JP6471035B2 - 漏水発生位置推定装置、システムおよび方法 - Google Patents

Description

本発明は、配水管網中の漏水発生位置の推定装置、システムおよび方法に関する。

特許文献１は、「異常の地理的位置を決定する計算方法で、前記計算方法は、地区またはゾーン内での異常の確からしい地理的位置を一つ統計的に決定するよう設計されたテストを複数実行し、なお、各テストの実行は結果一つを生成し、また、前記計算方法は、複数のテストの結果を統合して異常の決定された確からしい位置に関するスコアを生成する」と記載している。

ＵＳ Ｐａｔｅｎｔ ８，５８３，３８６

特許文献１の方法で漏水発生を異常としてその位置を決定する場合、漏水発生とほぼ同時に他要因による配水状態の変化があると、漏水発生による配水状態の変化に加えて他要因による配水状態の変化も圧力計などのメータデータに影響する。したがって、特許文献１の方法では、他要因による配水状態の変化の影響を受けて漏水発生位置として誤った位置を提示してしまう。他要因による配水状態の変化の例としては、漏水発生の影響による需要量の減少がある。

そこで、本発明では、需要量変化を含む他要因による配水状態の変化の影響があっても、漏水発生位置を推定できる漏水発生位置推定装置システムおよび方法を提供する。

開示する漏水発生位置推定装置は、配水管網に配置された複数のセンサの第１の計測値を収集する計測値収集部、センサの第１の計測値に基づいて、所定の配水状態における予測計測値を予測する計測値予測部、漏水発生をイベントとするイベントデータの受信に応答して、漏水発生の後のセンサの第２の計測値と、計測値予測部によって予測された、第２の計測値を計測した配水状態と同じ配水状態における予測計測値とから指標値を計算する指標値計算部、および、複数のセンサの配置と、複数のセンサ間の指標値の大小比較に基づく漏水発生位置との位置関係を満足する地域を漏水発生の位置として推定する位置推定部を有する。

開示する漏水発生位置推定装置によれば、他要因による配水状態の変化があっても漏水発生位置を推定できる。

漏水発生位置推定システムの構成図である。 漏水発生位置推定装置のハードウェア構成図である。 ＤＭＡの構成例である。 漏水発生にともなうセンサの計測値の時系列変化を示す図である。 漏水発生前の計測値の予測例を示す図である。 境界水頭および漏水量を含む配水流量の同じ条件における、指標値の地理的変化を示す図である。 漏水発生位置の画面表示の例である。 複数の流入経路を有するＤＭＡの構成例である。 音響レベルセンサが設置されたＤＭＡの構成例である。

以下、実施例を図面を用いて説明する。

図１は、配水管網中の圧力センサの計測値にもとづいて漏水発生位置を推定する漏水発生位置推定システム１００の構成図である。漏水発生位置推定システム１００は、漏水発生位置推定装置１０１、漏水発生イベント検知装置１０２、および計測値収集装置１０３を含む。

計測値収集装置１０３は、対象の配水管網の状態を計測するセンサ１９１からセンサ計測値を収集し、収集したセンサ計測値を漏水発生位置推定装置１０１および漏水発生イベント検知装置１０２に送信する。

漏水発生イベント検知装置１０２は、計測値収集装置１０３からセンサ計測値を受信し、受信したセンサ計測値に基づいて漏水発生を含む異常発生を検知し、検知した異常発生の情報をイベントデータとして漏水発生位置推定装置１０１に送信する。漏水発生イベント検知装置１０２が送信するイベントデータは、イベントの種類、異常が発生したＤＭＡ(District Metered Area)および異常発生の時刻に関する情報を含む。また、イベントの種類には、少なくとも漏水発生を含む。漏水発生イベント検知装置１０２は、異常発生検知処理に、統計的機械学習などの任意の技術を利用する。

漏水発生位置推定装置１０１は、イベントデータ受信部１１１、計測値予測部１１２、指標値計算部１１３、位置推定部１１４、計測値収集部１３１、および位置表示部１３２の各処理部、並びに、計測値記憶部１２１、センサ配置記憶部１２２、および位置記憶部１２３の各記憶部、を有する。

イベントデータ受信部１１１は、漏水発生イベント検知装置１０２より、漏水発生イベントを含むイベントデータを受信し、受信したイベントデータを計測値予測部１１２に出力する。イベントデータ受信部１１１は、イベントデータが漏水発生イベントデータである場合は、漏水発生イベントデータを指標値計算部１１３に出力する。

計測値予測部１１２は、計測値記憶部１２１から計測値データを読み出し、イベントデータ受信部１１１からのイベントデータを入力し、計測値データを取得した配水状態と同じの配水状態におけるセンサ計測値を予測し、予測したセンサ計測値（以下、予測計測値）を指標値計算部１１３に出力する。予測処理、および、配水状態の詳細は、図５の説明で後述する。

指標値計算部１１３は、計測値記憶部１２１から計測値を読み出し、計測値予測部１１２からの予測計測値を入力し、イベントデータ受信部１１１からの漏水発生イベントデータを入力する。指標値計算部１１３は、イベントデータに含まれる漏水発生ＤＭＡ内の各センサの、計測値記憶部１２１から読み出した計測値と計測値予測部１１２から入力した予測計測値とから、漏水発生イベントデータに対応する漏水位置と管網中のセンサの位置との位置関係の指標値を計算し、求めた指標値を位置推定部１１４に出力する。指標値の計算処理の詳細は、図６の説明で後述する。

位置推定部１１４は、指標値計算部１１３からの各センサの指標値を入力し、センサ配置記憶部１２２からセンサ配置情報を読み出し、指標値のセンサ間の大小比較に基づく漏水発生位置との位置関係を満足する地域を漏水発生の位置として推定し、推定した漏水発生位置を位置記憶部１２３に格納する。位置推定処理の詳細は、図６の説明で後述する。

計測値記憶部１２１は、計測値収集部１３１から管理対象の配水管網に設置された複数のセンサの計測値を受信し、受信した計測値を格納する。格納した計測値は、指標値計算部１１３および計測値予測部１１２により読み出される。

センサ配置記憶部１２２は、管理対象の配水管網に設置されたセンサの位置を含むセンサ配置情報を格納する。格納したセンサ配置情報は、位置推定部１１４により読み出される。センサ配置情報は、センサの位置に加えて、例えば圧力センサ、流量センサ、音聴レベルセンサのようなセンサの種別と、センサの設置標高等を含む。

位置記憶部１２３は、位置推定部１１４から漏水発生位置の推定結果である漏水発生位置を入力し、入力した漏水発生位置を格納する。格納した漏水発生位置は、位置表示部１３２により読み出される。

計測値収集部１３１は、計測値収集装置１０３から管理対象の配水管網に設置された複数のセンサの計測値を受信し、計測値記憶部１２１に格納する。

位置表示部１３２は、位置記憶部１２３から漏水発生位置の推定結果である漏水発生位置を読み出し、漏水発生位置推定装置１０１の操作者に提示する。例えば、位置表示部１３２は、ディスプレイのウィンドウに漏水発生位置を操作者に表示する。操作者が漏水発生位置を認識できればよく、操作者の持つスマートフォンやタブレット等のスマートデバイス上に表示してもよい。また、位置表示部１３２は、漏水発生位置が予め設定された条件を満たす場合、例えば、特定の地域が漏水発生位置と推定された場合には、メールやアラーム等でプッシュ型の通知を行ってもよい。

図２は、漏水発生位置推定装置１０１のハードウェア構成図である。漏水発生位置推定装置１０１は、ＣＰＵ２０１、メモリ２０２、通信制御部２０３、入力部２０４、表示部２０５、および周辺機器ＩＦ部２０６が、バス２１０により接続される専用ハードウェアまたはコンピュータである。

ＣＰＵ２０１は、メモリ２０２上のプログラムを実行する。メモリ２０２は、プログラム、テーブル等を一時記憶する。通信制御部２０３は、ネットワーク２２０と接続されている。入力部２０４は、キーボード、マウス等である。表示部２０５は、図１の説明のディスプレイである。周辺機器ＩＦ部２０７は、プリンタ等とのインタフェースである。

図１と図２との対比から明らかなように、図１の漏水発生位置推定装置１０１は、ＣＰＵ２０１が各処理部のプログラムを実行することで実現している。漏水発生位置推定装置１０１と漏水発生イベント検知装置１０２を、一つの専用ハードウェアやコンピュータ上に異なるプログラムとして実現してもよい。

図３は、漏水発生位置推定装置１０１の管理対象となる配水管網のうち１つのＤＭＡの構成例である。一般的に、ＤＭＡは、配水管網の一部分で、隣接する管網と水の流入出のある管が少数、多くの場合は１つに限定されており、また全ての流入出管で流量が計測される。配水管網は多数のＤＭＡから構成される。

図３は、ＤＭＡの一例であり、配水管３５１等の管を含む。破線で示す区域３４０は、流入出管が配水池３０１からの１つの流入管に限定され、その流入管には流量センサ３１０が設置されたＤＭＡであるので、区域３４０をＤＭＡ３４０と呼ぶ。ＤＭＡ３４０には、複数の圧力センサ３２０−３２５が設置されている。

計測値収集装置１０３が計測値を収集するセンサ１９１は、ＤＭＡ３４０の例では、流量センサ３１０および圧力センサ３２０−３２５である。圧力センサ３２０は、ＤＭＡ３４０に流入する地点での圧力を計測する。流入地点の圧力を、以下、流入圧力と呼ぶ。圧力センサ３２１−３２５のように、ＤＭＡの流入地点ではなく、ＤＭＡの内部に設置されているセンサを、管網中のセンサを呼ぶ。

図４は、漏水発生にともなうセンサの計測値の時系列変化（トレンド）を示す図である。図４を参照して、計測値記憶部１２１に格納されるセンサの計測値の例と、漏水発生位置推定処理の開始について説明する。図４は、漏水発生の前後における配水流量トレンド４１１、流入圧力トレンド４１２、圧力１トレンド４１３を示している。配水流量トレンド４１１は、流量センサ３１０の計測値の時系列変化である。流入圧力トレンド４１２は、圧力センサ３２０の計測値の時系列変化である。圧力１トレンド４１３は、圧力センサ３２１−３２５の一つの計測値の時系列変化である。

計測値収集部１３１は、図４のように、所定の周期、例えば１−５分周期で、各センサの計測値を収集し、計測値記憶部１２１に格納する。図４の例では、時刻４６１が漏水発生時刻である。時刻４６２に漏水発生イベント検知装置１０２が漏水発生を検知し、漏水発生イベントデータをイベントデータ受信部１１１に送信する。

漏水発生位置推定装置１０１は、イベントデータ受信部１１１が漏水発生イベントデータを受信した時刻４６２以降に、指標値計算部１１３に漏水発生イベントデータの入力に応答した指標値計算部１１３の実行開始をもって、漏水発生位置の推定処理を始める。漏水発生イベントデータのイベントデータ受信部１１１による受信に応答して、漏水発生位置推定装置１０１は漏水発生位置の推定処理を始めると言ってもよい。漏水発生位置推定装置１０１は、以降、例えば時刻４６３−４６５のように定期的に、漏水発生位置の推定処理を繰り返す。

図５は、計測値予測部１１２による、漏水発生前の計測値の予測例を示す図である。縦軸は、流量センサ３１０による配水流量４１１の計測値である。また、横軸は圧力損失、すなわち、圧力センサ３２０による流入圧力４１２の計測値と、圧力センサの計測値４１３との差である。

計測値予測部１１２は、センサごとに、また各イベントデータに含まれるイベント発生時刻の間の時間帯ごとに、計測値を予測する予測カーブ（図５の破線５１１）を生成する。イベントの種別は、漏水発生に加えて、バルブ開放、バルブ閉止、漏水の隔離（修理）などがある。

図５において、配水流量４１１と圧力損失との関係の実績値（白丸印）５０１は、計測値予測部１１２が入力したある漏水発生イベントデータに含まれる漏水発生時刻と、その直前のイベント（漏水発生イベント以外のイベント）発生時刻との間の時間帯の実績値を表す。また、実績値（斜線網掛けの丸印）５０２は、漏水発生時刻後の時刻の実績値を示す。換言すると、実績値５０１は漏水発生より前の実績値であり、実績値５０２は、漏水発生後の実績値である。

計測値予測部１１２は、漏水発生時刻の前の時間帯の複数の実績値５０１を用いて、実績値間の相関関係を示す予測カーブ５１１を推定する。また、計測値予測部１１２は、予測カーブ５１１に加えて、相関関係の誤差レベルを示す予測カーブ誤差範囲５２１−５２２も推定する。予測カーブ５１１および予測カーブ誤差範囲の推定処理には、例えば最小二乗法などの統計的手法や統計的機械学習の手法を利用する。

続いて、計測値予測部１１２は、入力した計測値と同じ配水状態における予測計測値を計算する。配水状態は、少なくとも境界水頭、および漏水量を含む配水流量である。ある地点の水頭は、その地点の配水管の標高と、この配水管内の圧力値を標高に換算した値の和であるため、ここでは、境界水頭は流入圧力４１２に相当する。

漏水発生後の実績値５０２を、入力した計測値から計算された点（配水流量と圧力損失の関係を示す点）とすると、計測値予測部１１２は、予測カーブ５１１上で、実績値５０２と同じ配水流量における圧力損失値を算出する（予測カーブ５１１上で、実績値５０２の配水流量に対応する圧力損失を求める。）。さらに、入力した計測値に対応する流入圧力４１２から算出した圧力損失値を引いた値を計算し、この値を予測計測値とする。また、計測値予測部１１２は、予測カーブ誤差範囲を用いて、予測計測値の誤差範囲を同様に計算する。なお、実績値５０２の配水流量は、漏水による流量の増加分を含んでいる。また、上記の縦軸・横軸の選び方は例であり、境界水頭および漏水量を含む配水流量を同じにして予測ができれば、任意の予測モデルを利用することができる。

なお、計測値予測部１１２が漏水発生以外の各イベント発生時刻の間の時間帯ごとに予測カーブを生成することで、漏水発生位置推定装置１０１は、複数の漏水発生以外のイベントが生じた後に漏水が発生したとしても、漏水発生位置を推定できる。例えば、工事に伴うバルブの開放や閉止があった数時間後に、漏水が発生した場合、バルブの開放や閉止の後の実績値から予測カーブを生成することでより確からしい漏水発生位置を推定できる。

図６は、配水状態である、境界水頭および漏水量を含む配水流量が同じ条件における、指標値の地理的変化を示す図である。現実の配水管網は、二次元的に広がっているが、図６では便宜上、一次元的な例で説明する。グラフ横軸は、配水池３０１からの距離であり、左端が配水池３０１で、右にいくほど配水池３０１からの距離が遠い地点であることを示す。

流出量６１１および６１２は、漏水発生後および漏水発生前の、需要と漏水を合わせた流出量の分布を示す。漏水量を含む配水流量が同じとしているため、漏水発生位置６５０での流出量増加により、それ以外の地点での流出量は減少する。

水頭６２１および６２２は、漏水発生後および漏水発生前の、水頭の分布を示す。計測値予測部１１２は、漏水発生前の水頭６２２の圧力センサでの値を計算している。

漏水発生後の水頭６２１から、漏水発生前の水頭６２２を引いた値（差）が、水頭差６３１である。漏水発生前後で、標高は変化しないため、水頭差６３１は、圧力値の漏水発生による減少値と等しい。

漏水による流出量の変化により、漏水発生位置は、水頭差が負の地点、例えば地点６６４の下流側ではない。また、地点６６１−６６４のように、漏水発生位置に近いほど、水頭差が大きい値をとる。漏水発生位置との距離と水頭差の関係は、漏水を原因とする圧力低下により、漏水下流で需要が減少することの影響を受けない。

指標値計算部１１３は、水頭差の推定値として、管網中の各圧力センサについて、漏水発生イベント後の圧力センサでの圧力計測値の、予測圧力値からの減少値を指標値として計算する。

すなわち、指標値計算部１１３は、管網中の各圧力センサについて、計測値記憶部１２１から読み出した圧力センサの計測値から、計測値予測部１１２から入力した圧力センサの予測圧力値を引き、その差を指標値として位置推定部１１４に出力する。

また、指標値計算部１１３は、指標値の計算と共に、計測値予測部１１２より予測圧力値の誤差範囲を入力し、誤差範囲の正負方向を反転した範囲を、指標値の誤差範囲として位置推定部１１４に出力する。

また、指標値計算部１１３は、最新の圧力計測値にもとづいて指標値を計算するのに加えて、受信した漏水イベントデータに記録された漏水発生時刻以降の複数の時刻についてそれぞれ指標値を計算し、複数の時刻の指標値を時系列として位置推定部１１４に出力してもよい。複数の時刻の例としては、図4の時刻４６２−４６５の各時刻のように、漏水発生時刻４６２以降の所定間隔（所定周期）での時刻を選ぶことができる。

位置推定部１１４は、複数のセンサの配置と、複数のセンサの指標値の、センサ間の大小比較とに基づいて、指標値が負の圧力センサの下流ではない地域で、指標値がＤＭＡ内で最大（他の圧力センサの指標値より大）の圧力センサの近隣である地域を漏水発生の位置として推定する。

位置推定部１１４は、管網中の上下流関係として、センサ配置記憶部１２２に格納された固定的な上下流関係を利用する。例えば、センサ配置記憶部１２２がＤＭＡ３４０を更に細かく分割したエリアと、各エリアとセンサ間の上下流関係をセンサ配置記憶部１２２に格納しておき、位置推定部１１４はエリアとセンサ間の上下流関係を用いて、漏水発生位置と推定するエリアを限定することができる。

位置推定部１１４は、指標値計算部１１３から入力した指標値の誤差範囲を用いて、誤差範囲を考慮した大小比較により漏水発生位置を推定してもよい。指標値が負の圧力センサの判定、すなわち、指標値の０との大小比較（指標値の正負の判定）と、指標値が最大の圧力センサの特定のための、指標値の圧力センサ間での大小比較において、位置推定部１１４は、例えば下記の誤差範囲を考慮した大小比較を用いる。

位置推定部１１４による圧力センサ間の大小比較を、２つの圧力センサＡおよびＢの指標値の比較を例にとって説明する。位置推定部１１４は、圧力センサＡの指標値の誤差下限値よりも、圧力センサＢの指標値の誤差上限値が小さいときに、圧力センサＡの指標値が圧力センサＢの指標値より大きいと判定する。

位置推定部１１４は、指標値計算部１１３から複数の時刻の指標値を時系列で入力する場合、複数の時刻の指標値からそれぞれ推定される地域の重なる地域を漏水発生位置として推定してもよい。

位置推定部１１４は、各時刻の指標値からでも漏水発生位置を推定できるが、複数の時刻で漏水発生位置として推定される地域に絞り込むことで、長期間の指標値の推移に基づいたより正確な漏水発生位置を推定できる。

漏水発生位置推定装置１０１は、指標値計算部１１３および位置推定部１１４が、漏水量をふくむ配水流量が同じであることを条件にして水頭差を比較することで、需要量の変化の影響があっても漏水発生位置とセンサ位置との関係を特定できる。

図７は、漏水発生位置の画面表示の例である。位置表示部１３２は、漏水発生位置を画面表示する。位置表示部１３２がディスプレイ等に表示する位置表示ウィンドウ７０１は、ＤＭＡ選択ボックス７０２、位置表示パネル７０３、指標値表示パネル７０４を有する。

位置表示部１３２は、漏水発生位置推定装置１０１が受信した漏水発生イベントデータに含まれるＤＭＡに関する漏水発生位置を表示する。ただし、位置表示部１３２は、操作者がＤＭＡ選択ボックス７０２を操作することによって、位置表示パネル７０３に表示する対象のＤＭＡを変更する。

位置表示部１３２は、位置表示パネル７０３に、位置推定部１１４が推定した漏水発生位置を表示する。図７では、領域７６１の網掛け部として漏水発生位置を表示している。位置表示部１３２は、指標値表示パネル７０４に、指標値計算部１１３が計算した各センサの指標値を表示する。図７では、センサＩＤ、指標値、センサ種別を表示している。

以上のように、漏水発生位置推定装置１０１は、需要量変化を含む他要因による状態変化の影響があっても、漏水発生位置を推定し、推定した漏水発生位置を操作者に提示できる。

本実施例では、圧力センサ計測値、センサ設置標高値、および隣接センサ間の管網接続関係から、隣接センサおよび地域間の上下流関係を推定する漏水発生位置推定装置について説明する。漏水発生位置推定装置の構成と処理の大部分は実施例１と同様であるので、相違点を中心に説明する。

図８は、漏水発生位置推定の対象となる配水管網のうち複数の流入経路を有する１つのＤＭＡの構成例である。図３のＤＭＡと比較して、配水池８０２、流量センサ８１１、圧力センサ８２９が追加されている。

図８のように、複数の流入経路（配水池）を有するＤＭＡ３４０の場合、漏水発生に加えて、境界水頭や配水流量の配水状態に依存して管網中の流向が変化し、隣接センサおよび地域間の上下流関係が変化する傾向が強まる。

そこで、本実施例の位置推定部１１４は、センサ設置標高値、および隣接センサ間の管網接続関係をセンサ配置記憶部１２２から追加して入力し、隣接センサおよび地域間の上下流関係を、圧力センサ計測値、センサ設置標高値、および隣接センサ間の管網接続関係から推定する。

図６の例のように、上流から下流へ向けて水頭は減少するので、圧力センサ計測値からセンサ位置の水頭値を計算することで、センサ間の上下流関係を推定できる。

位置推定部１１４は、圧力センサ計測値を標高値に換算した値に、センサ設置標高値を加算し、各センサの水頭値を計算する。続いて位置推定部１１４は、センサ間の水頭値の大小比較から、管網で接続された隣接センサとのいずれが上流または下流かを判定する。各センサの上下流関係と、管路接続関係から、センサ付近の地域についても上下流関係を推定する。

位置推定部１１４は、推定した上下流関係にもとづいて、漏水発生位置を推定する。この推定処理は、実施例１と同様のため、説明は省略する。

上下流関係をセンサ計測値から動的に推定することで、漏水発生位置推定装置１０１は、複数の流入経路を有するＤＭＡなどであっても、より精度よく漏水発生位置を推定できる。

本実施例では、圧力センサに加えて、音響レベルセンサが設置された配水管網を管理対象とする漏水発生位置推定装置について説明する。漏水発生位置推定装置の構成と処理の大部分は実施例１と同様であるので、相違点を中心に説明する。

図９は、漏水発生位置推定の対象となる配水管網のうち、音響レベルセンサの設置された１つのＤＭＡの構成例である。図３のＤＭＡと比較して、音響レベルセンサ９４１−９４４が追加されている。

計測値予測部１１２は、各音響レベルセンサについて、漏水発生前の計測値データのうち、漏水発生後の計測値データと異なる日の同じ時間帯の計測値データ（音響レベル）を計算し、予測計測値として指標値計算部１１３に出力する。

指標値計算部１１３は、各音響レベルセンサについて、入力した計測値から、入力した予測計測値を引いた値を、指標値として位置推定部１１４に出力する。

位置推定部１１４は、実施例１のように、圧力センサの情報から推定した漏水発生位置の範囲内で、さらに、指標値が最大の音響レベルセンサの近隣である地域を漏水発生の位置として推定し、位置記憶部１２３に格納する。

漏水発生位置推定装置１０１は、圧力センサに加えて音響レベルセンサの計測値を活用することで、より精度の高い漏水発生位置を推定できる。

なお、本発明の実施形態は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

１００：漏水発生位置推定システム、１０１：漏水発生位置推定装置、１０２：漏水発生イベント検知装置、１０３：計測値収集装置、１１１：イベントデータ受信部、１１２：計測値予測部、１１３：指標値計算部、１１４：位置推定部、１３１：計測値収集部、１３２：位置表示部。

Claims (15)

1. 配水管網に配置された複数のセンサの第１の計測値を収集する計測値収集部、
   前記センサの前記第１の計測値に基づいて、所定の配水状態における予測計測値を予測する計測値予測部、
   漏水発生をイベントとするイベントデータの受信に応答して、前記漏水発生の後の前記センサの第２の計測値と、前記計測値予測部によって予測された、前記第２の計測値を計測した配水状態と同じ配水状態における前記予測計測値とから指標値を計算する指標値計算部、および
   複数の前記センサの配置と、複数の前記センサ間の前記指標値の大小比較に基づく漏水発生位置との位置関係を満足する地域を前記漏水発生の位置として推定する位置推定部を有することを特徴とする漏水発生位置推定装置。
2. 請求項１に記載の漏水発生位置推定装置であって、
   前記配水状態は、少なくとも境界水頭および配水流量で表すことを特徴とする漏水発生位置推定装置。
3. 請求項２に記載の漏水発生位置推定装置であって、
   複数の前記センサは複数の圧力センサであり、
   前記指標値計算部は、前記漏水発生の後の前記各圧力センサの圧力計測値の、前記予測計測値である予測圧力値からの減少値を、前記各圧力センサの前記指標値とし、
   前記位置推定部は、前記配水管網の、前記指標値が負である、複数の前記圧力センサのうちの第１の圧力センサの下流ではない地域で、前記指標値が、複数の前記センサのうちの他の圧力センサの前記指標値より大である第２の圧力センサの近隣である地域を前記漏水発生の位置として推定することを特徴とする漏水発生位置推定装置。
4. 請求項２に記載の漏水発生位置推定装置であって、
   前記指標値計算部は、さらに前記指標値の誤差上限値と誤差下限値を計算し、
   前記位置推定部は、複数の前記センサの第１のセンサと第２のセンサについて、前記第１のセンサの前記指標値の前記誤差下限値よりも、前記第２のセンサの前記指標値の前記誤差上限値が小さいときに、前記第１のセンサの前記指標値が前記第２のセンサの前記指標値より大きいとする判定に基づいて前記漏水発生の位置を推定することを特徴とする漏水発生位置推定装置。
5. 請求項２に記載の漏水発生位置推定装置であって、
   前記指標値計算部は、前記漏水イベントデータに含まれる前記漏水発生の時刻以降の複数の時刻において前記指標値を計算し、
   前記位置推定部が、複数の前記時刻の前記指標値のそれぞれから推定される複数の前記地域の重なる地域を前記漏水発生の位置として推定することを特徴とする漏水発生位置推定装置。
6. 請求項３に記載の漏水発生位置推定装置であって、
   前記位置推定部は、前記圧力センサ計測値、前記圧力センサの設置標高値、および隣接する前記圧力センサとの間の管網接続関係から、隣接する前記圧力センサおよび前記地域間の上下流関係を推定し、推定した前記上下流関係に基づいて前記漏水発生の位置を推定することを特徴とする漏水発生位置推定装置。
7. 請求項３に記載の漏水発生位置推定装置であって、
   音響レベルセンサが前記配水管網に配置され、
   前記指標値計算部は、前記漏水発生の後の前記音響レベルセンサの音響レベル計測値の、前記予測計測値である予測音響レベル値からの増加値を、前記音響レベルセンサの前記指標値とし、
   前記位置推定部は、前記漏水発生の位置として、前記圧力センサの前記指標値に基づいて推定した前記地域の中で、前記音響レベルセンサの前記指標値が最大の音響レベルセンサの近隣である地域を前記漏水発生の位置として推定することを特徴とする漏水発生位置推定装置。
8. 配水管網の地区内における漏水発生の位置を推定する漏水発生位置推定システムであって、
   前記配水管網に設置された複数のセンサの計測値を収集する計測値収集装置、
   前記計測値収集装置から受信した前記計測値から漏水発生をイベントとして検知する漏水発生イベント検知装置、並びに、
   前記配水管網に配置された前記センサの第１の計測値を収集する計測値収集部、
   前記センサの前記第１の計測値に基づいて、所定の配水状態における予測計測値を予測する計測値予測部、
   前記漏水発生のイベントのイベントデータの受信に応答して、前記漏水発生の後の前記センサの第２の計測値と、前記計測値予測部によって予測された、前記第２の計測値を計測した配水状態と同じ配水状態における前記予測計測値とから指標値を計算する指標値計算部、および
   複数の前記センサの配置と、複数の前記センサ間の前記指標値の大小比較に基づく漏水発生位置との位置関係を満足する地域を前記漏水発生の位置として推定する位置推定部を含む漏水発生位置推定装置を有する漏水発生位置推定システム。
9. 配水道網の地区内における漏水発生の位置を推定する漏水発生位置推定装置における漏水発生位置推定方法であって、前記漏水発生位置推定装置は、
   前記配水管網に設置された複数のセンサの第１の計測値を収集し、
   前記センサの前記第１の計測値に基づいて、所定の配水状態における予測計測値を予測し、
   漏水発生をイベントとするイベントデータの受信に応答して、前記漏水発生の後の前記センサの第２の計測値と、前記第２の計測値を計測した配水状態と同じ配水状態において予測された前記予測計測値とから指標値を計算し、
   複数の前記センサの配置と、複数の前記センサ間の前記指標値の大小比較に基づく漏水発生位置との位置関係を満足する地域を前記漏水発生の位置として推定することを特徴とする漏水発生位置推定方法。
10. 請求項９に記載の漏水発生位置推定方法であって、
    前記配水状態は、少なくとも境界水頭および配水流量で表すことを特徴とする漏水発生位置推定方法。
11. 請求項１０に記載の漏水発生位置推定方法であって、
    複数の前記センサは複数の圧力センサであり、
    前記漏水発生位置推定装置は、
    前記漏水発生の後の前記各圧力センサの圧力計測値の、前記予測計測値である予測圧力値からの減少値を、前記各圧力センサの前記指標値とし、
    前記配水管網の、前記指標値が負である、複数の前記圧力センサのうちの第１の圧力センサの下流ではない地域で、前記指標値が、複数の前記センサのうちの他の圧力センサの前記指標値より大である第２の圧力センサの近隣である地域を前記漏水発生の位置として推定することを特徴とする漏水発生位置推定方法。
12. 請求項１０に記載の漏水発生位置推定方法であって、
    前記漏水発生位置推定装置は、
    さらに前記指標値の誤差上限値と誤差下限値を計算し、
    複数の前記センサの第１のセンサと第２のセンサについて、前記第１のセンサの前記指標値の前記誤差下限値よりも、前記第２のセンサの前記指標値の前記誤差上限値が小さいときに、前記第１のセンサの前記指標値が前記第２のセンサの前記指標値より大きいとする判定に基づいて前記漏水発生の位置を推定することを特徴とする漏水発生位置推定方法。
13. 請求項１０に記載の漏水発生位置推定方法であって、
    前記漏水発生位置推定装置は、
    前記漏水イベントデータに含まれる前記漏水発生の時刻以降の複数の時刻において前記指標値を計算し、
    複数の前記時刻の前記指標値のそれぞれから推定される複数の前記地域の重なる地域を前記漏水発生の位置として推定することを特徴とする漏水発生位置推定方法。
14. 請求項１１に記載の漏水発生位置推定方法であって、
    前記漏水発生位置推定装置は、
    前記圧力センサ計測値、前記圧力センサの設置標高値、および隣接する前記圧力センサとの間の管網接続関係から、隣接する前記圧力センサおよび前記地域間の上下流関係を推定し、推定した前記上下流関係に基づいて前記漏水発生の位置を推定することを特徴とする漏水発生位置推定方法。
15. 請求項１１に記載の漏水発生位置推定方法であって、
    音響レベルセンサが前記配水管網に配置され、
    前記漏水発生位置推定装置は、
    前記漏水発生の後の前記音響レベルセンサの音響レベル計測値の、前記予測計測値である予測音響レベル値からの増加値を、前記音響レベルセンサの前記指標値とし、
    前記漏水発生の位置として、前記圧力センサの前記指標値に基づいて推定した前記地域の中で、前記音響レベルセンサの前記指標値が最大の音響レベルセンサの近隣である地域を前記漏水発生の位置として推定することを特徴とする漏水発生位置推定方法。

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