)。ガバナ制御装置１８は、管理サーバ５０からガバナ二次圧の測定が要求されると、圧力センサ２８によってガバナ二次圧を測定し、測定結果を管理サーバ５０に通知する(図４のステップ８８も参照)。

管理サーバ５０は、判定対象の供給ブロック１２のガバナ制御装置１８からガバナ二次圧の測定結果を受信すると、当該ガバナ制御装置１８からガバナ二次圧の測定値を所定回数取得したか否か判定する(図４のステップ９０も参照)。ガバナ制御装置１８からガバナ二次圧の測定値を所定数取得していない場合(ステップ９０が否定された場合)、管理サーバ５０は、ガバナ二次圧の測定を最後に要求してから所定時間が経過したか否かを判定し(図４のステップ９２も参照)、当該判定が否定された場合は当該判定を繰り返す。

ガバナ二次圧の測定を最後に要求してから所定時間が経過すると(ステップ９０が肯定されると)、管理サーバ５０は、判定対象の供給ブロック１２のガバナ制御装置１８に対してガバナ二次圧の測定を要求する前述の処理(図４のステップ８６)を繰り返す。これにより、ガバナ制御装置１８では、圧力センサ２８によって所定時間周期でガバナ二次圧を測定することが所定回数繰り返され、各回の測定で得られたガバナ二次圧の測定値が管理サーバ５０に通知される。

なお、上記では管理サーバ５０とガバナ制御装置１８との間のインタフェースとして、管理サーバ５０から要求される都度、ガバナ制御装置１８がガバナ二次圧を測定して測定結果を通知するインタフェースを採用しているが、これに限定されるものではない。例えば、管理サーバ５０から１回要求されると、ガバナ制御装置１８が所定時間間隔でガバナ二次圧を所定回数測定し、各回の測定結果を一度に通知するインタフェースを採用してもよい。

管理サーバ５０は、判定対象の供給ブロック１２のガバナ制御装置１８からガバナ二次圧の測定値を所定回数取得すると、取得した所定数の測定値が表すガバナ二次圧の時間変化に基づき、一定時間内のガバナ二次圧の降下量を基準値と比較することで、判定対象の供給ブロック１２におけるガス漏洩の有無を判定する(図４のステップ９４も参照)。なお、上述したステップ８４〜９４は本発明における判定部による処理の一例である。

前述のように、ガバナ二次圧の測定及びガスの漏洩判定は、判定対象の供給ブロック１２のガバナ制御装置１８よりガバナ部遮断弁２２の閉弁が通知されてから、ステップ８２で推定した圧力振動収束時間Ｔが経過し、図５に「圧力振動減衰」として示すように、ガバナ二次圧の比較的大きな振幅かつ周期的な変動が収まった後に行われるので、ガスの漏洩判定を高精度に行うことができる。

また、地震が発生してガバナ部遮断弁２２が閉弁されてから一定時間後にガバナ二次圧の測定及びガスの漏洩判定を行う場合は、供給ブロック１２がどのような構成であっても、ガバナ二次圧の圧力振動が確実に収まってからガバナ二次圧の測定及びガスの漏洩判定が行われるように、前記一定時間を比較的長い時間に設定する必要がある。これに対して本実施形態では、推定した圧力振動収束時間Ｔが経過するとガバナ二次圧の測定及びガスの漏洩判定を行うので、地震等の災害が発生してガスの供給が一時的に遮断され、ガス配管の損傷によるガス漏洩等が生じていない場合に、ガスの供給が再開される迄の所要時間を短縮することができる。

続いて管理サーバ５０は、ガスの漏洩判定の結果、ガスの漏洩有りと判定したか否か判定する(図４のステップ９６も参照)。ガバナ二次圧が、圧力振動収束時間Ｔが経過した以降に、例えば図５に符号「Ａ」を付して示すように推移していた場合は、一定時間内のガバナ二次圧の降下量が基準値未満となることで、ガスの漏洩無しと判定される(ステップ９６の判定が否定される)。この場合、管理サーバ５０は、判定対象の供給ブロック１２のガバナ制御装置１８に対してガバナ部遮断弁２２の開弁を指示する(図４のステップ９８も参照)。

これにより、判定対象の供給ブロック１２のガバナ制御装置１８はガバナ部遮断弁２２を開弁する(図４のステップ１００も参照)。また、その後、判定対象の供給ブロック１２のマイコンメータ３２においても、需要者側遮断弁３４が自動的に又は手動で開弁される(図４のステップ１０２も参照)。これに伴い、判定対象の供給ブロック１２は、ガス供給源Ｇから複数のガス機器Ｅへガスが供給される状態に復帰する。なお、前述のステップ９８は、本発明における制御部による処理の一例である。

一方、ガバナ二次圧が、圧力振動収束時間Ｔが経過した以降に、例えば図５に符号「Ｂ」を付して示すように推移していた場合は、一定時間内のガバナ二次圧の降下量が基準値以上となることで、ガスの漏洩有りと判定される(ステップ９６の判定が肯定される)。この場合、管理サーバ５０は、配管が損傷した場合に修復作業を行う作業者に対し、ガスの漏洩有りと判定したことを通知する(図４のステップ１０４も参照)。この場合、損傷した配管を修復する作業が作業者によって行われる。また、配管の損傷が修復される迄の間、ガスの供給を停止している状態が継続される(図４のステップ１０６も参照)。

なお、圧力振動収束時間Ｔの推定は、平均管径を用いることに限られるものではなく、圧力振動収束時間Ｔと相関する複数の特徴量のうち、平均管径以外の特徴量を用いてもよい。特に、後掲の表１に示すように、平均管径、平均体積及び平均管断面積は圧力振動収束時間Ｔとの相関が大きいので、圧力振動収束時間Ｔの推定精度の観点からは、平均管径以外の特徴量であれば平均体積又は平均管断面積を用いることがより好ましいが、本発明は、圧力振動収束時間Ｔと相関する複数の特徴量のうちの何れの特徴量を用いることも権利範囲に含んでいる。

また、圧力振動収束時間Ｔの推定は、単一の特徴量を用いることに限られるものではなく、圧力振動収束時間Ｔと相関する複数の特徴量を用いて圧力振動収束時間Ｔを推定するようにしてもよい。複数の特徴量を用いた圧力振動収束時間Ｔの推定は、例えば、個々の特徴量を用いて圧力振動収束時間を各々推定した後に、複数の推定値の重み付き平均値を圧力振動収束時間Ｔとして演算することで行うことができる。重み付き平均値に用いる重み係数としては、例えば後掲の表１に記載の相関係数を正規化した値などを用いることができる。また、重回帰分析等の多変量統計解析を適用することで、複数の特徴量から圧力振動収束時間Ｔを直接推定する推定式を求め、当該推定式を用いて圧力振動収束時間Ｔを推定することも可能である。

また、管理サーバ５０とマイコンメータ３２とも通信回線を介して通信可能とし、ガバナ制御装置１８からガバナ部遮断弁２２の閉弁が通知され、かつマイコンメータ３２から需要者側遮断弁３４の閉弁が通知されてからの時間が、圧力振動収束時間Ｔに達したか否かを判定することで、ガバナ二次圧の測定及びガスの漏洩判定を行うか否かを判定するようにしてもよい。また、マイコンメータ３２の需要者側遮断弁３４が一旦閉弁された後の開弁を、管理サーバ５０が指示することで行わせるようにしてもよい。

また、上記では供給ブロック１２内の流体の輸送がガバナ部遮断弁２２及び需要者側遮断弁３４によって遮断される都度、記憶部５６に記憶された最新の供給ブロック情報６２を読み出して、圧力振動収束時間Ｔを推定する態様を説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、記憶部５６に記憶された供給ブロック情報６２が更新される都度、対応する供給ブロック情報６２が更新された供給ブロック１２における圧力振動収束時間Ｔを推定し、推定した圧力振動収束時間Ｔを記憶部５６に記憶させるようにしてもよい。

また、上記では圧力振動収束時間Ｔを管理サーバ５０で推定する態様を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、圧力振動収束時間Ｔを推定する機能を個々の供給ブロック１２のガバナ制御装置１８に設け、個々の供給ブロック１２のガバナ制御装置１８において、収束時間推定情報６０(第１情報)及び供給ブロック情報６２(第２情報)の少なくとも一方を管理サーバ５０から取得して、圧力振動収束時間Ｔを推定するように構成してもよい。この場合、管理サーバ５０とガバナ制御装置１８が協働することで、本発明に係る漏洩監視装置が実現されることになる。

また、本発明における流体はガスに限られるものではなく、例えば空気等であってもよいし、気体に限らず液体であってもよい。

また、ガバナ制御装置１８のガバナ部遮断弁２２が一旦閉弁された後の開弁状態への復帰は、作業者が手動で行うようにしてもよく、本発明はこのような態様にも適用可能である。

また、上記では本発明に係る漏洩監視プログラムの一例である漏洩判定プログラム６６が記憶部５６に予め記憶（インストール）されている態様を説明したが、本発明に係る漏洩監視プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記録されている形態で提供することも可能である。

続いて、本願発明者等が実施した解析について説明する。この解析では、実在する１４９の供給ブロックについて、個々の供給ブロックの幾何形状を基に一次元解析モデルを各々作成し、ガバナ及びマイコンメータの遮断を模擬した条件での一次元流体解析を各々実施することで、それぞれの供給ブロックにおける圧力振動収束時間(圧力振動の振幅が±0.04kPaに減衰する迄の時間)を推定した。結果を図６に示す。

また、個々の供給ブロックの特徴量として「平均管径」「平均体積」「平均管長」「平均滞留時間」「ガスの消費量の分布の重心位置とガバナとの距離」「供給ブロックの面積」「分岐点の数」「ループ数」「平均管断面積」「総延長」及び「総体積」を用い、個々の供給ブロック毎に上記各特徴量の値を求めた。個々の特徴量と圧力振動収束時間Ｔとの関係を示す散布図を図７〜図１７に示す。そして、個々の特徴量毎に、単回帰分析により圧力振動収束時間との相関を評価した。結果を次の表１に示す。

表１からも明らかなように、各特徴量の何れも相関係数Ｒ＞０であり、圧力振動収束時間Ｔと相関している。従って、これらの特徴量のうちの少なくとも１つを用いれば圧力振動収束時間Ｔを推定可能であることが明らかになった。また、「平均管径」「平均体積」及び「平均管断面積」は相関係数Ｒが特に高く、これらの特徴量のうちの少なくとも１つを用いれば圧力振動収束時間Ｔをより高い精度で推定できることが明らかになった。

１０…ガス供給システム、１２…供給ブロック、１４…ガス供給管、１６…分岐管、１８…ガバナ制御装置、２２…ガバナ部遮断弁、２４…ガバナ側加速度計、２６…ＳＩ値演算部、２８…圧力センサ、３０…ガバナ部遮断弁開閉部、３２…マイコンメータ、３４…需要者側遮断弁、３６…マイコン側加速度計、３８…ＳＩ値演算部、４０…遮断制御部、５０…管理サーバ、５２…ＣＰＵ、５６…記憶部、６０…収束時間推定情報、６２…供給ブロック情報、６６…漏洩判定プログラム

Claims (7)

1. 流体の供給源から前記流体の消費地への前記流体の輸送に用いられる配管網のうち、前記流体の入口側及び出口側に前記流体の通過を遮断可能な遮断部が各々設けられた供給ブロックの互いに異なる特徴を各々表し、前記供給ブロック内の前記流体の輸送が前記遮断部によって遮断されてから前記供給ブロック内で前記流体の圧力振動が収まる迄の収束時間と相関する複数の特徴量のうちの少なくとも１つの特定特徴量と、前記収束時間と、の関係を表す第１情報を記憶する記憶部と、
   前記記憶部に記憶された第１情報と、判定対象の前記供給ブロックにおける前記特定特徴量の値を表す第２情報と、に基づいて、判定対象の前記供給ブロックにおける前記収束時間を推定する推定部と、
   判定対象の前記供給ブロック内の前記流体の輸送が前記遮断部によって遮断されてから、前記推定部によって推定された前記収束時間が経過すると、判定対象の前記供給ブロック内における前記流体の圧力の時間変化に基づいて、判定対象の前記供給ブロック内における前記流体の漏洩の有無を判定する判定部と、
   を含む漏洩監視装置。
2. 前記第２情報は、個々の供給ブロック毎に前記記憶部に記憶されると共に、前記供給ブロックの構成が変更される毎に、構成が変更された前記供給ブロックに対応する第２情報が、構成が変更された前記供給ブロックの最新の構成に対応する値へ変更され、
   前記推定部は、前記記憶部に記憶された前記第２情報が更新される都度、更新された前記第２情報に対応する前記供給ブロックにおける前記収束時間を推定し、推定した前記収束時間を前記記憶部に記憶させておくか、前記供給ブロック内の前記流体の輸送が前記遮断部によって遮断される都度、前記記憶部に記憶された最新の前記第２情報を読み出して、前記流体の輸送が前記遮断部によって遮断された前記供給ブロックにおける前記収束時間を推定する請求項１記載の漏洩監視装置。
3. 前記判定部により判定対象の前記供給ブロック内における前記流体の漏洩が無いと判定された場合に、判定対象の前記供給ブロックのうち、少なくとも前記流体の前記入口側に設けられた前記遮断部を、前記流体の通過を遮断しない状態へ切り替える制御部を更に含む請求項１又は請求項２記載の漏洩監視装置。
4. 前記複数の特徴量には、前記供給ブロック内における配管の口径の平均値を表す平均管径、前記供給ブロック内における前記配管１本当たりの体積の平均値を表す平均体積、前記供給ブロック内における前記配管１本当たりの長さの平均値を表す平均管長、前記供給ブロック内における前記流体の平均滞留時間、前記供給ブロック内における前記流体の消費量の分布の重心位置と前記配管の入口側に設けられた前記遮断部との距離、前記供給ブロックの外形が占める面積を表す供給ブロックの面積、前記供給ブロック内で配管が複数箇所で分岐している構成の場合の前記供給ブロック内における配管の分岐点の数、前記供給ブロック内で配管のループが形成されている構成の場合の前記供給ブロック内における配管のループ数、前記供給ブロック内における配管の平均管断面積、前記供給ブロック内における前記配管の総長さを表す総延長、及び、前記供給ブロック内における前記配管の総体積が含まれる請求項１〜請求項３の何れか１項記載の漏洩監視装置。
5. 前記複数の特徴量のうちの少なくとも１つには、前記供給ブロック内における配管の口径の平均値を表す平均管径、前記供給ブロック内における前記配管の体積の平均値を表す平均体積、及び、前記供給ブロック内における配管の平均管断面積の少なくとも１つが含まれる請求項１〜請求項３の何れか１項記載の漏洩監視装置。
6. コンピュータに、
   流体の供給源から前記流体の消費地への前記流体の輸送に用いられる配管網のうち、前記流体の入口側及び出口側に前記流体の通過を遮断可能な遮断部が各々設けられた供給ブロックの互いに異なる特徴を各々表し、前記供給ブロック内の前記流体の輸送が前記遮断部によって遮断されてから前記供給ブロック内で前記流体の圧力振動が収まる迄の収束時間と相関する複数の特徴量のうちの少なくとも１つの特定特徴量と、前記収束時間と、の関係を表す第１情報を取得すると共に、判定対象の前記供給ブロックにおける前記特定特徴量の値を表す第２情報を取得し、
   取得した第１情報及び第２情報に基づいて、判定対象の前記供給ブロックにおける前記収束時間を推定し、
   判定対象の前記供給ブロック内の前記流体の輸送が前記遮断部によって遮断されてから、前記推定した前記収束時間が経過すると、判定対象の前記供給ブロック内における前記流体の圧力の時間変化に基づいて、判定対象の前記供給ブロック内における前記流体の漏洩の有無を判定する
   ことを含む処理を行わせる漏洩監視方法。
7. コンピュータに、
   流体の供給源から前記流体の消費地への前記流体の輸送に用いられる配管網のうち、前記流体の入口側及び出口側に前記流体の通過を遮断可能な遮断部が各々設けられた供給ブロックの互いに異なる特徴を各々表し、前記供給ブロック内の前記流体の輸送が前記遮断部によって遮断されてから前記供給ブロック内で前記流体の圧力振動が収まる迄の収束時間と相関する複数の特徴量のうちの少なくとも１つの特定特徴量と、前記収束時間と、の関係を表す第１情報を取得すると共に、判定対象の前記供給ブロックにおける前記特定特徴量の値を表す第２情報を取得し、
   取得した第１情報及び第２情報に基づいて、判定対象の前記供給ブロックにおける前記収束時間を推定し、
   判定対象の前記供給ブロック内の前記流体の輸送が前記遮断部によって遮断されてから、前記推定した前記収束時間が経過すると、判定対象の前記供給ブロック内における前記流体の圧力の時間変化に基づいて、判定対象の前記供給ブロック内における前記流体の漏洩の有無を判定する
   ことを含む処理を行わせるための漏洩監視プログラム。