JP6936200B2 - 漏水検知システムおよび方法 - Google Patents

Description

本発明は、上水道等の管路網における地中の埋設管の流体の漏洩を検知や推定するためのシステム等の技術に関する。

例えば上水道の水道管の漏水を検知や推定するためのシステム（漏水検知システムと記載する場合がある）が開発されている。従来技術例の漏水検知システムは、埋設管にセンサが設置され、センサによって埋設管の振動を検出する。このシステムは、センサから取得した検出信号の解析処理に基づいて、埋設管の漏水の有無や位置を判定する。

漏水検知システムに係わる先行技術例として、特開２０１７−１６７０６３号公報（特許文献１）、特開平９−２３４８３号公報（特許文献２）、特開２００５−３３１３７４号公報（特許文献３）が挙げられる。

特許文献１には、漏洩位置検出方法等として、閉回路レーダー装置を用いて、地中埋設管における流体の漏洩位置を特定する旨や、管を被覆して土壌との接触を防止する「遮液性被覆部材」等が記載されている。特許文献２には、管路破断検知システムとして、管路網の管路上に無線通信機能および漏水推定機能を備えたセンサを多数設置し、隣接するセンサが協調して分散的に漏水検知を行う旨が記載されている。特許文献３には、漏水監視装置等として、水道配管を伝わった漏水音振動を振動センサにて電気信号に変換し、漏水音振動が複数のどの漏水検出レベルに対応するかを判定する旨が記載されている。

特開２０１７−１６７０６３号公報 特開平９−２３４８３号公報 特開２００５−３３１３７４号公報

従来、水道網における水道管の管路に対し、ポリエチレンスリーブ（ＰＥスリーブ）等の管被覆部材が設置されている場合と設置されていない場合とがある。地域や年代、詳細な管路に応じて、管被覆部材の有無は混在している。例えば、自治体が水道管を新設する場合や、古い管を新しい管に交換する場合に、ＰＥスリーブとのセットで管路が設置されている。この管被覆部材は、水道管の外周面が、水分等を含む土壌と接触することで腐食することを防止するための部材である。この管被覆部材は、水道管の外周を被覆するように配置されるスリーブ形状を有し、腐食防止機能や防水機能を持つ、ポリエチレン（ＰＥ）等の樹脂で構成される。

従来技術例の漏水検知システムは、検知対象の管路におけるＰＥスリーブ等の管被覆部材の有無を考慮しておらず、管被覆部材の有無による漏水の特性や漏水検知への影響については考慮していない。従来技術例の漏水検知システムは、管路上に、漏水検知のためのセンサとして例えば振動センサが多数設置される。このセンサは、漏水点の付近の環境における管被覆部材の有無による影響は考慮されていない。このセンサは、例えば管被覆部材が無いことを前提とした検出特性のセンサとして設置されている。このセンサは、漏水点に対し、漏水を検知可能とする所定の距離、言い換えると、対応する漏水信号を検出可能とする所定の距離（漏水検知可能距離と記載する場合がある）を持つ。この距離は、管被覆部材の有無によらずに同じとされている。

従来技術例の漏水検知システムは、管路網に、漏水検知可能距離に合わせた間隔や密度で複数のセンサが配置されている。漏水検知可能距離が短いほど、高密度に多数のセンサが配置される必要がある。そのため、従来技術例の漏水検知システムは、管路網に設置するセンサの数が多く、機器コストや管理コスト等を含め、高コストとなる場合がある。

また、従来技術例の漏水検知システムは、計算機がセンサの検出信号を解析して漏水有無等を判定するが、その際、管路の管被覆部材の有無の影響については考慮されていない。そのため、従来技術例の漏水検知システムは、管路の漏水点の付近の管被覆部材の有無等の環境に応じて、漏水検知精度が低下する場合がある。

上記のように、従来技術例の漏水検知システムは、センサ配置コストや漏水検知精度等の観点で改善余地があった。

本発明の目的は、漏水検知システムの技術に関して、センサ配置コストの低減、または漏水検知精度の向上等を実現できる技術を提供することである。上記した以外の課題、構成および効果は、以下の発明を実施するための形態の説明により明らかにされる。

本発明のうち代表的な実施の形態は、以下に示す構成を有する。一実施の形態の漏水検知システムは、管路網における地中に埋設され水または他の物質の流体を流す管路に設置され、前記管路の振動を信号として検出するセンサを含む複数のセンサ端末と、前記複数のセンサ端末と通信し、前記複数のセンサ端末の複数のセンサの検出信号データに基づいて、前記管路からの前記流体の漏洩を検知して結果を出力する計算機と、を備え、前記管路網の前記管路は、管被覆部材で被覆されていない第１管路である場合と、前記管被覆部材で被覆されている第２管路である場合とがあり、前記センサは、前記第１管路での前記漏洩の場合には、漏洩点から第１距離で前記信号を検出可能であり、前記第２管路での前記漏洩の場合には、前記漏洩点から前記第１距離よりも長い第２距離で前記信号を検出可能であり、前記管路網における前記複数のセンサは、前記管路網における前記管被覆部材の有無の情報を含む管路情報に基づいて、前記管路網における前記第１管路を含む第１領域には、前記第１距離を基準とした間隔で配置され、前記管路網における前記第２管路を含む第２領域には、前記第２距離を基準とした間隔で配置されている。

本発明のうち代表的な実施の形態によれば、漏水検知システムの技術に関して、センサ配置コストの低減、または漏水検知精度の向上等を実現できる。

本発明の実施の形態１の漏水検知システムの全体の構成を示す図である。 実施の形態１の漏水検知システムで、計算機およびセンサ端末の構成を示す図である。 実施の形態１の漏水検知システムで、主な動作や処理のフローを示す図である。 実施の形態１の漏水検知システムで、水道網の構成例および設定画面例を示す図である。 実施の形態１の漏水検知システムで、ＰＥスリーブ有無情報を含む管路情報の第１構成例を示す図である。 実施の形態１の漏水検知システムで、ＰＥスリーブ有無情報を含む管路情報の第２構成例を示す図である。 実施の形態１の漏水検知システムに関する、実験設備の概要構成を示す図である。 実施の形態１の漏水検知システムに関する、ＰＥスリーブの設置構成例を示す図である。 実施の形態１の漏水検知システムに関する、水道管の付近の環境および状態の第１例を示す図である。 実施の形態１の漏水検知システムに関する、水道管の付近の環境および状態の第２例を示す図である。 実施の形態１の漏水検知システムに関する、水道管の付近の環境および状態の第３例を示す図である。 実施の形態１の漏水検知システムに関する、実験例におけるＰＥスリーブ有無による漏水振動強度の比較について示す図である。 実施の形態１の漏水検知システムに関する、実験例におけるＰＥスリーブ有りの場合の漏水振動強度の時間変化について示す図である。 実施の形態１の漏水検知システムに関する、漏水量と漏水検知可能距離との関係について示す図である。 実施の形態１の漏水検知システムに関する、漏水有無判定方式の例について示す図である。 実施の形態１の漏水検知システムに関する、漏水量判定方式の例について示す図である。 実施の形態１の漏水検知システムで、ＰＥスリーブ有無に応じた、漏水量とセンサの漏水検知可能距離との関係について示す図である。 実施の形態１の漏水検知システムで、ＰＥスリーブ無しの場合のセンサ配置例について示す図である。 実施の形態１の漏水検知システムで、ＰＥスリーブ有りの場合のセンサ配置例について示す図である。 実施の形態１の漏水検知システムで、実装例における、管路条件およびＰＥスリーブ有無に応じたセンサの特性について示す図である。 従来技術例の漏水検知システムで、ＰＥスリーブ有無情報を活用しない場合のセンサ配置例を示す図である。 実施の形態１の漏水検知システムで、ＰＥスリーブ有無情報を活用した場合のセンサ配置例を示す図である。 実施の形態１の漏水検知システムで、画面例として、ＰＥスリーブ無しの場合のセンサ配置例を示す図である。 実施の形態１の漏水検知システムで、画面例として、ＰＥスリーブ有りの場合のセンサ配置例を示す図である。 本発明の実施の形態２の漏水検知システムで、漏水有無判定に係わる第１判定方式における、ＰＥスリーブ無しの場合の条件について示す図である。 実施の形態２の漏水検知システムで、漏水有無判定に係わる第１判定方式における、ＰＥスリーブ有りの場合の条件について示す図である。 実施の形態２の漏水検知システムで、漏水有無判定に係わる第２判定方式の第１例について示す図である。 実施の形態２の漏水検知システムで、漏水有無判定に係わる第２判定方式の第２例について示す図である。 実施の形態１および実施の形態２の漏水検知システムで、漏水位置判定に係わる相互相関方式について示す図である。 実施の形態１および実施の形態２の漏水検知システムで、漏水位置判定に係わる管路等の例を示す図である。 実施の形態１および実施の形態２の漏水検知システムで、相互相関方式に係わるペアリストの構成例を示す図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳細に説明する。以下の記載および図面は、本発明を説明するための例示であって、明確にするために、適宜省略や簡略にされる場合がある。本発明は、他の種々の形態でも実施が可能である。各構成要素は、特に限定しない限り、単数、複数のいずれも可能である。図面では、原則として同一部には同一符号を付し、繰り返しの説明は省略する。同一あるいは同様の機能を持つ構成要素が複数ある場合には、同一の符号に添字を付した符号とする場合がある。図面に示す各要素の位置、大きさ、形状、範囲等は、発明の理解を容易にするために、実際の位置等を表していない場合がある。このため、本発明は、図面に開示された位置、大きさ、形状、範囲等には必ずしも限定されない。図面ではわかりやすく示すために断面ハッチングを省略する場合がある。

以下の説明では、プログラム処理または情報処理について説明する場合がある。プログラムは、コンピュータ（計算機）のプロセッサ（処理装置または演算装置。例えばＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵ等。）によって、適宜に記憶資源、入出力インタフェースまたは周辺デバイス（例えば通信ポート）等を利用しながら実行される。プログラム処理は、汎用的なソフトウェアプログラム処理による実装としてもよいし、ＦＰＧＡやＡＳＩＣ等の専用のハードウェア回路等による実装としてもよい。プログラムは、データとして、記憶媒体（コンピュータ読み取り可能な記憶媒体）等に記憶されてもよい。プロセッサは、記憶媒体等からプログラムのデータを処理用のメモリ上（ＲＡＭ等）に読み出し、プログラムに従った処理を実行する。これにより、所定の機能等が実現される。プログラム処理の主体は、基本的にはプロセッサであるが、プロセッサを持つコントローラ、計算機等の装置、ノード、またはそれらを含むシステム等としてもよい。プログラムのデータのソースは、通信網（例えばインターネット）上のサーバ（例えばプログラム配布サーバ）やデータベース等に格納されていてもよく、コンピュータへのインストールやダウンロード等によって利用する形態でもよい。１つのプログラムがさらに複数のプログラムから構成されてもよいし、複数のプログラムが１つのプログラムとして実装されてもよい。

以下の説明では、各種の情報やデータを、テーブルやリスト等のデータ構造の表現で説明する場合があるが、各種の情報やデータは、このようなデータ構造以外で実現されてもよい。各種の情報やデータがデータ構造に依存しないことを示すために、「……情報」や「……データ」と記載する場合がある。識別情報について説明する場合に、「識別情報」「識別子」「ＩＤ」「番号」「名」等の表現を用いる場合があるが、これらは類似の表現であって置換可能である。

（実施の形態１）
図１〜図１９を用いて、本発明の実施の形態１の漏水検知システムについて説明する。実施の形態１の漏水検知システムは、埋設管インフラのモニタリングシステムの例であり、上水道の水道網の漏水検知システムとして適用する場合を示す。実施の形態１の漏水検知システムは、水道網の管路に設置される複数の振動センサを用いて、計算機のプログラム処理によって、水道管の漏水を検知や推定するシステムである。実施の形態１の漏水検知方法は、実施の形態１の漏水検知システムにおいて実行されるステップを有する方法である。自治体または事業者等は、実施の形態１の漏水検知システムを利用する。なお、この漏水検知システムは、例えば既存の水道管理システム等と並列的に接続される形態でもよいし、既存の水道管理システム等にこの漏水検知システムの機能が統合されて実装される形態でもよい。

水道管理または漏水検知に係わる所定のユーザ（操作者とも記載する）は、実施の形態１の漏水検知システムに対し、このシステムが提供するグラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）となる画面等を通じて、指示や設定の入力操作を行う。ユーザは、この画面等を通じて、漏水検知の結果情報や、水道管理に係わる情報等の出力を受ける。ユーザは、この画面で、水道網の漏水の有無や位置等の状況を確認でき、作業者による漏水確認作業や修理工事等に速やかに連携することができる。

実施の形態１の漏水検知システムは、自治体が地域の水道網に漏水検知用のセンサを設置する際や、既存のセンサ配置を見直す際に、好適なセンサ配置を提案することができる。実施の形態１の漏水検知システムは、例えば既存の水道管理システムから、ＰＥスリーブ有無情報を含む管路情報を、入力、取得または参照し、メモリに記憶する。そして、漏水検知システムは、その管路情報を用いて、特有の処理を行う。漏水検知システムは、領域や管路のＰＥスリーブ有無に応じて、異なるセンサ配置を決定する。

［漏水検知システム（１）］
図１は、実施の形態１の漏水検知システム１０の構成、および地中の水道管４やセンサ３等の構成例を示す。実施の形態１の漏水検知システム１０は、計算機１と、複数のセンサ端末２とを有する。センサ端末２には、漏水検知センサであるセンサ３が内蔵されている。漏水検知システム１０は、センサ３として振動センサを用いる。漏水検知システム１０は、管路の流体の漏洩を検知するシステムであり、特に、対象の水道網４０に関する水道管４の水の漏洩、すなわち漏水を検知するシステムである。所定のユーザである操作者は、漏水検知システム１０の計算機１に対する操作を行う。計算機１は、漏水検知システム１０の主制御を行う部分であり、通信網３０に接続されている。計算機１は、１台以上のＰＣ、サーバ、ストレージ、通信機器等の要素から構成される計算機システム等でもよいし、クラウドコンピューティングシステム等で構成されてもよい。

図１の下側に、水道網４０を構成する一部分の水道管４等について、鉛直断面（Ｘ−Ｚ面）で概要を示す。Ｘ方向は水平方向の一方向であり、Ｙ方向は水平方向の他方向であり、Ｚ方向は鉛直方向である。図１の下側では、ある土地に対応する地面５０以下の地中において、水道管４等が埋設されている様子を示す。地中の土壌において、地面５０からＺ方向の所定の位置に、水道管４が埋設されている。本例では、水道管４は、Ｘ方向に延在する一本の管路であり、水道管４の一部分として、水道管ＷＰ１、水道管ＷＰ２、水道管ＷＰ３を有する。水道管４の途中には、制水弁５が設けられている。本例では、制水弁５は、水道管ＷＰ１と水道管ＷＰ２との間の制水弁ＷＢ１と、水道管ＷＰ２と水道管ＷＰ３との間の制水弁ＷＢ２とを有する。

地面５０には、作業者が保守等のために制水弁５等にアクセスするためのホール５１が設けられている。ホール５１は、ユーティリティエリア、ボックスとも呼ばれる。ホール５１は、蓋を開けた空間内において、制水弁５が設置されている。ホール５１内では、少なくとも制水弁５のうちの操作可能な弁の部分が露出しており、作業者による弁の操作が可能となっている。制水弁５は、例えば開閉の操作が可能である。制水弁５の開状態では、隣接する水道管４内を水が流れ、閉状態では、隣接する水道管４間で水が流れないようにせき止められる。

水道網４０の複数の制水弁５のうち、予め選択された位置の制水弁５には、センサ端末２が設置されている。本例では、制水弁ＷＢ１にセンサ端末ＳＴ１が、制水弁ＷＢ２にセンサ端末ＳＴ２が設置されている。センサ３として、センサ端末ＳＴ１にはセンサＳＳ１が、センサ端末ＳＴ２にはセンサＳＳ２が内蔵されている。センサ端末２は、制水弁５に対して取り付けおよび取り外しが可能になっている。センサ端末２のうちのセンサ３は、振動を検出するために、例えば制水弁５の表面に接するように固定されている。例えばホール５１内の制水弁５のうちの上側に露出する一部の一箇所に、センサ端末２のセンサ３が接して固定されている。

センサ端末２は、センサ３を備える無線通信端末装置である。各々のセンサ端末２は、通信網３０を通じて、計算機１０と通信可能なように接続されている。通信網３０は、公知の無線通信網や有線通信網を含む。通信網３０は、無線通信網を構成する基地局３１を有する。センサ端末２は、無線通信機能を備え、基地局３１との無線通信を行う。これにより、計算機１と各センサ端末２とが通信網３０を介して通信可能である。なお、センサ端末２に、ＧＰＳ受信器等による測位機能を備えてもよい。その場合、計算機１は、各センサ端末２の位置を、そのＧＰＳ等による位置情報を用いて把握し、管理することもできる。

センサ３は、制水弁５を通じて水道管４の振動または音を検出する振動センサである。振動センサは、加速度センサ、変位センサ、マイク等であってもよい。なお、センサ３は、アクセスしにくい土壌中の水道管４に直接的に設置されるのではなく、アクセスしやすい制水弁５に設置される。センサ３が制水弁５に設置されていても、水道管４の漏水振動を十分に高精度に検出可能である。また、作業者は、制水弁５の作業の際に、併せて、センサ端末２に関する設置や点検等の作業を行うことが可能である。

制水弁５は、水道管４の水流を制御するための弁であり、仕切り弁や制御弁等と呼ばれる場合もある。制水弁５内には、水道管５内の水をせき止めるための弁体がある。水道管４の漏水が発生した場合、その漏水がある管路に係わる制水弁５は、閉状態にされる。なお、水道管４の端部と制水弁５とが物理的に接続されているので、漏水振動は、水道管４から制水弁５を通じてセンサ３に伝達される。

また、水道管４には、管被覆部材として、ＰＥスリーブ６が設置されている場合と、ＰＥスリーブ６が設置されていない場合とがある。本例では、水道管ＷＰ１，ＷＰ３にはＰＥスリーブ６が設置されておらず、水道管ＷＰ２にはＰＥスリーブ６（ＰＥスリーブＳＬ１）が設置されている場合を示す。水道管ＷＰ２の外周がＰＥスリーブＳＬ１によって覆われており、ＰＥスリーブＳＬ１の外周に土壌がある。なお、通常、ＰＥスリーブ６の設置の有無は、水道網４０の地域や領域毎にある程度まとめての設置となることが多いが、図１では、説明のために、近接した水道管４の部分的な管路毎にＰＥスリーブ６の有無が混在している場合を示す。領域８１，８３は、ＰＥスリーブ６が設置されていない領域を示し、領域８２は、ＰＥスリーブ６が設置されている領域を示す。

また、図１では、漏水点の例として、水道管ＷＰ２の途中の一点の漏水点ＰＸを示す。水道管４のＸ方向において、制水弁ＷＢ１の位置を位置ｐ１とし、制水弁ＷＢ２の位置を位置ｐ２とする。制水弁ＷＢ１の位置ｐ１と制水弁ＷＢ２の位置ｐ２との距離を距離Ｌ１とする。漏水点ＰＸの位置を位置ｐｘとする。制水弁ＷＢ１の位置ｐ１と漏水点ＰＸの位置ｐｘとの距離を距離Ｘ１とし、制水弁ＷＢ２の位置ｐ２と漏水点ＰＸの位置ｐｘとの距離を距離Ｘ２とする。Ｘ１＋Ｘ２＝Ｌ１である。なお、制水弁５の位置ｐ１，ｐ２や距離Ｌ１等の情報は、漏水検知システムまたは水道管理システムにおいて管路情報等として保持されている。

漏水点ＰＸからの漏水が発生した場合、水道管４の管路上、図示のＸ方向の左右において、それぞれ、漏水振動７１，７２が伝達される。センサＳＳ１は、漏水振動７１を検出する。センサＳＳ２は、漏水振動７２を検出する。各制水弁５のセンサ３には、複数の管路が接続されている場合がある。例えば、制水弁ＷＢ１のセンサＳＳ１は、図示のＸ方向の右側の水道管ＷＰ２からの振動だけでなく、左側の水道管ＷＰ１からの振動も検出する。

計算機１とセンサ端末２との間では、所定の通信方式で通信を行う。特に基地局３１とセンサ端末２との間では、所定の無線通信方式で通信を行う。例えば、計算機１は、センサ端末２へ要求を送信し、要求を受信したセンサ端末２は、検出信号データを計算機１へ送信する。なお、計算機１とセンサ端末２との間には、構成要素として、別の通信装置が介在してもよい。例えば、複数のセンサ端末２のうち、ある程度の数のセンサ端末２を１つのグループとして、グループ単位に、中継装置が配置されてもよい。その中継装置は、計算機１と、グループの複数のセンサ端末２との間で、データの中継等を行う。あるいは、複数のセンサ端末２のうちの一部のセンサ端末２に、代表として中継機能等を備えてもよい。そのセンサ端末２は、グループ内の他のセンサ端末２からデータを取得し、計算機１へ送信する。

計算機１は、複数のセンサ端末２から、モニタリングとして、定期的に、検出信号データを取得する。計算機１は、複数のセンサ端末２から収集した検出信号データを用いて、解析処理を行い、漏水の有無や量や位置等を判定する。計算機１は、検知結果情報を、メモリに記憶し、画面に表示してユーザに伝える。計算機１は、例えば、画面において水道網のマップ上に、漏水が発生した管路や位置等の情報を表示する。また、予め、計算機１０は、画面で、水道網４０の複数の制水弁５に対する複数のセンサ３の配置を表示し、ユーザによるセンサ配置の確認や設定を可能とする。また、ユーザが計算機１とは別のＰＣ等のクライアント端末装置から計算機１にアクセスして機能を利用する形態としてもよい。

なお、センサ端末２にセンサ３を内蔵する構成としたが、これに限らず可能である。センサ３と無線通信装置とが別体で構成され、それらが離れた位置に設置されて電気的に接続される構成としてもよい。その無線通信装置は、制水弁５ではなく他の物の位置に設置されてもよい。

［漏水検知システム（２）］
図２は、計算機１およびセンサ端末２の構成を示す。計算機１は、プロセッサ１０１、メモリ１０２、表示装置１０３、入力装置１０４、通信装置１０５等を有し、それらがバスを通じて接続されている。センサ端末２は、プロセッサ２０１、メモリ２０２、バッテリ２０３、通信装置２０５、センサ３等を有し、それらがバスを通じて接続されている。

計算機１のプロセッサ１０１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等で構成され、プログラムに従った処理を実行することで、漏水検知機能１１０を実現する。漏水検知機能１１０は、複数のセンサ端末２からの定期的な検出信号データの取得と、検出信号データの解析に基づいた漏水検知と、漏水検知結果出力との各機能を含む。漏水検知は、漏水有無、漏水量、漏水位置等の判定を含む。プロセッサ１０１は、各部を制御し、メモリ１０２に各種の情報やデータを記憶する。メモリ１０２には、情報やデータ１２０として、設定情報ｄ１、管路情報ｄ２、センサ管理情報ｄ３、検出信号データｄ４、漏水検知結果情報ｄ５、センサ配置情報ｄ６等を含む。メモリ１０２には、その他、画面データ、地図データ等が記憶される。なお、各種のデータは、計算機１の外部のデータベースサーバ等に記憶されていてもよい。

設定情報ｄ１は、漏水判定方式に関する設定や、条件の閾値等の設定値を含み、システム管理情報に相当する。設定情報ｄ１または管路情報ｄ２には、判定計算用に、水道管４の種類や形状や寸法や材質等の情報、振動音の伝播速度等の設定値を含んでもよい。

管路情報ｄ２は、水道網４０の管路や制水弁５の構成を表す情報であり、ＰＥスリーブ有無情報（管被覆部材有無情報）を含む。ＰＥスリーブ有無情報は、管路または管路を含む領域におけるＰＥスリーブ（管被覆部材）の設置の有無を含む情報であり、詳しくは、管被覆部材の種類や形状や寸法や材質、設置時期等の情報を含んでもよい。なお、自治体等が保持している既存の管路情報には、少なくとも水道網４０の管路や制水弁５を含む図形的な情報が含まれている。よって、漏水検知システム１０は、その管路情報を利用して、管路情報ｄ２を構成し、センサ配置および漏水判定に利用することができる。管路情報ｄ２のデータ構造等については特に限定されない。

センサ管理情報ｄ３は、複数のセンサ３に関する管理情報であり、センサ３毎のＩＤや位置、測定条件の設定情報等を含む。なお、センサ端末２のＩＤとセンサ３のＩＤとは同じＩＤとしてまとめてもよい。センサ３の位置は制水弁５の位置と同じとしてまとめてもよい。測定条件は、例えばサンプリング周波数、周波数帯域等が挙げられる。

検出信号データｄ４は、センサ端末２から取得したセンサ３の検出信号データＤ（ｔ）であり、振動強度値を含む。なお、計算機１は、検出信号データｄ４の履歴を保存してもよいし、画面にグラフを表示してもよい。

漏水検知結果情報ｄ５は、漏水有無、漏水量、漏水位置等の検知結果情報であり、画面に表示するための情報を含む。なお、計算機１は、詳細な解析データを保存してもよい。

センサ配置情報ｄ６は、水道網４０に対する複数のセンサ３の配置に関する設定情報であり、管路情報ｄ４やセンサ管理情報ｄ３と関連付けられる。センサ端末２が制水弁５に設置されるので、センサ配置情報ｄ６におけるセンサ配置位置は、制水弁５のＩＤや位置で表すことができる。センサ配置情報ｄ６またはセンサ管理情報ｄ３は、センサ３の漏水検知可能距離、センサ３の組のセンサ間距離、センサ３を配置する際の基準となる間隔距離、等の情報を含んでもよい。管路情報ｄ２、センサ管理情報ｄ３、またはセンサ配置情報ｄ６には、相互相関方式で漏水位置を判定する際に用いるセンサ３の組に関する情報（後述のペアリスト）を含む。

表示装置１０３は、表示画面を有し、漏水検知システム１０のＧＵＩ画面が表示される。このＧＵＩ画面には、後述の設定画面等がある。入力装置１０４は、ユーザが入力操作を行うための各種の装置である。通信装置１０５は、通信網３０との通信処理を行う所定の通信インタフェース装置であり、無線通信インタフェース装置でもよい。

センサ端末２のプロセッサ２０１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等で構成され、プログラムに従った処理を実行することで、漏水信号検出に係わる機能２１０を実現する。この機能２１０は、水道管４の漏水信号の検出および記憶と、定期的な検出信号データの送信との各機能を含む。プロセッサ２０１は、各部を制御し、メモリ２０２に各種の情報やデータ２２０を記憶する。メモリ２０２には、各種の情報やデータ２２０として、検出信号データ、センサ管理情報等を含む。検出信号データは、時系列で測定される検出信号データＤ（ｔ）を含むデータである。センサ管理情報は、計算機１側のセンサ管理情報ｄ３と対応した、個別のセンサ３に関する設定情報や管理情報である。

バッテリ１０３は、センサ端末２の動作のための電力を供給する。通信装置２０５は、アンテナを含む無線通信インタフェース装置であり、通信網３０の基地局３１との無線通信処理を行う。

センサ３は、センサ管理情報に基づいて設定されている測定条件に基づいて測定動作する。センサ３は、時系列上の振動または音を検出して検出信号データＤ（ｔ）として出力する。センサ端末２は、センサ３の検出信号データＤ（ｔ）をメモリ２０２に格納する。測定条件は、１回の測定の際の測定時間、信号をサンプリング等で測定する際の時間間隔や周波数、等が挙げられる。センサ端末２は、計算機１からの検出信号の要求を受信した場合には、メモリ２０２から検出信号データを読み出して、所定のパケット等の形式で、計算機１へ宛てて送信する。また、センサ端末２は、計算機１から、設定指示および設定情報（対応するセンサ管理情報等）を受信した場合には、その設定情報をメモリ２０２に記憶する。

上記のように、実施の形態１の漏水検知システム１０の計算機１は、無線通信を用いてセンサ３の検出信号データを収集する。漏水検知システム１０は、無線通信を用いるので、複数のセンサ端末２からの検出信号データの収集を、自動的に行うことができる。これにより、作業者によるセンサ検出信号データ収集の手間は最低限にできる。

なお、センサ端末２のバッテリ２０３の消費電力を抑制するために、センサ端末２を常時稼動状態とするのではなく、通常時にはスリープ状態として制御する形態が好ましい。例えば、センサ端末２は、通常時には、測定を行わずに、電源に関してスリープ状態となり、所定の時間になったら通常稼動状態に復帰して計算機１からの指示や要求を待ち受ける。センサ端末２は、その状態で、バッテリ２０３の電力を用いながら、センサ３による測定を行い、検出信号データを計算機１へ送信し、その後にスリープ状態に遷移する。あるいは、以下のような形態も可能である。センサ端末２は、設定されている所定のタイミングで、スリープ状態から復帰して、センサ３を用いて測定を行い、検出信号データをメモリ２０２に格納しておき、その後にスリープ状態に遷移する。センサ端末２は、所定の時間になったら、スリープ状態から復帰し、メモリ２０２に保持されている検出信号データを読み出して、計算機１へ送信する処理を行い、その後に再びスリープ状態に遷移する。計算機１とセンサ端末２との間の通信のタイミングは、消費電力等を考慮して任意に設定可能である。

また、以下のような形態も可能である。センサ端末２は、設定された時間に起動および測定を行い、検出信号データに対する所定の処理（センサ端末２側での簡易的な漏水判定処理）を行う。センサ端末２は、その処理の結果、異常があると判定した場合、直ちに、計算機１へ検出信号データ（簡易的な漏水判定結果情報を添付してもよい）を送信する。センサ端末２は、その処理の結果、何も異常が無いと判定した場合、スリープ状態に戻る。計算機１は、センサ端末２からの検出信号データを受信した場合、最終的な漏水判定処理を行う。

なお、センサ端末２と計算機１または基地局３１との間の無線通信に関しては、低コスト、低消費電力、および広範囲の無線通信方式として、例えば公知のＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）やＬＰＷＡＮ（Low Power Wide Area Network）等が適用可能である。

なお、計算機１はセンサ３の検出信号データから振動強度値を算出する。これに限らず、センサ端末２がセンサ３の検出信号データから振動強度値を算出してもよい。センサ端末２のプロセッサ２０１は、センサ３で測定した検出信号データについて、所定の演算処理を施してもよい。その処理の例は、フーリエ変換処理、周波数フィルタ処理、データ圧縮処理、等が挙げられる。

［動作および処理］
図３は、漏水検知システム１０の主な動作や処理の例のフローを示す。まず、システム設定の際のフローは以下の通りである。システム設定の際、ユーザは、水道網４０における複数のセンサ３（対応するセンサ端末２）の配置等を設定する。

ステップＳ１で、計算機１は、ユーザの操作に基づいて、設定画面におけるセンサ配置設定欄を表示する。計算機１は、ユーザの操作（例えばセンサ配置計算指示入力）に基づいて、対象の水道網４０における複数のセンサ３（対応するセンサ端末２）の配置位置を計算し、計算結果のセンサ配置情報を、ユーザに対し提案、推奨するセンサ配置情報として、センサ配置設定欄に表示する。その際、計算機１は、ＰＥスリーブ有無情報を含む管路情報ｄ２に基づいて、好適なセンサ配置を決定する。センサ配置設定欄では、例えば、水道網４０の管路のマップ上に、制水弁５やセンサ３の位置、ＰＥスリーブ有無等の情報が表示される。また、ユーザは、センサ配置設定欄のセンサ配置情報を確認し、適宜に一部を修正し、そのセンサ配置に決定する場合には、保存の操作を行う。修正としては、例えば、ユーザは、計算機１によるセンサ配置情報のうち、所望の制水弁を選択して、センサ３の配置の有無を切り替えることができる。また、ユーザは、センサ配置設定欄で、センサ３の漏水検知可能距離等の設定やその確認ができる。計算機１は、それらの設定をセンサ配置情報ｄ６に保存する。なお、計算機１の計算によって自動的にセンサ配置を決定することのみならず、設定画面でユーザが手動で１つずつセンサ３の配置を設定することも可能である。

ステップＳ２では、ユーザは、設定画面の他の設定項目欄で、適用する漏水判定方式やその閾値等の条件を設定することができる。閾値にはデフォルト閾値が用意されている。また、ユーザは、設定画面の他の設定項目欄で、定期的なモニタリングの時間周期や日時等を設定することができる。計算機１は、それらの設定を設定情報ｄ１に保存する。また、ユーザは、設定画面の他の設定項目欄で、各センサ３に適用する測定条件等を設定可能である。計算機１は、それらの設定をセンサ管理情報ｄ３に保存する。

ステップＳ３では、その後の作業者による作業として、上記設定されたセンサ配置情報に従って、水道網４０の指定位置の制水弁５に、複数のセンサ端末２が設置される。その際、予め、各センサ３の測定条件や、各センサ端末２の動作設定（スリープ制御に関する設定を含む）等も設定される。例えば、計算機１からセンサ端末２へ、設定のため指示や情報を送信する通信によって、センサ端末２にセンサ管理情報等を設定してもよい。

上記システム設定後で運用開始後における漏水検知のフローは以下の通りである。このフローは、例えば定期的なモニタリングとして繰り返しループで実行される。

ステップＳ１１で、計算機１は、設定情報ｄ１に従って、定期的なタイミング（例えば１日１回）で、複数のセンサ端末２から、検出信号データを取得、収集する。次の通信のタイミングで、計算機１は、検出信号データに関する要求をセンサ端末２へ送信する。この要求には、対象のセンサ端末２のＩＤ等の情報が含まれる。センサ端末２は、計算機１からの要求を受信した場合、測定した検出信号データまたは測定済みの検出信号データを、応答として計算機１へ送信する。センサ端末２は、例えばセンサ端末２のＩＤ等の情報と、検出信号データとを含むパケットを作成し、無線通信で送信し、その後にスリープ状態に戻る。なお、センサ端末２から計算機１へ複数回分の測定の検出信号データをまとめて送信することも可能である。計算機１は、センサ端末２から受信した検出信号データを検出信号データｄ４としてメモリ１０２に格納する。

なお、定期的なモニタリングに限らず、ユーザが計算機１に所定の指示を入力した任意のタイミングで、計算機１から要求を送信して検出信号データを取得することも可能である。すなわち、ユーザによる任意のタイミングで漏水検知を行わせることも可能である。

ステップＳ１２で、計算機１は、各センサ３の検出信号データに関する解析処理を行うことで、漏水判定用の振動強度値等の情報を得る。解析処理は、例えば、公知のフーリエ変換処理、周波数フィルタ処理、等が挙げられる。

ステップＳ１３で、計算機１は、各センサ３の検出信号データに関して、管路情報ｄ２に基づいて、そのセンサ３に関連付けられる管路（すなわちセンサ３間および制水弁５間の部分的な管路）、制水弁５、ＰＥスリーブ６の有無、センサ３の組（対応するペアリスト）等の情報を確認する。これらの情報は以下の処理で用いられる。

計算機１は、判定方式および閾値等の設定情報ｄ１を確認し、その設定情報ｄ１に従って、以下のように漏水有無等の判定処理を行う。まず、ステップＳ１４で、計算機１は、設定情報ｄ１から、判定方式に係わる閾値等の条件を参照する。

ステップＳ１５で、計算機１は、各センサ３の検出信号データの振動強度値と、判定方式に応じた各閾値とを比較することで、対象の管路（すなわちセンサ３間および制水弁５間の部分的な管路）における漏水有無を判定する。その際、計算機１は、対象の管路を介して隣り合う組の２つのセンサ３の検出信号を用いて、漏水有無を判定する。

上記漏水判定の際には、対象管路のセンサ３の検出信号の振動強度値と、閾値とが比較される。その結果、例えばその振動強度値がその閾値以上である場合、「漏水有り」と判定され、その振動強度値がその閾値未満である場合、「漏水無し」と判定される。「漏水有り」状態は、対象管路で漏水が発生している可能性が高いと判定された状態を指す。逆に、「漏水無し」状態は、対象管路で漏水が発生している可能性が低いと判定された状態を指す。計算機１は、漏水有無判定結果情報を、漏水検知結果情報ｄ５に保存する。

ステップＳ１６は、漏水有無判定の結果に応じた分岐である。「漏水有り」と判定された場合（Ｓ１６−Ｙ）にはステップＳ１７へ進み、「漏水無し」と判定された場合（Ｓ１６−Ｎ）にはステップＳ１９へ進む。

ステップＳ１７では、さらに、計算機１は、相互相関方式に基づいた漏水位置判定を行う。計算機１は、相互相関方式で、隣り合うペアとなる２つのセンサ３の情報を用いて漏水位置判定を行う。なお、この相互相関方式自体は、公知技術を用いることができ、詳細については後述する。

この際、計算機１は、ステップＳ１５の判定結果で「漏水有り」と判定された、対象の部分的な管路における漏水位置を計算する。この漏水位置は、例えば図１のような漏水点ＰＸの位置ｐｘであり、各センサ３（ＳＳ１，ＳＳ２）の位置からの漏水点ＰＸの位置ｐｘまでの距離Ｘ１，Ｘ２と対応している。計算機１は、漏水位置判定結果情報を、漏水検知結果情報ｄ５に保存する。

ステップＳ１８で、計算機１は、さらに、漏水量判定を行う設定である場合には、漏水量判定を行う。漏水量判定を行わない設定である場合には、ステップＳ１８の処理を省略できる。計算機１は、漏水量判定を行う場合、ステップＳ１５の漏水有無判定およびステップＳ１７の漏水位置判定の結果情報を用いて、漏水量を判定する処理を行う。その際、計算機１は、漏水有りの場合に、所定の判定方式に基づいて、対象の管路における漏水量の大きさを、例えば概略的に大中小の３つのレベルで判定する。計算機１は、漏水量判定を行った場合には、漏水量判定結果情報を、漏水検知結果情報ｄ５に保存する。

センサ３の信号強度は、漏水量と漏水位置（漏水点からセンサ３までの距離）との２つのパラメータに依存する。よって、本フローのように、判定処理順序は、漏水有無（ステップＳ１５）、漏水位置（ステップＳ１７）、漏水量（ステップＳ１８）という順序となる。ステップＳ１７で漏水位置が特定された場合、その漏水位置からセンサ３までの距離がわかるので、ステップＳ１８で、計算機１は、漏水信号の減衰度合いを考慮した閾値を用いて、漏水量のレベルの判定を行うことができる。

ステップＳ１９で、計算機１は、漏水有無や漏水位置等の判定結果情報を含む漏水検知結果情報ｄ５に基づいて、漏水検知結果情報をユーザに対して出力する。具体的には、計算機１は、漏水検知結果情報を含む画面（漏水検知結果画面）を表示する。この画面には、例えば水道網４０の管路のマップ上において、部分的な管路毎あるいはその管路を含む領域毎の漏水有無状態、対応する制水弁５およびセンサ３の位置、漏水有りの場合には漏水量や漏水位置、等の情報が表示される。また、この画面では、ユーザによる部分的な管路または領域の選択操作に応じて拡大表示し、漏水位置等の詳細情報を表示するようにしてもよい。また、計算機１は、漏水検知結果情報を、アラートとして、音声やメール等でユーザに対して即時に通知してもよい。計算機１は、漏水量のレベルに応じて異なるアラート等の対処処理を行ってもよい。なお、漏水無しと判定された場合には、正常状態としてユーザへの出力を行わず、漏水有りと判定された場合のみにユーザに対する出力を行うようにしてもよい。

変形例の漏水検知システムとしては、漏水有無判定のみを行い、漏水位置判定等を行わない形態も可能である。その場合、計算機１は、漏水有りと判定した場合に、そのセンサ３に関連付けられる管路または領域を特定し、その管路または領域の情報を、漏水が発生している可能性がある管路または領域であるとして、ユーザに対し出力する。また、計算機１は、例えば漏水有りと判定された管路に係わるセンサ３の検出信号データまたは振動強度値のグラフを作成して画面に表示してもよい。

［水道網、設定画面］
図４は、水道網４０の一部の管路等の具体的な構成例を示し、特に、計算機１が提供するセンサ配置に関する設定画面内に、その管路等を表示する例を示す。図４の画面は、水道網４０の管路等の構成やセンサ配置を確認および設定することができる設定画面例である。図４の画面は、地域選択項目４０１と、マップ欄４００と、センサ距離項目４０２と、センサ配置計算ボタン４０３とを含む。地域選択項目４０１では、ユーザが対象地域を選択、指定可能である。マップ欄４００には、管路情報ｄ２やセンサ配置情報ｄ６に基づいて、対象地域の管路網やセンサ配置が表示される。本例のマップ欄４００では、管路網のみを表示する場合であり、管路網を構成する水道管４が黒色実線で表現され、制水弁５が白丸点で表現されている。また、本例では、この地域の管路網はすべてＰＥスリーブ有りの水道管４である場合を示す。マップ欄４００では、管路毎または領域毎のＰＥスリーブの有無についても、所定の表現（例えば実線と破線、異なる色等）で区別して表示される。なお、一般の地図上に管路網を重ねて表示することも可能である。

センサ距離項目４０２は、使用するセンサ３の漏水検知可能距離として、ＰＥスリーブ有無に応じた距離が表示され、ユーザによるその距離の設定も可能である。センサ配置計算ボタン４０３は、ユーザが計算機１にセンサ配置の計算を指示するボタンである。

ユーザは、この画面で、対象地域の管路網の構成や、使用するセンサ３の漏水検知可能距離等を確認し、センサ配置を決定したい場合には、センサ配置計算ボタン４０３を押す。計算機１は、その指示に従い、対象の管路網に対する複数のセンサ３の好適なセンサ配置を計算し、センサ配置情報をマップ欄４００に表示する。

［管路情報、ＰＥスリーブ有無情報］
図５Ａおよび図５Ｂは、管路情報ｄ２に関する補足説明図を示す。図５Ａは、管路情報ｄ２の第１構成例として、地域における領域毎にＰＥスリーブ有無情報を持つ場合の例を示す。本例では、管路網を、簡略的にマトリクス形状のような構成で示す。ここでは、実線は水道管４の管路を示し、破線はＰＥスリーブ６を示す。白丸点は制水弁５を示す。本例では、ある地域の管路網において、ＰＥスリーブ有りの管路を含む領域５０１（エリアＡ０１）と、ＰＥスリーブ無しの管路を含む領域５０２（エリアＡ０２）とが並列で存在する場合を示す。管路情報ｄ２の構成として、領域毎に、それに含まれる管路や制水弁５の情報が関連付けられている。管路情報ｄ２において、領域毎に、ＰＥスリーブ有無が設定されている。

例えば、ある方向に延在している水道管Ｗ１は、部分的な管路として、水道管ｗｐ１，ｗｐ２，ｗｐ３，ｗｐ４，ｗｐ５等を有する。水道管Ｗ１上には、制水弁５として、制水弁ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ５，ｂ６等を有する。エリアＡ０１には、水道管ｗｐ１，ｗｐ２，ｗｐ３、制水弁ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４等が含まれている。そして、エリアＡ０１は、ＰＥスリーブ有りの領域５０１として設定されている。エリアＡ０２には、水道管ｗｐ４，ｗｐ５、制水弁ｂ４，ｂ５，ｂ６等が含まれている。そして、エリアＡ０２は、ＰＥスリーブ無しの領域５０２として設定されている。

図５Ｂは、管路情報ｄ２の第２構成例として、部分的な管路毎にＰＥスリーブ有無情報を持つ場合の例を示す。例えば、水道管Ｗ１において、制水弁ｂ１と制水弁ｂ２との間を接続している水道管ｗｐ１には、ＰＥスリーブ６としてＰＥスリーブｐｓ１が設置されている。同様に、水道管ｗｐ２にはＰＥスリーブｐｓ２、水道管ｗｐ３にはＰＥスリーブｐｓ３といったように設置されている。管路情報ｄ２において、水道管ｗｐ１等の部分的な管路単位毎に、ＰＥスリーブ有無またはＰＥスリーブのＩＤ等の情報が設定されている。

なお、センサ配置情報ｄ６では、管路情報ｄ２に基づいて、制水弁５毎にセンサ３の配置有無が設定可能である。例えば、制水弁ｂ１にセンサＳＳ１（対応するセンサ端末２）を設置する場合（白丸点内の黒丸点として示す）、センサＳＳ１のＩＤおよび位置と制水弁ｂ１のＩＤおよび位置とを関連付けるようにして情報が保持される。同様に、制水弁ｂ２にセンサＳＳ２を設置する場合、センサＳＳ２のＩＤおよび位置と制水弁ｂ２のＩＤおよび位置とを関連付けるようにして情報が保持される。また、相互相関方式に関しては、２つのセンサ３を１つの組として複数の組が設定される。例えば、制水弁ｂ１のセンサＳＳ１と制水弁ｂ２のセンサＳＳ２との組が、ペアリストに設定される。

［課題等］
次に、以下では、実施の形態１等の漏水検知システム１０の設計に係わる、本発明者による実験および検討結果等について説明し、それに併せて、従来技術例の漏水検知システムの構成や課題、実施の形態１等の漏水検知システム１０での工夫等について説明する。

［実験設備］
図６は、実施の形態１の漏水検知システム１０の設計に係わる、漏水検知のための実験設備の概要を示す。本発明者は、管路の付近の環境における管被覆部材の有無の影響について、図示のような実験設備に基づいて実験を行った。図６の実験設備は、地中の土壌に埋設されている水道管６０１を有する。水道管６０１は、埋設管、配管、管路等と呼ばれる場合もある。本例では、水道管６０１は、地面から鉛直方向（Ｚ方向）で所定の位置において、水平方向（Ｘ方向）に延在している１本の管路である。実験例では、この水道管６０１は、呼び径が100mmで長さが100mを超えるダクタイル鋳鉄管から構成されている。

この水道管６０１の水平方向において、所定の位置に、実験用の注水点Ｐ１を有する。注水点Ｐ１から水道管６０１内に注水される。注水点Ｐ１に対し、所定の距離ＤＸ１の位置には、実験用の漏水点Ｐ２を有する。漏水点Ｐ２は、擬似的な漏水を発生させる箇所である。漏水点Ｐ２は、例えば水道管６０１の外周の一箇所に、所定の形状やサイズで、開閉可能な穴が設けられる。実験では、予め漏水点Ｐ２の穴を閉じた状態で、注水点Ｐ１から一定の圧力で注水され、水道６０１管内の空気抜きが行われる。十分に空気が抜けた状態で、漏水点Ｐ２の穴を開いた状態として、疑似的な漏水が発生される。なお、本例では、水道管６０１内で図示のＸ方向の右から左への方向で水が流れている。漏水点Ｐ２からは、漏水振動６０２が、Ｘ方向の左右に伝達される。この実験設備で、漏水点Ｐ２の外周の付近の環境６０５は、土壌である。

水道管６０１において、漏水検知用にセンサ６０３が設置される。センサ６０３は、振動センサであり、水道管６０１を伝達する振動または音を検出する。図６の実験設備では、注水点Ｐ１と漏水点Ｐ２との間において、漏水点Ｐ２から注水点Ｐ１への方向（Ｘ方向で左から右への方向）で、所定の距離ＤＸ２での一定間隔の位置毎に、センサ６０３が設置されている。本例では、複数のセンサ６０３として、センサｓ１〜ｓ５を有する。各センサ６０３は、漏水点Ｐ２での漏水に応じて発生し水道管６０１を伝達する漏水振動６０２を検出する。漏水検知システムの計算機は、センサ６０３から検出信号データを取得する。計算機は、その信号の解析によって、水道管６０１における漏水の有無の判定、漏水量の予測、漏水位置の判定等を行う。

なお、実運用では、地中に埋設されている水道管の表面にセンサが設置されるのではなく、設置やアクセスの容易さから、前述のように制水弁５にセンサ３が設置される。センサの設置箇所が水道管であるか制水弁であるかの違いによる振動検出への影響は、漏水による影響に比べて微小であるため、無視することができる。また、図６の水道管６０１の両端は開口であり、Ｘ方向で右から左への方向に水流があるが、水流の方向の違いに応じた振動検出への影響も微小であるため、無視することができる。

［ＰＥスリーブ（管被覆部材）］
図７は、公知技術である、水道管に対するＰＥスリーブの設置例について示す。ＰＥスリーブは、管と土壌との直接的な接触を断つことで、管の腐食防止等を実現する管被覆部材である。図７では、鉛直断面で、地中の土壌に埋設されている水道管７０１およびＰＥスリーブ７０６の一部として、特に、水道管７０１の部分的な管路を構成する管路部材同士の接合部７０８の付近におけるＰＥスリーブ７０６の設置概要を示す。水道管７０１の外周表面がＰＥスリーブ７０６で覆われている。水道管７０１の外周表面とＰＥスリーブ７０６の内面との間には、土壌や地下水が入らないようにして、概ね密着されている。Ｘ方向でＰＥスリーブ７０６の部材同士は、ゴムバンドおよび締め具７０９を用いて、外部から土壌および水分が浸入しないように、水道管７０１の周りに固定されている。水道管７０１の継ぎ手を含む接合部７０８の付近では、破れ防止のため、ＰＥスリーブ７０６にたるみが設けられている。

日本において地中に埋設されている水道管であるダクタイル鋳鉄管については、１９７５年に「ＪＣＰＡ Ｚ ２００５」（ダクタイル鋳鉄管防食用ポリエチレンスリーブ規格）が制定され、腐食防止対策としてＰＥスリーブの適用が始まった。ただし、ＰＥスリーブの実際の適用時期や適用方針は、上下水道を管理している各自治体で異なる。すなわち、各自治体の各地域の水道管において、ＰＥスリーブの設置の有無は混在している。ＰＥスリーブが適用されている地域の場合、図７のように、水道管７０１の設置時にＰＥスリーブ７０６によって覆われて地中に埋設されている。これにより、水道管７０１が周辺の土壌や水分と直接触れないようにされて、腐食防止効果が得られる。この結果、ＰＥスリーブが設置されている管路網では、腐食を原因とする漏水の発生が減少した。ただし、ＰＥスリーブ付きの水道管の埋設後においても、例えばガス工事や分岐・増設工事等の他工事によるＰＥスリーブの破壊や、地震によるＰＥスリーブの緩みや亀裂等の可能性がある。これに伴う漏水は防止できないので、漏水検知の必要性がある。

［実験による知見（１）−漏水点の付近の環境、特性］
本発明者は、上記実験設備を用いた漏水検知の実験の結果、以下のような知見を得た。まず、水道管６０１の漏水点Ｐ２の付近の環境の違いに応じて、センサ６０３が検出する振動強度に違いがみられた。例えば、水道管６０１の漏水点Ｐ２の付近の環境が、土壌から空気中に変化する場合と、土壌から水中に変化する場合とでは、振動強度が著しく異なった。図８Ａ、図８Ｂ、および図８Ｃは、漏水点Ｐ２の付近の環境の違い、および漏水の特性の違いについて示す。

図８Ａは、漏水点Ｐ２の付近の環境６０５において、漏水が無く、水道管６０１の外周の表面に土壌のみが被せられるように接している状態を示す。図８Ａの状態は、管路にＰＥスリーブが設けられていない場合に対応する。

図８Ｂは、図８Ａの状態から、さらに、漏水によって付近の土壌が削られて、空気６１０の空間ができた状態を示す。この状態では、水道管６０１の漏水点Ｐ２からの漏水の多くが空気６１０中に放出されており、説明上、「空気中放出」の環境と記載する。

図８Ｃは、図８Ｂとは異なる環境６０５として、水道管６０１の漏水点Ｐ２の付近で外周に、管被覆部材であるＰＥスリーブ６０６が有る場合を示す。この水道管６０１は、埋設の際に、外周がＰＥスリーブ６０６で覆われた後に土壌が被せられている。図８Ｃの状態は、水道管６０１からの漏水が、水道管６０１の外周とＰＥスリーブ６０６との間の空間に溜まることで、水６２０が充満した状態である。この状態では、水道管６０１の漏水点Ｐ２からの漏水の多くが水６２０中に放出されており、説明上、「水中放出」の環境と記載する。

本発明者は、上記実験設備に基づいて、図８Ａ，図８ＢのようにＰＥスリーブ無しの環境６０５の場合と、図８ＣのようにＰＥスリーブ有りの環境６０５の場合とで、センサ６０３による振動強度の測定を行った。具体的な実験結果において、漏水量が同じで、漏水点Ｐ２から同じ距離の位置のセンサ６０２によって検出された信号の振動強度を比較した。この場合に、振動強度は、図８ＣのＰＥスリーブ有りの水中放出の環境の方が、図８ＢのＰＥスリーブ無しの空気中放出の環境に比べて、１桁以上大きくなった。

センサ６０３の信号の振動強度が大きいことは、その分、漏水を検知しやすいことを意味する。また、言い換えると、このことは、同程度の振動強度を検出する場合に、漏水点からセンサ６０３までの配置の距離（漏水検知可能距離）を、より長く、遠くにできることを意味する。すなわち、ＰＥスリーブ有りの管路の場合には、センサ６０３の配置の密度をより小さくし、設置する必要があるセンサ６０３の数を低減できることを意味する。

［実験による知見（２）−漏水検知可能距離］
図９は、上記実験の結果におけるＰＥスリーブ有無による漏水振動強度の比較について示す。図９は、図６の漏水点Ｐ２から各センサ６０３までの距離［ｍ］と、漏水の振動強度［任意単位］との関係を表すグラフを示し、漏水点Ｐ２の付近のＰＥスリーブ６０６の有無の場合で比較して示す。比較は、同じ漏水量等の条件でされている。グラフの横軸の距離は、センサ６０３の漏水検知可能距離と対応している。直線９０１は、ＰＥスリーブ無しの管路の場合の特性を示す。直線９０２は、ＰＥスリーブ有りの管路の場合の特性を示す。図９から明らかなように、ＰＥスリーブ有りの場合には、ＰＥスリーブ無しの場合に対し、１桁以上大きい振動強度となることがわかった。同じ漏水量の場合で、漏水点から同じ距離の位置のセンサ６０３同士で、ＰＥスリーブ有無に応じて、振動強度に１桁以上の大きさの違いがみられた。例えば、図９の距離４０ｍの位置のセンサで比較した場合、振動強度は、ＰＥスリーブ無しの直線９０１では１程度であり、ＰＥスリーブ有りの直線９０２では１００程度であり、約２桁の違いがみられる。

言い換えると、同じ漏水量の条件で、ＰＥスリーブ無しの管路に比べて、ＰＥスリーブ有りの管路の場合には、漏水点からの漏水振動が同じ一定の振動強度になるまでの到達距離が、大幅に延びることになる。すなわち、ＰＥスリーブ無しの管路にセンサを配置する場合に比べて、ＰＥスリーブ有りの管路にセンサを配置する場合には、漏水点からセンサまでの距離を、より長く、遠くすることができる。この距離は、検知に十分な振動強度を検出可能とする距離（漏水検知可能距離）である。

［実験による知見（３）−漏水時間経過特性］
また、漏水の発生の時間経過に伴う特性の変化については、以下のような知見が得られた。図８Ａのように、ＰＥスリーブ無しの環境６０５の場合、漏水の発生の初期では、水道管６０１の周りの土壌があまり削られていないため、漏水振動が土壌を介して伝達される特性であり、水中放出に近い特性になると考えられる。漏水発生からある程度時間が経過して漏水が進行した段階では、図８Ｂのように、空気中放出の特性になると考えられる。センサの検出信号の振動強度は、初期では相対的に大きく、その後の空気中放出の期間では相対的に小さく、次第に小さくなる。漏水初期から中期へかけて、振動強度が大から小へ変化する。このため、計算機は、センサの信号の解析結果を、漏水ではなくノイズであると誤って判定してしまう可能性もある。すなわち、従来、ＰＥスリーブ無しの環境の場合には、ＰＥスリーブ有りの環境の場合に比べて、漏水検知精度が低い場合がある。

図８Ｃのように、ＰＥスリーブ有りの環境６０５の場合、漏水の発生の初期では、水道管６０１の周りのＰＥスリーブ６０６との間の空気中に漏水が放出されるので、空気中放出に近い特性になると考えられる。漏水発生からある程度時間が経過して漏水が進行した段階では、図８Ｃのように、水中放出の特性になると考えられる。センサの検出信号の振動強度は、初期では相対的に小さく、その後の水中放出の期間では相対的に大きくなる。

図１０は、図８ＣのようにＰＥスリーブ有りの管路の場合の漏水実験結果における、漏水振動強度の時間変化を示す。図１０では、漏水点から距離７２ｍの位置にあるセンサ６０３を用いた例を示す。図１０のグラフの横軸は放水時間［分］、縦軸は漏水振動強度［任意単位］を示す。図１０では、分単位のような比較的短い時間単位での漏水の変化の様子を示す。図１０のグラフは、漏水点を開放して擬似漏水を開始した時点から、放水時間の一定の時点毎に、センサ６０３で検出した信号の振動強度がプロットされている。

図示のように、漏水発生初期の期間１００１（例えば０〜３分程度）は、空気中放出の特性に対応し、その後の期間１００２は、図８Ｃのような水中放出の特性に対応する。漏水開始初期の期間１００１での振動強度は極めて小さい。開始時点からある一定時間（例えば３分から４分程度）を越えると、振動強度が急激に増大しており、期間１００２では振動強度がある程度の大きさになっている。

本発明者は、このようなＰＥスリーブ有無の環境に応じた現象を詳細に調べた結果、このような振動強度の急激な変化等の現象は、漏水の特性が前述の空気中放出の特性から水中放出の特性に変化することで発現していることを見出した。すなわち、漏水初期の期間１００１では、水道管６０１とＰＥスリーブ６０６との間に空気６１０があるため、空気中放出の特性となり、振動強度が小さい。一定時間後の期間１００２では、図８Ｃのように、水道管６０１とＰＥスリーブ６０６との間に漏水の水６２０が充満するため、水中放出の特性となり、振動強度が大きくなる。

図８Ｂや図８Ｃの漏水点Ｐ２では、キャビテーションが起きている。キャビテーションは、液体の流れにおける圧力差によって短時間で泡の発生と消滅が起きる現象であり、空洞現象とも呼ばれる。この漏水点Ｐ２でのキャビテーションが、漏水振動の発生源となっている。図８Ｂのような空気中放出の環境の場合では、漏水点Ｐ２の穴の周辺に取り込まれた空気の泡がキャビテーションの振動を大幅に減衰させると考えられる。これに対し、図８Ｃのような水中放出の環境の場合では、漏水点Ｐ２の穴の付近で空気の取り込みが無いため、キャビテーションの振動の減衰が大幅に抑制されると考えられる。このため、両環境では、上記のように漏水振動強度の大小の違いが生じる。

図８ＢのようにＰＥスリーブが無い環境の場合では、漏水によって土壌が削れて比較的直ぐに空洞が発生し、空気中放出の特性になる。土壌の種類によっても空洞が生じる時間は異なるが、一定時間以上になると空洞になる。なお、漏水が長時間放置された場合には、大きな空洞となり、地盤沈下のような重篤な事故に至る恐れがある。

［コスト、工事判定漏水量］
自治体の水道網の管理において漏水検知システムが適用される場合、漏水を早期に検知し、被害を抑制することができる。従来、各自治体の水道局は、水道網の保守運用として、漏水検知作業や、漏水を検知した場合の漏水修理工事を行っている。人手での作業や工事には労力やコスト等がかかる。そのため、漏水検知システムによって支援し、労力やコスト等を低減することが有効である。

自治体およびその水道管理システムは、水道網の構成を管路情報として管理、保持している。また、自治体およびその水道管理システムは、制水弁を用いて管路の流量を制御し、点検や検知によって漏水量等を把握する。自治体は、漏水初期で漏水量がとても小さい段階で保守や工事を行う方針とする場合、費用が多大となってしまう。よって、通常、自治体は、保守や工事等を含む費用が最小となる最適値の漏水量を、保守や工事を行うべき漏水量（工事判定漏水量と記載する場合がある）として設定している。自治体に応じて、工事判定漏水量は異なる。

自治体は、漏水を自動的に検知できる漏水検知システムを導入、運用する場合にも、なるべく初期投資費用等を含むコストを抑制したい。例えば、水道網において前述の漏水検知のためのセンサ等の機器を設置する場合に、従来技術例の漏水検知システムでは多数のセンサが必要である。従来技術例の漏水検知システムは、管路網の管被覆部材の有無情報については活用していない。従来技術例の漏水検知システムにおける複数のセンサは、暗黙にはＰＥスリーブ無しの管路を前提とした検出特性のセンサとして配置されている。そのセンサは、ＰＥスリーブ無しの管路を前提とした、比較的短い漏水検知可能距離が想定されている。管路網において、比較的短いセンサ間距離で複数のセンサが配置される。そのため、管路網において多数のセンサが配置される。よって、コストの観点で課題がある。

［漏水量と漏水検知可能距離］
図１１は、漏水量［L/min］と漏水検知可能距離との関係を示す。図１１のグラフは、漏水量に応じて、および管路の環境に応じて、漏水点Ｐ２からのセンサ６０３による漏水検知可能距離が異なることを示す。漏水量１１００は、例えばある自治体の工事判定漏水量に対応する。本例では、水道管６０１に関する異なる設置環境として、環境Ａ，Ｂ，Ｃがある場合で比較して示す。直線１１０１は、環境Ａの場合の特性を示し、直線１１０２は、環境Ｂの場合の特性を示し、直線１１０３は、環境Ｃの場合の特性を示す。環境Ａ，Ｂ，Ｃの順に、特性の直線の傾きが大から小になる。本例では、ある漏水量１１００の場合において、センサ６０３の漏水検知可能距離は、距離Ｋａ，Ｋｂ，Ｋｃのようになる（Ｋａ＞Ｋｂ＞Ｋｃ）。環境Ｃの場合の漏水検知距離Ｋｃが最も短く、環境Ａの漏水検知距離Ｋａが最も長い。各設置環境は、様々に存在するが、例えば環境Ａは、前述のＰＥスリーブ有りの管路と対応している。

実施の形態１の漏水検知システム１０は、このような設置環境に応じたセンサ６０３の漏水検知可能距離を鑑みて、水道網４０における複数のセンサ３の配置位置を計算して決定する。ある制水弁５の位置に設置される１つのセンサ３についてみた場合に、漏水検知可能距離に対応する半径を持つ範囲が、基本的な漏水検知可能範囲となる。すべての管路の漏水検知をカバーしたい場合には、対象のすべての管路が漏水検知可能範囲内に含まれるように、複数のセンサ３の位置が選択される。なお、一部の管路がセンサ３の漏水検知可能距離および範囲内に入らない場合であっても、複数のセンサ３を用いた判定結果から、相応の精度で漏水検知または漏水推定が可能である。

実施の形態１の漏水検知システム１０の計算機１は、センサ配置を計算する際、ＰＥスリーブ有無情報を含む管路情報ｄ２を使用する。実施の形態１の漏水検知システム１０は、自治体の水道管理システム等が保持し公開している管路情報を取得して参照してもよいし、新たに対応する管路情報が入力されてもよい。管路情報ｄ２には、より詳細には、管の種類、材質、管径、継手型式等の情報も含み、それらの情報も判定の際には条件として参照される。実施の形態１の漏水検知システム１０は、特に、ＰＥスリーブ有無情報を参照して、センサ６の漏水検知可能距離等を設定するので、好適なセンサ配置位置を決定できる。

前述のように具体的な実験例では、ＰＥスリーブ無しの管路に対し、ＰＥスリーブ有りの管路の場合、同じ漏水量で、漏水点から同じ距離の位置のセンサの場合に、振動強度が例えば１桁大きくなる。言い換えると、同じ漏水量で、ＰＥスリーブ無しの管路に対し、ＰＥスリーブ有りの管路の場合、センサ配置として、漏水点からの漏水検知可能距離を、１桁に対応する大幅に長い距離とすることができる。すなわち、対象の水道網４０において、複数のセンサ３を、対応する長いセンサ間距離、および小さい密度で配置することができる。よって、設置するセンサ数を少なくでき、漏水検知を低コストで実現できる。

［漏水有無判定方式］
漏水検知システムの漏水有無判定方式としては、例えば、センサ６０３で検出した漏水振動強度が、所定の閾値を越えているか否か、およびその越えている時間が所定の時間以上続いたか否かによって、続いた場合に漏水が発生した（漏水有り）と判定する方式が挙げられる。

図１２は、漏水有無判定方式の一例として、センサ６０３（対応するセンサ３）の信号と閾値とを比較する方式について示す。実施の形態１の漏水検知システム１０は、このような漏水有無判定方式を適用可能である。図１２のグラフは、横軸が時間［日］、縦軸がセンサの検出信号の振動強度［任意単位］である。図１２では、日単位のような比較的長い時間単位での漏水の変化の様子を示す。

実施の形態１の漏水検知システム１０は、水道管４の選択された位置の制水弁５に、漏水検知のセンサ３（対応するセンサ端末２）が常設される。漏水検知システム１０は、自動的に漏水検知を行うために、センサ３の検出信号データを定期的にモニタリングして漏水判定を行う。そのため、センサ３は、無線通信機能を持つセンサ端末２に内蔵される形態で設置される。漏水検知システム１０の計算機１は、定期的にセンサ端末２から検出信号データを取得する。本例の漏水有無判定方式では、漏水検知システム１０の計算機１は、センサ３の検出信号データにおける振動強度値を、所定の閾値と比較して、漏水有無を判定する。

図１２の漏水有無判定方式の例では、予め閾値として、閾値Ｈ１および閾値Ｈ２が設定されている。計算機１は、信号強度が、閾値Ｈ１未満の領域１２０１内である場合には、正常、すなわち漏水無し、と判定する。計算機１は、信号強度が、閾値Ｈ２以上の領域１２０３にある場合には、異常、すなわち漏水有り、と判定する。計算機１は、信号強度が、閾値Ｈ１以上、閾値Ｈ２未満の領域１２０２内である場合には、保留、すなわち漏水有無のいずれとも断定しにくい状態として判定する。

閾値Ｈ２は、工事判定漏水量と対応させて設定されている。例えば、漏水発生時点が時点ｔｘであるとする。時点ｔｘから時間経過と共に信号強度が増大し、閾値Ｈ１および閾値Ｈ２を越えている。例えば時点ｔ１，ｔ２，ｔ３等の各時点で、モニタリングした信号強度が判定されている。例えば時点ｔ３では、閾値Ｈ２を越えているので、漏水有りと判定される。

従来技術例の漏水検知システムでは、このような漏水検知判定方式に関して、各閾値の設定には、ＰＥスリーブ有無情報は活用されていない。すなわち、従来技術例の漏水検知システムでは、各閾値は、ＰＥスリーブの有無に関係なく、所定の値が設定されている。従来技術例では、ＰＥスリーブ無しの管路で生じた漏水と、ＰＥスリーブ有りの管路で生じた漏水とがある場合に、それらが同じ閾値を用いた同じ方式で判定されるので、漏水検知精度の観点で改善余地があった。従来技術例における閾値は、ＰＥスリーブ無しの環境を想定した閾値、あるいはＰＥスリーブ有りの環境を想定した閾値の一方のみが設定されているので、想定していない方の環境の漏水は、判定の精度が低くなる。一方、後述の実施の形態２の漏水検知システム１０では、ＰＥスリーブ有無情報を活用して、ＰＥスリーブ有無に応じて異なるそれぞれの閾値を用いて漏水有無等を判定するので、判定および検知の精度を高くすることができる。

［漏水量判定方式］
図１３は、さらに、漏水量の判定方式について示す。この漏水量判定は、漏水有りの場合の概略的な漏水量の予測である。この漏水量判定方式では、漏水の有無を１つの閾値または２つの閾値（図１２）で判定するのみでなく、漏水量の大きさを、例えば概略的に大中小の３つのレベルに分けて、それぞれの大きさに対応する３つの閾値および範囲を用いて、漏水量を判定する方式である。実施の形態１の漏水検知システム１０は、このような漏水量判定方式を基本として採用する。

実施の形態１等の漏水検知システム１０では、前述（図３）のように、漏水量判定を行う場合、先に漏水位置判定を行って、距離による信号強度の減衰の影響を計算することが必要である。センサ３の信号強度は、漏水量と距離の関数である。例えば、後述の第２判定方式を採用する場合、以下のような処理順序で、漏水量判定が行われる。（１）計算機１は、ペアの２つのセンサ３の信号を解析して、漏水位置に係わる距離（漏水点から各センサ３までの距離）を計算する。（２）計算機１は、計算した距離による減衰率を考慮して、ＰＥスリーブ有無に応じた漏水量（例えばＰＥスリーブ無しの管路に対応した漏水量）を計算する。（３）計算機１は、検出信号に対し、ＰＥスリーブ有無に応じた係数を掛け算して漏水量を補正する。

前の図１２に示した閾値Ｈ２よりも大きい領域１２０３のセンサ信号強度は、漏水点が同じである場合には、漏水量と正の相関がある。漏水有りの場合の漏水量の大小を判定する場合には、図１３のように、複数の閾値を用いた方式を用いることで可能である。図１３のグラフは、横軸が漏水量［L/min］、縦軸がセンサ信号強度［任意単位］である。本例では、計算機１において、漏水量を概略的に大中小の３つのレベルで判定するための３つの閾値として、小から大への順に、閾値Ｈａ、閾値Ｈｂ、閾値Ｈｃが予め設定されている（Ｈａ＜Ｈｂ＜Ｈｃ）。範囲１３０１は、閾値Ｈａ以上で閾値Ｈｂ未満の範囲であり、漏水量が相対的に小さいレベルを表す。範囲１３０２は、閾値Ｈｂ以上で閾値Ｈｃ未満の範囲であり、漏水量が相対的に中レベルを表す。範囲１３０３は、閾値Ｈｃ以上の範囲であり、漏水量が相対的に大きいレベルを表す。

実施の形態１の漏水検知システム１０の計算機１は、例えば漏水有無の判定後または判定中に、漏水有りの場合には、検出信号データの振動強度値を、これらの閾値と比較し、いずれの範囲に該当するかをみて、漏水量（言い換えると漏水量レベル）を判定する。例えば、振動強度が値ｖ１である場合、範囲１３０１に入るので、漏水有りの漏水量が小レベルであると判定される。

なお、従来技術例の漏水検知システムでは、このような漏水量判定方式およびその閾値の設定についても、ＰＥスリーブ有無情報は活用されておらず、各閾値は、管路のＰＥスリーブの有無によらずに所定の値が設定されている。この場合、以下のように、漏水検知精度の低下の可能性がある。従来技術例の計算機は、管路のセンサとして、ＰＥスリーブ有無を想定していないセンサ、例えばＰＥスリーブが無いことが前提のセンサによる検出信号データを用いる。このセンサの配置に係わる漏水検知可能距離は、ＰＥスリーブ有無を想定していない距離、例えばＰＥスリーブが無いことが前提の比較的短い距離である。この計算機は、センサの検出信号データにおける振動強度値を、所定の閾値と比較して、漏水有無や漏水量レベルを判定する。この閾値は、センサの漏水検知可能距離と対応させた所定の閾値であり、ＰＥスリーブ有無によらずに同じである。しかし、管路の漏水点の付近にＰＥスリーブが有る場合と無い場合とでは、前述のように漏水振動に関する特性が異なっている可能性がある。この計算機は、ＰＥスリーブ有無のいずれの漏水の環境、特性に対しても、同じ閾値を含む同じ条件で漏水有無等を判定する。そのため、漏水検知精度が低下する場合がある。例えば実際には漏水点の付近にＰＥスリーブが有る場合の検出信号に対し、ＰＥスリーブが無いことを前提とした閾値を適用して判定する場合、漏水有無の誤判定や検知遅れ、漏水量の大小の見積りを誤る等の可能性がある。

一方、後述の実施の形態２の漏水検知システム１０における例えば第１判定方式では、漏水有無および漏水量判定の際の各閾値について、管路のＰＥスリーブ有無に応じて異なる閾値が適用される。そのため、実施の形態２の漏水検知システム１０は、漏水検知精度の確保または向上ができる。

［第１機能−センサ配置］
実施の形態１の漏水検知システム１０は、水道網４０における好適なセンサ配置を決定する機能（第１機能と記載する）を有する。計算機１は、ＰＥスリーブ有無情報を含む管路情報ｄ２を用いて、計算によって、対象の水道網４０における複数のセンサ３の好適なセンサ配置を決定し、ユーザに対して提案する。この好適なセンサ配置は、センサ３の漏水検知可能距離および範囲を基準とした、好適な間隔や密度による、水道網４０の制水弁５の位置に対する複数のセンサ３の配置である。漏水検知可能距離は、想定される漏水点とセンサ３との距離であり、十分な検知精度を確保できる距離であり、配置の基準となる距離である。好適な間隔は、部分的な管路を介して隣り合う２つのセンサ３間の距離である。第１機能では、センサ３の距離および範囲によって、十分な検知精度を確保しつつ、対象領域の漏水検知をカバーできるように、好適なセンサ配置が決定される。

使用するセンサ３の漏水検知可能距離を含む検出特性は、管路または領域のＰＥスリーブ有無の環境に応じて、すなわち前述の空気中放出や水中放出等の特性を考慮して設定される。ＰＥスリーブ無しの管路に対し、ＰＥスリーブ有りの管路の場合には、センサ３の漏水検知可能距離を、２倍〜１０倍（例えば数倍）の長い距離とすることができる。センサ数低減を優先する方針の場合、センサ３の漏水検知可能距離は、なるべく長い距離として設定される。これにより、対象の水道網４０に設置するセンサ３の数を少なくできるので、低コストで漏水検知を実現できる。なお、センサ数低減よりも検知精度等を優先する方針の場合、センサ３の漏水検知可能距離を、より短い距離として設定することも可能である。

従来技術例の漏水検知システムは、水道網の複数のセンサの配置（すなわちセンサ設置位置やセンサ間距離等）の設計に関して、ＰＥスリーブ有無情報については活用していない。従来技術例の漏水検知システムでは、水道管のＰＥスリーブの有無によらずに、すべてＰＥスリーブ無しの前提またはＰＥスリーブ有りの前提で、センサの漏水検知可能距離、またはセンサ間距離等を一定値として設定している。一方、実施の形態１の漏水検知システム１０の第１機能によれば、ＰＥスリーブ有無情報を用いて、管路のＰＥスリーブ有無に応じて異なるセンサ３の漏水検知可能距離を想定し、好適なセンサ配置（すなわちセンサ設置位置やセンサ間距離等）を決定する。よって、従来技術例に対し、実施の形態１の漏水検知システム１０では、元になる管路情報が同じであっても、ＰＥスリーブ有無を考慮してより好適なセンサ配置を提案できる。これにより、少ないセンサ数で低コストの漏水検知を実現できる。

図１４は、第１機能におけるセンサ配置に関する説明図を示す。図１４のグラフは、ＰＥスリーブ有無に応じた、漏水量とセンサ３の漏水検知可能距離との関係を表す。横軸は漏水量［L/min］を示し、縦軸は漏水量に応じた漏水検知可能距離を示す。漏水量１４００は、ある工事判定漏水量と対応している。

直線１４０１は、ＰＥスリーブ無しの環境に対応したセンサ（第１種のセンサＳＡとする）の、漏水量に応じた漏水検知可能距離の特性を示す。直線１４０１は、従来技術例の漏水検知システムにおけるＰＥスリーブ有無に依らないセンサ、または実施の形態１の漏水検知システム１０でのＰＥスリーブ無しの管路に設置されるセンサ３と対応している。直線１４０２は、ＰＥスリーブ有りの環境に対応したセンサ（第２種のセンサＳＢとする）の、漏水量に応じた漏水検知可能距離の特性を示す。直線１４０２は、実施の形態１の漏水検知システム１０でのＰＥスリーブ有りの管路に設置されるセンサ３と対応している。第１種のセンサＳＡと第２種のセンサＳＢは、物、性能として同じセンサ３であっても、異なる漏水検知可能距離が設定される。

実施の形態１の漏水検知システム１０では、センサ３の漏水検知可能距離は、ＰＥスリーブ有無に応じた少なくとも２種類の漏水検知可能距離がある。例えば同じ漏水量１４００の場合に、第１種のセンサＳＡの直線１４０１の場合の漏水検知可能距離が距離ＫＡであり、第２種のセンサＳＢの直線１４０２の場合の漏水検知可能距離が距離ＫＢである。距離ＫＢの方が距離ＫＡよりも長い（ＫＢ＞ＫＡ）。

計算機１は、第１機能により、管路情報ｄ２に基づいて、ＰＥスリーブ有無の環境に応じたセンサ３（ＳＡ，ＳＢ）の漏水検知可能距離を設定し、その漏水検知可能距離に応じたセンサ間距離等を基準として、センサ配置を計算する。

図１５Ａおよび図１５Ｂは、図１４に対応した、水道管４におけるＰＥスリーブ有無に応じたセンサ配置の概要を示す。図１５Ａは、ＰＥスリーブ無しの管路の制水弁５に、第１種のセンサＳＡを、距離ＫＡに基づいて配置した例を示す。本例では、水道管４における部分的な管路として水道管ＷＰ１，ＷＰ２を有し、制水弁５として制水弁Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３を有する。漏水点ＰＡは、所定の漏水量（例えば漏水量１４００）を想定した場合の漏水点の例である。漏水点ＰＡの付近の環境は、ＰＥスリーブが無く、土壌である。水道管ＷＰ１，ＷＰ２の漏水検知をカバーする場合、漏水点ＰＡに対してＸ方向の左右のそれぞれで距離ＫＡの位置に、センサ３（ＳＡ）が配置される。言い換えると、距離ＫＡの２倍の距離をセンサ間距離ＬＡとして、２つのセンサ３（ＳＡ）の組が配置される（ＬＡ＝ＫＡ×２）。センサ３（ＳＡ）の距離ＫＡを半径とする範囲内に、対象となる管路が含まれるように、センサ３（ＳＡ）の位置が決定される。また、そのような条件を満たす制水弁５の位置が選択され、その制水弁５の位置にセンサ３（ＳＡ）が配置される。図１５Ａの例では、制水弁Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３に、センサＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３が配置されている。例えば水道間ＷＰ１上のいずれかの位置で漏水が発生した場合、センサＳＡ１，ＳＡ２の少なくともいずれかによって検出可能である。実際の管路網では、制水弁５間の距離は様々であるため、上記センサ間距離ＬＡを基準として、センサ３（ＳＡ）が配置される制水弁５が選択される。

図１５Ｂは、同様に、ＰＥスリーブ有りの管路の制水弁５に、第２種のセンサＳＢを、距離ＫＢに基づいて配置した例を示す。本例では、水道管４における部分的な管路として水道管ＷＰ３を有し、制水弁５として制水弁Ｂ４，Ｂ５を有する。漏水点ＰＢは、所定の漏水量（例えば漏水量１４００）を想定した場合の漏水点の例である。漏水点ＰＢの付近の環境は、ＰＥスリーブ６が有る。水道管ＷＰ３の漏水検知をカバーする場合、漏水点ＰＢに対してＸ方向の左右のそれぞれで距離ＫＢの位置に、センサ３（ＳＢ）が配置される。言い換えると、距離ＫＢの２倍の距離をセンサ間距離ＬＢとして、２つのセンサ３（ＳＢ）の組が配置される（ＬＢ＝ＫＢ×２）。本例では、距離ＫＢは距離ＫＡの２倍程度であり、センサ間距離ＬＢはセンサ間距離ＬＡの２倍程度である。センサ３（ＳＢ）の距離ＫＢを半径とする範囲内に、対象となる管路が含まれるように、センサ３（ＳＢ）の位置が決定される。また、そのような条件を満たす制水弁５の位置が選択され、その制水弁５の位置にセンサ３（ＳＢ）が配置される。図１５Ｂの例では、制水弁Ｂ４，Ｂ５に、センサＳＢ１，ＳＢ２が配置されている。例えば水道間ＷＰ３上のいずれかの位置で漏水が発生した場合、センサＳＢ１，ＳＢ２の少なくともいずれかによって検出可能である。上記のように、実施の形態１における第１機能では、ＰＥスリーブ有無に応じて異なる距離間隔や密度でセンサ配置が可能である。

［第１機能−センサ特性］
図１６の表は、本発明者による実験に基づいた、ＰＥスリーブ有無の管路に応じたセンサ３の特性の実装例を示す。この表では、対象となる水道管４の管路の条件や特性を、比較のために一定値として揃えた場合における、ＰＥスリーブ有無に応じた、センサ３に関する振動強度、漏水検知可能距離の具体的な数値例を示している。管路の条件として、管種・径、漏水量、水圧等を一定としている。管種は、「ＤＫ７５」のダクタイル鋳鉄管であり、継手がＫ継手であり、呼び径が75mmである。漏水量が７L/min、水圧が0.4MPaである。漏水検知可能距離は、条件によっても異なるが、基本的な定義としては、同じ環境の管路で比較した場合に、漏水無しの振動強度の２倍の振動強度に減衰するまでの距離である。

ＰＥスリーブ無しの管路の場合において、センサ３（ＳＡ）により検出された、漏水点の近傍の振動強度が２００μＧ／√Ｈｚである。これに対応して、センサ３（ＳＡ）の漏水検知可能距離（距離ＫＡ）が約７０ｍである。ＰＥスリーブ有りの管路の場合において、センサ３（ＳＢ）により検出された、漏水点の近傍の振動強度が８μＧ／√Ｈｚである。これに対応して、センサ３（ＳＢ）の漏水検知可能距離（距離ＫＢ）が約１４０ｍである。

なお、詳細には、水道管４の周囲の土壌の種類（例えば粘土、砂）等によっても漏水の特性が異なってくる。そのため、ＰＥスリーブ有無情報を含む管路情報ｄ２は、より詳細な土壌等の情報を含んでもよい。計算機１は、そのような土壌等の情報を用いて、センサ配置を計算してもよいし、漏水判定を行ってもよい。これにより、より好適なセンサ配置とし、より検知精度を高めることができる。

［第１機能−センサ配置計算機能］
漏水検知システムは、漏水を十分に高精度に検知できること、かつ、そのような漏水検知をなるべく低コストで実現することが求められている。そのために、管路網におけるセンサの設置の位置や数、間隔距離や密度の設計が重要である。例えば、自治体が漏水検知システムを導入する場合、水道網の管路上における複数のセンサの配置を設計する必要がある。すなわち、複数のセンサを、管路上のどの位置、どのような距離間隔や密度で配置すべきかを決定する必要がある。そのセンサ配置に応じて、漏水検知に係わる精度やコストが異なってくる。従来技術例の漏水検知システムでは、好適なセンサ配置については検討不十分であり、好適なセンサ配置を計算する機能も持っていない。基本的には、水道網のすべての制水弁にセンサを設置することも可能であるが、その場合には比較的に高コストとなってしまう。また、好適なセンサ配置を人手によって設計しようとする場合、手間がかかる。

そこで、実施の形態１の漏水検知システム１０は、第１機能の一部として、好適なセンサ配置を自動的に計算するセンサ配置計算機能を有する。このセンサ配置計算機能では、ユーザの方針（例えば低コストを優先する方針）に応じて、管路情報ｄ２に基づいて、好適なセンサ配置を計算する。これにより、対象領域をカバーする十分な精度を確保しつつ、なるべく少ないセンサ数としたセンサ配置を提案できる。ユーザは、容易に好適なセンサ配置を決定することができる。ユーザの人手による設計の手間も低減できる。

なお、前述のように、実施の形態１の漏水検知システム１０では、複数のセンサ３を設置する対象となる位置は、基本的に制水弁５の位置とされる。すなわち、実施の形態１の漏水検知システム１０のセンサ配置計算機能は、水道網４０における複数の制水弁５に対する好適な複数のセンサ３（対応するセンサ端末２）の配置を計算する。

計算機１は、センサ配置の計算の際には、前述のＰＥスリーブ有無の特性、環境を考慮してセンサ３の漏水検知可能距離を設定し、その漏水検知可能距離に対応してセンサ間距離（例えば図１５Ｂのセンサ間距離ＬＢ）を設定する。そして、計算機１は、センサ間距離等を基準として、複数の制水弁５に対し、複数のセンサ３を配置する。センサ３の漏水検知可能距離は、詳細には、センサ３自体の特性、管路の条件、付近の環境（土壌やＰＥスリーブ）、漏水量、等に応じて設定される。

［第１機能−センサ配置例］
図１７Ａおよび図１７Ｂは、ＰＥスリーブ有無情報に応じた、センサ配置の例の概要を比較で示す。図１７Ａは、従来技術例の漏水検知システムにおける、ＰＥスリーブ有無情報を活用せずに決定したセンサ配置の例を示す。なお、ここでは比較のため、センサとして、実施の形態１と同じセンサ３を用いるとする。図１７Ａは、一部の管路の例として、ＰＥスリーブ無しの管路である場合を示す。例えば、水道管Ｗ１において、部分的な管路として、水道管ｗｐ１，ｗｐ２，ｗｐ３，ｗｐ４等を有し、制水弁５として制水弁ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ５等を有する。丸点に×印を付与した記号の箇所は、センサ３（第１種のセンサＳＡ）が配置された制水弁５を示す。例えば、制水弁ｂ１にセンサＳＡ１が、制水弁ｂ２にセンサＳＡ２が設置されている。このセンサ３（ＳＡ）は、漏水検知可能距離が距離ＫＡである。範囲１７０１は、距離ＫＡを半径とする漏水検知可能範囲を示す。センサ間距離ＬＡについても示す。図１７Ａの管路網の領域では、すべての制水弁５にセンサ３（ＳＡ）が配置されており、センサ数としては１５個である。

図１７Ｂは、実施の形態１の漏水検知システム１０における、ＰＥスリーブ有無情報を活用して決定したセンサ配置の例を示す。図１７Ｂの管路等は、図１７Ａの管路等と同じ構成である。ＰＥスリーブ６を破線で示す。白丸点の箇所は、センサ３（第２種のセンサＳＢ）が配置されていない制水弁５を示す。白丸点に黒丸点を付与した箇所は、センサ３（第２種のセンサＳＢ）が配置されている制水弁５を示す。例えば、制水弁ｂ１にセンサＳＢ１が、制水弁ｂ３にセンサＳＢ２が設置されている。このセンサ３（ＳＢ）は、前述のように、漏水検知可能距離が距離ＫＢである。範囲１７０２は、距離ＫＢを半径とする漏水検知可能範囲を示す。センサ間距離ＬＢについても示す。図１７Ｂの管路網の領域では、一部の制水弁５にセンサ３（ＳＢ）が配置されており、センサ数としては１８個である。図１７Ａの場合に比べ、図１７Ｂの場合では、センサ数が約半数に低減され、密度が約２分の１に低減されている。

上記のように、実施の形態１の漏水検知システム１０では、第１機能により、ＰＥスリーブ有無を考慮した好適なセンサ配置が決定できる。対象領域をカバーするように、なるべく長いセンサ間距離で、なるべく少ないセンサ数としたセンサ配置が実現でき、制水弁５へのセンサ３の無用な設置を削減できる。

［第１機能−センサ配置画面］
図１８および図１９は、センサ配置に関する画面例を示す。これらの画面例は、図４の画面を基本として、センサ配置情報の表示を追加した例である。図１８は、図１７ＡのようなＰＥスリーブ無しの管路の場合のより詳細な管路例およびセンサ配置例を示す。図１９は、図１７ＢのようなＰＥスリーブ有りの管路の場合のより詳細な管路例およびセンサ配置例を示す。

図１８の画面で、マップ欄４００には、管路網上にセンサ配置情報が重ねられて表示されている。対象の管路網は、ＰＥスリーブ無しの管路網である。白丸点は、センサ３（ＳＡ）が配置されていない制水弁５を示し、黒丸点は、センサ３（ＳＡ）が配置されている制水弁５を示す。また、破線の円形は、センサ３（ＳＡ）の漏水検知可能距離（距離ＫＡ）に対応する漏水検知可能範囲を示す。なお、画面に漏水検知可能範囲を表示してもよいし、表示しなくてもよい。また、本例では、画面内に対象領域のセンサ数の情報についても表示している。例えば、図示の管路網では、センサ数が２２個となっている。

図１９の画面で、同様に、マップ欄４００には、センサ配置情報が表示されている。対象の管路網は、ＰＥスリーブ有りの管路網である。破線の円形は、センサ３（ＳＢ）の漏水検知可能距離（距離ＫＢ）に対応する漏水検知可能範囲を示す。本例では、図示の管路網では、センサ数が１０個となっている。

ユーザは、このような画面で、第１機能のセンサ配置計算機能によって計算されたセンサ配置を確認することができる。また、ユーザは、センサ配置を一部修正する場合、マップ欄４００で、所望の制水弁５を選択操作し、センサ３の配置の有無を切り替えることができる。また、ユーザは、部分的な管路や制水弁５やセンサ３等の詳細情報を確認したい場合、対応する箇所を選択操作することで、表示された詳細情報を見て確認することができる。ユーザは、マップ欄４００のセンサ配置の状態を保存する場合、ＯＫ（設定）ボタンを押すことで保存できる。ユーザは、このような画面で、第１機能のセンサ配置計算機能によって計算されたセンサ配置を確認および編集でき、最終決定して設定することができる。

［効果等（１）］
以上のように、実施の形態１の漏水検知システム１０によれば、センサ配置コストの低減等を実現できる。

（実施の形態２）
図２０〜図２３Ｃを用いて、本発明の実施の形態２の漏水検知システムについて説明する。実施の形態２の漏水検知システムの基本的な構成は実施の形態１と同様であり、以下では、実施の形態２における実施の形態１とは異なる構成部分について説明する。実施の形態２の漏水検知システム１０は、計算機１による漏水判定の際に、ＰＥスリーブ有無に応じて異なる判定を行う。実施の形態２の漏水検知システム１０は、水道網４０における複数のセンサ３の配置については、実施の形態１のようにＰＥスリーブ有無に応じて変える必要は無く、例えば所定の距離を基準とした間隔で配置される。

実施の形態２では、漏水量判定を行う場合、前述と同様に、例えば以下のような処理順序で判定を行う。（１）計算機１は、漏水位置判定に基づいて、漏水点からセンサ３までの距離を特定する。（２）計算機１は、その距離による減衰率を計算する。（３）計算機１は、その減衰率に応じた、およびＰＥスリーブ有無に応じた判定を行う。第１判定方式の場合、計算機１は、減衰率およびＰＥスリーブ有無に応じた閾値を用いた判定を行う。第２判定方式の場合、計算機１は、減衰率およびＰＥスリーブ有無に応じた検出信号値の補正を行う。なお、漏水位置の判定は、後述のように、漏水信号が各センサ３に到達するまでの時間差で計算されるので、管路のパラメータ（管種、径、水中の音速等）が分かっていれば、管路のＰＥスリーブ有無については考えなくても計算可能である。

［第２機能−漏水検知判定方式］
実施の形態２の漏水検知システム１０は、漏水判定に関する以下のような機能（第２機能とする）を有する。計算機１の第２機能は、漏水判定方式に関して、以下の第１判定方式または第２判定方式を用いる。実施の形態２の漏水検知システム１０は、第１判定方式を適用する。実施の形態２の変形例の漏水検知システムは、第２判定方式を適用する。なお、設定に応じて第１判定方式または第２判定方式から選択して適用可能である形態としてもよい。第２機能によれば、ＰＥスリーブ有無の環境に応じて、漏水検知精度を確保または向上できる。

［第２機能−第１判定方式］
第１判定方式は、管路のＰＥスリーブ有無の環境に応じて、異なる閾値を含む条件を用いて、漏水有無や漏水量、漏水位置等を判定する方式である。例えば、漏水有無判定や漏水量判定の際のそれぞれの閾値として、ＰＥスリーブ無しの環境に対応する閾値（第１閾値）と、ＰＥスリーブ有りの環境に対応する閾値（第２閾値）との両方が予め設定される。第１閾値や第２閾値は、それぞれさらに複数の閾値から構成されてもよい。計算機１は、センサ３の検出信号データに対し、判定を行う際に、そのセンサ３に対応付けられる管路のＰＥスリーブ有無を確認する。計算機１は、そのセンサ３がＰＥスリーブ無しの管路に対応している場合、ＰＥスリーブ無しの第１閾値を含む条件を用いて、漏水有無等を判定する。計算機１は、そのセンサ３がＰＥスリーブ有りの管路に対応している場合、ＰＥスリーブ有りの第２閾値を含む条件を用いて、漏水有無等を判定する。

［第２機能−第１判定方式の例］
図２０Ａおよび図２０Ｂは、第１判定方式の例について示し、漏水有無および漏水量の判定のための閾値設定を含む条件のグラフを示す。図２０Ａは、ＰＥスリーブ無しの管路の場合に適用する条件のグラフを示す。図２０Ｂは、ＰＥスリーブ有りの管路の場合に適用する条件のグラフを示す。グラフの横軸は漏水量［L/min］（値をＷとする）、縦軸は漏水量に応じたセンサ３の検出信号の振動強度［任意単位］（値をＶとする）である。

図２０Ａの例では、条件における第１閾値として、３つの閾値ＨＡ１，ＨＡ２，ＨＡ３が設定されている（ＨＡ１＜ＨＡ２＜ＨＡ３）。これらの閾値は、漏水有りの場合の漏水量の大きさを概略的に大中小の３つのレベルで判定する場合の閾値である。これらの閾値は、ＰＥスリーブ無しの管路の場合のセンサ３（ＳＡ）の漏水検知可能距離（距離ＫＡ）に対応させた値が設定されている。例えば、信号値Ｖが、閾値ＨＡ１以上で閾値ＨＡ２未満の範囲２００１内である場合、漏水有りで漏水量レベルが小であると判定される。信号値Ｖが、閾値ＨＡ２以上で閾値ＨＡ３未満の範囲２００３内である場合、漏水有りで漏水量レベルが中であると判定される。信号値Ｖが、閾値ＨＡ３以上の範囲２００３内である場合、漏水有りで漏水量レベルが大であると判定される。

図２０Ｂの例では、条件における第２閾値として、３つの閾値ＨＢ１，ＨＢ２，ＨＢ３が設定されている（ＨＢ１＜ＨＢ２＜ＨＢ３）。これらの閾値は、同様に３つのレベルで判定する場合の閾値である。これらの閾値は、ＰＥスリーブ有りの管路の場合のセンサ３（ＳＢ）の漏水検知可能距離（距離ＫＢ）に対応させた値が設定されている。例えば、信号値Ｖが、閾値ＨＢ１以上で閾値ＨＢ２未満の範囲２００４内である場合、漏水有りで漏水量レベルが小であると判定される。信号値Ｖが、閾値ＨＢ２以上で閾値ＨＢ３未満の範囲２００５内である場合、漏水有りで漏水量レベルが中であると判定される。信号値Ｖが、閾値ＨＢ３以上の範囲２００６内である場合、漏水有りで漏水量レベルが大であると判定される。

図２０Ａの条件に対し、図２０Ｂの条件では、特性を表す直線の傾きがより大きくなっている。例えば閾値ＨＡ１と閾値ＨＢ１とではＨＡ１＜ＨＢ１である。ＰＥスリーブ有無に応じて、センサＳＡ（距離ＫＡ）とセンサＳＢ（距離ＫＢ）とでは、振動検出に係わる特性が異なるので、このように異なる閾値が設定されている。これにより、漏水有無や漏水量の検知精度を高めることができる。ＰＥスリーブ有りの管路の場合には、ＰＥスリーブ無しの管路の場合に比べて、前述のように漏水点の付近の環境における水中放出の特性や空気中放出の特性の違いから、漏水信号の減衰が小さく、より遠くに伝播する。このため、センサ３（ＳＢ）での検出信号の振動強度がより大きくなる。

このように、第１判定方式によれば、所定のセンサ配置に基づいて、漏水検知の精度を高めることができる。なお、本例では、図１３に対応する漏水量判定方式に関する閾値設定例を示したが、図１２に対応する漏水有無判定方式等についても、同様に、ＰＥスリーブ有無に応じて異なる閾値を設定する第１判定方式が適用可能である。

［第２機能−第２判定方式］
第２判定方式は、管路のＰＥスリーブ有無に応じて、センサ３の検出信号の値を補正する方式であり、閾値については所定の閾値を用いる。第２判定方式は、ＰＥスリーブ有無が混在する環境を想定し、所定の漏水検知可能距離およびセンサ間距離を基準として、水道網４０に複数のセンサ３が配置される。第２判定方式では、計算機１は、ＰＥスリーブ有無のいずれか一方（例えばＰＥスリーブ無し）に対応する閾値を含む条件を用いて漏水有無や漏水量、漏水位置等の判定を行う。その上で、第２判定方式では、計算機１は、基本とした一方の環境（例えばＰＥスリーブ無し）とは異なる他方の環境（例えばＰＥスリーブ有り）からのセンサ３の検出信号に対しては、環境の違いを一方（例えばＰＥスリーブ無し）に合わせるように所定の補正演算を施す。そして、計算機１は、上記一方の環境（例えばＰＥスリーブ無し）に対応する閾値を含む条件を用いて、漏水有無や漏水量、漏水位置等を判定する。

具体例では、基本とする一方の環境は、ＰＥスリーブ無しの環境とされる。センサ３の漏水検知可能距離は、例えばＰＥスリーブ無しの環境に対応した距離（前述の距離ＫＡ）として設定される。また、判定の際の所定の閾値は、ＰＥスリーブ無しの環境に対応した閾値が設定される。計算機１は、センサ３の検出信号データに対し、判定を行う際に、そのセンサ３に対応付けられる管路のＰＥスリーブ有無を確認する。計算機１は、そのセンサ３がＰＥスリーブ無しの管路に対応している場合、そのまま、その信号の値に対しては補正演算を行わずに、所定の閾値を含む条件を用いて、漏水有無等を判定する。計算機１は、そのセンサ３がＰＥスリーブ有りの管路に対応している場合、その信号の値に対して所定の係数を掛け算する等の補正演算を行い、補正後の信号の値に対し、同じ所定の閾値を含む条件を用いて、漏水有無等を判定する。

［第２機能−第２判定方式の例］
図２１は、第２判定方式の例について示し、漏水有無および漏水量の判定のための閾値設定を含む条件のグラフを示す。グラフの横軸は漏水量［L/min］（値Ｗ）、縦軸は漏水量に応じたセンサ３の検出信号の振動強度［任意単位］（値Ｖ）である。直線２１０１は、ＰＥスリーブ有りの管路に関連付けられたセンサ３（ＳＢ）に関する、漏水量に応じた検出信号値を示す。直線２１０２は、ＰＥスリーブ無しの管路に関連付けられたセンサ３（ＳＡ）に関する、漏水量に応じた検出信号値、または、ＰＥスリーブ有りの信号値からの補正演算後の信号値を示す。

この第２判定方式の例では、水道網４０のセンサ配置としては、ＰＥスリーブ有無の混在を想定しつつ、所定のセンサ間距離等を基準としてセンサ３が配置される。計算機１の設定としては、ＰＥスリーブ無しの管路、環境を基本とした所定の閾値を含む条件が設定される。その上で、この第２判定方式の例では、対象のセンサ３の信号が、ＰＥスリーブ有りの管路に対応するセンサ３の信号（直線２１０１）である場合には、計算機１は、ＰＥスリーブ有りからＰＥスリーブ無しへの感度補正のための補正演算を行う。そして、計算機１は、補正後の信号値に対し、所定の閾値を含む条件で、漏水有無等を判定する。

計算機１は、管路情報ｄ２に基づいて、対象の信号を検出したセンサ３が、ＰＥスリーブ無しの管路に対して設置されているセンサ３であるか、ＰＥスリーブ有りの管路に対して設置されているセンサ３であるかを確認する。計算機１は、対象の信号を検出したセンサ３が、ＰＥスリーブ無しの管路に対応することを確認した場合、その信号値に対し、ＰＥスリーブ無しの管路のセンサ３の検出感度と同等になるようにするための補正演算を行う。具体的には、この補正演算は、所定の補正係数の掛け算等である。例えば、直線２１０１における値Ｖ１ａは、補正演算によって、直線２１０２における値Ｖ１ｂとなる。補正係数（例えば１よりも小さい値）をＣｘとすると、Ｖ１ｂ＝Ｃｘ×Ｖ１ａである。

そして、計算機１は、その補正後の検出信号の振動強度値に対し、所定の閾値を含む条件を用いて、漏水有無や漏水量を判定する。本例では、この所定の閾値は、漏水量レベルを判定する場合の３つの閾値として閾値ＨＣ１，ＨＣ２，ＨＣ３を有する（ＨＣ１＜ＨＣ２＜ＨＣ３）。補正後の値（例えば値Ｖ１ｂ）が、閾値ＨＣ１以上で閾値ＨＣ２未満の範囲２１０４内の場合、漏水量レベルが小と判定される。補正後の値（例えば値Ｖ２ｂ）が、閾値ＨＣ２以上で閾値ＨＣ３未満の範囲２１０５内の場合、漏水量レベルが中と判定される。補正後の値（例えば値Ｖ３ｂ）が、閾値ＨＣ３以上の範囲２１０６内の場合、漏水量レベルが大と判定される。このように、第２判定方式によれば、ＰＥスリーブ有無の環境に対応して、漏水検知の精度を高めることができる。

図２２は、第２判定方式の他の例について同様のグラフを示す。この第２判定方式の例は、図２１とは逆に、ＰＥスリーブ有りの環境を基本として、ＰＥスリーブ無しに対応するセンサ３の信号値に対して、ＰＥスリーブ無しからＰＥスリーブ有りへの感度補正のための補正演算を適用する。直線２１０１は、ＰＥスリーブ有りの管路に関連付けられたセンサ３に関する、漏水量に応じた検出信号値、または、ＰＥスリーブ無しからＰＥスリーブ有りへの補正後の信号値を示す。この第２判定方式の例では、計算機１には、ＰＥスリーブ有りの管路、環境を基本とした所定の閾値（例えば閾値ＨＤ１，ＨＤ２，ＨＤ３）を含む条件が設定される。計算機１は、管理情報ｄ２に基づいて、対象のセンサ３の信号が、ＰＥスリーブ無しの管路に対応する場合（直線２１０１）には、補正演算を行い、補正後の信号値に対し、所定の閾値を含む条件で、漏水有無等を判定する。補正後の値（例えば値Ｖ１ａ）が、閾値ＨＤ１以上で閾値ＨＣ２未満の範囲２１０６内の場合、漏水量レベルが小と判定される。補正後の値（例えば値Ｖ２ａ）が、閾値ＨＤ２以上で閾値ＨＤ３未満の範囲２１０７内の場合、漏水量レベルが中と判定される。補正後の値（例えば値Ｖ３ａ）が、閾値ＨＤ３以上の範囲２１０８内の場合、漏水量レベルが大と判定される。

［漏水位置判定、相互相関方式］
実施の形態１および実施の形態２における、相互相関方式を用いた漏水位置判定方式については以下の通りである。図２３Ａ、図２３Ｂ、および図２３Ｃは、相互相関方式の漏水位置判定方式に関する説明図を示す。この相互相関方式を用いた漏水位置判定は、前述（図３、ステップＳ１７）のように、漏水有無判定の後で漏水量判定の前に行われる。

図２３Ａは、相互相関方式に係わる管路およびセンサ３のモデルを示す。ある水道管４の部分的な管路において、相互相関方式に係わるセンサ３の組として、例えばセンサＳａとセンサＳｂとの組を有する。このセンサ３間の管路上の漏水点ＰＸの位置ｐｘが判定対象である。計算機１は、このようなセンサ３（Ｓａ，Ｓｂ）の組における検出信号データを用いて、相互相関方式に基づいて、センサ３間の水道管４における漏水位置を判定する。センサＳａの検出信号データをＤａ（ｔａ）、センサＳｂの検出信号データをＤｂ（ｔｂ）とする。ｔａ，ｔｂは検出時点を表す。それぞれの検出信号データの振動強度値をＶａ，Ｖｂとする。なお、振動強度値は、例えば周波数スペクトルのパワー値に対応する。

漏水点ＰＸで発生した漏水の振動は、管路において伝達される。本例では、漏水点ＰＸからのＸ方向の左右のそれぞれの漏水振動７１，７２は、それぞれの距離Ｘａ，Ｘｂにある位置Ｐａ，Ｐｂのセンサ３（Ｓａ，Ｓｂ）へ、それぞれの到達時間Ｔ１，Ｔ２で到達する。例えば、漏水点ＰＸから左側への漏水振動７１は、センサＳａへ到達時間Ｔ１で到達する。センサＳａとセンサＳｂとでは、距離Ｘａ，Ｘｂに応じた到達時間差でずれたタイミングで漏水信号が検出される。到達時間差をＴＤとし、ＴＤ＝（Ｔ１−Ｔ２）である。センサ３（Ｓａ，Ｓｂ）間の距離を距離Ｌａｂで示す。

相互相関方式に関する相互相関関数をΦ（π）とする。相互相関関数Φ（π）のピーク値は、センサＳａの検出信号データＤａ（ｔａ）とセンサＳｂの検出信号データＤｂ（ｔｂ）とから計算できる。到達時間差ＴＤは、相互相関関数Φ（π）のピーク値から計算できる。また、到達時間差ＴＤは、距離Ｘａ，Ｘｂと漏水振動音の伝播速度との関係式から計算できる。漏水振動音の伝播速度は、前述の設定情報の１つである。上記到達時間差ＴＤおよび関係式に基づいて、それぞれのセンサ３（Ｓａ，Ｓｂ）に関する距離Ｘａ，Ｘｂを計算できる。すなわち、距離Ｘａ，Ｘｂから、漏水点ＰＸの位置ｐｘを、推定値として特定することができる。なお、位置ｐｘ等の位置は、水道網４０の管路情報ｄ２等において、所定の形式の位置情報として表現できる。

２つ以上のセンサが同じ漏水点からの信号（振動強度を表す漏水信号）を検出した場合、それらの信号の類似性を示すものを相互相関という。図示のように、漏水点ＰＸから距離Ｘａの位置ＰａにあるセンサＳａと、漏水点ＰＸから距離Ｘｂの位置ＰｂにあるセンサＳｂとを有する。例えば、センサＳａが漏水信号を検出し、センサＳｂが漏水信号を検出していない場合、これらの２つのセンサＳａ，Ｓｂの信号は、類似性が無い、言い換えると相互相関が無い。一方、センサＳａだけでなくセンサＳｂも漏水信号を検出している場合、両者の信号は、類似性がある、言い換えると相互相関がある。両者の信号は、漏水点ＰＸからの距離の違いの分だけ時間をずらした場合には、同じ信号が得られる。すなわち、２つのセンサの２つの信号に相互相関がある場合、２つの信号の時間差（到達時間差ＴＤ）に基づいて、各センサＳａ，Ｓｂからの漏水点ＰＸまでの距離Ｘａ，Ｘｂがわかり、すなわち漏水点ＰＸの位置ｐｘを特定することができる。

なお、各センサ３によって検出する漏水信号（その振動強度）の違いは、主に、振動または音が管および水を伝播する速度（すなわち音速）の違いによるものである。そのため、センサ３の信号は、厳密には、管の種類、径、形状、継手、材質等の詳細にも依存する。管の環境によっても変化するが、水中の音速は、１．２〜１．４ｋｍ／秒程度である。例えば、２つのセンサＳａ，Ｓｂの２つの信号において、検出時点（ｔａ，ｔｂ）の時間差として１０ミリ秒の違いがある場合、漏水点ＰＸと各センサＳａ，Ｓｂとの距離（Ｘａ，Ｘｂ）の差は、１２〜１４ｍになる。漏水点ＰＸから等距離の位置に各センサＳａ，Ｓｂがある場合、信号の時間差はゼロ（中間点）になる。

センサＳａのみが漏水信号を検出している場合、漏水点ＰＸの位置がセンサＳａの位置Ｐａに対して右側の距離（＋Ｘａ）の位置であるか左側の距離（−Ｘａ）の位置であるかは特定できない。しかしながら、センサＳｂも漏水信号を検出している場合、上記のように両センサ３の相互相関によって漏水点ＰＸの位置を特定することができる。したがって、実施の形態１，２の漏水検知システム１０のように、漏水検知に関して上記相互相関方式を用いる場合、漏水有無のみならず、漏水位置の特定または推定が可能である。例えば、漏水有りが検知された場合に作業者によって音聴による確定検査を行う場合、漏水位置の情報を用いることで、その検査での測定範囲を大幅に絞り込める。これにより、作業に係わるコスト削減効果がある。また、上記相互相関方式では、２つ以上のセンサ３の検出信号が、同じ地点（漏水点ＰＸ）からの漏水であることを示すので、相互相関方式を用いない場合に比べて、漏水判定の正解率を飛躍的に向上することができる。

図２３Ｂは、補足として、管路網の漏水位置判定の例を示す。例えば水道管Ｗ１において、部分的な管路として、水道管ｗｐ１，ｗｐ２，ｗｐ３，ｗｐ４，ｗｐ５等を有し、制水弁５として、制水弁ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ５，ｂ６等を有する。水道管Ｗ１は、ＰＥスリーブが設置されているとする。実施の形態１のセンサ配置の例に従って、例えば制水弁ｂ１，ｂ３，ｂ５に、センサ３（ＳＢ）としてセンサＳＳ１，ＳＳ２，ＳＳ３が配置されている。漏水点ＰＸの例として、漏水点Ｐｘ１，Ｐｘ２を示す。相互相関方式に係わるセンサ３の組として、センサＳＳ１とセンサＳＳ２との組と、センサＳＳ２とセンサＳＳ３との組とを有する。

まず、前述の漏水有無判定方式では、管路網のうちの漏水有りと判定される部分的な管路が特定できる。管路網の構成に応じて、１つの管路には特定できない場合がある。例えば、センサＳＳ２の信号のみを参照して、計算機１の漏水有無判定で漏水有りと判定された場合に、センサＳＳ２の左側の管路と右側の管路とのいずれに漏水点があるかは特定できない。次に、センサＳＳ１，ＳＳ２，ＳＳ３の各信号を参照する場合には、計算機１の漏水有無判定で例えばセンサＳＳ１およびセンサＳＳ２の両方の信号に関して漏水有りと判定された場合、センサＳＳ１とセンサＳＳ２との間の管路（水道管ｗｐ１，ｗｐ２）に漏水点、漏水位置が含まれていると判定できる。

次に、計算機１で相互相関方式の漏水位置判定を適用することで、漏水有りと判定された管路上における漏水位置を特定できる。例えば、計算機１は、センサＳＳ１とセンサＳＳ２との組、および対応する管路（水道管ｗｐ１，ｗｐ２）に関して、図２３Ａと同様に相互相関方式での漏水位置判定を行う。これにより、漏水位置を例えば水道管ｗｐ１上の漏水点Ｐｘ１として特定することができる。

図２３Ｃは、補足として、相互相関方式に係わる管理情報の１つであるペアリストの構成例を示す。図２３Ｃの表は、図２３Ｂの例に対応したペアリストの例を示す。このペアリストは、水道網４０の管路形状において管路を介して隣り合うように配置される２つのセンサ３の組（ペア）を管理するための情報である。計算機１は、このようなペアリストの情報を、例えば管路情報ｄ２の一部としてメモリ１０２に保持している。計算機１は、漏水位置判定（図３のステップＳ１７）の際には、このようなペアリストの情報を参照して判定を行う。図２３Ｃのペアリストの表は、列として、ペアＩＤ、第１センサＩＤ、第２センサＩＤ、管路ＩＤ、距離等を有する。ペアＩＤは、２つのセンサ３の組の識別情報である。第１センサＩＤは、組を構成する一方の第１センサのＩＤであり、第２センサＩＤは、組を構成する他方の第２センサのＩＤである。管路ＩＤは、その組のセンサ３間に配置されている管路のＩＤである。距離は、その組のセンサ３間の距離である。例えば、第１行におけるペアＩＤ＝１のペアの場合、第１センサがセンサＳＳ１、第２センサがセンサＳＳ２であり、それらのセンサ３間の管路が水道管ｗｐ１，ｗｐ２であり、それらのセンサ３間の距離が距離Ｌ０１である。

［効果等（２）］
以上のように、実施の形態２の漏水検知システム１０によれば、漏水検知精度の向上等を実現できる。他の実施の形態の漏水検知システムとしては、実施の形態１の第１機能と、実施の形態２の第２機能との両方を備える形態も可能である。以上、本発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は前述の実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

１…計算機、２…センサ端末、３…センサ、４…水道管、５…制水弁、６…ＰＥスリーブ、３０…通信網、３１…基地局、４０…水道網、５０…地面、５１…ホール、７１，７２…漏水振動、８１，８２，８３…領域、ＰＸ…漏水点。

Claims (10)

1. 管路網における地中に埋設され水または他の物質の流体を流す管路に設置され、前記管路の振動を信号として検出するセンサを含む複数のセンサ端末と、
   前記複数のセンサ端末と通信し、前記複数のセンサ端末の複数のセンサの検出信号データに基づいて、前記管路からの前記流体の漏洩を検知して結果を出力する計算機と、
   を備え、
   前記管路網の前記管路は、管被覆部材で被覆されていない第１管路である場合と、前記管被覆部材で被覆されている第２管路である場合とがあり、
   前記第２管路は前記第１管路に比べて前記管被覆部材の影響によって信号振動強度が大きくなり、
   前記センサは、前記第１管路での前記漏洩の場合には、漏洩点から第１距離で前記信号を検出可能であり、前記第２管路での前記漏洩の場合には、前記漏洩点から前記第１距離よりも長い第２距離で前記信号を検出可能であり、
   前記管路網における前記複数のセンサは、
   前記管路網における前記管被覆部材の有無の情報を含む管路情報に基づいて、
   前記管路網における前記第１管路を含む第１領域には、前記第１距離を基準とした間隔で配置され、
   前記管路網における前記第２管路を含む第２領域には、前記第２距離を基準とした間隔で配置されている、
   漏水検知システム。
2. 請求項１記載の漏水検知システムにおいて、
   前記計算機は、操作者の操作に基づいて、前記管路情報を参照して、前記管路網における前記複数のセンサの配置位置を計算し、計算結果のセンサ配置情報を出力する、
   漏水検知システム。
3. 請求項２記載の漏水検知システムにおいて、
   前記計算機は、前記センサ配置情報を画面に表示し、
   前記画面は、前記管路網における、前記第１管路、前記第２管路、および前記複数のセンサの配置位置の表示を含む、
   漏水検知システム。
4. 管路網における地中に埋設され水または他の物質の流体を流す管路に設置され、前記管路の振動を信号として検出するセンサを含む複数のセンサ端末と、
   前記複数のセンサ端末と通信し、前記複数のセンサ端末の複数のセンサの検出信号データに基づいて、前記管路からの前記流体の漏洩を検知して結果を出力する計算機と、
   を備え、
   前記管路網の前記管路は、管被覆部材で被覆されていない第１管路である場合と、前記管被覆部材で被覆されている第２管路である場合とがあり、
   前記第２管路は前記第１管路に比べて前記管被覆部材の影響によって信号振動強度が大きくなり、
   前記計算機は、
   前記複数のセンサの前記検出信号データに基づいて、前記管路からの前記流体の漏洩の有無または漏洩量の少なくとも一方を判定し、
   前記判定の際、前記管路網における前記管被覆部材の有無の情報を含む管路情報に基づいて、前記第１管路と前記第２管路に応じて異なる条件を適用して判定する、
   漏水検知システム。
5. 請求項４記載の漏水検知システムにおいて、
   前記計算機は、前記判定の際、前記管路情報に基づいて、前記センサが前記第１管路に対して設置されている場合には、前記信号の値に対し、第１閾値を含む条件を適用して判定し、前記センサが前記第２管路に対して設置されている場合には、前記信号の値に対し、前記第１閾値よりも大きい第２閾値を含む条件を適用して判定する、
   漏水検知システム。
6. 請求項４記載の漏水検知システムにおいて、
   前記計算機は、前記判定の際、前記管路情報に基づいて、前記センサが前記第１管路に対して設置されている場合には、前記信号の値に対し、所定の閾値を含む条件を適用して判定し、前記センサが前記第２管路に対して設置されている場合には、前記信号の値に対し、所定の補正演算を行い、補正後の信号の値に対し、前記閾値を含む条件を適用して判定する、
   漏水検知システム。
7. 請求項４記載の漏水検知システムにおいて、
   前記計算機は、前記判定の際、前記管路情報に基づいて、前記センサが前記第２管路に対して設置されている場合には、前記信号の値に対し、所定の閾値を含む条件を適用して判定し、前記センサが前記第１管路に対して設置されている場合には、前記信号の値に対し、所定の補正演算を行い、補正後の信号の値に対し、前記閾値を含む条件を適用して判定する、
   漏水検知システム。
8. 請求項１または４に記載の漏水検知システムにおいて、
   前記計算機は、前記管路網において前記管路を介して配置されているそれぞれの２つの前記センサの組における前記信号について、相互相関方式に基づいて、前記管路上の前記漏洩の位置を判定する、
   漏水検知システム。
9. 請求項１または４に記載の漏水検知システムにおいて、
   前記管路網は、水道網であり、
   前記センサ端末は、前記水道網の制水弁に設置されている、
   漏水検知システム。
10. 管路網における地中に埋設され水または他の物質の流体を流す管路に設置され、前記管路の振動を信号として検出するセンサを含む複数のセンサ端末と、前記複数のセンサ端末と通信し、前記複数のセンサ端末の複数のセンサの検出信号データに基づいて、前記管路からの前記流体の漏洩を検知して結果を出力する計算機と、を備える漏水検知システムにおける漏水検知方法であって、
    前記管路網の前記管路は、管被覆部材で被覆されていない第１管路である場合と、前記管被覆部材で被覆されている第２管路である場合とがあり、
    前記第２管路は前記第１管路に比べて前記管被覆部材の影響によって信号振動強度が大きくなり、
    前記センサは、前記第１管路での前記漏洩の場合には、漏洩点から第１距離で前記信号を検出可能であり、前記第２管路での前記漏洩の場合には、前記漏洩点から前記第１距離よりも長い第２距離で前記信号を検出可能であり、
    前記管路網における前記複数のセンサを、前記管路網における前記管被覆部材の有無の情報を含む管路情報に基づいて、前記管路網における前記第１管路を含む第１領域には、前記第１距離を基準とした間隔で配置し、前記管路網における前記第２管路を含む第２領域には、前記第２距離を基準とした間隔で配置するステップを有する、
    漏水検知方法。

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