JPS62236003A - 配水管網運用制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、配水管網を状況に応じた最適な状態にする
ようなポンプとパルプの制御量を決定する配水管網運用
制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図は計測制御学会論文誌ｖｏｌ　１９　ｎｏ、３ｐ
ｐ　　２３３〜２４０　に示された従来のポンプｅパル
プ制御量決定手法に基づいて構成した配水管網運用制御
装置を示すブロック接続図であり１図において、１は配
水管網状態の情報の人力と制御量の出力を行うインタフ
ェース装置、２は最適化手法による制御量決定装置であ
る。

次に、動作について説明する。インタフェース装置１を
通して得られる配水管網状態の情報を。

あらかじめプログラム化された最適化アルゴリズムを持
つ最適化手法による制御１決定装置２に入力すると、こ
の制御量決定装置２からは最適化演算によって配水管網
状態に適した制御量が出力される。この制御量の出力値
はインタフェース装置１を通してポンプ・パルプへの制
御信号となり。

配水管網の給水量等を最適状態にする。

次に最適化手法による制御量決定の概略を示す。

まず、配水管網の状態を表す変数ベクトルをＸ。

ポンプ回転数ベクトルをｕｐ、パルプ開度ベクトルをｕ
ｖとする。また、配水管網基礎方程式をｆ（ｘ、ｕｐ、
ｕｖ）＝Ｏとする０操作の制約条件を満足するｘ、ｕｐ
、ｕｖをＣで表す。制約条件の例をあげると、ボップ回
転数の実現可能範囲やある特定の管では逆流を許さない
とかの制約である。運用制御の目的を表す目的関数をＪ
（ｘ、ｕｐ。

ｕｖ）で表す。目的関数とは、目的達成度を評価する評
価関数であり、たとえば、状態変化を最小にするとか、
圧力を指定値に近づけるとかを関数式で表現したもので
ある。

以上の記号を使って１問題を定式化すると次のようにな
る。

（問題）　　ｏｐｔｉｍｌｚｅ　　Ｊ　（ｘ、ｕｐ％ｕ
ｖ）ｓｕｂｊｅｃｔ　ｔｏ　ｆ　（ｘ、　ｕｐ、　ｕｖ
）＝０この問題を最適化アルゴリズムを使って解くこ・
　　とにＬつて、最適なポツプ回転数ｕｐ％バルブ開度
ｕｖが求められる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の配水管網運用制御装置は以上のように構成されて
いたので、上記最適化問題が容易に解けることが要求さ
れる。しかし、この問題は非線形最適化問題であり、ま
た大規模問題であるため。

問題が解かれるために、実質的に、目的関数Ｊの表現や
操作の制約条件Ｃの与え方に制限がある。

この制約は、従来の配水管網運用制御装置の適用範囲を
せばめ、適用範囲外については操作員が制御しなければ
ならないという問題点があった。

この発明は、かかる問題点を解消するためになされたも
ので、これまで操作員が行っていた制御を機械化して、
自動的に行わせることを可能とする配水管網運用制御装
置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る配水管網運用制御装置は、操作員がもっ
ているツクハクを知識ベース装置に格納しておき、この
知識により適切な制御量を求める推論を行わせるための
推論制御装置と上記制御量を蓄えるワーキングメモリー
装置とを備えて構成したものである。

〔作用〕

この発明における知識ベース装置は制御量決定のノウハ
ウを蓄えており、こうして蓄えられた知識が配水管網状
態に応じた適切な制御量を決定するための基準データと
なシ、これにもとづき配水管網制御を自動化する工うに
作用する。

〔実施例〕

以下、この発明の一笑施例を図について説明する。第１
図において、１はインタフェース装置、２は最適化法に
よる制御量決定装置で、これらは第３図に示したものと
同様のものが用いられる。

３は制御量の決定過程における前提条件、中間結果ある
いは最終結果を格納するワーキングメモリー装置、４は
制御量決定のノウハウを蓄えた知識ベース装置、５は知
識ベース装置４の知識にもとづ＠１制御量決定の推論を
行う推論制御装置である０ 次に、この実施例の動作を、第２図に示す制御量決定出
力のための制御フロー図に従って説明する。

まず、インタフェース装置１は配水管網状態を表す情報
をワーキングメモリー装置３に送る（ステップの）。次
に知識ベース装置４に蓄えられた知識により、最適化手
法による制御量決定装置２で制御量を決定することが適
していると判断すれば（ステップ■ン、最適化手法によ
る制御量決定装置２にワーキングメモリー装置３内の配
水管網状態を表す情報を送り、制御量を決定させる（ス
テップ■〕。決定された制御ｉはワーキングメモリー装
置３に送られる（ステップ■〕。

一方、最適化手法による制御決定が不可能である場合に
は、知識ベース装置４に蓄えられた知識を使い推論する
ことにより制御量を決定する（ステップ■〕。この推論
を笑行するのが推論制御装置５である。また、ワーキン
グメモリー装置３には、前提条件や推論の途中結果の情
報や最終結果である制御量が格納される。

この推論のメカニズムはプロダクションシステムである
。すなわち、知識ベース装置４に蓄えられた知識は、操
作員のもっているツクハクであり。

次のようなプロダクションルールで記述される。

／Ｉ／−＃ｉ　：　　ＩＦ　（！Ｌ　　　ＴＨＥＮ　ａ
ｌ　　（ｓｉ）ルールｊ　：　　ＩＦ　ｅｊ　　　ＴＨ
ＥＮ　ａｊ　　（ｓｊ）ここに、Ｃ１はワーキングメモ
リー装置３に格納された情報によって真偽が判定できる
牽伸、ａｊは行動、ｓｌばａｌＫより新たに得られる情
報である。

プロダクションシステムは、推論制御装置５がワーキン
グメモリー装置３に格納された情報によって新たに牽伸
ｃｌが真となるルールを知識ベース装置４からみつけ、
そのルールのＴＨＥＮ部に示される行動ａｉを実行する
ことにより得られる情報ｓｌをワーキングメモリー装置
３に格納するという操作を、新たに条件が真となるルー
ルがなくなるまで続けることにより推論を行うものであ
る。

推論終了後、インタフェース装置１はワーキングメモリ
ー装置３内の最終結果である制御量をボ／プとバルブへ
制御信号として送る（ステップ■〕。

なお、上記説明では、知識をプロダクションルールで記
述したが、フレームなど他の記述法でもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、操作員がもっている
ノウハウを知識ベース装置に蓄え、このノウハウである
知識にもとづいて、制御量の適正値を推論制御装置によ
り推論するように構成したので、操作員のもつノウハウ
に工９操作員が行うのとおなじような配水管網の運用制
御の自動化ができ、結果として配水管網制御の合理化、
省力化を達成できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による配水管網運用制御装
置のブロック接続図、第２図は知識ベースによる配水管
網制御装置の動作フローチャート。 第３図は従来の配水管網制御装置のブロック接続図であ
る。 １はインタフェース装置、２は最適化手法による制御量
決定装置、３はワーキングメモリー装置。 ４は知識ベース装置、５は推論制御装置。 なお１図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。 特許出願人　　　三菱電機株式会社 第２図 手続補正書（自発） ’１．＋１’１：’ｌ’庁１２官殿 １、“１百十の表示　　　　特願昭　６１−７８３２８
号２、発明の名利、 配水管網運用制御−置 ３、補正をする者 代表者　　志　岐　守　代 ５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 明細：ＩＦをつき゛のとＪ）り訂正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 配水管網状態を表す情報の入力と制御量の出力を行うイ
   ンタフェース装置と、上記情報にもとづき上記制御量を
   決定する最適化手法による制御量決定装置と、上記制御
   量の決定過程において前提条件や中間結果や最終結果を
   蓄えるワーキングメモリー装置と、上記制御量決定のノ
   ウハウを蓄えた知識ベース装置と、この知識ベース装置
   の知識にもとづき制御量決定の推論を行う推論制御装置
   とを備えた配水管網運用制御装置。