JP6625851B2 - 漏水診断装置、漏水診断方法及びコンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、漏水診断装置、漏水診断方法及びコンピュータプログラムに関する。

一般に、配水管路網における漏水の調査には、漏水の有無を調査する一次調査と、漏水箇所を特定する二次調査とがある。一次調査は調査員によって定期的に行われる調査であり、調査員は音聴棒等を用いて配水管路網における漏水の有無を調査する。二次調査は、一次調査の結果、漏水が発生している可能性が高いと判断された地域について行われる調査であり、相関式漏水探査機などを用いることにより漏水箇所が特定される。しかしながら一次調査は、調査対象の区域について均等に行われるのが一般的であり、どの地域を重点的に調査するかという考慮がなされていないのが現状である。

一方で、環境問題に対する意識の高まりを背景に水道スマートメータの導入が検討されている。水道スマートメータは、各需要家の水の使用量を随時かつ詳細に計測することを可能にする機器である。このような水道スマートメータの設置により、水需要の傾向やパターンなどを考慮した効率的な配水が可能になると考えられる。さらに、水道スマートメータによって取得される水需要量と、水圧計によって取得される配水管路網の水圧とを用いれば、配水管路網の漏水診断をより容易に行うことも可能になると考えられる。

このような方法で漏水診断を行う場合、診断の精度は配水管路網に設置された水圧計の数に左右される。しかしながら、配水管路網には必ずしも十分な精度の診断結果を得られるだけの水圧計が設置されていない場合がある。

特開２０１０−４８０５８号公報 特開２０１１−５４２０９号公報

本発明が解決しようとする課題は、十分な数の水圧計が設置されていない場合であっても精度よく漏水診断を行うことができる漏水診断装置、漏水診断方法及びコンピュータプログラムを提供することである。

実施形態の漏水診断装置は、総漏水量取得部と、節点使用量取得部と、節点漏水量推定部と、推定パラメータ設定部と、漏水箇所推定部と、を持つ。総漏水量取得部は、配水対象となる管路網に流入する水の量と、前記管路網内の需要家による水の使用量とに基づいて、前記管路網内の総漏水量を取得する。節点使用量取得部は、前記管路網の各節点における水の使用量の総量を示す節点使用量を取得する。節点漏水量推定部は、前記総漏水量取得部によって取得された前記総漏水量と、前記節点使用量取得部によって取得された前記節点使用量と、前記管路網の各節点における漏水量である節点漏水量の推定に必要な推定パラメータとに基づいて、前記節点漏水量を複数回推定する。漏水箇所推定部は、前記節点漏水量推定部による前記節点漏水量の複数の推定結果に基づいて、前記管路網における漏水箇所を推定する。前記節点漏水量推定部は、複数回の前記節点漏水量の推定ごとに異なる推定パラメータを用いて前記節点漏水量を推定する。

本実施形態における配水設備の具体例を示す図。 実施形態の漏水診断装置１の機能構成を示す機能ブロック図。 実施形態の漏水診断装置１による漏水診断処理の流れを示すフローチャート。 節点漏水量の推定結果の具体例を示す図。 診断結果画面の具体例を示す図。

以下、実施形態の漏水診断装置、漏水診断方法及びコンピュータプログラムを、図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態における配水設備の具体例を示す図である。図１の配水設備１０は、配水池２０に蓄えられた水を配水ブロック３０−１〜３０−３に供給する。配水ブロック３０−１〜３０−３は、配水対象となる地域（以下、「配水対象地域」という。）に含まれる各区域を表す。主幹線４０は、配水池２０に蓄えられた水を配水ブロック３０−１〜３０−３のそれぞれに送水する幹線となる管路である。主幹線４０から配水ブロック３０−１〜３０−３のそれぞれへの流入部には、各配水ブロックへの流入量を計測する流量計５０−１〜５０−３が設置されている。

配水ブロック３０−１〜３０−３のそれぞれには、区域内の需要家に水を供給するための管路網が敷設されている。例えば配水ブロック３０−１には需要家６０−１〜６０−５が存在し、管路網７０が敷設されている。配水ブロック３０−１内の需要家６０−１〜６０−５に供給される水は、管路網７０を構成する各管路の節点８０−１〜８０−９のうちのいずれかの節点から取水される。例えば需要家６０−１に供給される水は、節点８０−１から取水される。同様に、需要家６０−２〜６０−５に供給される水は、それぞれ、節点８０−２〜節点８０−５から取水される。なお、需要家６０−１〜６０−５による水の使用量は、需要家６０−１〜６０−５ごとに設置された水道スマートメータ（以下、「スマートメータ」という。）によって計測される。例えば、各需要家の水の使用量は、１時間ごとに１リットル単位で計測される。

また、配水ブロックに敷設された管路網のいくつかの節点には水圧を計測する水圧計が設置されている。例えば配水ブロック３０−１では、節点８０−４及び８０−８にそれぞれ水圧計９０−１及び９０−２が設置されている。

実施形態の漏水診断装置は、上記の例のような配水設備における各配水ブロックについて、配水ブロックに敷設された管路網を構成する節点のうち、一部の節点で取得される水圧に基づいて各節点における漏水量（以下、「節点漏水量」という。）を推定する。

以下、図１の配水ブロック３０−１が診断対象である場合を例に、実施形態の漏水診断装置の構成について説明する。なお、説明を簡単にするため、以下では配水ブロック３０−１を配水ブロック３０と記載する。同様に、流量計５０−１を流量計５０と記載する。また、同様の理由により、特に区別する必要がない限りにおいては、配水ブロック３０内に存在する需要家６０−１〜６０−５を需要家６０と記載する。同様に、節点８０−１〜８０−９を節点８０と記載する。同様に、水圧計９０−１及び９０−２を水圧計９０と記載する。

図２は、実施形態の漏水診断装置１の機能構成を示す機能ブロック図である。漏水診断装置１は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリ、補助記憶装置、通信インターフェースなどを備え、漏水診断プログラムを実行する。漏水診断装置１は、漏水診断プログラムの実行によって流量取得部１１、使用量取得部１２、圧力取得部１３、総漏水量算出部１４、節点使用量算出部１５、節点漏水量推定部１６、推定パラメータ設定部１７及び診断部１８を備える装置として機能する。なお、漏水診断装置１の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。漏水診断プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。漏水診断プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。

流量取得部１１は、主幹線４０から管路網７０に流入する水の量を示す流量情報を取得する。流量情報は流量計５０において生成される。流量取得部１１は、流量計５０と通信することによって流量情報を取得してもよいし、流量情報が記憶された記憶媒体にアクセスすることによって流量情報を取得してもよい。

使用量取得部１２は、配水ブロック３０に存在する需要家６０による水の使用量を示す使用量情報を取得する。使用量情報は、それぞれの需要家６０ごとに設置されたスマートメータによって生成される。使用量取得部１２は、スマートメータと通信することによって使用量情報を取得してもよいし、使用量情報が記憶された記憶媒体にアクセスすることによって使用量情報を取得してもよい。

圧力取得部１３は、管路網７０のいくつかの節点における水圧を示す圧力情報を取得する。圧力情報は、管路網７０のいくつかの節点に設置された水圧計によって生成される。例えば、図１の配水設備１０では、節点８０−４に設置された水圧系９０−１と、節点８０−８に設置された水圧系９０−２とによって圧力情報が生成される。圧力取得部１３は、水圧計９０と通信することによって圧力情報を取得してもよいし、圧力情報が記憶された記憶媒体にアクセスすることによって圧力情報を取得してもよい。

総漏水量算出部１４（総漏水量取得部）は、管路網７０の全体での漏水量の総量（以下、「総漏水量」という。）を算出する。例えば、総漏水量算出部１４は、流量情報が示す管路網７０への流入量から、使用量情報が示すそれぞれの需要家６０による水の使用量の総和を減算することにより総漏水量を算出する。

節点使用量算出部１５（節点使用量取得部）は、管路網７０の各節点における需要家６０による水の使用量の総量（以下、「節点使用量」という。）を算出する。具体的には、節点使用量算出部１５は、使用量情報が示す各需要家６０の水の使用量を管路網７０の各節点ごとに合計することにより、節点使用量を算出する。

節点漏水量推定部１６は、総漏水量、節点使用量及び圧力情報が示すいくつかの節点で計測された水圧の実測値に基づいて節点漏水量を推定する。具体的には、節点漏水量推定部１６は、仮想漏水量設定部１６１、節点流出量算出部１６２、管網解析部１６３及び圧力誤差評価部１６４を備える。

仮想漏水量設定部１６１は、管路網の各節点について仮の漏水量（以下、「仮想漏水量」という。）を設定する。仮想漏水量設定部１６１は、各節点の仮想漏水量の総和が総漏水量となるように仮想漏水量を設定する。

節点流出量算出部１６２は、漏水又は需要家６０の使用によって各節点から流出する水量（以下、「節点流出量」という。）を算出する。具体的には、節点流出量算出部１６２は、仮想漏水量設定部１６１により設定された各節点の仮想漏水量と、節点使用量算出部１５によって算出された各節点の節点使用量との合計を各節点の節点流出量として算出する。

管網解析部１６３は、管路網における流量と水圧との関係を表す管網解析モデルに基づいて各節点における圧力（有効水圧）を算出する。管網解析モデルによれば、各節点における圧力は、例えば次の式（１）によって算出することができる。

式（１）において、ｉ及びｊは管路網７０を構成する節点の識別番号である。以下では、ｉで識別される節点を節点ｉと記載し、ｊで識別される節点を節点ｊと記載する。また、節点ｉを始点とし、節点ｊを終点とする管路を管路ｉｊと記載する。ΔＰ_ｉｊは節点ｉと節点ｊとの間の圧力差を表す。すなわち、ΔＰ_ｉｊは、管路ｉｊでの圧力損失［ｍ］を表す。Ｐ_ｉは管路ｉｊの始点となる節点ｉにおける水圧［ｍ］を表し、Ｐ_ｊは終点となる節点ｊにおける水圧［ｍ］を表す。Ｌ_ｉｊは管路ｉｊの延長［ｍ］を表す。Ｃ_Ｈは管路の摩擦係数を表す。摩擦係数Ｃ_Ｈは管路の材質によって一意に決定される。Ｄ_ｉｊは管路の口径［ｍ］を表す。ｑ_ｉｊは管路ｉｊを流れる単位時間当たりの節点流出量［ｍ^３／ｈ］を表す。

なお、管網解析によって算出される各節点における圧力（以下、「節点圧力」という。）の精度には、節点流出量ｑ_ｉｊの精度が大きく影響する。そのため、管網解析を精度よく行うためには、より正確な節点使用量が必要となる。需要家ごとにスマートメータが設置された配水ブロックでは、各需要家のスマートメータによって計測される水の使用量を対応する節点ごとに合計することにより正確な節点使用量を取得することが可能である。

圧力誤差評価部１６４は、管網解析部１６３によって算出された節点圧力の推定値と実測値との誤差（以下、「圧力誤差」という。）を評価する。この圧力誤差の評価により、圧力誤差評価部１６４は、節点圧力の誤差が最小となる仮想漏水量を節点漏水量の推定値として決定する。この節点漏水量の推定は、例えば次の式（２）〜式（４）に示されるような最適化問題として定式化される。

式（２）は、最適化の指標となる評価関数を表している。ｆ_１は、節点圧力の実測値及び推定値の二乗誤差を表す関数である。ｆ_２は、総漏水量の実測値及び推定値の二乗誤差を表す関数である。α_１は、評価関数におけるｆ_１に対する重み係数であり、α_２はｆ_２に対する重み係数である。式（２）は、評価関数の最小値を求めるという最適化問題を表している。

式（３）においてｋは節点圧力の実測値が得られている節点の識別番号を表す。Ｍはｋの最大値を表す。仮に節点番号１、１０の節点において節点圧力が計測されている場合には、Ｍ＝２となる。Ｐ_ｍｋ（ｔ）は、ｋで識別される節点（以下、「節点ｋ」という。）における時間ｔでの節点圧力の実測値を表す。Ｐ_ｋ（ｔ）は、節点ｋにおける時間ｔでの節点圧力の推定値を表す。Ｔはｔの最大値を表す。

式（４）においてＱ_Ｌ（ｔ）は、時間ｔでの総漏水量を表す。Ｎはｉの最大値を表す。Ｑ_Ｌｉ（ｔ）は、節点の識別番号ｉで識別される節点ｉにおける時間ｔでの節点漏水量の推定値を表す。式（５）は、節点圧力の推定値Ｐ_ｉ（ｔ）が取り得る値がゼロ以上であるという制約を表す条件式である。圧力誤差評価部１６４は、上記の最適化問題を解くことにより、評価関数の最小値を求める。

節点漏水量推定部１６は、管網解析部１６３による節点圧力の推定と、圧力誤差評価部１６４による圧力誤差の評価と、を仮想漏水量の設定を変えて繰り返し実行することにより、評価関数が最小値をとるときの仮想漏水量を節点漏水量の推定値として決定する。節点漏水量推定部１６は、このようにして推定された節点漏水量を診断部１８に出力する。また、節点漏水量推定部１６は、上記の節点漏水量の推定処理を、推定パラメータを変更して複数回実行する。推定パラメータは、節点漏水量の推定に用いられる境界条件や初期条件などのパラメータである。推定パラメータは、推定パラメータ設定部１７によって設定される。

上記のように圧力誤差を最適化することによる節点漏水量の推定精度は、節点圧力が実測されている節点の数、すなわち水圧計９０の数に依存する。その理由は、水圧計９０の数が十分でない場合、同じ圧力誤差の最小値に対して複数の仮想漏水量の設定パターンが得られる可能性が高くなるためである。また、このような最適化手法には、評価関数が多峰性を有する場合、複数の最適解（ここでは極小値）のうちの１つの最適解しか得ることができないという問題がある。これはすなわち、複数の漏水箇所が存在するにも関わらず、そのうちの１箇所しか特定することができない可能性があることを意味する。どの最適解が得られるかは、推定処理の推定パラメータに依存する。例えば、推定パラメータは、推定処理の初期値や評価関数の重み係数、推定処理のループ回数、推定処理に用いるデータ数や節点数などのパラメータである。そのため、実施形態の漏水診断装置１は、節点漏水量の推定精度を高めるために、節点漏水量の推定を様々な推定パラメータを用いて、複数回実行する。推定パラメータ設定部１７は、節点漏水量推定部１６が行う複数回の節点漏水量の推定処理に対して、それぞれ異なる推定パラメータを設定する。

診断部１８（漏水箇所推定部）は、推定パラメータ設定部１７によって設定される様々なパターンの推定パラメータの下で推定された節点漏水量の推定結果を複数取得し、複数の推定結果に基づいて漏水の可能性を診断する。

図３は、実施形態の漏水診断装置１による漏水診断処理の流れを示すフローチャートである。まず、総漏水量算出部１４が、流量情報と使用量情報とに基づいて、配水ブロック全域での総漏水量を算出する（ステップＳ１０１）。総漏水量算出部１４は、算出した総漏水量の値を節点漏水量推定部１６に出力する。

続いて、推定パラメータ設定部１７が、節点漏水量推定部１６による節点漏水量の推定回数Ｋをゼロに初期化する（ステップＳ１０２）。推定パラメータ設定部１７は、推定回数Ｋをゼロに初期化すると、節点漏水量推定部１６に対して節点漏水量の推定パラメータを設定する（ステップＳ１０３）。節点漏水量推定部１６は、総漏水量、節点使用量、節点圧力の実測値と、推定パラメータ設定部１７によって設定された推定パラメータと、に基づいて節点漏水量の推定処理を実行する。

具体的には、仮想漏水量設定部１６１が、仮想漏水量の設定回数Ｌをゼロに初期化する（ステップＳ１０４）。仮想漏水量設定部１６１は、設定回数Ｌをゼロに初期化すると、管路網内の各節点に仮想漏水量を設定する（ステップＳ１０５）。なお、特定の節点について予め漏水の可能性が低いことが判明している場合、仮想漏水量設定部１６１は、当該節点に対して他の節点よりも十分に少ない仮想漏水量を設定してもよい。このような仮想漏水量を設定することにより、節点漏水量の推定精度を向上させることができる。

節点流出量算出部１６２は、各節点の仮想漏水量と、各節点の節点使用量と、に基づいて節点流出量を算出する（ステップＳ１０６）。管網解析部１６３は、各節点の節点流出量に基づいて管網解析を実行する（ステップＳ１０７）。この管網解析の実行により、管網解析部１６３は、各節点における節点圧力の推定値を算出する。

圧力誤差評価部１６４は、管網解析部１６３によって算出された節点圧力の推定値と、節点圧力の実測値との圧力誤差を算出する（ステップＳ１０８）。具体的には、管網解析部１６３は、節点圧力の推定値と、節点圧力の実測値との二乗誤差を圧力誤差として算出する。

続いて圧力誤差評価部１６４は、仮想漏水量の設定回数Ｌが予め設定された最大値Ｌ_ｍａｘに等しいか否かを判定する（ステップＳ１０９）。設定回数Ｌが最大値Ｌ_ｍａｘに等しくない場合（ステップＳ１０９−ＮＯ）、圧力誤差評価部１６４は設定回数Ｌをインクリメントして（ステップＳ１１０）、ステップＳ１０５に処理を戻す。なお、仮想漏水量設定部１６１は、次のＬ＋１回目の仮想漏水量の設定においては、過去Ｌ回と異なる配分の仮想漏水量を設定する。すなわち、節点圧力の推定処理は、設定回数Ｌが最大値Ｌ_ｍａｘに等しくなるまで、異なる配分で設定された仮想漏水量に基づいて繰り返し実行される。

一方、設定回数Ｌが最大値Ｌ_ｍａｘに等しい場合（ステップＳ１０９−ＹＥＳ）、圧力誤差評価部１６４は、過去Ｌ回の推定結果のうち、圧力誤差が最小値となる推定結果における仮想漏水量を節点漏水量の推定値として決定する（ステップＳ１１１）。

なお、圧力誤差評価部１６４は、ある推定パラメータでの節点漏水量の決定を、必ずしもＬ_ｍａｘ回の推定結果に基づいて行う必要はない。例えば、圧力誤差評価部１６４は、予め設定された閾値以下となる圧力誤差が得られた時点で、その時点での仮想漏水量を節点漏水量の推定値として決定してもよい。この場合、節点漏水量推定部１６は、その時点以降の推定処理を省略して、次の推定パラメータでの推定処理に移行してもよい。

続いて圧力誤差評価部１６４は、節点漏水量の推定回数Ｋが予め設定された最大値Ｋ_ｍａｘに等しいか否かを判定する（ステップＳ１１２）。推定回数Ｋが最大値Ｋ_ｍａｘに等しくない場合（ステップＳ１１２−ＮＯ）、圧力誤差評価部１６４は推定回数Ｋをインクリメントして（ステップＳ１１３）、ステップＳ１０３に処理を戻す。なお、推定パラメータ設定部１７は、次のＫ＋１回目の推定パラメータの設定においては、過去Ｋ回と一部又は全部のパラメータ値が異なる推定パラメータを設定する。すなわち、節点漏水量の推定処理は、推定回数Ｋが最大値Ｋ_ｍａｘに等しくなるまで、異なる推定パラメータに基づいて繰り返し実行される。

また、推定パラメータ設定部１７は、複数回設定される推定パラメータの値が、取り得る値の範囲で十分なばらつきを持つように各回の推定パラメータを設定する。例えば、推定パラメータ設定部１７は、複数の推定パラメータの値のばらつきの度合いを示す統計値（例えば、分散や標準偏差等の統計値）が、所定以上の大きさのばらつきを示すように複数の推定パラメータを設定する。このように各回で十分なばらつきを持つ推定パラメータが設定されることにより、複数の推定結果に基づく漏水診断の信頼性を向上させることができる。

一方、設定回数Ｋが最大値Ｋ_ｍａｘに等しい場合（ステップＳ１１２−ＹＥＳ）、圧力誤差評価部１６４によって推定された節点漏水量に基づいて、診断部１８が管路網の漏水診断を実行する（ステップＳ１１４）。具体的には、診断部１８は、推定パラメータ設定部１７によって推定パラメータが設定された回数分取得された節点漏水量の推定結果に基づいて、各節点における漏水の可能性を診断する。

図４は、節点漏水量の推定結果の具体例を示す図である。図４において、横軸は管路網の各節点の識別番号を表し、縦軸は各節点における節点漏水量の推定値を表す。図４の例は、第１〜第３の３種類の推定パラメータごとに推定された節点漏水量の推定値を示している。このような推定結果に基づく各節点における漏水の可能性の判断は、どのような判断基準や考え方に基づくものであってもよい。

例えば図４の例の場合、診断部１８は、各種推定パラメータごとの推定結果の全てで漏水が推定されている節点９を漏水箇所と判断してもよい。また、診断部１８は、３種類の推定結果のうち、２種類以上の推定結果で漏水が推定されている節点３及び節点９を漏水箇所と判断してもよい。また、診断部１８は、３種類の推定結果のうち、１種類以上の推定結果で漏水が推定されている節点２、節点３、節点５、節点８、節点９及び節点１０を漏水箇所と判断してもよい。

また、診断部１８は、漏水箇所の判断だけでなく、各節点における漏水の可能性を数値で表すようにしてもよい。例えば、診断部１８は、各種類の推定結果で得られた節点漏水量を節点ごとに合計し、合計値の相対的な大小により各節点における漏水の可能性を表してもよい。また、診断部１８は、上記のような判断結果や漏水の可能性を示す診断結果画面を表示してもよい。

図５は、診断結果画面の具体例を示す図である。図５の例の診断結果画面は、管路網の各節点における漏水の可能性を、節点ごとに付したゲージで表示した例である。このような診断結果画面が表示されることにより、管路網の管理者は、どの管路を優先的に調査すべきかを視覚によって容易に判断することが可能となる。

このように構成された実施形態の漏水診断装置１は、節点圧力の推定値と実測値との誤差が最小となる仮想漏水量を節点漏水量として推定し、複数の推定パラメータにより推定された節点漏水量に基づいて、管路網における漏水箇所を判定する。このような構成を備えることにより、漏水診断装置１は、管路網内に十分な数の水圧計が設置されていない場合あっても精度よく漏水診断を行うことができる。

以下、実施形態の漏水診断装置１の変形例について説明する。

上述したとおり、管網解析によって算出される節点圧力の精度には、節点流出量ｑ_ｉｊの精度が大きく影響する。そのため、管網解析を精度よく行うためには、より正確な節点使用量が必要となる。しかしながら、スマートメータが十分に普及していない配水ブロックでは、個々の需要家の水の使用量を正確に把握できない可能性がある。そのため、スマートメータが普及していない配水ブロックでは、節点使用量の算出に、各節点に接続されている給水栓メータの検針データが用いられてもよい。検針データは、各給水栓による給水量を示す情報である。
ただし、一般には、検針データは、ある程度長い期間ごとの累積値として取得される。例えば、検針データは２ヶ月に一度の検針によって取得される。そのため、このようにある程度長い期間の累積値として取得される給水量（以下、「期間給水量」という。）を管網解析に用いる場合、期間給水量を管網解析の単位時間（例えば１時間）ごとの給水量（以下、「単位給水量」という。）に換算することが必要となる。例えば、単位給水量は、期間給水量から算出される一日の平均給水量を一日の需要パターンに当てはめて単位時間ごとに按分することにより取得可能である。

また、一般に、夜間は水の使用量が少ないと考えられる。そのため、配水ブロックの規模によっては、夜間における配水ブロックへの流入量が、総漏水量となる場合もある。このような場合、漏水診断装置１は、流量情報に基づいて総漏水量を取得するように構成されてもよい。このような構成により、スマートメータが普及していない配水ブロックにおいて、検針データを用いることなく総漏水量を取得することが可能となる。

また、各節点には、配水ブロックの地域特性を反映した設定がなされてもよい。例えば、人口の多い都市部に該当する節点にはより多くの仮想漏水量が割り当てられ、人口の少ない郊外に該当する節点にはより少ない仮想漏水量が割り当てられるような設定がなされてもよい。また例えば、所定の地域（例えば繁華街等）での漏水が多いことが予め判明している場合には、上記所定の地域に該当する節点により多くの仮想漏水量が割り当てられるような設定がなされてもよい。このような地域特性を反映させることにより、より現実に合った漏水箇所の推定を行うことが可能となる。

漏水診断装置１は、流量情報や使用量情報に基づいて算出される総漏水量又は総漏水量の増加量が所定の閾値を越えた場合に、自装置の利用者に対して、節点漏水量の推定処理を実行するか否かの判断を促す通知を行う通知部を備えてもよい。この場合、漏水診断装置１は、利用者の操作の入力を受け付ける入力部を備え、上記通知に対して入力される利用者の指示に応じて、節点漏水量の推定ならびに漏水診断を実行するように構成されてもよい。

流量取得部１１は、流量情報に代えて、総漏水量を示す総漏水量情報を取得するように構成されてもよい。この場合、漏水診断装置１は、総漏水量算出部１４を備えない装置として構成されてもよい。同様に、使用量取得部１２は、使用量情報に代えて、節点使用量を示す節点使用量情報を取得するように構成されてもよい。この場合、漏水診断装置１は、節点使用量算出部１５を備えない装置として構成されてもよい。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、管路網における総漏水量と管路網の各節点の節点使用量とに基づいて各節点の節点漏水量を推定する節点漏水量推定部と、節点漏水量の推定に用いられる推定パラメータを設定する推定パラメータ設定部と、診断部とを持ち、推定パラメータ設定部が複数回の節点漏水量の推定処理に対して異なる推定パラメータを設定し、節点漏水量推定部が異なる推定パラメータごとに節点漏水量を推定し、診断部が節点漏水量の複数の推定結果に基づいて管路網における漏水箇所を推定することにより、十分な数の水圧計が設置されていない場合あっても精度よく漏水診断を行うことができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…漏水診断装置、１１…流量取得部、１２…使用量取得部、１３…圧力取得部、１４…総漏水量算出部、１５…節点使用量算出部、１６…節点漏水量推定部、１６１…仮想漏水量設定部、１６２…節点流出量算出部、１６３…管網解析部、１６４…圧力誤差評価部、１７…推定パラメータ設定部、１８…診断部、１０…配水施設、２０…配水池、３０，３０−１〜３０−３…配水ブロック、４０…主幹線、５０，５０−１〜５０−３…流量計、６０，６０−１〜６０−５…需要家、７０…管路網、８０，８０−１〜８０−９…節点、９０，９０−１〜９０−３…水圧計

Claims (8)

1. 配水対象となる管路網に流入する水の量と、前記管路網内の需要家による水の使用量とに基づいて、前記管路網内の総漏水量を取得する総漏水量取得部と、
   前記管路網の各節点における水の使用量の総量を示す節点使用量を取得する節点使用量取得部と、
   前記総漏水量取得部によって取得された前記総漏水量と、前記節点使用量取得部によって取得された前記節点使用量と、前記管路網の各節点における漏水量である節点漏水量の推定に必要な推定パラメータとに基づいて、前記節点漏水量を異なる推定パラメータを用いて複数回推定する節点漏水量推定部と、
   前記節点漏水量推定部による前記節点漏水量の複数回の推定結果に基づいて、前記管路網における漏水箇所を推定する漏水箇所推定部と、
   を備え、
   前記節点漏水量推定部は、
   前記総漏水量取得部により取得された前記総漏水量を前記管路網の各節点に配分することにより、各節点における漏水量を仮想漏水量として設定する仮想漏水量設定部と、
   前記仮想漏水量設定部により設定された各節点の仮想漏水量と、前記節点使用量取得部によって取得された各節点の節点使用量とに基づいて、各節点から流出する水量を示す節点流出量を算出する節点流出量算出部と、
   前記節点流出量に基づいて管網解析を実行することにより前記管路網内の各節点における圧力である節点圧力を推定する管網解析部と、
   を備え、
   前記仮想漏水量設定部は、前記管網解析部が行う複数回の推定処理に対して異なる仮想漏水量を設定し、
   前記節点漏水量推定部は、前記管網解析部による前記節点圧力の複数の推定結果に基づいて、前記節点圧力の推定値と、前記管路網内のいくつかの節点で取得された節点圧力の実測値との差が、最小となる仮想漏水量を各節点における漏水量の推定値として決定する圧力誤差評価部をさらに備える、
   漏水診断装置。
2. 前記節点漏水量推定部が行う複数回の推定処理に用いられる複数の推定パラメータは、前記複数の推定パラメータの値のばらつきの度合いを示す統計値が所定以上の大きさのばらつきを示すように決定される、
   請求項１に記載の漏水診断装置。
3. 前記仮想漏水量設定部は、前記管路網の各節点に対して、各節点に対応する地域の特性に応じて重み付けされた仮想漏水量を設定する、
   請求項１又は２に記載の漏水診断装置。
4. 前記総漏水量取得部は、前記需要家による夜間の水の使用量をゼロとみなすことで、夜間において前記管路網に流入する水の量を前記総漏水量として取得する、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の漏水診断装置。
5. 前記総漏水量又は前記総漏水量の増加量が所定の閾値を越えた場合に、自装置の利用者に対して、前記節点漏水量の推定処理を実行するか否かの判断を促す通知を行う通知部をさらに備える、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の漏水診断装置。
6. 前記仮想漏水量設定部は、予め漏水の可能性が低いことが判明している節点に対して、他の節点よりも十分に少ない仮想漏水量を設定する、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の漏水診断装置。
7. 配水対象となる管路網に流入する水の量と、前記管路網内の需要家による水の使用量とに基づいて、前記管路網内の総漏水量を取得する総漏水量取得ステップと、
   前記管路網の各節点における水の使用量の総量を示す節点使用量を取得する節点使用量取得ステップと、
   前記総漏水量取得ステップにおいて取得された前記総漏水量と、前記節点使用量取得ステップにおいて取得された前記節点使用量と、前記管路網の各節点における漏水量である節点漏水量の推定に必要な推定パラメータとに基づいて、前記節点漏水量を異なる推定パラメータを用いて複数回推定する節点漏水量推定ステップと、
   前記節点漏水量推定ステップにおける前記節点漏水量の複数の推定結果に基づいて、前記管路網における漏水箇所を推定する漏水箇所推定ステップと、
   前記節点漏水量推定ステップにおいて、複数回の前記節点漏水量の推定ごとに異なる推定パラメータを用いて前記節点漏水量を推定するステップと、
   を有し、
   前記節点漏水量推定ステップは、
   前記総漏水量取得ステップにおいて取得された前記総漏水量を前記管路網の各節点に配分することにより、各節点における漏水量を仮想漏水量として設定する仮想漏水量設定ステップと、
   前記仮想漏水量設定ステップにおいて設定された各節点の仮想漏水量と、前記節点使用量取得ステップにおいて取得された各節点の節点使用量とに基づいて、各節点から流出する水量を示す節点流出量を算出する節点流出量算出ステップと、
   前記節点流出量に基づいて管網解析を実行することにより前記管路網内の各節点における圧力である節点圧力を推定する管網解析ステップと、
   を有し、
   前記仮想漏水量設定ステップでは、前記管網解析ステップにおいて行う複数回の推定処理に対して異なる仮想漏水量を設定し、
   前記節点漏水量推定ステップでは、前記管網解析ステップにおける前記節点圧力の複数の推定結果に基づいて、前記節点圧力の推定値と、前記管路網内のいくつかの節点で取得された節点圧力の実測値との差が、最小となる仮想漏水量を各節点における漏水量の推定値として決定する、
   漏水診断方法。
8. 請求項１から６のいずれか一項に記載の漏水診断装置としてコンピュータを機能させるためのコンピュータプログラム。

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