JP7258383B1 - プログラム、方法、情報処理装置、システム - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態に係るシステム1は、少なくとも1つの水源から取水した水と、所定の供給元から搬送された上水との最適な配分を決定する。システム1は、決定した配分で取得した水を貯水槽に貯留する。システム1は、貯留される水を需要家へ供給する。
図1は、システム1の全体構成の例を示すブロック図である。図1に示すシステム1は、例えば、端末装置10、制御装置20、第1水処理経路30、第2水処理経路40、貯水槽51、及びサーバ60を含む。端末装置10、制御装置20、第1水処理経路30、第2水処理経路40、貯水槽51、及びサーバ60は、例えば、ネットワークを介して通信接続する。
・pH、酸化還元電位、アルカリ度、イオン濃度、硬度、電気伝導度
・濁度、温度、色度、粘度、溶存酸素
・臭気、アンモニア態窒素、硝酸態窒素、亜硝酸態窒素、全窒素、残留塩素、全リン、全有機炭素、全無機炭素、全トリハロメタン
・微生物センサの検知結果、化学的酸素要求量、生物学的酸素要求量
・シアン、水銀、油分、界面活性剤
・光学センサの検知結果、TDS(Total Dissolved Solids)センサの検知結果
・質量分析結果、微粒子、ゼータ電位、表面電位
図2は、図1に示す端末装置10の構成例を表すブロック図である。図2に示すように、端末装置10は、通信部120と、入力装置13と、出力装置14と、音声処理部17と、マイク171と、スピーカー172と、カメラ161と、位置情報センサ150と、記憶部180と、制御部190とを備える。端末装置10に含まれる各ブロックは、例えば、バス等により電気的に接続される。
図3は、制御装置20の機能的な構成の例を示す図である。図3に示すように、制御装置20は、通信部201と、記憶部202と、制御部203としての機能を発揮する。
例えば、梅雨の時期、台風の時期は、表流水、及び雨水は豊富に存在すると想定される。一方、例えば、太平洋側のエリアでは、冬は雨が少ないため、表流水、及び雨水が多くないと想定される。配分を決定する期間の環境に関する情報も入力して学習させることで、環境に応じて水の配分を決定することが可能となる。配分決定モデルをトレーニングするための学習用データとして、各水源の水質を表すセンシングデータを入力に用いてもよい。
図4は、サーバ60の機能的な構成の例を示す図である。図4に示すように、サーバ60は、通信部601と、記憶部602と、制御部603としての機能を発揮する。
図5~図13は、制御装置20が記憶するテーブルのデータ構造を示す図である。なお、図5~図13は一例であり、記載されていないデータを除外するものではない。また、同一のテーブルに記載されるデータであっても、記憶部202において離れた記憶領域に記憶されていることもあり得る。
制御装置20の動作について説明する。
図14は、図1に示す制御装置20が、水の配分を決定する際の動作の例を表すフローチャートである。
図16は、図1に示す制御装置20が、制御スケジュールを設定する際の動作の例を表すフローチャートである。
・所定の周期
・所定の時刻
・水の配分を決定したとき
制御装置20の制御部203は、水処理制御モジュール2036により、設定した制御スケジュールに基づいて、第1水処理経路30、及び第2水処理経路40を制御する。
(シミュレーション処理)
上記実施形態では、制御装置20が配分決定処理、制御スケジュール設定処理、水処理経路の制御処理、及び監視処理を実施する例を説明した。制御装置20は、地下水設備(地下水プラント)を建設した際のシミュレーション処理を実施してもよい。
上記実施形態では、図1に示す構成のシステム1について説明したが、システム1の構成は、図1に示すものに限定されない。
図1に示す例では、システム1が第1水処理経路30及び第2水処理経路40を有する場合を説明した。しかしながら、システム1が有する処理経路は、これらに限定されない。例えば、システム1は、第3水処理経路70を有してもよい。第3水処理経路70は、例えば、第3水源から取水する水の経路を表す。
図1に示す例では、貯水槽51に第1水処理経路30及び第2水処理経路40から水が供給される場合を説明した。しかしながら、貯水槽51に供給される水は、これらに限定されない。例えば、貯水槽51へは、需要家からの排水が浄化された循環水が供給されてもよい。この場合、水源には、生活排水も含まれることになる。
図18に示す例では、循環水が貯水槽51に供給される場合を説明した。しかしながら、循環水は貯水槽51に供給されることに限定されない。例えば、循環水は、循環水用の貯水槽81へ供給されてもよい。
図1に示す例では、貯水槽51が集落(集合体)のために設置される場合を説明した。しかしながら、貯水槽51は集落のために設置されることに限定されない。例えば、貯水槽51は、1の需要家(一主体)のために設置されてもよい。このとき、1の需要家のための貯水槽51の容量は、集落のための貯水槽51の容量よりも小さい。また、一主体は、家庭でもよいし、公共施設、例えばプラントでもよい。
決定モジュール2034は、推定する期間の水源の水位の変動にも基づいて水の配分を決定してもよい。つまり、決定モジュール2034は、推定する期間の水源の水量にも基づいて水の配分を決定してもよい。このとき、例えば、配分決定モデルは、入力データとして、例えば、配分を決定する期間の水源の水位の変動も入力して学習されてもよい。
図24は、コンピュータ90の基本的なハードウェア構成を示すブロック図である。コンピュータ90は、プロセッサ91、主記憶装置92、補助記憶装置93、通信IF99(インタフェース、Interface)を少なくとも備える。これらはバスにより相互に電気的に接続される。
ネットワークは、インターネット、LAN、無線基地局等によって構築される各種移動通信システム等で構成される。例えば、ネットワークには、3G、4G、5G移動通信システム、LTE(Long Term Evolution)、所定のアクセスポイントによってインターネットに接続可能な無線ネットワーク(例えばWi-Fi(登録商標))等が含まれる。無線で接続する場合、通信プロトコルとして例えば、Z-Wave(登録商標)、ZigBee(登録商標)、Bluetooth(登録商標)等が含まれる。有線で接続する場合は、ネットワークには、USB(Universal Serial Bus)ケーブル等により直接接続するものも含む。
図24に示すコンピュータ90の基本ハードウェア構成により実現されるコンピュータの機能構成を説明する。コンピュータは、制御部、記憶部、通信部の機能ユニットを少なくとも備える。
通常、各テーブルにはレコードを一意に特定するためのキーとなるカラムが設定されるが、カラムへのキーの設定は必須ではない。制御部は、各種プログラムに従ってプロセッサ91に、記憶部に記憶された特定のテーブルにレコードを追加、削除、更新を実行させることができる。
以上の各実施形態で説明した事項を以下に付記する。
(付記1)
プロセッサと、メモリとを備えるコンピュータに実行させるためのプログラムであって、プログラムは、プロセッサに、需要家の過去の水の利用量に基づき、所定期間における需要家の水の利用量を推定するステップと、推定した利用量を満たしつつ、水源から取得する水を浄化するためにかかる費用と、人為的に供給される供給水の料金とに基づく料金が最小になるように、水源から取得する水と、供給水との配分を決定するステップとを実行させるプログラム。
(付記2)
水の配分を決定するステップにおいて、学習済みモデル又は数理最適化アルゴリズムを用いて水の配分を決定する(付記1)に記載のプログラム。
(付記3)
水の配分を決定するステップにおいて、水源の水量を考慮して水の配分を決定する(付記1)に記載のプログラム。
(付記4)
水の配分を決定するステップにおいて、水源に雨水が含まれる場合、雨水についての補助金を考慮して水の配分を決定する(付記1)又は(付記2)に記載のプログラム。
(付記5)
水の配分を決定するステップにおいて、水源に地下水が含まれる場合、地下水についての取水制限を考慮して水の配分を決定する(付記1)乃至(付記3)のいずれかに記載のプログラム。
(付記6)
決定された水の配分に基づき、水源から取得した水を処理する設備の制御スケジュールを決定し、決定した制御スケジュールに基づいて設備を制御するステップをプロセッサに実行させる(付記1)乃至(付記5)のいずれかに記載のプログラム。
(付記7)
設備を制御するステップにおいて、水源の水量に基づいて制御スケジュールを決定する(付記6)に記載のプログラム。
(付記8)
設備を制御するステップにおいて、設備で使用する電気の料金に基づいて制御スケジュールを決定する(付記6)又は(付記7)に記載のプログラム。
(付記9)
制御スケジュールに基づいて人為的な水の供給を発注するステップをプロセッサに実行させる(付記6)乃至(付記8)のいずれかに記載のプログラム。
(付記10)
供給水の料金と、水源から取得する水を浄化するためにかかる費用とに基づいて水の利用料金を算出するステップをプロセッサに実行させる(付記1)乃至(付記9)のいずれかに記載のプログラム。
(付記11)
水の利用料金を算出するステップにおいて、算出した利用料金に基づく特典を需要家へ付与する(付記10)に記載のプログラム。
(付記12)
地下水以外の水源から水を取得する状況において、地下水プラントを建設した場合の水の配分を推定するステップをプロセッサに実行させる(付記1)乃至(付記11)のいずれかに記載のプログラム。
(付記13)
地下水プラントを建設した場合の水の配分を推定するステップにおいて、地下水プラントの建設費を償却するシミュレーションを実行する(付記12)に記載のプログラム。
(付記14)
水の配分を決定するステップにおいて、推定した利用量を満たしつつ、需要家から排出された水を浄化するためにかかる費用と、水源から取得する水を浄化するためにかかる費用と、供給水の料金とに基づく料金が最小になるように、循環水と、水源から取得する水と、供給水との配分を決定する(付記1)乃至(付記13)のいずれかに記載のプログラム。
(付記15)
需要家は、一主体、又は複数の需要家からなる集合体である(付記1)乃至(付記14)のいずれかに記載のプログラム。
(付記16)
プロセッサと、メモリとを備えるコンピュータに実行される方法であって、プロセッサが、需要家の過去の水の利用量に基づき、所定期間における需要家の水の利用量を推定するステップと、推定した利用量を満たしつつ、水源から取得する水を浄化するためにかかる費用と、人為的に供給される供給水の料金とに基づく料金が最小になるように、水源から取得する水と、供給水との配分を決定するステップとを実行する方法。
(付記17)
制御部と、記憶部とを備える情報処理装置であって、制御部が、需要家の過去の水の利用量に基づき、所定期間における需要家の水の利用量を推定するステップと、推定した利用量を満たしつつ、水源から取得する水を浄化するためにかかる費用と、人為的に供給される供給水の料金とに基づく料金が最小になるように、水源から取得する水と、供給水との配分を決定するステップとを実行する情報処理装置。
(付記18)
需要家の過去の水の利用量に基づき、所定期間における需要家の水の利用量を推定する手段と、推定した利用量を満たしつつ、水源から取得する水を浄化するためにかかる費用と、人為的に供給される供給水の料金とに基づく料金が最小になるように、水源から取得する水と、供給水との配分を決定する手段とを具備するシステム。
10…端末装置
120…通信部
13…入力装置
131…タッチ・センシティブ・デバイス
14…出力装置
141…ディスプレイ
15…メモリ
150…位置情報センサ
16…ストレージ
161…カメラ
17…音声処理部
171…マイク
172…スピーカー
180…記憶部
181…ユーザ情報
19…プロセッサ
190…制御部
191…操作受付部
192…送受信部
193…提示制御部
20…制御装置
201…通信部
202…記憶部
2021…契約者情報テーブル
2022…利用情報テーブル
2023…デバイス情報テーブル
2024…センサ情報テーブル
2025…計測情報テーブル
2026…メンテナンスログテーブル
2027…供給水情報テーブル
2028…環境情報テーブル
2029…学習済みモデル
20210…制御スケジュール
20211…料金算定テーブル
203…制御部
2031…受信制御モジュール
2032…送信制御モジュール
2033…推定モジュール
2034…決定モジュール
2035…提示モジュール
2036…水処理制御モジュール
2037…監視モジュール
2038…発注モジュール
2039…算出モジュール
30…第1水処理経路
31…貯水槽
32…ポンプ
33…徐濁器
34…ろ過器
40…第2水処理経路
41…雨水槽
42…浄水設備
51…貯水槽
60…サーバ
601…通信部
602…記憶部
6021…契約者情報テーブル
6022…利用情報テーブル
6023…デバイス情報テーブル
6024…センサ情報テーブル
6025…計測情報テーブル
6026…メンテナンスログテーブル
6027…供給水情報テーブル
6028…環境情報テーブル
6029…学習済みモデル
60210…制御スケジュール
60211…料金算定テーブル
603…制御部
6031…受信制御モジュール
6032…送信制御モジュール
6033…学習モジュール
70…第3水処理経路
71…地下水設備
72…浄水設備
80…浄水設備
81…貯水槽
90…コンピュータ
91…プロセッサ
92…記憶装置
93…補助記憶装置
99…通信IF
M1…搬送車
Claims (17)
- プロセッサと、メモリとを備えるコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記プログラムは、前記プロセッサに、
需要家の過去の水の利用量に基づき、所定期間における需要家の水の利用量を推定するステップと、
推定した利用量を満たしつつ、需要家から排出された水を浄化するためにかかる費用と、水源から取得する水を浄化するためにかかる費用と、人為的に供給される供給水の料金とに基づく料金が最小になるように、循環水と、水源から取得する水と、供給水との配分を決定するステップと
を実行させるプログラム。 - 前記水の配分を決定するステップにおいて、学習済みモデル又は数理最適化アルゴリズムを用いて水の配分を決定する請求項1記載のプログラム。
- 前記水の配分を決定するステップにおいて、水源の水量を考慮して水の配分を決定する請求項1記載のプログラム。
- 前記水の配分を決定するステップにおいて、水源に雨水が含まれる場合、雨水についての補助金を考慮して水の配分を決定する請求項1記載のプログラム。
- 前記水の配分を決定するステップにおいて、水源に地下水が含まれる場合、地下水についての取水制限を考慮して水の配分を決定する請求項1記載のプログラム。
- 決定された水の配分に基づき、水源から取得した水を処理する設備の制御スケジュールを決定し、決定した制御スケジュールに基づいて前記設備を制御するステップを前記プロセッサに実行させる請求項1記載のプログラム。
- 前記設備を制御するステップにおいて、水源の水量に基づいて前記制御スケジュールを決定する請求項6記載のプログラム。
- 前記設備を制御するステップにおいて、前記設備で使用する電気の料金に基づいて前記制御スケジュールを決定する請求項6記載のプログラム。
- 前記制御スケジュールに基づいて人為的な水の供給を発注するステップを前記プロセッサに実行させる請求項6記載のプログラム。
- 供給水の料金と、水源から取得する水を浄化する設備のメンテナンスにかかる費用とに基づいて水の利用料金を算出するステップを前記プロセッサに実行させる請求項1記載のプログラム。
- 前記水の利用料金を算出するステップにおいて、算出した利用料金に基づく特典を需要家へ付与する請求項1記載のプログラム。
- 地下水以外の水源から水を取得する状況において、地下水プラントを建設した場合の水の配分を推定するステップを前記プロセッサに実行させる請求項1に記載のプログラム。
- 地下水プラントを建設した場合の水の配分を推定するステップにおいて、前記地下水プラントの建設費を償却するシミュレーションを実行する請求項12記載のプログラム。
- 需要家は、一主体、又は複数の需要家からなる集合体である請求項1記載のプログラム。
- プロセッサと、メモリとを備えるコンピュータに実行される方法であって、前記プロセッサが、
需要家の過去の水の利用量に基づき、所定期間における需要家の水の利用量を推定するステップと、
推定した利用量を満たしつつ、需要家から排出された水を浄化するためにかかる費用と、水源から取得する水を浄化するためにかかる費用と、人為的に供給される供給水の料金とに基づく料金が最小になるように、循環水と、水源から取得する水と、供給水との配分を決定するステップと
を実行する方法。 - 制御部と、記憶部とを備える情報処理装置であって、前記制御部が、
需要家の過去の水の利用量に基づき、所定期間における需要家の水の利用量を推定するステップと、
推定した利用量を満たしつつ、需要家から排出された水を浄化するためにかかる費用と、水源から取得する水を浄化するためにかかる費用と、人為的に供給される供給水の料金とに基づく料金が最小になるように、循環水と、水源から取得する水と、供給水との配分を決定するステップと
を実行する情報処理装置。 - 需要家の過去の水の利用量に基づき、所定期間における需要家の水の利用量を推定する手段と、
推定した利用量を満たしつつ、需要家から排出された水を浄化するためにかかる費用と、水源から取得する水を浄化するためにかかる費用と、人為的に供給される供給水の料金とに基づく料金が最小になるように、循環水と、水源から取得する水と、供給水との配分を決定する手段と
を具備するシステム。
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