JP6850748B2 - Water pressure gauge placement support system and method - Google Patents

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Description

本発明は、水圧計を用いて配管網の漏水分布を推定する技術に関する。 The present invention relates to a technique for estimating the water leakage distribution in a piping network using a water pressure gauge.

従来、水道管網における漏水の分布を、管網モデルを用いた水理計算と、管網内に設置した水圧計の計測データに基づき推定することが知られている。 Conventionally, it is known that the distribution of water leakage in a water pipe network is estimated based on hydraulic calculation using a pipe network model and measurement data of a water pressure gauge installed in the pipe network.

例えば、特許文献1では、水道管網に設置された計測装置から計測値を収集する計測情報収集部と、管路情報から漏水リスク値を計算するリスク情報計算部と、管網を区分するエリアのうち隣接するエリアを統合するゾーン構成と、ゾーン構成における各ゾーンの漏水強度との組からなるパラメータを推定する漏水分布推定部とを備える装置を開示している。この装置で、漏水分布推定部は、さらに、ゾーン構成に基いてゾーン指標を計算するゾーン指標計算部と、パラメータとリスク値に基いて漏水分布を仮定した管網計算により計算した予測値と計測値との差から誤差指標を計算する誤差指標計算部と、ゾーン指標および誤差指標の両方に基づく指標を最小化する最適パラメータを探索する最適パラメータ探索部とを備える。 For example, in Patent Document 1, an area that divides a pipe network into a measurement information collecting unit that collects measured values from a measuring device installed in a water pipe network, a risk information calculation unit that calculates a water leakage risk value from pipeline information, and a pipe network. Disclosed is a device including a zone configuration that integrates adjacent areas and a leak distribution estimation unit that estimates a parameter consisting of a set of leak strengths of each zone in the zone configuration. In this device, the leak distribution estimation unit further includes the zone index calculation unit that calculates the zone index based on the zone configuration, and the predicted value and measurement calculated by the pipeline calculation assuming the leak distribution based on the parameters and risk values. It is provided with an error index calculation unit that calculates an error index from the difference from the value, and an optimum parameter search unit that searches for an optimum parameter that minimizes an index based on both the zone index and the error index.

特開2016−53250号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-53250

特許文献1の技術では、まず対象管網を小さなエリアに分割し、次にエリア内に水圧計を設置し、最後に計測データを取得・分析することで各エリア内の漏水量を推定する。漏水が多いと推定したエリアを重点的に漏水調査することで、効率的に漏水に対応することができる。 In the technique of Patent Document 1, the target pipe network is first divided into small areas, then a water pressure gauge is installed in the area, and finally the measurement data is acquired and analyzed to estimate the amount of water leakage in each area. By focusing on the area where it is estimated that there is a lot of water leakage, it is possible to deal with the water leakage efficiently.

特許文献1の技術では、推定に必要なエリアを水圧計配置位置から決定でき、あるいは、水圧計の配置位置をエリアから決定できる。このように、片方が定まれば、もう一方を定めることができるが、エリアと水圧計配置位置が定まっていない状態から、両方を構築する手法については開示していない。 In the technique of Patent Document 1, the area required for estimation can be determined from the water pressure gauge arrangement position, or the water pressure gauge arrangement position can be determined from the area. In this way, if one is determined, the other can be determined, but the method of constructing both from the state where the area and the position of the water pressure gauge are not determined is not disclosed.

そこで、エリアおよび水圧計配置位置が決まっていない状態から、配水管網内の漏水を所望の精度で推定するための、水圧計配置位置および水圧計の計測担当範囲(エリア)を決定する技術が望まれる。 Therefore, a technique for determining the water pressure gauge placement position and the measurement range (area) of the water pressure gauge in order to estimate water leakage in the water distribution pipe network with desired accuracy from the state where the area and the water pressure gauge placement position are not determined. desired.

本発明の好ましい一側面は、情報処理装置を用い、管網への水圧計の配置を支援する水圧計配置支援方法である。この方法では、管網を模擬した管網モデルデータと、水圧計の仕様を含む水圧計仕様データを用いる。そして、水圧計数と目標精度の組み合わせからなる複数の条件ごとに、管網モデルデータと水圧計仕様データに基づいて、管網への水圧計の配置位置と当該配置位置に対応するエリアの配置からなる、エリア構成を複数算出する第1の処理と、第1の処理で算出された複数のエリア構成ごとに、配置評価値を算出する第2の処理と、配置評価値に基づいて、第1の処理で算出された複数のエリア構成から、水圧計数ごとに、提示対象となる候補を抽出する第3の処理、を行なう。 A preferred aspect of the present invention is a water pressure gauge placement support method that uses an information processing device to support the placement of the water pressure gauge on the pipe network. In this method, the pipe network model data simulating the pipe network and the water pressure gauge specification data including the specifications of the water pressure gauge are used. Then, for each of a plurality of conditions consisting of a combination of water pressure counting and target accuracy, from the arrangement position of the water pressure gauge on the pipe network and the arrangement of the area corresponding to the arrangement position based on the pipe network model data and the water pressure gauge specification data. The first process of calculating a plurality of area configurations, the second process of calculating the placement evaluation value for each of the plurality of area configurations calculated in the first process, and the first process based on the placement evaluation value. A third process of extracting candidates to be presented is performed for each water pressure count from the plurality of area configurations calculated in the above process.

本発明の他の好ましい一側面は、管網を模擬した管網モデルデータを格納する管網モデルデータベースと、水圧計の仕様を含む水圧計仕様データを格納する水圧計仕様データベースと、水圧計配置指標調整・計算部と、入力装置と、出力装置と、を備える水圧計配置支援システムである。このシステムでは、水圧計配置指標調整・計算部は、水圧計数と目標精度の組み合わせからなる複数の条件ごとに、管網モデルデータと水圧計仕様データに基づいて、管網への水圧計の配置位置と当該配置位置に対応するエリアの配置からなる、エリア構成を複数算出し、算出された複数のエリア構成ごとに、配置評価値を算出し、配置評価値に基づいて、算出された複数のエリア構成から、水圧計数ごとに、提示対象となる候補を抽出する。 Another preferable aspect of the present invention is a pipe network model database that stores pipe network model data simulating a pipe network, a water pressure gauge specification database that stores water pressure gauge specification data including specifications of a water pressure gauge, and a water pressure gauge arrangement. It is a water pressure gauge placement support system including an index adjustment / calculation unit, an input device, and an output device. In this system, the water pressure gauge placement index adjustment / calculation unit places the water pressure gauge on the pipe network based on the pipe network model data and the water pressure gauge specification data for each of multiple conditions consisting of a combination of water pressure counting and target accuracy. A plurality of area configurations consisting of a position and an area arrangement corresponding to the arrangement position are calculated, an arrangement evaluation value is calculated for each of the calculated area configurations, and a plurality of calculated area configurations are calculated based on the arrangement evaluation value. From the area configuration, candidates to be presented are extracted for each water pressure count.

エリア構成および水圧計配置位置が決まっていない状態から、配水管網内の漏水を所望の精度で推定するための、水圧計配置位置および水圧計の計測担当範囲(エリア)を決定することができる。 From the state where the area configuration and the water pressure gauge placement position are not determined, the water pressure gauge placement position and the measurement range (area) of the water pressure gauge can be determined in order to estimate the water leakage in the water pipe network with desired accuracy. ..

実施例1に係る水圧計配置支援システムの全体構成図。The overall block diagram of the water pressure gauge arrangement support system which concerns on Example 1. FIG. 水圧計仕様データベースに格納されたデータの一例を示す表図。The figure which shows an example of the data stored in the water pressure gauge specification database. 水圧計配置指標調整・計算部が行なう処理の全体フローチャート。An overall flowchart of the processing performed by the water pressure gauge placement index adjustment / calculation unit. 水圧計配置位置探索部が行なう処理のフローチャート。A flowchart of processing performed by the water pressure gauge placement position search unit. エリア計算部が行なう処理のフローチャート。Flowchart of processing performed by the area calculation unit. 水圧変化量計算部が行なう処理の概念について説明する概念図。A conceptual diagram explaining the concept of processing performed by the water pressure change amount calculation unit. 漏水位置と各節点の水圧変化量の関係を示す表図。The chart which shows the relationship between the leakage position and the amount of change in water pressure at each node. 水圧変化量計算部行なう処理のフローチャート。Flowchart of processing performed by the water pressure change amount calculation unit. エリア計算部の処理の概念について説明する概念図。The conceptual diagram explaining the concept of processing of an area calculation part. 漏水位置と各節点の水圧変化量の関係と、どの範囲で目標精度に対応する水圧変化量が検知できるかを示す表図。A chart showing the relationship between the leak position and the amount of change in water pressure at each node, and the range in which the amount of change in water pressure corresponding to the target accuracy can be detected. 配置評価値の意味を説明する概念図。A conceptual diagram explaining the meaning of the placement evaluation value. 漏水位置と各節点の水圧変化量の関係と、どの範囲で目標精度に対応する水圧変化量が検知できるかを示す表図。A chart showing the relationship between the leak position and the amount of change in water pressure at each node, and the range in which the amount of change in water pressure corresponding to the target accuracy can be detected. 水圧計配置結果データベースのデータ形式の一例を示す表図。The figure which shows an example of the data format of the water pressure gauge arrangement result database. 水圧計配置位置の計算結果表示画面の例を示す平面図。The plan view which shows the example of the calculation result display screen of a water pressure gauge arrangement position. 漏水リスクデータの例を示す表図。The figure which shows the example of the leakage risk data. 漏水リスクを考慮しないエリア構成の例を説明する概念図。A conceptual diagram illustrating an example of an area configuration that does not consider the risk of water leakage. 漏水リスクを考慮したエリア構成の例を説明する概念図。A conceptual diagram illustrating an example of an area configuration considering the risk of water leakage. 実施例3に係る水圧計配置支援システムの全体構成図。The overall block diagram of the water pressure gauge arrangement support system which concerns on Example 3. 管路アセットデータベースのデータ形式の一例を示す表図。A table diagram showing an example of the data format of the pipeline asset database. 水圧計配置位置探索部が行なう処理のフローチャート。A flowchart of processing performed by the water pressure gauge placement position search unit.

実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。本発明の思想ないし趣旨から逸脱しない範囲で、その具体的構成を変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。 The embodiment will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not construed as being limited to the description of the embodiments shown below. It is easily understood by those skilled in the art that a specific configuration thereof can be changed without departing from the idea or gist of the present invention.

以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、重複する説明は省略することがある。 In the configuration of the invention described below, the same reference numerals may be used in common among different drawings for the same parts or parts having similar functions, and duplicate description may be omitted.

同一あるいは同様な機能を有する要素が複数ある場合には、同一の符号に異なる添字を付して説明する場合がある。ただし、複数の要素を区別する必要がない場合には、添字を省略して説明する場合がある。 When there are a plurality of elements having the same or similar functions, they may be described by adding different subscripts to the same code. However, if it is not necessary to distinguish between a plurality of elements, the subscript may be omitted for explanation.

本明細書等における「第1」、「第2」、「第3」などの表記は、構成要素を識別するために付するものであり、必ずしも、数、順序、もしくはその内容を限定するものではない。また、構成要素の識別のための番号は文脈毎に用いられ、一つの文脈で用いた番号が、他の文脈で必ずしも同一の構成を示すとは限らない。また、ある番号で識別された構成要素が、他の番号で識別された構成要素の機能を兼ねることを妨げるものではない。 The notations such as "first", "second", and "third" in the present specification and the like are attached to identify the constituent elements, and do not necessarily limit the number, order, or contents thereof. is not it. In addition, numbers for identifying components are used for each context, and numbers used in one context do not always indicate the same composition in other contexts. Further, it does not prevent the component identified by a certain number from having the function of the component identified by another number.

図面等において示す各構成の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本発明は、必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。
本明細書において単数形で表される構成要素は、特段文脈で明らかに示されない限り、複数形を含むものとする。
The position, size, shape, range, etc. of each configuration shown in the drawings and the like may not represent the actual position, size, shape, range, etc. in order to facilitate understanding of the invention. Therefore, the present invention is not necessarily limited to the position, size, shape, range, etc. disclosed in the drawings and the like.
Components represented in the singular form herein shall include the plural form unless explicitly indicated in the context.

最初に、以下で説明される実施例の一つを説明する。この実施例のシステムでは、水理解析と水圧計の計測データを用いた漏水推定技術の利用ユーザに対し、適切な水圧計配置位置とエリア構成を提示する用途に用いられる。 First, one of the examples described below will be described. In the system of this embodiment, it is used for presenting an appropriate water pressure gauge arrangement position and area configuration to a user who uses a water leakage estimation technique using hydraulic analysis and water pressure gauge measurement data.

より具体的には、本実施例のシステムは、対象となる配水管網を模擬した管網モデルと設置可能な水圧計の個数および仕様を、前提データとして利用可能である。そして、与えられた水圧計の数と、エリアの形状・大きさを決定する指標(目標精度)の条件で、前提データに基づき水圧計の配置位置とエリア構成と配置評価値を算出する。 More specifically, in the system of this embodiment, a pipe network model simulating the target water distribution pipe network and the number and specifications of water pressure gauges that can be installed can be used as prerequisite data. Then, under the conditions of the given number of water pressure gauges and the index (target accuracy) for determining the shape and size of the area, the placement position, area configuration, and placement evaluation value of the water pressure gauges are calculated based on the premise data.

より具体的には、与えられた水圧計の数と目標精度の条件で、可能性のある水圧計の配置位置とエリア構成を複数パターン算出し、そのうち配置評価値が最大になる配置位置とエリア構成を抽出する。そして、水圧計の数、目標精度、および配置評価値の少なくとも2つを関連付けた情報として、ユーザに提示する。ユーザは提示された情報をもとに、水圧計の数、目標精度、および配置評価値の少なくとも1つを選択し、システムはその選択に基づいて水圧計の配置位置やエリア構成を提示する。 More specifically, under the given number of water pressure gauges and the condition of target accuracy, multiple patterns of possible water pressure gauge placement positions and area configurations are calculated, and the placement position and area where the placement evaluation value is maximized are calculated. Extract the configuration. Then, at least two of the number of water pressure gauges, the target accuracy, and the placement evaluation value are presented to the user as related information. The user selects at least one of the number of water pressure gauges, the target accuracy, and the placement evaluation value based on the presented information, and the system presents the placement position and area configuration of the water pressure gauges based on the selection.

なお、本明細書等では、配置評価値が最大値の場合を抽出する例を説明しているが、配置評価値の定義として、逆数を取った場合には最小値となることは自明なので、特に断らない限り最大値の意味は最小値を含むものとする。 In this specification and the like, an example of extracting the case where the placement evaluation value is the maximum value is described, but since it is obvious that the reciprocal is taken as the definition of the placement evaluation value, it becomes the minimum value. Unless otherwise specified, the meaning of the maximum value shall include the minimum value.

目標精度は、対象エリアの漏水推定時における下限漏水量を意味する。すなわち、水圧計のエリア内で発生した目標精度以上の漏水は、システム上その水圧計で検知可能といえる。目標精度が小さいということは、システムとしては高精度の推定を行なっていることになる。以下の実施例によって設定された水圧計配置位置とエリア構成は、その後特許文献1のような従来技術にある漏水推定技術に用いることができる。その際、各エリアで推定をめざす、最小の漏水量を表現したものが目標精度となる。 The target accuracy means the lower limit leakage amount at the time of estimating the leakage of the target area. That is, it can be said that the water pressure gauge can detect the leakage of water exceeding the target accuracy that occurs in the area of the water pressure gauge. If the target accuracy is small, it means that the system is performing high-precision estimation. The water pressure gauge arrangement position and area configuration set by the following examples can then be used in the water leakage estimation technique in the prior art such as Patent Document 1. At that time, the target accuracy is the one that expresses the minimum amount of water leakage, which is aimed at estimation in each area.

なお、本実施例では、エリアとは水圧計の計測担当範囲をいうものとする。エリアは、水圧計が目標精度で漏水を計測可能な範囲(計測可能範囲)と等価である。配水管網における水圧計およびエリアの配置をエリア構成という。 In this embodiment, the area means the range in charge of measurement of the water pressure gauge. The area is equivalent to the range (measurable range) where the water pressure gauge can measure water leakage with the target accuracy. The arrangement of water pressure gauges and areas in the water distribution pipe network is called area composition.

<全体システム構成>
図1は、実施例1に係る水圧計配置支援システムの全体構成図である。このシステムは、通常のサーバにおいてプログラムを動作させることによって実現するものとした。周知のようにサーバはコンピュータの一種であり、ハードウェア要素として、入力装置、出力装置、処理装置、および記憶装置を備える。本実施例では計算や制御等の機能は、記憶装置に格納されたプログラムが処理装置によって実行されることで、定められた処理を他のハードウェアと協働して実現される。
<Overall system configuration>
FIG. 1 is an overall configuration diagram of the water pressure gauge arrangement support system according to the first embodiment. This system is realized by running a program on a normal server. As is well known, a server is a kind of computer and includes an input device, an output device, a processing device, and a storage device as hardware elements. In this embodiment, functions such as calculation and control are realized in cooperation with other hardware by executing a program stored in the storage device by the processing device.

水圧計配置支援システム100は、サーバの処理装置がプログラムを実行することによって実現される機能部品として、結果集計・画面出力部101、水圧計配置指標調整・計算部102、水圧計配置位置探索部103、エリア計算部104、水圧変化量計算部105、管網計算部106を備える。また、記憶装置に格納されるデータとして、管網モデルデータベース107、水圧計仕様データベース108、水圧計配置結果データベース109を持つ。また、入力装置110と出力装置111を備える。入力装置110は例えばキーボードであり、出力装置111は例えば画像モニタであるが、周知の他の構成を用いても良い。 The water pressure gauge placement support system 100 is a result aggregation / screen output unit 101, a water pressure gauge placement index adjustment / calculation unit 102, and a water pressure gauge placement position search unit as functional components realized by the processing device of the server executing a program. It includes 103, an area calculation unit 104, a water pressure change amount calculation unit 105, and a pipe network calculation unit 106. Further, as the data stored in the storage device, it has a pipe network model database 107, a water pressure gauge specification database 108, and a water pressure gauge arrangement result database 109. It also includes an input device 110 and an output device 111. The input device 110 is, for example, a keyboard, and the output device 111 is, for example, an image monitor, but other well-known configurations may be used.

以上の構成は、単体のサーバで構成してもよいし、あるいは、入力装置、出力装置、処理装置、記憶装置の任意の部分が、ネットワークで接続された他のコンピュータで構成されてもよい。 The above configuration may be configured by a single server, or any part of the input device, output device, processing device, and storage device may be configured by another computer connected by a network.

結果集計・画面出力部101は、入力装置110と出力装置111を制御し、ユーザ112から水圧計配置位置を決定するための計算開始の指示を受け付ける。また,得られた計算結果を表示し,ユーザ112が水圧計配置位置を決定するための操作を支援する。このために出力装置111に表示される情報の詳細は、後に図11で説明する。 The result aggregation / screen output unit 101 controls the input device 110 and the output device 111, and receives an instruction from the user 112 to start calculation for determining the position of the water pressure gauge. In addition, the obtained calculation result is displayed, and the user 112 assists the operation for determining the position of the water pressure gauge. The details of the information displayed on the output device 111 for this purpose will be described later with reference to FIG.

水圧計配置指標調整・計算部102は、他の機能部品と協働し、水圧計配置位置の計算結果をユーザに提示するために必要なデータを作成する。本実施例では、水圧計配置指標調整・計算部102は、他の機能部品に対して指示を与え、サブルーチンとして用いることにより全体の処理を統括するが、全ての機能を一体の機能部品で構成しても、基本的な概念は変わらない。 The water pressure gauge placement index adjustment / calculation unit 102 collaborates with other functional components to create data necessary for presenting the calculation result of the water pressure gauge placement position to the user. In this embodiment, the water pressure gauge arrangement index adjustment / calculation unit 102 supervises the entire processing by giving instructions to other functional parts and using them as subroutines, but all the functions are configured by one functional part. However, the basic concept does not change.

水圧計配置位置探索部103は、水圧計配置指標調整・計算部102から与えられた水圧計数と種類、目標精度に基づき、最適な水圧計配置位置を計算する。 The water pressure gauge placement position search unit 103 calculates the optimum water pressure gauge placement position based on the water pressure count, the type, and the target accuracy given by the water pressure gauge placement index adjustment / calculation unit 102.

エリア計算部104は、水圧計配置位置探索部103から与えられた目標精度、水圧計配置位置と水圧計種類に基づき、エリア構成を計算する。 The area calculation unit 104 calculates the area configuration based on the target accuracy, the water pressure gauge placement position, and the water pressure gauge type given by the water pressure gauge placement position search unit 103.

水圧変化量計算部105は、エリア計算部104から与えられた目標精度の条件で漏水が発生した場合の、管網内の水圧変化を計算する。 The water pressure change amount calculation unit 105 calculates the water pressure change in the pipe network when water leakage occurs under the condition of the target accuracy given by the area calculation unit 104.

管網計算部106は、水圧変化量計算部105のサブルーチンとして、管網モデルデータベース107のデータを用いて管網計算を行う。 The pipe network calculation unit 106 performs pipe network calculation using the data of the pipe network model database 107 as a subroutine of the water pressure change amount calculation unit 105.

管網モデルデータベース107は、配水管網を管網モデル化したデータを格納するデータベースである。 The pipe network model database 107 is a database that stores data obtained by modeling the water distribution pipe network as a pipe network.

水圧計仕様データベース108は、設置する水圧計の仕様に関するデータベースである。 The water pressure gauge specification database 108 is a database relating to the specifications of the water pressure gauge to be installed.

水圧計配置結果データベース109は、水圧計の配置を計算した結果を格納するデータベースである。 The water pressure gauge arrangement result database 109 is a database that stores the result of calculating the arrangement of the water pressure gauge.

<管網モデルデータベース>
本実施例で、管網モデルデータベース107は、漏水を監視する対象となる配水管網を管網モデル化したデータを格納する。管網モデルとは、管網の管路接続をグラフ構造、すなわちノード(節点)とリンク(管路)で表現したものである。管網モデルは、節点を結ぶ管路の集まりとしてモデル化したものといえる。
<Pipe network model database>
In this embodiment, the pipe network model database 107 stores data obtained by modeling the water distribution pipe network to be monitored for water leakage. The pipeline model is a graph structure of the pipeline connection of the pipeline, that is, a node (node) and a link (pipeline). It can be said that the pipeline model is modeled as a collection of pipelines connecting nodes.

管網モデルデータベース107のデータは、管網計算部106での管網計算に用いられる。管網計算は、配水管のネットワークをシミュレートし、特定の条件における水の流れを再現するものである。管網モデルデータベース107のデータには、例えば、管路情報、節点情報、パターン情報が含まれる。管路情報は、管網を構成する管路のID、長さ、口径などを纏めたものである。節点情報は、管網内に存在する配置池、タンク、需要家などを表現するものである。パターン情報は管網計算に用いる様々なパターンを表現するものであり、需要量、タンクの水頭、ポンプ圧などの時間別の値を表現可能である。 The data of the pipeline model database 107 is used for the pipeline calculation in the pipeline calculation unit 106. Pipe network calculations simulate a network of distribution pipes and reproduce the flow of water under specific conditions. The data of the pipeline model database 107 includes, for example, pipeline information, node information, and pattern information. The pipeline information is a collection of IDs, lengths, diameters, and the like of the pipelines constituting the pipeline. The node information represents the arrangement ponds, tanks, consumers, etc. existing in the pipe network. The pattern information expresses various patterns used for the pipe network calculation, and can express the time-specific values such as the demand amount, the head of the tank, and the pump pressure.

管網モデル、管網モデルデータベース、および管網計算自体については、特許文献1など公知技術の蓄積があるため詳細な説明は割愛する。本実施例では、管網計算部106は水圧変化量計算部105と協働し、管網内で漏水の位置と量、および、水圧計の位置を与えたときに、管網モデルデータベース107のデータに基づいて、水圧計の位置における水圧の変化が計算できればよい。 As for the pipe network model, the pipe network model database, and the pipe network calculation itself, detailed explanations are omitted because publicly known technologies such as Patent Document 1 are accumulated. In this embodiment, the pipe network calculation unit 106 cooperates with the water pressure change amount calculation unit 105, and when the position and amount of water leakage in the pipe network and the position of the water pressure gauge are given, the pipe network model database 107 It suffices if the change in water pressure at the position of the water pressure gauge can be calculated based on the data.

<水圧計仕様データベース>
本実施例で、水圧計仕様データベース108は、設置する水圧計の仕様を表現するデータベースである。
<Water pressure gauge specification database>
In this embodiment, the water pressure gauge specification database 108 is a database that expresses the specifications of the water pressure gauge to be installed.

図2に、水圧計仕様データベース108に格納されたデータ(水圧計仕様情報)の一例を示す。データベースの見方は、表の左に属性名201、右に属性値202が配置される。図2の例では、「水圧計ID」が、「PG_1」で特定される種類の水圧計について記述している。水圧計の種類が複数ある場合には、属性値が複数列あることになる。図2の例では、水圧計の種類ごとのデータとしているが、水圧計の固体ごとのデータとしてもよい。 FIG. 2 shows an example of data (water pressure gauge specification information) stored in the water pressure gauge specification database 108. In terms of how to read the database, the attribute name 201 is placed on the left side of the table, and the attribute value 202 is placed on the right side. In the example of FIG. 2, the "water pressure gauge ID" describes the type of water pressure gauge specified by "PG_1". If there are multiple types of water pressure gauges, there will be multiple columns of attribute values. In the example of FIG. 2, the data for each type of water pressure gauge is used, but the data for each solid of the water pressure gauge may be used.

水圧計仕様情報は、設置する水圧計の仕様をまとめたものである。「精度等級」は水圧計の精度を分類したものである。「スパン」は水圧計が測定可能な水圧の範囲を示す。また「最小目盛値」は水圧計が測定可能な水圧の最小値を示す。図2では水圧計のスパンが1Mpa、最小目盛値が0Mpaと示されており、0〜1Mpaまで測定可能であることが分かる。また、「測定頻度」は設定された水圧測定の頻度である。「設置可能数」は管網に設置することができる水圧計の数、例えば水圧計の在庫数である。データには価格その他のデータを含めても良い。 The water pressure gauge specification information is a summary of the specifications of the water pressure gauge to be installed. "Accuracy grade" is a classification of the accuracy of the water pressure gauge. "Span" indicates the range of water pressure that can be measured by a water pressure gauge. The "minimum scale value" indicates the minimum value of water pressure that can be measured by the water pressure gauge. In FIG. 2, the span of the water pressure gauge is shown to be 1 Mpa and the minimum scale value is shown to be 0 Mpa, and it can be seen that measurement is possible from 0 to 1 Mpa. The "measurement frequency" is the set frequency of water pressure measurement. The "installable number" is the number of water pressure gauges that can be installed in the pipe network, for example, the number of water pressure gauges in stock. The data may include price and other data.

スパン,計測頻度は各水圧計における有意な水圧変化量を計算するために用いる。また、設置可能数は水圧計配置の計算回数に影響する。設置価格は、計算結果の画面において、目標精度や設置評価値と、水圧計配置費用の関係を表示するために利用することができる。
なお精度等級やスパンの代わりに、あるいは、これに加えて、計測誤差や目盛り幅のデータを備えても良い。
The span and measurement frequency are used to calculate the significant change in water pressure in each water pressure gauge. In addition, the number of installations affects the number of calculations for water pressure gauge placement. The installation price can be used to display the relationship between the target accuracy and installation evaluation value and the water pressure gauge placement cost on the calculation result screen.
Note that, instead of or in addition to the accuracy grade and span, measurement error and scale width data may be provided.

<全体処理フロー>
図3は、水圧計配置支援システム100の水圧計配置指標調整・計算部102が行なう処理の、全体フローチャートである。この処理の開始トリガーは、例えばユーザ112によって明示の指示があった場合である。あるいは、所定条件をトリガーに自動的に行なってもよい。
<Overall processing flow>
FIG. 3 is an overall flowchart of the processing performed by the water pressure gauge placement index adjustment / calculation unit 102 of the water pressure gauge placement support system 100. The start trigger of this process is, for example, when the user 112 gives an explicit instruction. Alternatively, a predetermined condition may be automatically performed as a trigger.

この処理では、管網モデルデータベース107と水圧計仕様データベース108のデータを用い、配置する水圧計の個数と目標精度の組み合わせごとに、可能性のある水圧計の配置とエリアを計算する。その上で、配置評価値を基準にして、水圧計の個数ごとに、最適な水圧計配置位置とそのときの目標精度を計算する。この処理には、各種最適化手法(シンプレックス法等)を利用できる。配置評価値の概念については、後に詳細に説明する。水圧計配置指標調整・計算部102の計算結果は、結果集計・画面出力部101に入力し、出力装置111によりユーザ112へ提示する。以下、図3に従って説明する。 In this process, using the data of the pipe network model database 107 and the water pressure gauge specification database 108, the possible arrangement and area of the water pressure gauges are calculated for each combination of the number of the water pressure gauges to be arranged and the target accuracy. Then, based on the placement evaluation value, the optimum water pressure gauge placement position and the target accuracy at that time are calculated for each number of water pressure gauges. Various optimization methods (simplex method, etc.) can be used for this process. The concept of the placement evaluation value will be described in detail later. The calculation result of the water pressure gauge arrangement index adjustment / calculation unit 102 is input to the result aggregation / screen output unit 101 and presented to the user 112 by the output device 111. Hereinafter, it will be described with reference to FIG.

処理S301では、水圧計配置指標調整・計算部102は、水圧計の個数を初期化する。通常、水圧計数の初期値は「1」であり、これを設置可能な水圧計数の最大数(以下「設置可能最大数」という)まで、処理S302でインクリメントする。設置可能最大数は、図2の水圧計仕様データベース108の「設置可能数」の合計値である。あるいは、ユーザ112が、設置可能最大数として任意の値を設定しても良い。 In the process S301, the water pressure gauge arrangement index adjustment / calculation unit 102 initializes the number of water pressure gauges. Normally, the initial value of the water pressure count is "1", and this is incremented by the process S302 up to the maximum number of water pressure counts that can be installed (hereinafter referred to as "maximum number that can be installed"). The maximum number that can be installed is the total value of the "number that can be installed" in the hydraulic pressure gauge specification database 108 of FIG. Alternatively, the user 112 may set an arbitrary value as the maximum number that can be installed.

処理S303では、水圧計配置指標調整・計算部102は、目標精度を初期化する。目標精度は予め与えてあっても良いし、ユーザ112がその都度実用的な観点から任意の値を設定しても良い。目標精度は、検知可能な時間当たりの漏水量とし、例えば、50m/hのように定める。初期値としては、例えば想定する目標精度の上限(あるいは下限)で設定する。 In the process S303, the water pressure gauge arrangement index adjustment / calculation unit 102 initializes the target accuracy. The target accuracy may be given in advance, or the user 112 may set an arbitrary value from a practical point of view each time. The target accuracy is a detectable amount of water leakage per hour, and is set to, for example, 50 m 3 / h. As the initial value, for example, the upper limit (or lower limit) of the assumed target accuracy is set.

処理S304では、水圧計配置指標調整・計算部102は、水圧計配置位置探索部103に水圧計数と目標精度を送る。水圧計配置位置探索部103は、水圧計数と目標精度の入力をトリガーに処理を開始する。水圧計配置位置探索部103では、与えられた水圧計数と目標精度の条件で、最も配置評価値の高い水圧計配置位置(および各位置に設置する水圧計の種類)を計算し、水圧計配置指標調整・計算部102に返す。水圧計配置位置探索部103の処理は、後に図4で詳細に説明する。 In the process S304, the water pressure gauge placement index adjustment / calculation unit 102 sends the water pressure count and the target accuracy to the water pressure gauge placement position search unit 103. The water pressure gauge placement position search unit 103 starts processing triggered by the input of the water pressure count and the target accuracy. The water pressure gauge placement position search unit 103 calculates the water pressure gauge placement position (and the type of water pressure gauge installed at each position) with the highest placement evaluation value under the given water pressure count and target accuracy conditions, and places the water pressure gauge. It is returned to the index adjustment / calculation unit 102. The process of the water pressure gauge arrangement position search unit 103 will be described in detail later with reference to FIG.

処理S305では、水圧計配置指標調整・計算部102は、水圧計配置位置探索部103から、水圧計配置位置と配置評価値を取得する。 In the process S305, the water pressure gauge placement index adjustment / calculation unit 102 acquires the water pressure gauge placement position and the placement evaluation value from the water pressure gauge placement position search unit 103.

処理S306では、処理302で設定した水圧計数において、配置評価値が最大になったかどうかを評価する。 In the process S306, it is evaluated whether or not the arrangement evaluation value is maximized in the water pressure count set in the process 302.

処理S307では、配置評価値が最大でない場合に、目標精度を調整する。調整では、例えば精度を所定の値低く(あるいは高く)する。その後、処理S304で、再び水圧計配置位置探索部103を起動する。 In the process S307, the target accuracy is adjusted when the arrangement evaluation value is not the maximum. In the adjustment, for example, the accuracy is lowered (or increased) by a predetermined value. After that, in the process S304, the water pressure gauge arrangement position search unit 103 is started again.

処理S308では、配置評価値が最大である水圧計配置結果を、水圧計配置結果データベース109に保存する。なお、配置評価値が最大のものだけでなく、算出した全ての結果を保存しておいても良い。 In the process S308, the water pressure gauge placement result having the maximum placement evaluation value is stored in the water pressure gauge placement result database 109. It should be noted that not only the one with the maximum placement evaluation value but also all the calculated results may be saved.

処理S309では、水圧計数が設置可能最大数かどうかを判定し、設置可能最大数であった場合には、処理S310で結果をユーザに提示するために、結果集計・画面出力部101を起動する。最大数でない場合には、処理S302で水圧計数をインクリメントし、同様の処理を行なう。 In the process S309, it is determined whether or not the water pressure count is the maximum number that can be installed, and if it is the maximum number that can be installed, the result totaling / screen output unit 101 is started in order to present the result to the user in the process S310. .. If it is not the maximum number, the water pressure count is incremented in the process S302, and the same process is performed.

処理S310では、水圧計配置指標調整・計算部102は、水圧計数ごとに、提示対象となる候補であるエリア構成に目標精度と配置評価を対応づけた計算結果である提示データを、結果集計・画面出力部101に送る。結果集計・画面出力部101は、提示データを元に表示画面を作成し、出力装置111に表示する。 In the process S310, the water pressure gauge placement index adjustment / calculation unit 102 aggregates the presentation data, which is the calculation result in which the target accuracy and the placement evaluation are associated with the area configuration that is the candidate to be presented, for each water pressure count. It is sent to the screen output unit 101. The result aggregation / screen output unit 101 creates a display screen based on the presented data and displays it on the output device 111.

計算結果としては、例えば、水圧計数のそれぞれに対して、最も高い配置評価値を示したエリア構成と目標精度の組が、対応づけられたデータとして送られる。結果集計・画面出力部101は計算結果を集計してグラフ化などし、出力装置111に表示する。 As the calculation result, for example, for each of the water pressure counts, the set of the area configuration and the target accuracy showing the highest placement evaluation value is sent as the associated data. The result aggregation / screen output unit 101 aggregates the calculation results, graphs them, and displays them on the output device 111.

<水圧計配置位置探索部の処理(前半)>
図4は、水圧計配置位置探索部103が行なう処理S304を説明する、フローチャートである。水圧計配置位置探索部103は、水圧計配置指標調整・計算部102から与えられた水圧計数と目標精度の条件下で、最も配置評価値の高い水圧計配置位置(および各位置に設置する水圧計の種類)を計算し返却する。開始トリガーは、水圧計配置指標調整・計算部102から水圧計数と目標精度の入力を受けたときである。
<Processing of water pressure gauge placement position search unit (first half)>
FIG. 4 is a flowchart illustrating the process S304 performed by the water pressure gauge arrangement position search unit 103. The water pressure gauge placement position search unit 103 has the highest placement evaluation value of the water pressure gauge placement position (and the water pressure installed at each position) under the conditions of the water pressure count and the target accuracy given by the water pressure gauge placement index adjustment / calculation unit 102. Calculate and return the total type). The start trigger is when the water pressure count and the target accuracy are input from the water pressure gauge arrangement index adjustment / calculation unit 102.

処理S401では、処理S302で設定された水圧計の数と、処理S307で調整された目標精度を取得する。 In the process S401, the number of water pressure gauges set in the process S302 and the target accuracy adjusted in the process S307 are acquired.

処理S402では、水圧計仕様データベース108から、設置可能な各水圧計の仕様と、設置可能最大数を取得する。 In the process S402, the specifications of each water pressure gauge that can be installed and the maximum number that can be installed are acquired from the water pressure gauge specification database 108.

処理S403では、処理S302で設定された個数の水圧計を、管網モデルデータベース107のモデルで規定される配水管網のランダムな箇所に配置する。水圧計仕様データベース108の設置可能な水圧計から、処理S302で設定された個数の水圧計を選択し、水圧計の仕様も同時に割り当ることができる。このとき、予め配置候補となる候補座標を設定しておき、配置位置は候補座標の中からランダムに選択して配置しても良い。候補座標としては、例えば管路の所定長さ(たとえば100m)ごとに設定してもよい。あるいは管路の節点を候補座標としてもよい。 In the process S403, the number of water pressure gauges set in the process S302 is arranged at random locations in the water distribution pipe network defined by the model of the pipe network model database 107. From the water pressure gauges that can be installed in the water pressure gauge specification database 108, the number of water pressure gauges set in the process S302 can be selected, and the specifications of the water pressure gauges can be assigned at the same time. At this time, candidate coordinates to be placement candidates may be set in advance, and the placement position may be randomly selected from the candidate coordinates and placed. As the candidate coordinates, for example, it may be set for each predetermined length of the pipeline (for example, 100 m). Alternatively, the node of the pipeline may be used as the candidate coordinate.

管路の節点を候補座標とする場合には、全ての節点か、または何らかの方法で限定した節点(需要量のある節点のみ、一日の水圧変動が大きくない節点のみ、その他ユーザ指定など)を対象として行ってもよい。ランダム配置(S403)から配置位置変更(S407)までには、公知の各種組合せ最適化手法(遺伝的アルゴリズムなど)を利用可能である。なお、設置する水圧計の種類もランダムに選択する。ただし,設置した箇所の水圧を計測できない(計測範囲外)の場合は設置をやり直す。 When the node of the pipeline is used as the candidate coordinate, all the nodes or the nodes limited by some method (only the nodes with demand, only the nodes where the daily water pressure fluctuation is not large, other user-specified, etc.) are selected. It may be done as a target. Various known combinatorial optimization methods (genetic algorithms, etc.) can be used from random placement (S403) to change of placement position (S407). The type of water pressure gauge to be installed is also randomly selected. However, if the water pressure at the installation location cannot be measured (outside the measurement range), re-install.

処理S404では、エリア計算部104の処理を実行する。エリア計算部104では、与えられた目標精度と水圧計配置位置(および各配置位置の水圧計の種類)に基づき、エリア構成を計算する。エリア計算部104の処理は、後に図5で詳細に説明する。 In the process S404, the process of the area calculation unit 104 is executed. The area calculation unit 104 calculates the area configuration based on the given target accuracy and the water pressure gauge placement position (and the type of water pressure gauge at each placement position). The processing of the area calculation unit 104 will be described in detail later with reference to FIG.

処理S405では、エリア構成について、配置評価値を計算する。配置評価値については、別途項を設けて説明する。 In the process S405, the arrangement evaluation value is calculated for the area configuration. The placement evaluation value will be described in a separate section.

処理S406では、配置評価値がいままでで最大かどうかを判定する。最大でない場合には、処理S407で水圧計の配置位置を変更して、再度エリア計算を行なう。配置評価値が最大になったときは、処理S408で水圧計配置位置と配置評価値を返し、終了する。 In the process S406, it is determined whether or not the arrangement evaluation value is the maximum so far. If it is not the maximum, the arrangement position of the water pressure gauge is changed in the process S407, and the area calculation is performed again. When the arrangement evaluation value becomes the maximum, the water pressure gauge arrangement position and the arrangement evaluation value are returned in the process S408, and the process ends.

以上のようにして、水圧計配置位置探索部103は、与えられた水圧計数と目標精度の条件下で、複数パターンの水圧計配置位置を想定し、最も配置評価値の高い水圧計配置位置を抽出する。 As described above, the water pressure gauge placement position search unit 103 assumes a plurality of patterns of water pressure gauge placement positions under the conditions of the given water pressure count and target accuracy, and determines the water pressure gauge placement position having the highest placement evaluation value. Extract.

想定する水圧計配置位置のパターンは、全ての可能性を網羅することが理想的であるが、予めパターン数を制限しておき処理時間を短縮しても良い。その場合には、処理S406の条件に、OR条件で「配置位置変更回数は上限?」を含めればよい。あるいは、配置評価値に所望の閾値を設定しておき、処理S406の条件を「配置評価値は閾値以上?」とすればよい。 Ideally, the pattern of the assumed water pressure gauge arrangement position covers all possibilities, but the number of patterns may be limited in advance to shorten the processing time. In that case, the condition of the process S406 may include "Is the number of times the arrangement position changed is the upper limit?" In the OR condition. Alternatively, a desired threshold value may be set for the placement evaluation value, and the condition of the process S406 may be "is the placement evaluation value equal to or greater than the threshold value?".

<エリア計算部の処理(前半)>
図5は、エリア計算部104が行なう処理S404を説明する、フローチャートである。エリア計算部104は、水圧計配置位置探索部103から与えられた目標精度と水圧計配置位置(および各配置位置の水圧計の種類)に基づき、エリア構成を計算する。
<Processing of area calculation unit (first half)>
FIG. 5 is a flowchart illustrating the process S404 performed by the area calculation unit 104. The area calculation unit 104 calculates the area configuration based on the target accuracy given by the water pressure gauge placement position search unit 103 and the water pressure gauge placement position (and the type of the water pressure gauge at each placement position).

処理S501では、水圧計配置位置探索部103より水圧計配置位置と目標精度の入力を受け、以降の処理を開始する。 In the process S501, the water pressure gauge placement position and the target accuracy are input from the water pressure gauge placement position search unit 103, and the subsequent processes are started.

処理S502では、設定された目標精度で水圧変化量計算部105を実行させる。水圧変化量計算部105では、配水管網の各所で目標精度の漏水があった場合に、他の箇所における水圧変化量を網羅的に計算する。 In the process S502, the water pressure change amount calculation unit 105 is executed with the set target accuracy. The water pressure change amount calculation unit 105 comprehensively calculates the water pressure change amount at other places when there is a leak of target accuracy at each place in the water distribution pipe network.

<水圧変化量計算部の処理>
図6で、水圧変化量計算部105が行なう処理の概念について説明する。例えば、図6Aに示すように、貯水タンク601から配水される管網の節点にA,B,C,D,E,Fの各点を定義する。水圧変化量計算部105では,目標精度での漏水が各点で発生した場合に、管網内でどのような水圧変化が起きるかを計算する。
<Processing of water pressure change amount calculation unit>
FIG. 6 describes the concept of the process performed by the water pressure change amount calculation unit 105. For example, as shown in FIG. 6A, points A, B, C, D, E, and F are defined at the nodes of the pipe network distributed from the water storage tank 601. The water pressure change amount calculation unit 105 calculates what kind of water pressure change occurs in the pipe network when water leakage with the target accuracy occurs at each point.

図6Bは、漏水位置と各節点の水圧変化量の関係を示す表図である。例えば、目標精度が漏水量50m/hとし、A,B,C,D,E,Fの各点で50m/hの漏水が発生した場合、A,B,C,D,E,Fの各点での水圧変化量は、図6Bのようになる。例えば、A点で50m/hの漏水が発生した場合の、B点における水圧変化量はマイナス0.4m(水柱メートル)、C点における水圧変化量はマイナス0.1mである。 FIG. 6B is a table showing the relationship between the leak position and the amount of change in water pressure at each node. For example, the target accuracy and the amount of water leakage 50m 3 / h, A, B , C, D, E, if leakage of 50 m 3 / h occurs at each point of F, A, B, C, D, E, F The amount of change in water pressure at each point is as shown in FIG. 6B. For example, when a water leak of 50 m 3 / h occurs at point A, the amount of change in water pressure at point B is minus 0.4 m (meter of water column), and the amount of change in water pressure at point C is minus 0.1 m.

このような、漏水に起因する圧力変化は、水圧変化量計算部105が、管網モデルデータベース107のデータを用いて、管網計算部106の行なう管網計算により求めることができる。このときA,B,C,D,E,Fのような、水圧計の配置箇所や漏水箇所を表す各点は、シミュレーション上、予め設定した座標から選ぶようにすると、計算の負担が軽減できる。座標の選択は任意であるが、本実施例では管網内の節点からこのような点を選択することにする。 Such a pressure change due to water leakage can be obtained by the water pressure change amount calculation unit 105 by the pipe network calculation performed by the pipe network calculation unit 106 using the data of the pipe network model database 107. At this time, the calculation burden can be reduced by selecting each point representing the location of the water pressure gauge and the location of water leakage, such as A, B, C, D, E, and F, from the coordinates set in advance in the simulation. .. The selection of coordinates is arbitrary, but in this embodiment, such points are selected from the nodes in the pipe network.

図7は、水圧変化量計算部105が行なう処理S502を説明する、フローチャートである。開始トリガーは、エリア計算部104より目標精度の入力があったときである。ここでは、管網内の各節点で目標精度での漏水が発生した場合,管網全体の水圧はどのように変化するかを計算する。 FIG. 7 is a flowchart illustrating the process S502 performed by the water pressure change amount calculation unit 105. The start trigger is when the target accuracy is input from the area calculation unit 104. Here, we calculate how the water pressure of the entire pipe network changes when water leakage occurs at each node in the pipe network with the target accuracy.

処理S701では、エリア計算部104からの目標精度を取得する。たとえば、漏水量50m/hのごとくである。 In the process S701, the target accuracy from the area calculation unit 104 is acquired. For example, the amount of water leakage is 50 m 3 / h.

処理S702では、管網モデルデータベース107から管網モデルのデータを取得する。 In the process S702, the data of the pipe network model is acquired from the pipe network model database 107.

処理S703では、管網計算部106に管網計算を実行させ、漏水ゼロすなわち漏水がない状態(平常時)の計算結果S1を得る。計算結果S1には、管網内の各節点における平常時の水圧値が含まれる。結果S1は記憶装置に保存しておく。 In the process S703, the pipe network calculation unit 106 is made to execute the pipe network calculation, and the calculation result S1 in a state where there is no water leakage, that is, there is no water leakage (normal time) is obtained. The calculation result S1 includes the normal water pressure value at each node in the pipe network. The result S1 is stored in the storage device.

処理S704では、管網内の節点を一つ選択する。 In the process S704, one node in the pipe network is selected.

処理S705では、選択した節点に目標精度(たとえば50m/h)での漏水を割り当てる。この状態で管網計算した結果をS2とする。結果S2も記憶装置に保存する。 In the process S705, the selected node is assigned a leak with a target accuracy (for example, 50 m 3 / h). Let S2 be the result of the pipe network calculation in this state. The result S2 is also stored in the storage device.

処理S706では、S1とS2を比較し、漏水により管網全体でどのように水圧が変化したかを記録する。 In the treatment S706, S1 and S2 are compared, and how the water pressure changes in the entire pipe network due to the water leakage is recorded.

処理S707では、全ての節点でシミュレーションが実行されたかを判定する。未計算の節点がある場合は、処理S708でそのうち一つを選択し、シミュレーションを実行する。これを各節点で行い、最後に処理S709で、管網内の各節点で漏水が起きた場合の全節点における水圧変化量の集計結果を集計しエリア計算部104に返却する。集計結果は例えば、図6Bに示すようなテーブル形式とすることができる。 In the process S707, it is determined whether or not the simulation has been executed at all the nodes. If there are uncalculated nodes, one of them is selected in process S708 and the simulation is executed. This is performed at each node, and finally, in the process S709, the total result of the water pressure change amount at all the nodes when water leakage occurs at each node in the pipe network is totaled and returned to the area calculation unit 104. The aggregation result can be, for example, in the form of a table as shown in FIG. 6B.

なお、漏水の設定は全ての節点か、何らかの方法で限定した節点(需要のある節点のみ、その他ユーザ指定など)に行うことができる。また、水圧変化量についても全ての節点か、または限定した節点について集計してもよい。 It should be noted that the water leakage can be set to all nodes or nodes limited by some method (only nodes in demand, other user-specified nodes, etc.). In addition, the amount of change in water pressure may be totaled for all nodes or limited nodes.

具体的な水圧の計算手法は、一般的に管網モデルを用いた管網計算として行なわれるものであり、特許文献1など過去の技術の蓄積があるので、説明は割愛する。
以上のようにして、水圧変化量計算部105は、目標精度ごとに、例えば図6Bに示したような、各節点の水圧変化量の集計結果を算出する。
The specific method for calculating the water pressure is generally performed as a pipe network calculation using a pipe network model, and since there is an accumulation of past technologies such as Patent Document 1, the explanation is omitted.
As described above, the water pressure change amount calculation unit 105 calculates the total result of the water pressure change amount at each node as shown in FIG. 6B for each target accuracy.

<エリア計算部の処理(後半)>
引き続き、図5によりエリア計算部104の処理を説明する。処理S503以降では、水圧変化量計算部105から得られた全節点における水圧変化量の集計結果と、水圧計仕様データベース108から得られる水圧計仕様に基づいて、それぞれの水圧計ごとに、その水圧計が目標精度に従った漏水を検知できるエリアを計算する。これは目標精度を元にした水圧変化量と、設置する水圧計の仕様に基づく有意な水圧変化量から計算を行う。
<Processing of area calculation unit (second half)>
Subsequently, the processing of the area calculation unit 104 will be described with reference to FIG. In the treatment S503 or later, the water pressure of each water pressure gauge is based on the total result of the water pressure change amount at all the nodes obtained from the water pressure change amount calculation unit 105 and the water pressure gauge specification obtained from the water pressure gauge specification database 108. Calculate the area where the meter can detect water leakage according to the target accuracy. This is calculated from the amount of change in water pressure based on the target accuracy and the amount of significant change in water pressure based on the specifications of the installed water pressure gauge.

図5を再度参照して、具体的に説明する。
処理S503では、処理S403で配置され、入力された水圧計配置位置から、エリア計算対象とする水圧計を一つ選択する。
A specific description will be given with reference to FIG. 5 again.
In the process S503, one water pressure gauge to be calculated in the area is selected from the water pressure gauge arrangement position arranged and input in the process S403.

処理S504では、水圧計仕様データベース108から、選択した水圧計の仕様を取得する。 In the process S504, the specifications of the selected water pressure gauge are acquired from the water pressure gauge specification database 108.

処理S505では、選択した水圧計における有意な水圧変化量を計算する。水圧計には計測誤差があるため、漏水によって水圧が変化したとしても、それが計測できるとは限らない。有意な水圧変化量とは、水圧変化量がその値を上回っていれば、誤差に埋もれず計測可能であることを表す。有意な水圧変化量は、基本的には水圧計仕様から定めることができる。例えば、水圧計仕様から、計測誤差、計測数、目盛り幅を取得することができる。通常、水圧計仕様データベース108にある精度等級にもとづいて、スパンから計測誤差と目盛り幅を計算できる。あるいは、精度等級の代わりに、あるいはこれに加えて、直接計測誤差や目盛り幅を水圧計仕様データベース108に格納しても良い。 In the process S505, a significant amount of change in water pressure in the selected water pressure gauge is calculated. Since the water pressure gauge has a measurement error, even if the water pressure changes due to water leakage, it is not always possible to measure it. A significant amount of change in water pressure means that if the amount of change in water pressure exceeds that value, it can be measured without being buried in an error. The significant amount of change in water pressure can basically be determined from the specifications of the water pressure gauge. For example, the measurement error, the number of measurements, and the scale width can be obtained from the water pressure gauge specifications. Usually, the measurement error and the scale width can be calculated from the span based on the accuracy grade in the hydraulic pressure gauge specification database 108. Alternatively, or in addition to the accuracy grade, the direct measurement error and scale width may be stored in the hydraulic pressure gauge specification database 108.

有意な水圧変化量の定め方は特に限定するものではないが、例えば精度等級に対応付けて、実験やシミュレーションによって得た有意な水圧変化量を、予め水圧計に対応付けたデータとして格納しておいても良い。 The method of determining the significant water pressure change amount is not particularly limited, but for example, the significant water pressure change amount obtained by experiments or simulations is stored as data associated with the water pressure gauge in advance in association with the accuracy grade. You can leave it.

仕様に基づいてシステム側で有意な水圧変化量を求める場合には、水圧計仕様と統計的検定に基づいて高精度で算出することができる。統計的検定としては、例えば公知のt検定が利用できる。t検定の式を用いた場合、計測数から自由度、計測誤差から標準偏差を計算し、統計的検定によって有意となる水圧変化量を計算することができる。 When the system side obtains a significant amount of change in water pressure based on the specifications, it can be calculated with high accuracy based on the water pressure gauge specifications and statistical tests. As the statistical test, for example, a known t-test can be used. When the t-test formula is used, the degree of freedom can be calculated from the number of measurements, the standard deviation can be calculated from the measurement error, and the amount of change in water pressure that becomes significant can be calculated by the statistical test.

処理S506では、有意な水圧変化量と管網内の水圧変化量に基づきエリアを決定する。 In the treatment S506, the area is determined based on the significant amount of change in water pressure and the amount of change in water pressure in the pipe network.

処理S507では、処理S501で入力された水圧計配置位置の全ての水圧計について、エリア計算が完了したかどうかを判定する。完了していない場合には、処理S508で未処理の水圧計を一つ選択する。完了している場合には、処理S509でエリア計算結果を集計して水圧計配置位置探索部103に返す。 In the process S507, it is determined whether or not the area calculation is completed for all the water pressure gauges at the water pressure gauge arrangement positions input in the process S501. If it is not completed, one untreated water pressure gauge is selected in the treatment S508. If it is completed, the area calculation result is totaled in the process S509 and returned to the water pressure gauge placement position search unit 103.

図8により、エリア計算部の処理の概念を説明する。図8Aは、図6と同様の配水管網において、処理S503で節点Aの水圧計を選択した場合である。処理S504では、当該水圧計の仕様を取得し、処理S504で有意な水圧変化量を得る。図8の例では、有意な水圧変化量をプラスマイナス0.2m以上とした。 The concept of processing of the area calculation unit will be described with reference to FIG. FIG. 8A shows a case where the water pressure gauge at the node A is selected in the treatment S503 in the same water pipe network as in FIG. In the treatment S504, the specifications of the water pressure gauge are acquired, and in the treatment S504, a significant amount of change in water pressure is obtained. In the example of FIG. 8, the significant amount of change in water pressure was set to plus or minus 0.2 m or more.

処理S506では、与えられた水圧計配置位置と水圧計仕様と目標精度と、目標精度に基づく水圧変化量からエリアを計算する。このため、まず水圧変化量計算部105から目標精度に対する水圧変化量の計算結果を取得する。このデータは例えば図6Bのようなデータになる。 In the process S506, the area is calculated from the given water pressure gauge arrangement position, the water pressure gauge specification, the target accuracy, and the amount of change in water pressure based on the target accuracy. Therefore, first, the calculation result of the water pressure change amount with respect to the target accuracy is acquired from the water pressure change amount calculation unit 105. This data is, for example, the data shown in FIG. 6B.

図8Bは、漏水位置と各節点の水圧変化量の関係と、どの範囲で目標精度に対する水圧変化量が検知できるかを示す表図であり、内容は図6Bのデータと同じである。図8Bに示すように、目標精度50m/hの漏水が節点A,B,Cそれぞれで発生した場合、節点Aにおける水圧変化量はそれぞれ−0.7m,−0.5m,−0.1mである。従って、プラスマイナス0.2mの水圧変化を検知できる節点Aの水圧計が、50m/hの漏水を検出できる範囲は、節点Bまでであることが分かる。よって、節点Aの水圧計は、領域801の範囲を計測担当範囲、すなわちエリアとすることができる。そこで、図8Aに示すように、有意な水圧変化量以上となる節点A、Bを抽出し、節点群をもって、節点Aに配置された水圧計が担当するエリア801とする。 FIG. 8B is a table diagram showing the relationship between the water leakage position and the amount of change in water pressure at each node and the range in which the amount of change in water pressure with respect to the target accuracy can be detected, and the content is the same as the data in FIG. 6B. As shown in FIG. 8B, when water leakage with a target accuracy of 50 m 3 / h occurs at each of the nodes A, B, and C, the amount of change in water pressure at the node A is -0.7 m, -0.5 m, and -0.1 m, respectively. Is. Therefore, it can be seen that the water pressure gauge at node A, which can detect a change in water pressure of plus or minus 0.2 m, can detect water leakage at 50 m 3 / h up to node B. Therefore, the water pressure gauge at the node A can set the range of the area 801 as the measurement range, that is, the area. Therefore, as shown in FIG. 8A, the nodes A and B having a significant change in water pressure or more are extracted, and the node group is set as the area 801 in charge of the water pressure gauge arranged at the node A.

以上の処理を、設定された個数の全ての水圧計に対して行なうことで、それぞれの水圧計のエリアを定めることができる。 By performing the above processing on all the set number of water pressure gauges, the area of each water pressure gauge can be determined.

なお、図8で、節点Aに水圧計を配置し、その水圧計のエリア801内で発生した目標精度以上の漏水は、節点Aの水圧計で検知可能となる。反対にエリア801内で発生した目標精度よりも小さい漏水は、節点Aの水圧計で検知を保証できない。また、節点Aの水圧計は、エリア801外の漏水は量に関らず検知を保証しない。 In FIG. 8, a water pressure gauge is arranged at the node A, and a water leak with a target accuracy or higher that occurs in the area 801 of the water pressure gauge can be detected by the water pressure gauge at the node A. On the contrary, the detection of the water leakage smaller than the target accuracy generated in the area 801 cannot be guaranteed by the water pressure gauge at the node A. Further, the water pressure gauge at the node A does not guarantee the detection of water leakage outside the area 801 regardless of the amount.

目標精度が小さい場合、水圧計から遠くで起きた漏水を検知できないため、エリアは小さくなる。反対に目標精度が大きい場合、漏水による水圧変化の影響範囲が大きくなるためエリアも大きくなる。従って、より小さな漏水(目標精度小)を推定する場合は、多くの水圧計を置かなければ管網全体をカバーできない。ただし、代わりに各エリアではより小さな漏水を推定可能となる。反対に大きな漏水を推定する場合は水圧計の数は、それほど多くなくても問題ない。ただし、代わりに各エリアでは小さな漏水の推定が困難となる。従って、目標精度と水圧計数にはトレードオフの関係が存在する。 If the target accuracy is small, the area will be small because water leaks that occur far from the water pressure gauge cannot be detected. On the other hand, if the target accuracy is large, the range of influence of the water pressure change due to water leakage will be large, and the area will also be large. Therefore, when estimating a smaller leak (small target accuracy), it is not possible to cover the entire pipe network without installing many water pressure gauges. However, smaller leaks can be estimated in each area instead. On the other hand, when estimating a large leak, the number of water pressure gauges does not have to be so large. However, instead, it becomes difficult to estimate small leaks in each area. Therefore, there is a trade-off relationship between target accuracy and water pressure counting.

<配置評価値>
水圧計配置位置探索部103が処理S405(図4)で計算する、配置評価値の一例について説明する。本実施例では配置評価値は、管網全体をエリアでカバーし、かつエリア同士の水圧変化量が同程度となる重なりが少ない水圧計配置であるほど高い評価値となるようにしている。
<Placement evaluation value>
An example of the placement evaluation value calculated by the water pressure gauge placement position search unit 103 in the process S405 (FIG. 4) will be described. In this embodiment, the arrangement evaluation value is set to be higher as the water pressure gauge arrangement covers the entire pipe network with an area and the amount of change in water pressure between the areas is the same and there is less overlap.

図9で配置評価値の意味を説明する。いま、目標精度50m/hで有意な水圧変化量が0.2mの、2個の水圧計S1,S2があり、図9Aのように、節点A,Dに設置されているとする。また、漏水位置と各節点の水圧変化量は、水圧変化量計算部105で計算されており、図9Bのようになる。 The meaning of the arrangement evaluation value will be described with reference to FIG. It is assumed that there are two water pressure gauges S1 and S2 with a target accuracy of 50 m 3 / h and a significant change in water pressure of 0.2 m, and they are installed at nodes A and D as shown in FIG. 9A. Further, the leak position and the water pressure change amount at each node are calculated by the water pressure change amount calculation unit 105, and are as shown in FIG. 9B.

ここで、水圧計S1,S2に着目すると、エリア計算部104の計算により、図9Aに示すように、水圧計S1のエリアは領域901,S2のエリアは領域902のようになる。 Focusing on the water pressure gauges S1 and S2, the area calculation unit 104 calculates that the area of the water pressure gauge S1 is the area 901 and the area of the water pressure gauge S2 is the area 902, as shown in FIG. 9A.

図9Bを見ると、節点Aで50m/hの漏水が発生した場合、水圧計S1での水圧変化量は−0.7、水圧計S2での水圧変化量は−0.0であるから、水圧計S1のエリア内で漏水が発生していることが判別可能である。同様に、節点Cで50m/hの漏水が発生した場合、水圧計S1での水圧変化量は−0.3、水圧計S2での水圧変化量は−0.8であるから、水圧計S2のエリア内で漏水が発生している可能性が、より高いことが判別可能である。このような判別を可能とすることで、詳細な漏水調査を行なうエリアを限定することができ、保守コストを削減することが可能である。 Looking at FIG. 9B, when a water leak of 50 m 3 / h occurs at the node A, the amount of change in water pressure in the water pressure gauge S1 is -0.7 and the amount of change in water pressure in the water pressure gauge S2 is -0.0. , It is possible to determine that water leakage has occurred in the area of the water pressure gauge S1. Similarly, when a water leak of 50 m 3 / h occurs at node C, the amount of change in water pressure in the water pressure gauge S1 is -0.3, and the amount of change in water pressure in the water pressure gauge S2 is -0.8. It can be determined that the possibility of water leakage occurring in the area of S2 is higher. By enabling such discrimination, it is possible to limit the area where detailed leak investigation is performed, and it is possible to reduce maintenance costs.

しかし、節点Bで50m/hの漏水が発生した場合、水圧計S1での水圧変化量は−0.5、水圧計S2での水圧変化量も−0.5で同じである。そのような状態では、漏水がいずれのエリア内で発生しているかが判別できず、2つのエリアに対して詳細な漏水調査を行なわなければならない。 However, when a water leak of 50 m 3 / h occurs at the node B, the amount of change in water pressure in the water pressure gauge S1 is -0.5, and the amount of change in water pressure in the water pressure gauge S2 is -0.5, which is the same. In such a state, it is not possible to determine in which area the leak occurs, and a detailed leak survey must be conducted for the two areas.

従って、水圧計配置は死角をなくすために、できるだけ管網全体をエリアでカバーできることが第1の条件であるが、エリア同士が極力重ならないことが第2の条件となる。第2の条件では、特に、ある漏水点が2つの水圧計のエリアに含まれ、かつ、その漏水が2つの水圧計でほぼ同じ水圧変化として測定されることを避けることが望ましい。なぜならば、そのような状態では、漏水がいずれのエリア内で発生しているかが判別できず、2つのエリアに対して詳細な漏水調査を行なわなければならないからである。 Therefore, in order to eliminate blind spots, the first condition of the water pressure gauge arrangement is that the entire pipe network can be covered by the area as much as possible, but the second condition is that the areas do not overlap as much as possible. In the second condition, it is particularly desirable to avoid that a leak point is included in the area of the two water pressure gauges and that the leak is measured by the two water pressure gauges as approximately the same water pressure change. This is because, in such a state, it is not possible to determine in which area the leak occurs, and a detailed leak survey must be conducted for the two areas.

具体的な例として、水圧計配置位置探索部で使用する配置評価値f(x,m)(目的関数)は次のように計算することができる。 As a specific example, the placement evaluation value f (x, m) (objective function) used in the water pressure gauge placement position search unit can be calculated as follows.

f(x,m)={(Coverage(x,m) - Overlap(x,m))/AllNodes(m)}・ E(x,m)
ここで、
x: 水圧計配置位置の組み合わせ
m: 管網モデル
Coverage: エリアの管網カバー度
Overlap: エリアの重なり度
AllNodes: 対象管網モデルの節点総数
E: その他目的に合わせた評価関数
f (x, m) = {(Coverage (x, m) --Overlap (x, m)) / AllNodes (m)} ・ E (x, m)
here,
x: Combination of water pressure gauge placement positions
m: Pipe network model
Coverage: Area pipe network coverage
Overlap: Area overlap
AllNodes: Total number of nodes in the target tube network model
E: Evaluation function tailored to other purposes

ここで、エリアの管網カバー度としては、例えば、何れかのエリアに属している節点の総数を用いることができる。エリアの重なり度としては、例えば、複数のエリアに属している節点で、かつその節点で発生した漏水による水圧変化量が複数の水圧計配置位置で同程度となる節点の総数を用いることができる。同程度とは、差が所定の閾値以下であることと定義することができ、差をどのような値とするかはユーザが経験側で決定することができる。 Here, as the pipe network coverage of the area, for example, the total number of nodes belonging to any area can be used. As the degree of overlap of the areas, for example, the total number of nodes belonging to a plurality of areas and the amount of change in water pressure due to water leakage generated at the nodes is the same at a plurality of water pressure gauge placement positions can be used. .. The same degree can be defined as that the difference is equal to or less than a predetermined threshold value, and the user can determine what kind of value the difference should be on the empirical side.

評価関数Eはオプションであり、E=1としてもよい。この場合、管網全体をエリアでカバーし、かつエリア同士の水圧変化量が同じとなる重なりが少ない水圧計配置であるほど高い評価値となる。 The evaluation function E is optional and may be set to E = 1. In this case, the higher the evaluation value is, the more the area covers the entire pipe network and the water pressure gauge arrangement is such that the amount of change in water pressure between the areas is the same and there is little overlap.

また、Eを用いて目的に応じた重みをつけることもできる。例えば、各エリアの大きさを同程度にしたい場合、Eを下記のように設定する。
E(x,m)=w・(1/area_size_variance(x,m))
area_size_varianceは各エリアの大きさ(例えばエリア内管路延長)の分散、wは適当な重み係数である。
It is also possible to use E to add weights according to the purpose. For example, if you want the size of each area to be the same, set E as follows.
E (x, m) = w ・ (1 / area_size_variance (x, m))
area_size_variance is the variance of the size of each area (for example, the extension of the pipeline in the area), and w is an appropriate weighting factor.

その他の評価関数Eの例としては、設置コストを最小化する評価関数がある。これは、設置する水圧計の価格合計の逆数として定義できる。あるいは、エリアの大きさ(管路延長)に制約条件を設けても良い。このためには、エリア計算部104の処理で、エリアの大きさが指定値を超える場合に、その水圧計配置を除外する処理を追加すればよい。 Another example of the evaluation function E is the evaluation function that minimizes the installation cost. This can be defined as the reciprocal of the total price of the water pressure gauges to be installed. Alternatively, a constraint condition may be set on the size of the area (pipeline extension). For this purpose, in the process of the area calculation unit 104, when the size of the area exceeds the specified value, a process of excluding the arrangement of the water pressure gauge may be added.

水圧計配置位置探索部103は、処理S405(図4)において、処理401で設定された水圧計数、目標精度の条件で、様々な水圧計の配置に対して配置評価値を計算する。そして、処理S404〜処理S407のループにおいて、配置評価値が最大になる水圧計配置を探索する。探索結果は、水圧計配置指標調整・計算部102に送られ、処理S305(図3)で取得される。 In the process S405 (FIG. 4), the water pressure gauge arrangement position search unit 103 calculates the arrangement evaluation values for various arrangements of the water pressure gauges under the conditions of the water pressure count and the target accuracy set in the process 401. Then, in the loop of the process S404 to the process S407, the water pressure gauge arrangement that maximizes the arrangement evaluation value is searched. The search result is sent to the water pressure gauge arrangement index adjustment / calculation unit 102, and is acquired in the process S305 (FIG. 3).

水圧計配置指標調整・計算部102は、処理302で設定された水圧計数の条件で、処理S304〜処理S307のループにおいて、配置評価値が最大になる目標精度(および水圧計配置)を探索する。探索結果は水圧計配置結果データベース109として保存される。 The water pressure gauge placement index adjustment / calculation unit 102 searches for the target accuracy (and water pressure gauge placement) at which the placement evaluation value is maximized in the loop of processing S304 to processing S307 under the conditions of the water pressure count set in the processing 302. .. The search result is saved as the water pressure gauge placement result database 109.

以上の例では、漏水の死角を小さくし、かつ漏水調査の労力を低減するための配置評価値の例を示した。ただし、他の観点で任意の配置評価値を設定しても良い。例えば、Coverage(x,m)、あるいは、Overlap(x,m)の片方のみを配置評価値としてもよい。また、コストなど他の観点で配置評価値を定めても良い。本実施例では、ランダムに生成されたエリア構成のなかから、設定された配置評価値の基準に従ったエリア構成を、システムが提示することが可能である。 In the above example, an example of the placement evaluation value for reducing the blind spot of water leakage and reducing the labor of water leakage investigation is shown. However, an arbitrary placement evaluation value may be set from another viewpoint. For example, only one of Coverage (x, m) or Overlap (x, m) may be used as the placement evaluation value. In addition, the placement evaluation value may be determined from other viewpoints such as cost. In this embodiment, the system can present an area configuration according to the set criteria of the placement evaluation value from among the randomly generated area configurations.

<水圧計配置結果データベース>
図10は、水圧計配置結果データベース109のデータ形式の一例を示す表図である。水圧計配置結果データベース109は、水圧計配置指標調整・計算部102と水圧計配置位置探索部103の計算結果を保存する。図10の例では、データベースは水圧計配置結果情報1001と、水圧計配置位置情報1002の2つのテーブルを含むが、1つのテーブルに纏めても良いし、関連付けされた3以上のテーブルに分けても良い。
<Water pressure gauge placement result database>
FIG. 10 is a table diagram showing an example of the data format of the water pressure gauge arrangement result database 109. The water pressure gauge placement result database 109 stores the calculation results of the water pressure gauge placement index adjustment / calculation unit 102 and the water pressure gauge placement position search unit 103. In the example of FIG. 10, the database includes two tables, the water pressure gauge placement result information 1001 and the water pressure gauge placement position information 1002, but they may be combined into one table or divided into three or more associated tables. Is also good.

水圧計配置結果情報1001は、ある水圧計数に対する計算結果(目標精度,水圧計配置位置,配置評価値)を保持する。表の左が属性名、右が属性値である。属性値は一例であって、項目の省略、追加は可能である。 The water pressure gauge placement result information 1001 holds a calculation result (target accuracy, water pressure gauge placement position, placement evaluation value) for a certain water pressure count. The left side of the table is the attribute name, and the right side is the attribute value. The attribute value is an example, and items can be omitted or added.

図10の例では、水圧計配置結果情報1001は、水圧計数が「3個」のデータを示しているが、水圧計数1〜設置可能最大数まで各個数に対して同様のデータを持つことになる。また、目標精度は、処理S306(図3)の条件を満たす、設定水圧計数における配置評価値最大となる目標精度が格納されている。そして、その際の水圧計配置位置は、「R_1」で識別される水圧計配置位置情報1002に格納される。配置評価値は、処理S306の条件を満たす、設定水圧計数における最大の配置評価値である。 In the example of FIG. 10, the water pressure gauge arrangement result information 1001 shows the data of "3" water pressure counts, but it is decided that the water pressure counts 1 to the maximum number that can be installed have the same data for each number. Become. Further, as the target accuracy, the target accuracy that satisfies the condition of the process S306 (FIG. 3) and is the maximum of the arrangement evaluation value in the set water pressure count is stored. Then, the water pressure gauge placement position at that time is stored in the water pressure gauge placement position information 1002 identified by "R_1". The arrangement evaluation value is the maximum arrangement evaluation value in the set water pressure count that satisfies the condition of the process S306.

水圧計配置位置情報1002は、テーブルを識別する水圧計配置位置IDにより呼び出し可能である。水圧計配置位置情報1002は、管網内のどの位置に、どの水圧計を配置するかを保持する。このため、水圧計の配置位置である配置節点IDと、そこに配置された水圧計を識別する配置水圧計IDの組が格納される。また、各水圧計が担当するエリア範囲が、節点IDで規定される。図10の例では、水圧計配置位置情報1002に3組のデータが格納されることになる。水圧計配置位置情報1002のテーブルは、水圧計数によって長さが変化する。 The water pressure gauge placement position information 1002 can be called by the water pressure gauge placement position ID that identifies the table. The water pressure gauge placement position information 1002 holds which water pressure gauge is placed at which position in the pipe network. Therefore, a set of the arrangement node ID which is the arrangement position of the water pressure gauge and the arrangement water pressure gauge ID which identifies the water pressure gauge arranged there is stored. In addition, the area range that each water pressure gauge is in charge of is defined by the node ID. In the example of FIG. 10, three sets of data are stored in the water pressure gauge arrangement position information 1002. The length of the table of the water pressure gauge arrangement position information 1002 changes depending on the water pressure count.

<計算結果表示画面>
図11は、水圧計配置位置の計算結果表示画面の例を示す平面図である。この画面は、結果集計・画面出力部101が生成し、モニタ画面などの出力装置111に表示し、ユーザ112に提示する。
<Calculation result display screen>
FIG. 11 is a plan view showing an example of a calculation result display screen of the water pressure gauge arrangement position. This screen is generated by the result aggregation / screen output unit 101, displayed on an output device 111 such as a monitor screen, and presented to the user 112.

画面1101には、対象の管網図面と、水圧計配置位置と、各水圧計に対応するエリア構成が表示されている。この表示データは、管網モデルデータベース107に格納される管網モデルと、水圧計配置結果データベースに格納された水圧計配置およびエリア範囲情報を元に生成することができる。表示される水圧計配置位置とエリア構成は、ユーザに選択された内容によって変化する。 The target pipe network drawing, the water pressure gauge arrangement position, and the area configuration corresponding to each water pressure gauge are displayed on the screen 1101. This display data can be generated based on the pipe network model stored in the pipe network model database 107 and the water pressure gauge arrangement and area range information stored in the water pressure gauge arrangement result database. The displayed water pressure gauge placement position and area configuration change depending on the content selected by the user.

画面1102には、水圧計配置結果のグラフが表示される。図は一例で、水圧計数に対する目標精度と配置評価値の変化が表示されている。この表示データは、水圧計配置結果データベース109の内容を元に生成することができる。図11の例では、配置する水圧計数である横軸に対応して、配置評価値の最大値と、そのときの目標精度が縦軸に示されている。 A graph of the water pressure gauge arrangement result is displayed on the screen 1102. The figure is an example, and the change in the target accuracy and the placement evaluation value with respect to the water pressure count is displayed. This display data can be generated based on the contents of the water pressure gauge arrangement result database 109. In the example of FIG. 11, the maximum value of the arrangement evaluation value and the target accuracy at that time are shown on the vertical axis corresponding to the horizontal axis which is the water pressure count to be arranged.

マーカ1103で所望の水圧計数、目標精度、あるいは配置評価値を選択すると、それに対応した水圧計配置位置とエリア構成が、画面1101に表示される。図11の例では、水圧計数「2」が選択されている。 When the desired water pressure count, target accuracy, or arrangement evaluation value is selected by the marker 1103, the corresponding water pressure gauge arrangement position and area configuration are displayed on the screen 1101. In the example of FIG. 11, the water pressure count “2” is selected.

画面1104は、画面1102のグラフ表示内容を変更するための設定画面である。選択できるのはグラフ全体の横軸と、上部グラフおよび下部グラフの縦軸の内容である。例では横軸に水圧計数が,上部グラフの縦軸に目標精度が、下部グラフの縦軸に配置評価値が指定されている。上部グラフと下部グラフの縦軸には二つ以上の表示内容を指定でき、二軸以上のグラフを作ることができる。利用可能なデータベースのデータを用いて、縦軸,横軸には水圧計数,目標精度,配置評価値の他に、水圧計配置費用,各エリアの大きさ(管路延長)の平均などを表示しても良い。 The screen 1104 is a setting screen for changing the graph display contents of the screen 1102. You can select the contents of the horizontal axis of the entire graph and the vertical axis of the upper and lower graphs. In the example, the water pressure count is specified on the horizontal axis, the target accuracy is specified on the vertical axis of the upper graph, and the placement evaluation value is specified on the vertical axis of the lower graph. Two or more display contents can be specified on the vertical axis of the upper graph and the lower graph, and a graph with two or more axes can be created. Using the data of the available database, the vertical axis and horizontal axis display the water pressure count, target accuracy, placement evaluation value, water pressure gauge placement cost, average of the size of each area (pipeline extension), etc. You may.

先に述べたように、目標精度と水圧計数にはトレードオフの関係が存在する。目標精度が小さければ、小さな漏水まで推定することができるが、多くの水圧計が必要となりコストが増大する。画面1102が示すグラフにより、ユーザはこの関係を把握することができる。また、配置評価値をあわせて表示することにより、ニーズにあわせて効果的な配置が判断でき、所望の配置を選択することができる。 As mentioned earlier, there is a trade-off relationship between target accuracy and water pressure counting. If the target accuracy is small, even a small leak can be estimated, but many water pressure gauges are required and the cost increases. The graph shown on the screen 1102 allows the user to grasp this relationship. Further, by displaying the arrangement evaluation values together, an effective arrangement can be determined according to the needs, and a desired arrangement can be selected.

以上のように、本実施例では設置する水圧計の個数ごとに、適切な水圧計の配置をユーザに提示することができる。このため、利用可能なリソースを有効に活用でき、また、漏水保守作業のコストを削減することができる。 As described above, in this embodiment, it is possible to present to the user an appropriate arrangement of water pressure gauges for each number of water pressure gauges to be installed. Therefore, the available resources can be effectively utilized, and the cost of water leakage maintenance work can be reduced.

実施例1では、すべて新規に水圧計を配置してエリアを構築する場合を例に説明した。ただし、既存の水圧計を利用し、さらに新たに水圧計を追加する場合にも、本発明は同様に有効である。 In the first embodiment, a case where a water pressure gauge is newly arranged to construct an area has been described as an example. However, the present invention is similarly effective when the existing water pressure gauge is used and a new water pressure gauge is added.

この場合には、ユーザ側で既存の水圧計配置位置の指定やエリア構成の指定を可能とすればよい。例えば、既設の水圧計の位置やエリアは予め設定し、追加する水圧計について、実施例1と同様に処理すればよい。 In this case, the user may be able to specify the existing water pressure gauge placement position and the area configuration. For example, the position and area of the existing water pressure gauge may be set in advance, and the additional water pressure gauge may be processed in the same manner as in the first embodiment.

図3と図4を引用して変更点を説明する。具体的には、水圧計配置指標調整・計算部102の処理S301(図3)で、水圧計数の初期化において,1ではなく指定された水圧計の数(既設の水圧計数+1)に設定する。そして、水圧計配置位置探索部103の処理S403(図4)で、水圧計をランダムに配置する際に、指定されている水圧計(既存の水圧計)を先に指定された位置へ配置し、残りをランダムに配置する。また、S309(図3)の、処理水圧計の設置可能最大数は、(既設の水圧計数+追加で設置可能な水圧計数)に設定する。
このようにすることで、既存設備を利用しつつ、効果的なエリア構成を提示することが可能となる。
The changes will be described with reference to FIGS. 3 and 4. Specifically, in the process S301 (FIG. 3) of the water pressure gauge arrangement index adjustment / calculation unit 102, the number of water pressure gauges specified (existing water pressure count +1) is set instead of 1 in the initialization of the water pressure count. .. Then, in the process S403 (FIG. 4) of the water pressure gauge placement position search unit 103, when the water pressure gauges are randomly placed, the designated water pressure gauge (existing water pressure gauge) is placed at the previously designated position. , Place the rest randomly. Further, the maximum number of treated water pressure gauges that can be installed in S309 (FIG. 3) is set to (existing water pressure count + water pressure count that can be additionally installed).
By doing so, it is possible to present an effective area configuration while using the existing equipment.

実施例1では目標精度での漏水推定が可能で、配置評価値が優れた水圧計配置を抽出しているが、将来の漏水量すなわち漏水リスクについては考慮していない。まず、漏水リスクを考慮するメリットについて説明する。 In Example 1, the water pressure gauge arrangement is extracted because it is possible to estimate the water leakage with the target accuracy and the arrangement evaluation value is excellent, but the future water leakage amount, that is, the water leakage risk is not considered. First, the merits of considering the risk of water leakage will be explained.

図12は、配水管網の各節点における将来の漏水リスクを纏めた漏水リスクデータ1201の例を示す表図である。節点A,B,C・・ごとに将来の漏水リスクが将来漏水量(m/年)単位で表されている。漏水リスクは均一ではなく、場所によって偏りがあることがある。漏水リスクが高い部分は、例えば、老朽化した配管や使用環境の厳しい配管である。図12は、このような漏水リスクを数値化して示した例である。この例では、節点CとDの漏水リスクが20m/年であり、他の節点の5m/年よりも高い。 FIG. 12 is a table diagram showing an example of water leakage risk data 1201 summarizing future water leakage risks at each node of the water distribution pipe network. The future leakage risk is expressed in units of future leakage amount (m 3 / year) for each node A, B, C ... Leakage risk is not uniform and can be biased from place to place. Areas with a high risk of water leakage are, for example, aging pipes and pipes with a harsh usage environment. FIG. 12 is an example in which such a water leakage risk is quantified and shown. In this example, water leakage risk node C and D are 20 m 3 / year, higher than 5 m 3 / year other nodes.

図13で、図12の漏水リスクの例を用いて、漏水リスクを考慮したエリア構成の例を説明する。実施例1により、管網全体をエリアでカバーしつつ、エリアの重なりが少ない水圧計配置方法が提示できる。たとえば、前述の評価関数E(x)を用いて各エリアの大きさを同程度にした場合、図13Aのようなエリア構成が提示される。図13Aの表には、各エリアの将来漏水量が表示されている。エリアの将来漏水量は、そのエリアに含まれる節点の将来漏水量の合計値である。図13Aの例によれば、エリアAの将来漏水量は5+5+20=30、エリアBの将来漏水量は20+5+5=30である。 In FIG. 13, an example of an area configuration in consideration of the water leakage risk will be described with reference to the water leakage risk example of FIG. According to the first embodiment, it is possible to present a method of arranging a water pressure gauge with less overlap of areas while covering the entire pipe network with an area. For example, when the size of each area is made similar by using the evaluation function E (x) described above, the area configuration as shown in FIG. 13A is presented. The table of FIG. 13A shows the future leakage amount of each area. The future leak amount of the area is the total value of the future leak amount of the nodes included in the area. According to the example of FIG. 13A, the future leakage amount of the area A is 5 + 5 + 20 = 30, and the future leakage amount of the area B is 20 + 5 + 5 = 30.

しかし、エリアごとの漏水量を推定する目的の一つは、漏水の多いエリアを推定し、漏水調査を特定し、効率化することで漏水対応のコスト低減を行うためである。その点、図13Aのエリア構成方法では、将来的にエリアAもBも同じ漏水量となる可能性がある。このため、エリアAもBも同じ比率で漏水調査を行なわなければならず、特定のエリアに調査範囲を絞り込むことはできない。 However, one of the purposes of estimating the amount of water leakage for each area is to estimate the area with a large amount of water leakage, identify the water leakage survey, and improve the efficiency to reduce the cost of dealing with water leakage. In that respect, in the area configuration method of FIG. 13A, there is a possibility that the same amount of water leakage will occur in both areas A and B in the future. Therefore, both areas A and B must conduct a leak survey at the same ratio, and the survey range cannot be narrowed down to a specific area.

そこで、将来漏水リスクを考慮し図13Bのように、あえてエリアごとの将来漏水リスクを偏らせる。図13Bの例によれば、エリアAの将来漏水量は5+5+20+20=50、エリアBの将来漏水量は5+5=10である。これによりエリアAは図13Aのエリア構成より広くなったが、エリアBに比べ漏水リスクが大きくなっている。このため、将来の漏水調査への対応では、エリアAに労力を集中することができる。 Therefore, in consideration of future water leakage risk, as shown in FIG. 13B, the future water leakage risk for each area is intentionally biased. According to the example of FIG. 13B, the future leakage amount of the area A is 5 + 5 + 20 + 20 = 50, and the future leakage amount of the area B is 5 + 5 = 10. As a result, the area A is wider than the area configuration of FIG. 13A, but the risk of water leakage is larger than that of the area B. Therefore, in response to future leak investigations, efforts can be concentrated on Area A.

またエリアを三つに分割しA,B節点をエリアAとし、C,D節点をエリアBとし、E,F節点をエリアCとすることで,さらに漏水リスクの集中するC,D節点に、漏水調査範囲を絞り込むことも可能である。 By dividing the area into three areas, the A and B nodes are designated as area A, the C and D nodes are designated as area B, and the E and F nodes are designated as area C. It is also possible to narrow down the leak investigation range.

図14は、実施例3に係る水圧計配置支援システムの全体構成図である。図1の例と同様の構成には、同じ符号を付して説明は省略する。実施例3の水圧計配置支援システム100aでは、管路アセット情報を格納した管路アセットデータベース1401を備えている。そして、水圧計配置位置探索部103において、管路アセット情報に基づき漏水リスクを考慮できるようになっている。 FIG. 14 is an overall configuration diagram of the water pressure gauge arrangement support system according to the third embodiment. The same components as those in the example of FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The water pressure gauge placement support system 100a of the third embodiment includes a pipeline asset database 1401 that stores pipeline asset information. Then, the water pressure gauge placement position search unit 103 can consider the risk of water leakage based on the pipeline asset information.

図15に管路アセットデータベース1401の構成例を示す。管路アセットデータベース1401は、管路の埋設年数や材質など,漏水リスクを計算するための情報を格納したデータベースである。データベースの見方は、表の左が属性名、右が属性値となり、管路を特定する管路IDごとに、データが格納される。例えば、管路の口径、延長、流速係数、埋設年数、管材質などである。属性値は一例である。また実際には、属性値列が管路の数に応じて複数列あると想定される。 FIG. 15 shows a configuration example of the pipeline asset database 1401. The pipeline asset database 1401 is a database that stores information for calculating the risk of water leakage, such as the number of years of burial of the pipeline and the material. The way to read the database is that the left side of the table is the attribute name and the right side is the attribute value, and data is stored for each pipeline ID that specifies the pipeline. For example, the diameter, extension, flow velocity coefficient, burial age, pipe material, etc. of the pipeline. The attribute value is an example. In reality, it is assumed that there are a plurality of attribute value columns according to the number of pipelines.

各エリアの漏水リスクは,管路アセット情報から例えば以下のように計算する。
まず、管路ごとの漏水事故リスク[件/km/年]を計算する。
risk(t)=at^b
The water leakage risk in each area is calculated from the pipeline asset information as follows, for example.
First, the risk of water leakage accident [cases / km / year] for each pipeline is calculated.
risk (t) = at ^ b

ここで、tは対象管路の埋設年数、a, bは管の材質や口径によって定まる定数である。定数は公知のものを利用する。または、漏水修繕記録から計算してもよい。たとえば、まず管材質と口径で管路をグループ分けし、次にグループごとに埋設年数別の漏水事故の実績値[件/km/年]を算出する。最後に実績値を元に回帰分析等を行うことで定数を得ることができる。 Here, t is the number of years of burial of the target pipeline, and a and b are constants determined by the material and diameter of the pipe. Use known constants. Alternatively, it may be calculated from the leak repair record. For example, first, the pipelines are grouped according to the pipe material and diameter, and then the actual value of water leakage accidents [cases / km / year] by the number of years of burial is calculated for each group. Finally, a constant can be obtained by performing regression analysis or the like based on the actual value.

次に管路ごとの漏水リスク[(m^3/h)/年]を計算する。
leak_risk(t)=risk(t) L p^(1/2)
ここでLは管路の延長 [km], pは管路にかかる平均水圧 [m]である。
Next, the water leakage risk [(m ^ 3 / h) / year] for each pipeline is calculated.
leak_risk (t) = risk (t) L p ^ (1/2)
Here, L is the length of the pipeline [km], and p is the average water pressure applied to the pipeline [m].

そして、管路の漏水リスクを各エリアで集計し,エリアの漏水リスクを算出する。
漏水リスクを考慮した配置評価値(目的関数)にて,E(x)に次のような式を導入する。
E(x)=w・leak_risk_variance(x)
Then, the water leakage risk of the pipeline is totaled in each area, and the water leakage risk of the area is calculated.
The following equation is introduced in E (x) with the placement evaluation value (objective function) considering the risk of water leakage.
E (x) = w ・ leak_risk_variance (x)

ここで、Leak_risk_varianceは各エリア間の漏水リスクの分散、wは重み係数である。このようにして、エリアごとの漏水リスクのばらつきが大きくなる水圧計配置位置およびエリア構成を優先して選択することができる。 Here, Leak_risk_variance is the variance of the risk of water leakage between each area, and w is the weighting coefficient. In this way, it is possible to preferentially select the water pressure gauge arrangement position and the area configuration in which the variation in the water leakage risk for each area becomes large.

上記の例では、管路アセットデータベース1401から、システムが各管路の漏水リスクを計算している。別の方式としては、予め漏水リスクデータ1201(図12)を作成しておき、独立のデータベースとして、あるいは、管網モデルデータベース107のデータに含めておき、計算に用いても良い。 In the above example, the system calculates the leakage risk of each pipeline from the pipeline asset database 1401. As another method, water leakage risk data 1201 (FIG. 12) may be created in advance and used as an independent database or included in the data of the pipe network model database 107 for calculation.

図16は、図14の水圧計配置位置探索部103が行なう処理S304を説明する、フローチャートである。図4の構成と同様の構成には同じ符号を付して、説明を省略する。 FIG. 16 is a flowchart illustrating the process S304 performed by the water pressure gauge arrangement position search unit 103 of FIG. The same reference numerals are given to the same configurations as those of FIG. 4, and the description thereof will be omitted.

実施例3では、処理S1601で管路アセットデータベース1401から、各管路の漏水リスクを算出する。あるいは、漏水リスクデータ1201(図12)が準備されている場合は、それを直接利用しても良い。 In the third embodiment, the water leakage risk of each pipeline is calculated from the pipeline asset database 1401 in the process S1601. Alternatively, if water leakage risk data 1201 (FIG. 12) is prepared, it may be used directly.

処理S405aでは、エリア構成について、配置評価値を計算する。配置評価値の計算においては、既述のように評価関数Eとして、各エリアの漏水リスクの分散を項として持つ関数を用いる。 In the process S405a, the arrangement evaluation value is calculated for the area configuration. In the calculation of the placement evaluation value, as described above, the evaluation function E is a function having the variance of the water leakage risk in each area as a term.

実施例3では、エリアごとの漏水リスクのばらつきが大きくなるような、エリア構成を抽出して提示することができる。このとき、結果集計・画面出力部101では、出力装置に表示する画面1101(図11)の各エリアに対応させて、漏水リスクを示す数値あるいは表示を行なってもよい。 In the third embodiment, the area configuration can be extracted and presented so that the variation in the water leakage risk for each area becomes large. At this time, the result totaling / screen output unit 101 may perform a numerical value or display indicating a water leakage risk corresponding to each area of the screen 1101 (FIG. 11) displayed on the output device.

以上説明した実施例は、例えば特許文献1に記載のような、水理解析と水圧計の計測データを用いた漏水推定技術の利用ユーザに対し、水圧計配置位置とエリア構成方法を提示することができる。その際に、管網を模擬したモデルと、設置予定の水圧計仕様を入力とし、与えられた水圧計の数と,エリアの形状・大きさを決定する目標精度、および上記入力に基づき水圧計を最適配置し,配置位置とエリア構成とそれらを評価する指標を返す計算部を用いる。実用時には、計算部へ水圧計の数と目標精度の複数の組み合わせを入力し,得られた結果を集計することで水圧計の数と目標精度の関係をユーザに提示し、ユーザの決定した水圧計の数と目標精度に基づいて、水圧計の配置位置とエリア構成方法を提示することができる。 In the above-described embodiment, for example, a user who uses a water leakage estimation technique using hydraulic analysis and measurement data of a water pressure gauge as described in Patent Document 1 is presented with a water pressure gauge placement position and an area configuration method. Can be done. At that time, the model simulating the pipe network and the specifications of the water pressure gauge to be installed are input, and the number of given water pressure gauges, the target accuracy to determine the shape and size of the area, and the water pressure gauge based on the above input. Is optimally arranged, and a calculation unit that returns the arrangement position, area composition, and an index for evaluating them is used. In practical use, the relationship between the number of water pressure gauges and the target accuracy is presented to the user by inputting multiple combinations of the number of water pressure gauges and the target accuracy into the calculation unit and totaling the obtained results, and the water pressure determined by the user. Based on the number of meters and the target accuracy, the arrangement position of the water pressure gauge and the area configuration method can be presented.

本発明は上記した実施形態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、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が可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の実施例の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications. For example, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add / delete / replace the configurations of other examples with respect to a part of the configurations of each embodiment.

水圧計配置支援システム100、結果集計・画面出力部101、水圧計配置指標調整・計算部102、水圧計配置位置探索部103、エリア計算部104、水圧変化量計算部105、管網計算部106、管網モデルデータベース107、水圧計仕様データベース108、水圧計配置結果データベース109、入力装置110、出力装置111 Water pressure gauge placement support system 100, result aggregation / screen output unit 101, water pressure gauge placement index adjustment / calculation unit 102, water pressure gauge placement position search unit 103, area calculation unit 104, water pressure change amount calculation unit 105, pipe network calculation unit 106 , Pipe network model database 107, water pressure gauge specification database 108, water pressure gauge placement result database 109, input device 110, output device 111

Claims (15)

情報処理装置を用い、管網への水圧計の配置を支援する水圧計配置支援方法であって、
前記管網を模擬した管網モデルデータと、前記水圧計の仕様を含む水圧計仕様データを用い、
水圧計数と目標精度の組み合わせからなる複数の条件ごとに、前記管網モデルデータと前記水圧計仕様データに基づいて、前記管網への前記水圧計の配置位置と当該配置位置に対応するエリアの配置からなる、エリア構成を複数算出する第1の処理、
前記第1の処理で算出された複数のエリア構成ごとに、配置評価値を算出する第2の処理、
前記配置評価値に基づいて、前記第1の処理で算出された複数のエリア構成から、水圧計数ごとに、提示対象となる候補を抽出する第3の処理、を行なう、
水圧計配置支援方法。
It is a water pressure gauge placement support method that supports the placement of water pressure gauges in a pipe network using an information processing device.
Using the pipe network model data simulating the pipe network and the water pressure gauge specification data including the specifications of the water pressure gauge,
Based on the pipe network model data and the water pressure gauge specification data for each of a plurality of conditions consisting of a combination of the water pressure count and the target accuracy, the position of the water pressure gauge on the pipe network and the area corresponding to the placement position The first process of calculating multiple area configurations, consisting of arrangements,
The second process of calculating the arrangement evaluation value for each of the plurality of area configurations calculated in the first process.
Based on the arrangement evaluation value, a third process of extracting candidates to be presented for each water pressure count from the plurality of area configurations calculated in the first process is performed.
Water pressure gauge placement support method.
前記第3の処理で抽出された提示対象となる候補に対応する、水圧計数と目標精度をユーザに提示する第4の処理、を行なう、
請求項1記載の水圧計配置支援方法。
A fourth process of presenting the water pressure count and the target accuracy to the user, which corresponds to the candidate to be presented extracted in the third process, is performed.
The method for supporting the placement of a water pressure gauge according to claim 1.
前記第4の処理の提示に対してユーザが選択した水圧計数または目標精度に対応する、エリア構成をユーザに提示する第5の処理、を行なう、
請求項2記載の水圧計配置支援方法。
A fifth process of presenting the area configuration to the user, which corresponds to the water pressure count or target accuracy selected by the user with respect to the presentation of the fourth process, is performed.
The method for supporting the placement of a water pressure gauge according to claim 2.
前記配置評価値は、前記エリアが前記管網をカバーする度合いである管網カバー度と、前記エリアが互いに重なる度合いであるエリアの重なり度の、2つの指標を用いて算出される、
請求項1記載の水圧計配置支援方法。
The arrangement evaluation value is calculated using two indexes, a pipe network coverage degree, which is the degree to which the area covers the pipe network, and an area overlap degree, which is the degree to which the areas overlap each other.
The method for supporting the placement of a water pressure gauge according to claim 1.
前記第3の処理では、
水圧計数ごとに、前記配置評価値が最大のエリア構成を候補として抽出する、
請求項1記載の水圧計配置支援方法。
In the third process,
For each water pressure count, the area configuration with the maximum arrangement evaluation value is extracted as a candidate.
The method for supporting the placement of a water pressure gauge according to claim 1.
前記第1の処理では、
前記管網モデルデータに基づいて、管網内の所定の漏水位置で前記目標精度に対応する漏水が発生した際の、管網内の水圧変化をシミュレートし、前記漏水位置と管網内の水圧変化量の関係データを求める水圧変化量計算処理と、
前記水圧計仕様データと前記関係データに基づいて、前記管網への前記水圧計の配置位置ごとに、当該配置位置に対応するエリアの配置を算出するエリア計算処理と、を行なう、
請求項1記載の水圧計配置支援方法。
In the first process,
Based on the pipe network model data, when a water leak corresponding to the target accuracy occurs at a predetermined water leakage position in the pipe network, the change in water pressure in the pipe network is simulated, and the water leakage position and the pipe network Water pressure change amount calculation process to obtain the relational data of water pressure change amount,
Based on the water pressure gauge specification data and the relational data, an area calculation process for calculating the arrangement of the area corresponding to the arrangement position is performed for each arrangement position of the water pressure gauge on the pipe network.
The method for supporting the placement of a water pressure gauge according to claim 1.
前記配置評価値を目的関数f(x,m)で表したとき、
f(x,m)={(Coverage(x,m) - Overlap(x,m))/AllNodes(m)}・ E(x,m)
ここで、
x: 水圧計の配置位置の組み合わせ
m: 管網モデルデータに基づく管網モデル
Coverage: エリアの管網カバー度
Overlap: エリアの重なり度
AllNodes: 対象とする管網モデルの節点総数
E:評価関数
として表現可能である、
請求項1記載の水圧計配置支援方法。
When the placement evaluation value is expressed by the objective function f (x, m),
f (x, m) = {(Coverage (x, m) --Overlap (x, m)) / AllNodes (m)} ・ E (x, m)
here,
x: Combination of water pressure gauge placement positions
m: Pipe network model based on pipe network model data
Coverage: Area pipe network coverage
Overlap: Area overlap
AllNodes: Total number of nodes in the target pipeline model
E: Can be expressed as an evaluation function,
The method for supporting the placement of a water pressure gauge according to claim 1.
前記エリアの管網カバー度は、何れかのエリアに属している管網モデルの節点の数であり、
前記エリアの重なり度は、複数のエリアに属している管網モデルの節点で、かつ、その節点で発生した漏水による複数の水圧計配置位置での水圧変化量の差が所定閾値以下となる節点の総数である、
請求項7記載の水圧計配置支援方法。
The pipe network coverage of the area is the number of nodes of the pipe network model belonging to any area.
The degree of overlap of the areas is a node of a pipe network model belonging to a plurality of areas, and a node in which the difference in the amount of change in water pressure at a plurality of water pressure gauge placement positions due to water leakage generated at the node is equal to or less than a predetermined threshold value. Is the total number of
The method for supporting the placement of a water pressure gauge according to claim 7.
前記評価関数は、
E(x,m)=1
である、
請求項7記載の水圧計配置支援方法。
The evaluation function is
E (x, m) = 1
Is,
The method for supporting the placement of a water pressure gauge according to claim 7.
前記評価関数は、
E(x,m)=w・(1/area_size_variance(x,m))
であり、
area_size_varianceは各エリアの大きさの分散、wは重み係数である、
請求項7記載の水圧計配置支援方法。
The evaluation function is
E (x, m) = w ・ (1 / area_size_variance (x, m))
And
area_size_variance is the variance of the size of each area, w is the weighting factor,
The method for supporting the placement of a water pressure gauge according to claim 7.
前記評価関数は、
E(x)=w・leak_risk_variance(x,m)
であり、
Leak_risk_varianceは各エリアの漏水リスクの分散、wは重み係数である、
請求項7記載の水圧計配置支援方法。
The evaluation function is
E (x) = w ・ leak_risk_variance (x, m)
And
Leak_risk_variance is the variance of the leak risk in each area, w is the weighting factor,
The method for supporting the placement of a water pressure gauge according to claim 7.
前記漏水リスクは、
管網モデルの管路の埋設年数および材質の少なくとも一つを格納した管路アセットデータベースのデータから計算されるか、
あるいは、予め管網モデルの各節点における将来の漏水リスクを数値化して格納した漏水リスクデータから取得される、
請求項11記載の水圧計配置支援方法。
The risk of water leakage is
Calculated from data in a pipeline asset database that stores at least one of the pipe burial years and materials of the pipeline model
Alternatively, it is obtained from the leak risk data in which the future leak risk at each node of the pipe network model is quantified and stored in advance.
The method for supporting the arrangement of a water pressure gauge according to claim 11.
管網を模擬した管網モデルデータを格納する管網モデルデータベースと、
水圧計の仕様を含む水圧計仕様データを格納する水圧計仕様データベースと、
水圧計配置指標調整・計算部と、
入力装置と、
出力装置と、
を備え、
前記水圧計配置指標調整・計算部は、
水圧計数と目標精度の組み合わせからなる複数の条件ごとに、前記管網モデルデータと前記水圧計仕様データに基づいて、前記管網への前記水圧計の配置位置と当該配置位置に対応するエリアの配置からなる、エリア構成を複数算出し、
算出された複数のエリア構成ごとに、配置評価値を算出し、
前記配置評価値に基づいて、算出された複数のエリア構成から、水圧計数ごとに、提示対象となる候補を抽出する、
水圧計配置支援システム。
A pipe network model database that stores pipe network model data that simulates a pipe network, and
A water pressure gauge specification database that stores water pressure gauge specification data including water pressure gauge specifications, and
Water pressure gauge placement index adjustment / calculation unit and
Input device and
Output device and
With
The water pressure gauge placement index adjustment / calculation unit
Based on the pipe network model data and the water pressure gauge specification data for each of a plurality of conditions consisting of a combination of the water pressure count and the target accuracy, the position of the water pressure gauge on the pipe network and the area corresponding to the placement position Calculate multiple area configurations consisting of arrangements,
The placement evaluation value is calculated for each of the calculated multiple area configurations,
From the plurality of area configurations calculated based on the arrangement evaluation value, candidates to be presented are extracted for each water pressure count.
Water pressure gauge placement support system.
さらに、結果集計・画面出力部を備え、
前記水圧計配置指標調整・計算部は、
前記水圧計数ごとに、前記提示対象となる候補であるエリア構成に目標精度と配置評価を対応づけた提示データを前記結果集計・画面出力部に送り、
前記結果集計・画面出力部は、
前記提示データを元に表示画面を前記出力装置に表示する、
請求項13記載の水圧計配置支援システム。
In addition, it is equipped with a result aggregation / screen output section.
The water pressure gauge placement index adjustment / calculation unit
For each water pressure count, the presentation data in which the target accuracy and the placement evaluation are associated with the area configuration that is the candidate to be presented is sent to the result aggregation / screen output unit.
The result aggregation / screen output unit
A display screen is displayed on the output device based on the presented data.
The water pressure gauge placement support system according to claim 13.
前記配置評価値は、前記エリアが前記管網をカバーする度合いである管網カバー度と、前記エリアが互いに重なる度合いであるエリアの重なり度の、2つの指標を用いて算出され、
前記配置評価値に基づく抽出においては、
前記エリアが前記管網をカバーする度合いである管網カバー度が大きいものが小さいものより抽出されやすく、かつ、
前記エリアが互いに重なる度合いであるエリアの重なり度が小さいものが大きいものより抽出されやすい、
請求項13記載の水圧計配置支援システム。
The arrangement evaluation value is calculated using two indexes, that is, the degree of pipe network coverage, which is the degree to which the area covers the pipe network, and the degree of overlap of the areas, which is the degree to which the areas overlap each other.
In the extraction based on the placement evaluation value,
The area having a large pipe network coverage, which is the degree to which the area covers the pipe network, is more easily extracted than the one having a small pipe network coverage, and
Areas with a small degree of overlap are easier to extract than those with a large degree of overlap.
The water pressure gauge placement support system according to claim 13.
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