JPWO2015194137A1 - 位置決定装置、漏洩検知システム、位置決定方法及びコンピュータ読み取り可能記録媒体 - Google Patents

Abstract

漏洩位置を特定するための振動の計測位置を決定する位置決定装置等を提供する。位置決定装置１００は、複数の検知部によってそれぞれ検出した配管の振動に基づいて、検出したそれぞれの振動に関して特徴量をそれぞれ抽出する特徴量抽出部と、特徴量に基づいて、少なくとも２つの検知部による計測位置を決定する計測位置決定部とを有する。

Description

この発明は、位置決定装置、漏洩検知システム、位置決定方法及びコンピュータ読み取り可能記録媒体に関する。

水やガス等の流体が流れる配管において、漏洩の存在が明らかになった場合、流体の漏洩が生じた位置（以下「漏洩位置」とする場合がある）を高精度に特定することが求められる。

特許文献１には、管状体のピンホール位置特定方法が記載されている。特許文献１に記載の方法は、管状体内に加圧気体を充填し、間隔をあけて２ポイントに設置した音波検出センサで該気体の漏洩音を検出する。そして、特許文献１に記載の方法は、該センサの検出音波波形を対比することにより、管状体中のピンホールの位置を知見する。

特開平４−１８４１３３号公報

特許文献１に記載の方法では、２ポイントに設置したセンサのうち一方に近い場所に漏洩（ピンホール）の位置がある場合に、それぞれのセンサで検出する検出波形の類似性が失われる場合がある。これは、２ポイントに設置したセンサのうち漏洩の位置から遠いセンサで検出した漏洩音の波形は、振動が管状体を伝搬する間に、複数の伝搬モードの重畳や周波数分散性等により、波形の形状が崩れる場合があるためである。そのため、特許文献１に記載の方法では、漏洩位置の特定精度が低下する場合がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、漏洩位置を特定するための振動の計測位置を決定する位置決定装置、漏洩検知システム、位置決定方法及びコンピュータ読み取り可能記録媒体を提供することを一つの目的とする。

本発明の一態様における位置決定装置は、複数の検知手段によってそれぞれ検出した配管の振動に基づいて、検出した振動の各々に関して特徴量をそれぞれ抽出する特徴量抽出手段と、特徴量に基づいて、少なくとも２つの検知手段による計測位置を決定する計測位置決定手段とを有する。

本発明の一態様における位置決定方法は、複数の検知手段によってそれぞれ検出した配管の振動に基づいて、検出した振動の各々に関して特徴量をそれぞれ抽出し、特徴量に基づいて、少なくとも２つの検知手段による計測位置を決定する。

本発明の一態様におけるコンピュータ読み取り可能記録媒体は、複数の検知手段によってそれぞれ検出した配管の振動に基づいて、検出した振動の各々に関して特徴量をそれぞれ抽出する処理と、特徴量に基づいて、少なくとも２つの検知手段による計測位置を決定する処理とを実行させるプログラムを非一時的に格納する。

本発明の一態様における漏洩検知システムは、本発明の一態様における位置決定装置と、位置決定装置により決定した位置にある２つの検知手段で検出した配管の振動に基づいて配管からの流体の漏洩位置を特定する漏洩位置特定手段とを有する。

本発明によると、漏洩位置を特定するための振動の計測位置を決定する位置決定装置、漏洩検知システム、位置決定方法及びコンピュータ読み取り可能記録媒体を提供することができる。

本発明の第１の実施形態における位置決定装置を示す図である。 本発明の第１の実施形態における位置決定装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態における漏洩検知システムを示す図である。 本発明の第１の実施形態における漏洩検知システムにて検知部を配管に設置した例を示す図である。 本発明の第１の実施形態における漏洩検知システムの動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態における位置決定装置を示す図である。 本発明の第２の実施形態における位置決定装置にて計測位置の決定対象となる検知部を配管に設置した例を示す図である。 本発明の第２の実施形態における位置決定装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態における位置決定装置を示す図である。 本発明の第３の実施形態における位置決定装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第４の実施形態における位置決定装置を示す図である。 本発明の第４の実施形態における位置決定装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第５の実施形態における漏洩検知システムにて検知部を配管に設置した例を示す図である。 本発明の第５の実施形態における位置決定装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の各実施形態における位置決定装置等を実現する情報処理装置の構成例を示す図である。

（第１の実施形態）
本発明の各実施形態について、添付の図面を参照して説明する。
なお、本発明の各実施形態において、各装置の各構成要素は、機能単位のブロックを示している。各装置の各構成要素は、例えば図１５に示すような情報処理装置１０００とソフトウェアとの任意の組み合わせにより実現することができる。情報処理装置１０００は、一例として、以下のような構成を含む。

・ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１００１
・ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１００２
・ＲＡＭ（Ｒａｍｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１００３
・ＲＡＭ１００３にロードされるプログラム１００４
・プログラム１００４を格納する記憶装置１００５
・記憶媒体１００６の読み書きを行うドライブ装置１００７
・通信ネットワーク１００９と接続する通信インターフェース１００８
・データの入出力を行う入出力インターフェース１０１０
・各構成要素を接続するバス１０１１
また、各装置の実現方法には様々な変形例がある。例えば、各装置は、専用の装置として実現することができる。また、各装置は、複数の装置の組み合わせにより実現することができる。

最初に、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態における位置決定装置を示す図である。図２は、本発明の第１の実施形態における位置決定装置の動作を示すフローチャートである。

図１に示す通り、本発明の第１の実施形態における位置決定装置１００は、特徴量抽出部１１０と、計測位置決定部１２０とを有する。特徴量抽出部１１０は、検知部１０１にて検出した配管の振動に基づいて特徴量を抽出する。計測位置決定部１２０は、特徴量抽出部１１０で抽出した特徴量に基づいて、少なくとも２つの検知部による計測位置を決定する。

最初に、本実施形態における位置決定装置１００の構成について説明する。

特徴量抽出部１１０は、検知部１０１にて検出した配管の振動に基づいて特徴量をそれぞれ抽出する。図１に示す例では、検知部１０１は、検知部１０１−１及び検知部１０１−２の２つを含む。この場合には、特徴量抽出部１１０は、検知部１０１−１及び検知部１０１−２の各々にて検出した配管の振動に基づいて特徴量を抽出する。特徴量抽出部１１０は、検知部１０１の各々によって検知した振動の波形の類似性を判断できる指標を特徴量とすることができる。一例として、特徴量抽出部１１０は、例えば検知部１０１−１及び検知部１０１−２の各々にて検出した配管の振動の位相を特徴量として抽出することができる。なお、特徴量抽出部１１０は、検知部１０１の各々にて検知された同一の原因により生じた振動に基づいて特徴量を抽出することが好ましい。また、特徴量を抽出する対象となる振動は、流体の配管からの漏洩に起因して生じる振動（以下「漏洩振動」と呼ぶ場合がある）であることが好ましい。

計測位置決定部１２０は、特徴量抽出部１１０にて配管の振動に基づいて抽出した特徴量に基づいて、２つの検知部１０１による計測位置をそれぞれ決定する。計測位置決定部１２０は、一例として、特徴量抽出部１１０で抽出した検知部１０１の各々の特徴量が、当該特徴量に対応する振動の波形の類似性に関する所定の条件を満たす位置を、検知部１０１の各々による計測位置とする。この場合には、計測位置決定部１２０は、上述した特徴量に基づいて、例えば検知部１０１の各々によって検知された振動の波形の類似性が高いと判断される２つの位置を、検知部１０１による計測位置として決定する。つまり、所定の条件は、検知部１０１によって検出される複数の地点における振動のうち、波形の類似性が高い振動が条件を満たすように適宜定められる。ただし、計測位置決定部１２０は、特徴量抽出部１１０にて配管の振動に基づいて抽出した特徴量に基づいて、上述した振動の波形の類似性とは異なる任意の条件によって少なくとも２つの検知部１０１による計測位置をそれぞれ決定してもよい。
計測位置決定部１２０は、より詳細な一例として、次のように検知部１０１による計測位置をそれぞれ決定する。配管のいずれかの場所で漏洩が生じていることが想定される場合には、配管の複数の地点において検知された配管の振動に基づいて、上述した特徴量がそれぞれ特徴量抽出部１１０にて抽出される。配管の複数の地点における配管の振動は、例えば、任意の数の検知部１０１を配管に沿って移動させる等して、各々の地点において振動を検知することで得られる。計測位置決定部１２０は、このようにして抽出された配管の複数の地点における特徴量を参照して、当該特徴量によって表される振動の波形の類似性が高いと判断される２つの特徴量を特定する。そして、当該特徴量に対応する振動が検知された２つの地点を、検知部１０１による計測位置として決定する。なお、計測位置決定部１２０は、上述した振動の波形の類似性に関する所定の条件を満たす３つ以上の地点を、検知部１０１による計測位置として決定してもよい。
計測位置決定部１２０は、一例として、特徴量抽出部１１０で抽出した検知部１０１の各々の特徴量の相違が所定の閾値以下である位置を、検知部１０１の各々による計測位置とする。例えば、特徴量抽出部１１０が配管の振動の位相を特徴量として抽出した場合、計測位置決定部１２０は、各々の検知部１０１から抽出した位相の差が閾値以下である位置を、検知部１０１の各々による計測位置とすることができる。これは、特徴量抽出部１１０で抽出した検知部１０１の各々の特徴量の相違が閾値以下である位置に検知部を設置することで、検知部１０１の各々によって検出する振動の波形の類似性が高まるからである。また、計測位置決定部１２０は、検知部１０１の各々による計測位置を決定する場合に、配管の振動を検知可能な所定の地点を検知部１０１の各々による計測位置とすることができる。また、計測位置決定部１２０は、検知部１０１の各々による計測位置を決定する場合に、配管の振動を検知可能な所定の範囲を検知部１０１の各々による計測位置とすることができる。更に、計測位置決定部１２０は、上述した閾値を、例えば検知部１０１の各々が振動の検知対象とする配管の種類、口径又は材質等に基づいて適宜定めることができる。
計測位置決定部１２０によって検知部１０１の各々による計測位置が決定されると、その計測位置に配置された検知部１０１を用いて、流体の配管からの漏洩位置の特定が行われる。この漏洩位置の特定に関する詳細は後述する。

次に、図２を用いて、本実施形態における位置決定装置１００の動作について説明する。

最初に、位置決定装置１００は、検知部１０１の各々によって検知した配管の振動に関する計測値を取得する（ステップＳ１０１）。続いて、特徴量抽出部１１０は、ステップＳ１０１にて取得した振動に関する計測値に基づいて、特徴量を抽出する（ステップＳ１０２）。続いて、計測位置決定部１２０は、ステップＳ１０２にて取得した特徴量に基づいて、検知部１０１の各々による計測位置を決定する（ステップＳ１０３）。
（本実施形態における位置決定装置を有する漏洩検知システムの例）
次に、本実施形態における位置決定装置を有する漏洩検知システム１０の構成について説明する。図３は、本発明の第１の実施形態における漏洩検知システムを示す図である。図４は、本発明の第１の実施形態における漏洩検知システムにて検知部を配管に設置した例を示す図である。図５は、本発明の第１の実施形態における漏洩検知システムの動作を示すフローチャートである。

図３に示す通り、本発明の第１の実施形態における漏洩検知システム１０は、検知部１０１と、上述した位置決定装置１００と、漏洩位置特定部１０２とを有する。検知部１０１は、配管の振動を検出する。漏洩位置特定部１０２は、位置決定装置１００により決定した位置にある２つの検知部１０１にて検出した配管の振動に基づいて、配管にて流体の漏洩が生じた位置を特定する。なお、漏洩検知システム１０において、検知部１０１は、例えば図４に示すように配管に取付けられる。

検知部１０１は、配管又は配管の内部を流れる流体の振動を検出する。検知部１０１は、例えば固体の振動を計測するセンサを用いることができる。該当するセンサとして、圧電型加速度センサ、動電型加速度センサ、静電容量型加速度センサ、光学式速度センサ、動ひずみセンサ等がある。ただし、検知部１０１は、音響センサのように、その他の種類のセンサであってもよい。検知部１０１にて検出された振動に関する計測値は、任意の通信手段により漏洩検知システム１０に含まれる位置決定装置１００へ送信される。また、検知部１０１は、配管の外壁面や内壁面に設置される。検知部１０１は、配管１に設置された図示しないフランジや、弁栓等の付属物表面や内面に設置されてもよい。検知部１０１は、例えば磁石、専用ジグ、又は接着剤を用いて配管等に取付けられる。なお、配管は、例えば地中に埋設されていてもよい。又は、配管は、構造物に設置されていてもよい。

漏洩位置特定部１０２は、２つの検知部１０１にて検出した配管の振動に基づいて、配管にて流体の漏洩が生じた位置を特定する。この場合において、検知部１０１は、例えば、それぞれ位置決定装置１００で決定された位置にて振動を検出する。位置決定装置１００において３つ以上の位置が検知部１０１による計測位置として決定された場合には、そのうちの２つの位置が適宜選択される。漏洩位置特定部１０２は、例えば相関法等の任意の手法にて漏洩位置を特定する。漏洩位置特定部１０２は、相関法を用いると、振動の到達時間差τ、振動の伝搬速度ｃ及び検知部間距離ｌから、以下の（１）式より漏洩位置ｌ１を算出する。漏洩位置ｌ１は、２つの検知部１０１のうち一方の検知位置からの距離を表す。

（１）式において、到達時間差τは、漏洩振動が、２つの検知部１０１の各々にて検出される時刻の差である。具体的には、到達時間差τは、２つの検知部１０１のうち、上述した一方とは異なる他方における漏洩信号の到達時刻から、２つの検知部１０１のうち、上述した一方における漏洩信号の到達時刻を差し引くことで算出される。到達時間差τは、例えば２つの検知部１０１の各々にて検出された振動の相互相関関数を用いて算出される。伝搬速度ｃは、漏洩振動が配管を伝搬する際の速度である。伝搬振動ｃは、配管の種類や材質、配管の周囲の土壌等によって決まる。伝搬速度ｃは、上記の配管の種類などの情報から理論的に求めることもできるし、又は実験的に求めることもできる。検知部間距離ｌは、本実施形態においては、検知部１０１−１と検知部１０１−２との間の距離である。

次に、図５を用いて、本実施形態における漏洩検知システム１０の動作について説明する。

漏洩検知システム１０の位置決定装置１００は、検知部１０１の各々によって検知した配管の振動に関する計測値を取得する（ステップＳ１５１）。続いて、特徴量抽出部１１０は、ステップＳ１５１にて取得した振動に関する計測値に基づいて、特徴量を抽出する（ステップＳ１５２）。続いて、計測位置決定部１２０は、ステップＳ１５２にて取得した特徴量に基づいて、検知部１０１の各々による計測位置を決定する（ステップＳ１５３）。ステップＳ１５１からステップＳ１５３までの動作は、上記位置決定装置１００にてステップＳ１０１からステップＳ１０３として説明した動作と同じとすることができる。続いて、漏洩位置特定部１０２は、ステップＳ１５３にて決定した位置に設置された検知部１０１により検出した配管の振動に関する計測値に基づいて、配管にて流体の漏洩が生じた位置を特定する（ステップＳ１５４）。この場合に、漏洩位置特定部１０２は、例えば相関法により配管にて流体の漏洩が生じた位置を特定することができる。

続いて、本実施形態において、位置決定装置１００にて決定される検知部１０１による計測位置と、漏洩検知システム１０にて特定される漏洩位置との関係について説明する。

本実施形態において、漏洩検知システム１０は、例えば相関法により配管にて流体の漏洩が生じた位置を特定する。相関法では、配管にて流体の漏洩が生じた位置を特定する場合に、例えば２つの検知部の各々にて検出された振動波形の相互相関関数から算出された到達時間差が用いられる。到達時間差を高精度に求めるためには、２つの検知部の各々にて検出された振動の波形が、同一であるか又は類似することが好ましい。

配管から流体が漏洩する際に生じる振動は、配管の管壁を伝搬する姿態や、流体を伝搬する姿態など、伝搬特性（減衰特性、伝搬速度）の異なる複数の姿態で伝搬する。また、配管から流体が漏洩する際に生じる振動は、各々の姿態においても周波数ごとに伝搬特性が異なる周波数分散性を有する。このような場合には、配管から流体が漏洩する際に生じる振動は、各振動が配管を伝搬する過程で波形が崩れるので、漏洩箇所（すなわち振動源）から離れるほど、漏洩箇所における原波形と異なる波形となる場合がある。

一例として、漏洩位置を特定する際に、漏洩個所の位置が２つの検知部のうち一方の検知部に偏った地点にある場合を想定する。この場合には、上述した配管における振動伝搬特性から、２つの検知部の各々によって検知される振動波形の類似性が失われる場合がある。例えば、漏洩位置から近い検知部には、複数の伝搬姿態の振動が到達する。これに対し、漏洩個所から遠い検知部には、減衰しやすい伝搬姿態の振動は減衰して到達せず、減衰しにくい伝搬姿態の振動のみが到達する場合が生じうる。この場合において、２つの検知部の各々にて検出された振動波形の相互相関関数に基づいて漏洩振動の到達時間差を算出しようとすると、到達時間差の決定精度が低下する場合がある。そして、到達時間差の決定精度が低下する結果として、配管にて流体の漏洩が生じた位置の特定精度が低下する場合がある。

一方、例えば漏洩個所の位置が２つの検知部から等距離又はほぼ等距離にある場合では、２つの検知部に到達する振動の伝搬姿態には大きな差が生じない場合が多い。この場合には、２つの検知部の各々にて検知される振動波形の類似性は失われにくい。そのため、２つの検知部の各々にて検出された振動波形の相互相関関数に基づいて漏洩振動の到達時間差を算出すると、漏洩個所の位置が一方の検知部に偏った地点にある場合と比較して、到達時間差の決定精度が高い場合が多い。そして、その結果として、漏洩個所の位置が２つの検知部から等距離又はほぼ等距離にある場合には、漏洩個所の位置が一方の検知部に偏った地点にある場合と比較して、配管にて流体の漏洩が生じた位置の特定精度が高い場合が多い。

また、漏洩個所の位置が２つの検知部から等距離又はほぼ等距離でない場合でも、配管における振動伝搬特性によっては、振動波形の類似性が失われにくい場合がある。そのため、漏洩振動を、振動波形の類似性が相対的に高い２か所で検知することによっても、配管にて流体の漏洩が生じた位置の特定精度が高い場合が多い。すなわち、配管にて流体の漏洩が生じた位置を特定する場合に、特徴値に基づいて検知部による計測位置を決定してから漏洩位置を特定することで、配管にて流体の漏洩が生じた位置の高い精度で特定することができる。

以上の通り、本実施形態における位置決定装置１００は、特徴量に基づいて配管における検知部１０１による計測位置を決定する。そのため、検知部１０１で検知する漏洩振動の類似性を高くすることができる。また、本実施形態における漏洩検知システム１０は、当該検知部１０１にて検知した振動に基づいて漏洩位置を特定する。すなわち、本実施形態における位置決定装置１００を用いることにより、漏洩位置を特定するための検知部による計測位置を決定することができる。そして、本実施形態における漏洩検知システム１０を用いることにより、漏洩位置を高精度に特定することができる。

本実施形態においては、変形例が考えられる。一例として、位置決定装置１００は、特徴量として、配管の振動の位相の他に、例えば、各々の検知部１０１への振動の到達時刻差、配管の振動波形の包絡線又は配管の振動の振幅を用いることができる。

特徴量抽出部１１０が各々の検知部１０１への振動の到達時刻差を特徴量として抽出した場合、計測位置決定部１２０は、到達時刻差が閾値以下である位置を計測位置とすることができる。特徴量抽出部１１０が配管の振動の包絡線を特徴量として抽出した場合、計測位置決定部１２０は、各々の検知部１０１から抽出した包絡線の形状の差が閾値以下である位置を、検知部１０１の各々による計測位置とすることができる。また、特徴量抽出部１１０が振動の振幅を特徴量として抽出した場合、計測位置決定部１２０は、各々の検知部１０１から抽出した振幅の大きさの差が閾値以下である位置を、検知部１０１の各々の計測位置とすることができる。

特徴量として配管の振動の位相を用いる場合、位置決定装置１００は、検知部による計測位置を高い精度で決定することができる。しかしながら、特徴量抽出部１１０における特徴値の抽出や、計測位置決定部１２０における計測位置の決定において、波形全体の情報が必要となる。すなわち、必要となるデータ量が多くなる。一方、特徴量として振動波形の包絡線や振動の振幅を用いる場合に特徴量抽出部１１０又は計測位置決定部１２０にて必要となるデータ量は、特徴量として配管の振動の位相を用いる場合に必要となるデータ量と比較して小さくなる。位置決定装置１００にて用いる特徴量は、漏洩位置の特定において必要とされる精度や、検知部１０１の各々から送信可能なデータ量、位置決定装置１００又は検知部１０１の消費電力等に応じて適宜決定される。

また、本実施形態において、位置決定装置１００は、配管の振動を検知する検知部１０１による計測位置を決定するとした。しかしながら、本実施形態における位置決定装置１００は、例えば、構造物の劣化位置を特定するために、構造物の振動を検知する検知部による計測位置を決定するために用いることができる。
（第２の実施形態）
続いて、本発明の第２の実施形態について説明する。図６は、本発明の第２の実施形態における位置決定装置を示す図である。図７は、本発明の第２の実施形態における位置決定装置にて計測位置の決定対象となる検知部を配管に設置した例を示す図である。図８は、本発明の第２の実施形態における位置決定装置の動作を示すフローチャートである。

図６に示す通り、本発明の第２の実施形態における位置決定装置２００は、特徴量抽出部１１０と、計測位置決定部１２０とを有する。特徴量抽出部１１０は、検知部１０１−１から検知部１０１−ｎの各々にて検出した配管の振動に基づいて特徴量を抽出する。計測位置決定部１２０は、特徴量抽出部１１０で抽出した特徴量に基づいて、検知部１０１−１から検知部１０１−ｎまでの検知部から２つの検知部を選択する。

つまり、本実施形態における位置決定装置１００は、計測位置決定部１２０が、特徴量抽出部１１０で抽出した特徴量に基づいて、検知部１０１−１から検知部１０１−ｎまでの検知部から２つの検知部を選択する点が、第１の実施形態における位置決定装置１００と異なる。言い換えると、本実施形態における位置決定装置１００は、例えば予め配管等に取付けられた、検知部１０１−１から検知部１０１−ｎまでの検知部から２つの検知部を選択することで、２つの検知部による計測位置をそれぞれ決定する。これ以外の要素については、第２の実施形態における位置決定装置１００は、第１の実施形態における位置決定装置１００と同様の構成を有している。

なお、図７に示すように、第１の実施形態における漏洩検知システム１０と同様にして、本実施形態における位置決定装置２００を有する漏洩検知システム２０を構成することができる。この場合において、漏洩検知システム２０は、例えば検知部１０１−１から検知部１０１−ｎまでの検知部から少なくとも２つの検知部を選択し、当該選択された検知部にて検知した振動に基づいて、配管の漏洩が生じている位置を特定する。

計測位置決定部１２０は、特徴量抽出部１１０で抽出した特徴量に基づいて、検知部１０１−１から検知部１０１−ｎまでの検知部から少なくとも２つの検知部を選択する。例えば、計測位置決定部１２０が、検知部１０１−１から検知部１０１−ｎまでの検知部から２つの検知部を選択する場合、特徴量の相違が最小となる２つの検知部の組を選択することができる。また、計測位置決定部１２０は、検知部１０１−１から検知部１０１−ｎまでの検知部のうち、特徴量の相違が閾値以下である２つの検知部の組を選択することができる。計測位置決定部１２０は、これ以外の手法によって、検知部１０１−１から検知部１０１−ｎまでの検知部から少なくとも２つの検知部を選択してもよい。そして、特徴量として配管の振動の位相を用いる場合、計測位置決定部１２０は、例えば検知部１０１−１から検知部１０１−ｎまでの検知部のうち、抽出した位相の差が最小となる２つの検知部の組を選択することができる。このようにすることで、計測位置決定部１２０は、少なくとも２つの検知部１０１による計測位置をそれぞれ決定する。

続いて、図８を用いて、本実施形態における位置決定装置２００の動作について説明する。

位置決定装置２００は、最初に、検知部１０１の各々によって検知した配管の振動に関する計測値を取得する（ステップＳ２０１）。続いて、特徴量抽出部１１０は、ステップＳ１０１にて取得した振動に関する計測値に基づいて、特徴量を抽出する（ステップＳ２０２）。ステップＳ２０１及びステップＳ２０２の動作は、本発明の第１の実施形態におけるステップＳ１０１及びステップＳ１０２と同様に行うことができる。続いて、計測位置決定部１２０は、ステップＳ２０２にて取得した特徴量に基づいて、検知部１０１−１から検知部１０１−ｎまでの検知部から２つの検知部を選択する（ステップＳ２０３）。

続いて、図７に示すように、検知部１０１−１から検知部１０１−ｎが配管に取付けられている場合を想定して、計測位置決定部１２０がステップＳ２０３において少なくとも２つの検知部を選択する動作の具体的な一例を説明する。

図７において、配管の漏洩位置１８０から漏洩が発生している例を想定する。この想定において、２つの検知部を選択することを考えると、漏洩位置１８０から近い２つの検知部は、検知部１０１−３及び検知部１０１−４である。しかしながら、図７によると、漏洩位置１８０から検知部１０１−３及び検知部１０１−４の各々までの距離は異なっている。これに対し、漏洩位置１８０から検知部１０１−２及び検知部１０１−５の各々までの距離はほぼ同じである。このことから、この想定例においては、検知部１０１−２及び検知部１０１−５の各々により検出された配管の振動の波形は、検知部１０１−３及び検知部１０１−４の各々により検出された配管の振動の波形と比較して、類似性が高いと予想される。そして、計測位置決定部１２０は、配管の漏洩位置の特定精度を高めようとする場合には、波形の類似性が高いことが予想される検知部１０１−２及び検知部１０１−５の組を、２つの検知部として選択することが好ましい。
計測位置決定部１２０は、この場合に、例えば検知部１０１−３及び検知部１０１−４の各々にて検出された配管の振動に基づいて抽出された特徴量の相違（以下「第１の相違」とする）を求める。また、計測位置決定部１２０は、例えば検知部１０１−２及び検知部１０１−５の各々にて検出された配管の振動に基づいて抽出された特徴量の相違（以下「第２の相違」とする）を求める。そして、計測位置決定部１２０は、例えば第１の相違と第２の相違とを比較する。この場合に、第２の相違の方が小さいとすると、計測位置決定部１２０は、検知部１０１−２及び検知部１０１−５の組を、２つの検知部として選択することが可能となる。

続いて、上記の一例において、本実施形態における位置決定装置２００を含む漏洩検知システム２０によって漏洩位置を特定する場合を想定する。漏洩検知システム２０は、上記の通り選択された検知部１０１−２及び検知部１０１−５により検出した配管の振動に関する計測値に基づいて、配管にて流体の漏洩が生じた位置を特定する。検知部１０１−２及び検知部１０１−５の各々により検出した配管の振動の波形は、検知部１０１−３及び検知部１０１−４の各々により検出した配管の振動の波形と比較して、類似性が高いと期待される。そのため、本実施形態における位置決定装置２００を含む漏洩システム２０は、漏洩位置１８０の特定精度を高めることができる。

以上の通り、本実施形態における位置決定装置２００によると、計測位置決定部１２０は、特徴量に基づいて、検知部１０１−１から検知部１０１−ｎまでの検知部から少なくとも２つの検知部を選択する。これにより、計測位置決定部１２０は、少なくとも２つの検知部による計測位置を決定する。すなわち、計測位置決定部１２０は、振動波形の類似性が相対的に高い２つの位置を検知部による計測位置として決定することができる。したがって、本実施形態における位置決定装置２００は、例えば配管に複数の検知部が予め設置されている場合に、配管の漏洩位置の特定精度を高めることができる。
（第３の実施形態）
続いて、本発明の第３の実施形態について説明する。図９は、本発明の第３の実施形態における位置決定装置を示す図である。図１０は、本発明の第３の実施形態における位置決定装置の動作を示すフローチャートである。

図９に示す通り、本発明の第２の実施形態における位置決定装置３００は、信号対雑音比算出部１３０と、特徴量抽出部１１０と、計測位置決定部１２０とを有する。信号対雑音比測定部１３０は、検知部１０１にて検出した配管の振動に関する計測値について、各々の信号対雑音比を算出する。特徴量抽出部１１０は、検知部１０１にて検出した配管の振動に基づいて特徴量を抽出する。計測位置決定部１２０は、特徴量抽出部１１０で抽出した特徴量と、信号対雑音比測定部１３０で算出した各々の検知部による計測値の信号対雑音比とに基づいて、２つの検知部による計測位置を決定する。

つまり、本実施形態における位置決定装置３００は、信号対雑音比算出部１３０を有する点が、本発明の第１の実施形態における位置決定装置１００と異なる。また、本実施形態における位置決定装置３００は、計測位置決定部１２０が、計測値の信号対雑音比に基づいて、２つの検知部による計測位置を決定する点が、本発明の第１の実施形態における位置決定装置１００と異なる。これ以外の要素については、本実施形態における位置決定装置３００は、第１の実施形態における位置決定装置１００と同様の構成を有している。

なお、第１の実施形態における漏洩検知システム１０と同様にして、本実施形態における位置決定装置３００を有する漏洩検知システムを構成することができる。

信号対雑音比測定部１３０は、検知部１０１の各々にて検出した配管の振動に関する計測値について、各々の信号対雑音比を算出する。この場合において、信号対雑音比は、一例として、漏洩振動と、配管から漏洩が生じていない場合の配管の振動との振幅の比とすることができる。また、別の例として、信号対雑音比は、配管の振動に関する情報とその他のノイズとの比とすることができる。

計測位置決定部１２０は、特徴量抽出部１１０で抽出した特徴量と、信号対雑音比測定部１３０で算出した各々の検知部における計測値の信号対雑音比とに基づいて、２つの検知部による計測位置を決定する。例えば、計測位置決定部１２０は、検知部１０１の各々の特徴量の相違が所定の閾値以下となり、かつ、信号対雑音比が所定の閾値を超える位置を、検知部１０１の各々による計測位置とすることができる。なお、信号対雑音比に関する閾値は、例えば検知部１０１の各々に関する特性や、検知部１０１の各々が振動の検知対象とする配管の種類（例えば、配管の材質や径等）、配管における振動の伝搬特性、配管の周囲の土壌等に関する情報に基づいて理論的に算出される値でもよい。また、この閾値は、検知部１０１の各々が振動の検知対象とする配管や当該配管と同じ種類の配管において過去に生じた漏洩振動の計測値や、これらの配管に対して予め発生させた擬似的な漏洩振動の計測値等に基づいて実験的に求められる値でもよい。

続いて、図１０を用いて、本実施形態における位置決定装置３００の動作について説明する。

最初に、位置決定装置３００は、検知部１０１の各々によって検知した配管の振動に関する計測値を取得する（ステップＳ３０１）。このステップは、本発明の第１の実施形態におけるステップＳ１０１と同様に行うことができる。

続いて、信号対雑音比測定部１３０は、検知部１０１の各々によって検知した配管の振動に関する計測値について、各々の信号対雑音比を算出する（ステップＳ３０２）。配管の振動に関する計測値は、例えば振動の振幅等、検知部１０１の各々によって検知した配管の振動の様子を表す任意の値を含む。信号対雑音比測定部１３０は、信号対雑音比の算出を、例えば以下のように行う。すなわち、信号対雑音比測定部１３０は、最初に、検知部１０１の各々によって検知した、配管からの流体の漏洩に起因する振動を含む配管の振動に関する計測値について、漏洩に特徴的な部分に着目し、各々の振動の振幅を信号振幅として算出する。漏洩に特徴的な部分とは、例えば、漏洩に起因して振幅の大きな振動が発生すると想定される周波数帯域等である。この周波数帯域は、検知部１０１の各々が検知対象とする配管の種類等に応じて定められる。この場合に、振動の振幅は、例えば、検知部１０１の各々によって検知した配管の振動に関する計測値に対して、配管の種類等に応じて予め指定された周波数帯域を抽出するフィルタ処理を行い、そのフィルタ処理を行った後の振動の振幅を求めることで算出される。次に、信号対雑音比測定部１３０は、配管からの流体の漏洩がない場合の配管の振動に関する計測値について、各々の振動の振幅を雑音振幅として算出する。次に、信号対雑音比測定部１３０は、信号振幅と、雑音振幅との各々の比を求めることにより、検知部１０１の各々によって検知した配管の振動に関する計測値における信号対雑音比を算出する。

続いて、特徴量抽出部１１０は、ステップＳ３０１にて取得した振動に関する計測値に基づいて、特徴量を抽出する（ステップＳ３０３）。このステップは、本発明の第１の実施形態におけるステップＳ１０２と同様に行うことができる。

続いて、計測位置決定部１２０は、ステップＳ３０３で抽出した特徴量及びステップＳ３０２で算出した各々の検知部における計測値の信号対雑音比に基づいて、２つの検知部による計測位置を決定する（ステップＳ３０４）。計測位置決定部１２０は、検知部１０１の各々の特徴量の相違が閾値以下である位置のうち、検知部１０１の各々について算出した信号対雑音比が所定の閾値を超える位置を、検知部１０１の各々による計測位置とすることができる。

以上の通り、本実施形態における位置決定装置３００によると、信号対雑音比測定部１３０は、検知部１０１の各々にて検出した配管の振動に関する計測値について、各々の信号対雑音比を算出する。計測位置決定部１２０は、ステップＳ３０３で抽出した特徴量及びステップＳ３０２で算出した各々の検知部における計測値の信号対雑音比に基づいて、２つの検知部による計測位置を決定する。このようにすることで、位置決定装置２００は、信号対雑音比の高い、すなわち、漏洩信号が明確となるような検知部による計測位置を決定することができる。したがって、本実施形態における位置決定装置３００は、配管の漏洩位置の特定精度を高めることができる。

なお、本実施形態における位置決定装置３００は、図１０に示すフローチャートと異なる順番で動作することができる。例えば、位置決定装置３００は、ステップＳ３０２の動作と、ステップＳ３０３の動作とを、逆の順番で動作することができる。また、位置決定装置３００は、ステップＳ３０２の動作と、ステップＳ３０３の動作とを、並行して動作することができる。

更に、本実施形態における位置決定装置３００は、本発明の第２の実施形態における位置決定装置２００と、互いに組み合わせることができる。この場合において、信号対雑音比測定部１３０は、検知部１０１−１から検知部１０１−ｎまでの各々にて検出した配管の振動に関する計測値について、各々の信号対雑音比を算出することができる。また、計測位置決定部１２０は、一例として、検知部１０１−１から検知部１０１−ｎまでの検知部のうち、特徴量の相違が所定の閾値より小さく、かつ、信号対雑音比が所定の閾値を超える２つの検知部の組を選択することができる。
（第４の実施形態）
続いて、本発明の第４の実施形態について説明する。図１１は、本発明の第４の実施形態における位置決定装置を示す図である。図１２は、本発明の第４の実施形態における位置決定装置の動作を示すフローチャートである。

図１１に示す通り、本発明の第４の実施形態における位置決定装置４００は、漏洩有無判定部１４０と、特徴量抽出部１１０と、計測位置決定部１２０とを有する。漏洩有無判定部１４０は、検知部１０１にて検出した配管の振動に基づいて、配管に流体の漏洩が生じているかを判定する。これ以外の要素については、第４の実施形態における位置決定装置１００は、第１の実施形態における位置決定装置１００と同様の構成を有している。

なお、第１の実施形態における漏洩検知システム１０と同様にして、本実施形態における位置決定装置４００を有する漏洩検知システムを構成することができる。

漏洩有無判定部１４０は、検知部１０１にて検出した配管の振動に基づいて、配管に流体の漏洩が生じているかを判定する。漏洩有無判定部１４０は、検知部１０１のいずれかにて検出した配管の振動の振幅が、所定の閾値を超えている場合に、配管に流体の漏洩が生じていると判定することができる。

次に、図１２を用いて、本実施形態における位置決定装置４００の動作について説明する。

最初に、位置決定装置４００は、検知部１０１の各々によって検知した配管の振動に関する計測値を取得する（ステップＳ４０１）。ステップＳ４０１の動作は、本発明の第１の実施形態におけるステップＳ１０１と同様とすることができる。

続いて、漏洩有無判定部１４０は、検知部１０１にて検出した配管の振動に基づいて、配管に流体の漏洩が生じているかを判定する（ステップＳ４０２）。配管に流体の漏洩が生じていると判定する場合（ステップＳ４０３）には、特徴量抽出部１１０は、ステップＳ４０１にて取得した振動に関する計測値に基づいて、特徴量を抽出する（ステップＳ４０４）。続いて、計測位置決定部１２０は、ステップＳ４０４にて取得した特徴量に基づいて、検知部１０１の各々による計測位置を決定する（ステップＳ４０５）。ステップＳ４０４及びＳ４０５の動作は、本発明の第１の実施形態におけるステップＳ１０２及びＳ１０３と同様とすることができる。なお、ステップＳ４０３において、漏洩が生じていないと判断する場合には、ステップＳ４０１に戻り、再度、位置決定装置４００は、検知部１０１の各々によって検知した配管の振動に関する計測値を取得する。

以上の通り、本実施形態における位置決定装置４００は、漏洩有無判定部１４０において配管からの漏洩の有無を判定してから、配管の振動に基づく特徴量の抽出及び特徴量に基づく２つの検知部による計測位置の決定を行う。すなわち、本実施形態における位置決定装置４００においては、配管からの漏洩がない場合には、計測位置の決定を行わない動作が可能となる。そのため、本実施形態における位置決定装置４００は、処理の実行に伴う消費電力を抑えることができる。

なお、本実施形態における位置決定装置４００は、本発明の第２の実施形態における位置決定装置２００及び本発明の第３の実施形態における位置決定装置３００の一方又は両方と、互いに組み合わせることができる。

すなわち、本実施形態における位置決定装置４００は、例えば計測位置決定部１２０が、検知部１０１−１から検知部１０１−ｎまでの検知部から少なくとも２つの検知部による計測位置を選択する構成とすることができる。また、本実施形態における位置決定装置４００は、例えば信号対雑音比測定部を有する構成とすることができる。この場合において、本実施形態における位置決定装置４００は、計測位置決定部１２０が、信号対雑音比測定部で算出した各々の検知部における計測値の信号対雑音比に基づいて、少なくとも２つの検知部による計測位置を決定する構成とすることができる。
（第５の実施形態）
続いて、本発明の第５の実施形態について説明する。図１３は、本発明の第５の実施形態における漏洩検知システムにて検知部を配管に設置した例を示す図である。図１４は、本発明の第５の実施形態における位置決定装置の動作を示すフローチャートである。

本実施形態において、位置決定装置５００の構成は、本発明の第１の実施形態における位置決定装置１００の構成と同様とすることができる。そして、特徴量抽出部１１０は、２つの検知部のうち少なくとも１つの検知部について、複数の位置で検知した振動に関する計測値の各々に基づいて特徴値を抽出することができる。また、計測位置決定部１２０は、特徴量抽出部１１０で抽出した複数の位置で検知した振動に関する特徴量に基づいて、検知部による計測位置を決定することができる。

なお、第１の実施形態における漏洩検知システム１０と同様にして、本実施形態における位置決定装置５００を有する漏洩検知システム５０を構成することができる。

次に、図１３及び図１４を用いて、本実施形態における位置決定装置５００の動作について説明する。

最初に、本実施形態における位置決定装置５００にて計測位置の決定対象となる２つの検知部が配管に設置される（ステップＳ５０１）。続いて、位置決定装置１００は、検知部１０１の各々によって検知した配管の振動に関する計測値を取得する（ステップＳ５０２）。続いて、特徴量抽出部１１０は、ステップＳ５０２にて取得した振動に関する計測値に基づいて、特徴量を抽出する（ステップＳ５０３）。ステップＳ５０２及びステップＳ５０３の各々の動作は、例えば本発明の第１の実施形態におけるステップＳ１０１及びステップＳ１０２とそれぞれ同様とすることができる。続いて、計測位置決定部１２０は、２つの検知部１０１の各々によって検知した配管の振動に基づいて抽出された特徴値の相違が所定の閾値以下か否かを判定する（ステップＳ５０４）。ステップＳ５０４において、特徴値の相違が所定の閾値以下である場合には、計測位置決定部１２０は、ステップＳ５０１にて設置された２つの検知部１０１の位置を計測位置として特定する（ステップＳ５０５）。ステップＳ５０４において、特徴値の相違が所定の閾値以下でない場合には、ステップＳ５０１にて、本実施形態における位置決定装置５００にて計測位置の決定対象となる２つの検知部が計測位置を変更して再度配管に設置される。そして、位置決定装置５００は、再度ステップＳ５０２以降の動作を行う。位置決定装置５００は、特徴値の相違が所定の閾値以下になるまでこの動作を繰り返すことができる。

なお、本実施形態における位置決定装置５００は、これ以外の動作によっても２つの検知部１０１の計測位置を特定することができる。例えば、位置決定装置５００は、２つの検知部１０１の各々に関して、複数の計測位置にて検出した振動に基づいて特徴値を抽出し、特徴量の相違が最小となる位置を、２つの検知部１０１の計測位置として特定することができる。

以上の通り、本実施形態における位置決定装置５００は、特徴量抽出部１１０が、２つの検知部のうち少なくとも１つの検知部について、複数の位置で検知した振動に関する計測値の各々に基づいて特徴値を抽出することができる。そして、計測位置決定部１２０は、特徴量抽出部１１０で抽出した複数の位置で検知した振動に関する特徴量に基づいて、検知部による計測位置を決定することができる。そのため、位置決定装置５００は、配管に設置した２つの検知部１０１の計測値から求めた特徴値の相違が閾値以下になるかの判定を、特徴値の相違が閾値以下になるまで２つの検知部１０１による計測位置を変えて繰り返し行うことができる。したがって、本実施形態における位置決定装置１００を用いることにより、検知部１０１が２つである場合にも、漏洩位置を高精度に特定できる検知部による計測位置を決定することができる。

以上、本発明における各実施形態を説明したが、本発明はその趣旨を逸脱しない限りにおいて以上述べた各実施形態における構成以外の構成を採用することもできる。また、各実施形態における構成は、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、互いに組み合わせることが可能である。

以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、各実施形態における構成は、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、互いに組み合わせることが可能である。

この出願は、２０１４年６月１６日に出願された日本出願特願２０１４−１２３０３８を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１０ 漏洩検知システム
１００、２００、３００、４００、５００ 位置決定装置
１０１ 検知部
１０２ 漏洩位置特定部
１１０ 特徴量抽出部
１２０ 計測位置決定部
１３０ 信号対雑音比測定部
１４０ 漏洩有無判定部
１０００ 情報処理装置
１００１ ＣＰＵ
１００２ ＲＯＭ
１００３ ＲＡＭ
１００４ プログラム
１００５ 記憶装置
１００６ 記憶媒体
１００７ ドライブ装置
１００８ 通信インターフェース
１００９ 通信ネットワーク
１０１０ 入出力インターフェース
１０１１ バス

Claims (10)

1. 検知手段によって検出された配管の振動に基づいて、検出した前記振動の各々に関して特徴量をそれぞれ抽出する特徴量抽出手段と、
   前記特徴量に基づいて、少なくとも２つの前記検知手段による計測位置を決定する計測位置決定手段とを有する、位置決定装置。
2. 前記計測位置決定手段は、前記特徴量のそれぞれが、前記特徴量に対応する振動の波形の類似性に関する所定の条件を満たす場合に、前記検知手段が前記振動を検出した位置を前記計測位置とする、請求項１に記載の位置決定装置。
3. 前記計測位置決定手段は、２つの前記検知手段によって検出された前記振動の各々に関する前記特徴量のそれぞれの相違が所定の閾値以下である場合に、前記２つの前記検知手段が前記振動を検出した位置を前記計測位置とする、請求項１又は２に記載の位置決定装置。
4. 前記計測位置決定手段は、複数の前記検知手段から少なくとも２つの前記検知手段を特定することで、前記少なくとも２つの前記検知手段による計測位置を決定する、請求項１から３のいずれか一項に記載の位置決定装置。
5. 前記検知手段によってそれぞれ検出した配管の振動に関する計測値について、各々の信号対雑音比を算出する信号対雑音比測定手段を有し、
   前記計測位置決定手段は、前記特徴量及び前記信号対雑音比測定手段にて算出した各々の前記検知手段による計測値の信号対雑音比に基づいて、少なくとも２つの検知手段による計測位置を決定する、請求項１から４のいずれか一項に記載の位置決定装置。
6. 配管のからの流体の漏洩有無を判定する漏洩有無判定手段を有し、
   前記漏洩有無判定手段が配管の漏洩があると判定した場合に、前記特徴量抽出手段は特徴量を抽出し、前記計測位置決定手段は少なくとも２つの前記検知手段による計測位置を決定する、請求項１から５のいずれか一項に記載の位置決定装置。
7. 前記特徴量抽出手段は、少なくとも１つの前記検知手段について、複数の位置で検知した振動に関する計測値の各々に基づいて前記特徴値を抽出し、
   前記計測位置決定手段は、前記特徴量抽出手段によって抽出した前記複数の位置における振動に関する前記特徴量に基づいて、前記検知手段による計測位置を決定する、請求項１から６のいずれか一項に記載の位置決定装置。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の位置決定装置と、
   前記位置決定装置により決定した位置にある２つの前記検知手段によって検出した配管の振動に基づいて配管からの流体の漏洩位置を特定する漏洩位置特定手段とを有する、漏洩検知システム。
9. 検知手段によって検出された配管の振動に基づいて、検出した前記振動の各々に関して特徴量をそれぞれ抽出し、
   前記特徴量に基づいて、少なくとも２つの前記検知手段による計測位置を決定する、位置決定方法。
10. コンピュータに、
    検知手段によって検出された配管の振動に基づいて、検出した前記振動の各々に関して特徴量をそれぞれ抽出する処理と、
    前記特徴量に基づいて、少なくとも２つの前記検知手段による計測位置を決定する処理とを実行させるプログラムを格納した、コンピュータ読み取り可能記録媒体。

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