WO2016067558A1 - 水道管理システム、水道管理装置、水道管理方法、および水道管理プログラム記録媒体 - Google Patents

水道管理システム、水道管理装置、水道管理方法、および水道管理プログラム記録媒体 Download PDF

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WO2016067558A1
WO2016067558A1 PCT/JP2015/005274 JP2015005274W WO2016067558A1 WO 2016067558 A1 WO2016067558 A1 WO 2016067558A1 JP 2015005274 W JP2015005274 W JP 2015005274W WO 2016067558 A1 WO2016067558 A1 WO 2016067558A1
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water
distribution
pressure
deterioration
plan
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PCT/JP2015/005274
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小林　大
孝寛 久村
尚武 高橋
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日本電気株式会社
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    • E03B7/07—Arrangement of devices, e.g. filters, flow controls, measuring devices, siphons or valves, in the pipe systems
    • E03B7/071—Arrangement of safety devices in domestic pipe systems, e.g. devices for automatic shut-off
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03B—INSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
    • E03B1/00—Methods or layout of installations for water supply
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    • E03B1/00—Methods or layout of installations for water supply
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    • E03B7/07—Arrangement of devices, e.g. filters, flow controls, measuring devices, siphons or valves, in the pipe systems
    • E03B7/075—Arrangement of devices for control of pressure or flow rate

Definitions

  • the present invention relates to a water supply management system, a water supply management apparatus, a water supply management method, and a water supply management program recording medium for sending purified water to a consumer via a distribution pipe network.
  • the water supply management system In the water supply management system, purified water is supplied from the distribution reservoir to the end customers via the distribution pipe network.
  • the water supply management system increases the water pressure (distribution pressure) in the distribution pipes by increasing the water pressure (distribution pressure) in the distribution pipe using a pump pressurization system that pressurizes using a pump or the like, or a natural flow-down system that uses a height difference from a hill reservoir Supply.
  • a water supply management system controls this water distribution pressure in order to maintain a terminal pressure.
  • Patent Document 3 describes a system that calculates a water distribution amount based on a water distribution plan by a distribution pipe network simulation.
  • Patent Document 2 describes a technology that suppresses control performance deterioration caused by secular change of a distribution pipe network using a model based on actual process data of inflow flow rate, discharge pressure, terminal pressure, and demand amount. ing.
  • Patent Document 1 describes a water distribution pressure control device that takes into account the modeling error.
  • the distribution pipes that make up the distribution pipe network use metals such as stainless steel and carbon steel, and resins such as vinyl chloride.
  • metals such as stainless steel and carbon steel
  • resins such as vinyl chloride.
  • this deterioration is caused by corrosion of the inner surface of the water distribution pipe and scale deposition, reduction of the cross-section of the pipe cross section due to slime adhesion, corrosion thinning, and further corrosion of the underground pipe if it is underground. Is described.
  • Patent Literature 4 describes a technique for diagnosing a deterioration state of a pipeline network by collating pipeline event data measured by a vibration sensor or a flow sensor with an aging characteristic graph. Further, in Patent Document 5, the open / close state of the open / close device is determined based on the open / close information detected by the open / close sensor, and the state of the pipe is analyzed based on the vibration information detected by the vibration sensor according to the open / close state. The technology is described.
  • Non-Patent Document 2 describes a technique for processing stream data such as sensor data in a few seconds and performing a process of matching the accumulated data.
  • JP 2012-193585 A JP 2009-209523 A (FIG. 1) JP 2006-104777 A (FIG. 1) Japanese Patent Application No. 2012-083205 Japanese Patent Application No. 2014-0667605
  • Patent Document 3 merely calculates a water distribution amount based on a water distribution plan by a distribution pipe network simulation.
  • the distribution pressure control described in Patent Document 1 and Patent Document 2 merely controls the distribution pressure based on the state of the terminal pressure. Therefore, in the case of Patent Documents 1-3, the state of the distribution pipe that is currently about to deteriorate is not reflected at all, and the relatively deteriorated distribution pipe is subjected to a high water pressure or a highly variable water pressure. There is a risk that problems such as the progress of deterioration due to the above and the occurrence of failure will occur. The deterioration of the water distribution pipes causes a rise in water supply operation costs due to an increase in the power consumption of the water pump.
  • a failure of the water distribution pipe may cause not only a rise in water supply operation costs due to an increase in non-revenue water due to water leakage, but also a major accident due to a rupture of the water distribution pipe.
  • contamination from rust and cracks inside the water pipe causes deterioration of water quality.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and provides a water management system, a water management device, a water management method, and a water management program capable of suppressing the progress of deterioration of a water distribution pipe. With the goal.
  • a water supply management system detects a water pressure of a water distribution pipe network including a water distribution pipe for transporting purified water from a water distribution area to a consumer, and transmits water pressure information as water pressure information.
  • Water pressure detection means, deterioration detection means for detecting deterioration in at least one of the distribution pipes and transmitting the deterioration information, and a water distribution plan for determining a water distribution plan based on past water demand information Based on the means, the water distribution plan, the water pressure information, and the deterioration information, a deterioration mitigation water distribution plan means for determining a deterioration mitigation water distribution plan according to the degree of deterioration, and a distribution that changes the water distribution pressure of the water pipe.
  • Water pressure changing means and water pressure control means for controlling the water pressure changing means based on the deterioration mitigating water distribution plan.
  • a water supply management system includes a distribution pipe network including a distribution pipe for carrying purified water from a distribution reservoir to a consumer, a water pressure measurement terminal, a pipe vibration measurement terminal, and a water distribution plan calculator.
  • the water pressure measuring terminal detects water pressure in at least one location of the water distribution pipe and transmits water pressure information as water pressure information, and water pressure transition information storage for storing water pressure transition information transmitted from the water distribution planning computer.
  • the terminal includes deterioration detecting means for detecting deterioration in at least one of the water distribution pipes and transmitting the deterioration information as deterioration information
  • the water distribution plan calculator is a water distribution pressure plan based on past information on water demand.
  • a water distribution plan means for determining a water distribution plan; a deterioration mitigation water distribution plan means for determining a deterioration mitigation water distribution plan according to a degree of deterioration based on the water distribution plan, the water pressure information, and the deterioration information; and the water pipe
  • a distribution pressure change means for changing the distribution pressure of the water supply, and a distribution pressure control means for controlling the distribution pressure change means based on the deterioration mitigation distribution plan.
  • a water supply management apparatus is a water supply management apparatus that controls a distribution pressure of a distribution pipe for transporting purified water from a distribution reservoir to a consumer, and the distribution system is based on past information on water demand.
  • the water distribution plan means for determining the water distribution plan which is a water pressure plan, the water distribution plan, the water pressure information of the water distribution pipe, and the deterioration information of the water distribution pipe, a deterioration mitigation water distribution plan corresponding to the degree of deterioration is determined.
  • Deterioration mitigating water distribution planning means and water pressure control means for controlling the water distribution pressure based on the degradation mitigating water distribution plan.
  • a water supply management method is a water supply management method for controlling the distribution pressure of a distribution pipe for transporting purified water from a distribution reservoir to a consumer, wherein the distribution pressure is based on past information on water demand.
  • a water distribution plan is determined, and based on the water distribution plan, water pressure information of the water distribution pipe, and deterioration information of the water distribution pipe, a deterioration mitigation water distribution plan corresponding to the degree of deterioration is determined, and the deterioration mitigation is determined.
  • the distribution pressure is controlled based on a distribution plan.
  • a water management program recording medium is based on past information on water demand in a computer of a water management device that controls the distribution pressure of a distribution pipe for transporting purified water from a distribution reservoir to a consumer.
  • the distribution plan function for determining the distribution plan which is a distribution pressure plan, the distribution plan, the water pressure information of the distribution pipe, and the deterioration information of the distribution pipe. It is a non-transitory computer-readable recording medium which recorded the program for performing the deterioration mitigation water distribution plan function to determine and the water distribution pressure control function to control the water distribution pressure based on the deterioration mitigation water distribution plan.
  • FIG. 1st degradation mitigation method in 1st Embodiment, and in detail, the degradation mitigation method which lengthens the opening / closing time of the valve which controls opening / closing of a water pipe, and reduces a water pressure fluctuation
  • FIG. 1st modification of 1st Embodiment It is a block diagram which shows the structural example of the water supply management apparatus as a 2nd modification of 1st Embodiment. It is a block diagram which shows the structural example of the water supply management system which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.
  • FIG. 1 It is a conceptual diagram of the water pressure deviation detection example in the water pressure deviation detection part shown by FIG. It is a block diagram which shows the structural example of the water supply management system as a modification of 2nd Embodiment. It is a block diagram which shows the structural example of the water supply management system which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. It is a block diagram which shows the structural example of the water supply management system as a modification of 3rd Embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a water supply management system 100 according to the first embodiment of the present invention.
  • the direction of the arrow in a figure shows an example and does not limit the direction of the signal between blocks. The same applies to other figures.
  • the water supply management system 100 includes a distribution reservoir 102, a distribution pipe network 104, a distribution pipe network monitoring device 106, a customer 108, and a water supply monitoring operation center 110.
  • the distribution reservoir 102 is a facility that pressurizes purified water purified by a water purification plant (not shown in FIG. 1) and supplies the pressurized water to the distribution pipe network 104.
  • the distribution reservoir 102 may have a function of storing water as well as a function of supplying water.
  • the distribution reservoir 102 includes a pressurizing unit 120.
  • the pressurizing unit 120 pressurizes the purified water and sends it to the water distribution pipe network 104.
  • the pressurization method in the pressurization unit 120 is arbitrary, but for example, a pump pressurization method in which pressurization is performed using a pump or the like, or natural pressurization using a height difference from the reservoir 102 installed on a hill. A flow-down method can be adopted.
  • the distribution pipe network 104 is a facility for delivering purified water sent from the distribution reservoir 102 to the customer 108.
  • the water distribution pipe network 104 includes a water distribution pipe 130, a valve 132, a water storage tank 134, a pressurization unit 136, and a water pressure change control signal transmission unit 138.
  • the water distribution pipe 130 is a pipe made of metal or resin and serves as a water path.
  • a plurality of water distribution pipes 130 are connected by joints to form a water distribution pipe network 104.
  • the purified water is supplied to many customers 108 through the water distribution pipe network 104.
  • the water distribution pipe 130 may be embed
  • the valve 132 is sandwiched between the plurality of water distribution pipes 130 and adjusts the amount of water by adjusting the pipe diameter.
  • the valve 132 includes a manual valve that manually opens and closes and a solenoid valve that automatically closes using an electric force or the like by an open / close signal.
  • the surrounding water distribution pressure can be changed by opening and closing the valve.
  • the valve 132 may include a pressure adjustment valve.
  • the water storage tank 134 has a function of temporarily storing purified water.
  • the pressurization part 136 receives the purified water which flows through the water distribution pipe 130, repressurizes, and sends water like the pressurization part 120 of the distribution reservoir 102.
  • the pressurization method in the pressurization unit 136 is arbitrary, but, for example, as with the pressurization unit 120, a pump pressurization method in which pressurization is performed using a pump or the like, and a height from a water storage tank 134 installed on a hill. It is possible to adopt a natural flow method in which pressure is applied using the difference.
  • the water pressure change control signal transmission unit 138 transmits an instruction from the water distribution pressure change unit 210 constituting the water supply monitoring operation center 110 to the pressurization unit 136 and / or the valve 132.
  • the pressurization part 136 adjusts the water pressure of the purified water which flows through the water distribution pipe 130 based on the said instruction
  • the valve 132 adjusts the amount of purified water flowing through the water distribution pipe 130 based on the above instruction.
  • the customer 108 is connected to the water distribution pipe 130.
  • the customer 108 is, for example, a facility where purified water is consumed by a general household or a company.
  • purified water is consumed by the consumer 108, the water pressure at the connection point with the consumer 108 in the water distribution pipe 130 and its surroundings decreases.
  • the water distribution network monitoring apparatus 106 includes a water pressure detection unit 140, a deterioration detection unit 142, and a water distribution network monitoring information transmission unit 144.
  • the water pressure detection unit 140 is a means for converting the water pressure in the distribution pipe 130 into electronic water pressure information.
  • the water pressure detection unit 140 may be configured by a water pressure sensor that directly detects the water pressure in the water distribution pipe 130, or digitizes the value of a water pressure gauge needle installed in the water distribution pipe 130 by image processing or the like. You may comprise with an apparatus.
  • the above configuration example is merely an example, and in the present embodiment, the configuration of the water pressure detection unit 140 is not limited to the above.
  • the water distribution network monitoring information transmission unit 144 transmits the water pressure information and the deterioration information to the water supply monitoring operation center 110.
  • the distribution network monitoring information transmission unit 144 may be configured by a GPRS (General Packet Radio Service) modem and a GSM (registered trademark) line, or may be a wired network such as a telephone line.
  • GSM Global System for Mobile Communications
  • the above configuration example is merely an example, and in the present embodiment, the configuration of the water distribution network monitoring information transmission unit 144 is not limited to the above.
  • the water distribution network monitoring information transmission unit 144 may also send device alive information related to device failure.
  • the deterioration detector 142 detects deterioration of the water distribution pipe 130.
  • the deterioration detection unit 142 will be described in detail.
  • FIG. 2 is a block diagram of a deterioration detection unit 142A as a first configuration example of the deterioration detection unit 142 shown in FIG.
  • the deterioration detection unit 142A includes a sensor 400, a processor 402, a primary storage unit 404, a secondary storage unit 406, a communication unit 408, and a peripheral controller 410.
  • Sensor 400 converts the measured physical quantity into an electrical signal and outputs it as sensor data.
  • the processor 402 processes the sensor data input from the sensor 400 as necessary, stores the processed sensor data in the secondary storage unit 406, and stores the sensor data via the communication unit 408. Send to.
  • the primary storage unit 404 stores programs and data necessary for the operation of the processor 402.
  • the peripheral controller 410 arbitrates data transmission / reception among the sensor 400, the processor 402, the secondary storage unit 406, and the communication unit 408.
  • the primary storage unit 404 is, for example, a DRAM (Dynamic Random Access Memory) or an SRAM (Static Random Access Memory).
  • the secondary storage unit 406 may be a removable portable device such as a flash memory, a hard disk drive, or an SD (Secure Digital) card. Further, by using a high-speed nonvolatile memory such as MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory) or ReRAM (Resistive Random Access Memory) as a medium, the primary storage unit 404 and the secondary storage unit 406 are mounted on the same device.
  • MRAM Magneticoresistive Random Access Memory
  • ReRAM Resistive Random Access Memory
  • the sensor 400 may be an analog sensor or a digital sensor.
  • an analog / digital converter is usually inserted between the sensor 400 and the peripheral controller 410.
  • the deterioration detection unit 142A can further include a communication antenna 420 and an operation battery 422.
  • the sensor 400 includes, for example, one or more of a vibration sensor, a temperature sensor, a humidity sensor, a water quality sensor, an infrared sensor, and an ultrasonic sensor, and digitizes a change in physical quantity associated with deterioration of the water distribution pipe 130. .
  • the processor 402 determines the distribution of scale deposition, slime adhesion, cracks, water leakage, thinning, etc. based on a change in characteristics for each vibration frequency, a change in resonance frequency, and a change in attenuation curve.
  • the change in physical quantity accompanying the deterioration of the water pipe 130 can be quantified.
  • the processor 402 can quantify the change in physical quantity accompanying the deterioration of the water pipe 130 from the change in sound speed.
  • the processor 402 can quantify physical phenomena associated with deterioration of the water distribution pipe 130 such as rust and cracks on the surface of the ground and changes in pipe ringing.
  • the processor 402 can quantify the size and depth of a crack that does not appear on the surface.
  • the processor 402 detects deterioration of the water distribution pipe 130 by detecting rust and slime dissolved in the water in the water distribution pipe 130 or soil and microorganisms mixed from cracks. Can be quantified.
  • the combined use of a plurality of sensors that measure the same physical quantity or the combination of a plurality of sensors that measure different physical quantities makes it possible to quantify the deterioration of the water distribution pipe 130 with higher accuracy.
  • FIG. 3 is a block diagram of a deterioration detection unit 142B as a second configuration example of the deterioration detection unit 142 shown in FIG.
  • the feature of the deterioration detection unit 142B is that it includes a plurality of processors.
  • the deterioration detection unit 142B includes a first processor 450 for storing data, and a second processor 452 for performing deterioration detection processing and data processing. Is provided.
  • a first primary storage unit 460 dedicated to the first processor 450 is provided.
  • a second primary storage unit 462 dedicated to the second processor 452 is provided.
  • the deterioration detection unit 142 shown in FIG. 1 is not necessarily present in the water distribution network monitoring device 106.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of a water management system 100A as a modification of the water management system 100 shown in FIG.
  • the deterioration detection unit 142 is installed in the water supply monitoring operation center 110.
  • the water distribution pipe network monitoring device 106 includes a water distribution pipe state monitoring unit 146.
  • the distribution pipe state monitoring unit 146 is a sensor installed in the distribution pipe 130.
  • the distribution pipe state monitoring unit 146 transmits unprocessed sensor data to the distribution pipe network monitoring information transmission unit 144.
  • the sensor data is finally transmitted to the deterioration detection unit 142 installed in the water supply monitoring operation center 110.
  • the deterioration detection unit 142 detects deterioration of the water distribution pipe 130 based on the received sensor data.
  • the water monitoring and operation center 110 includes a water demand / water pressure fluctuation prediction information storage unit 200, a water distribution plan unit 202, a deterioration mitigation water distribution plan unit 204, a water distribution plan interpretation unit 206, a water distribution pressure control unit 208, and a distribution pressure change.
  • Unit 210 The water monitoring and operation center 110 includes a water demand / water pressure fluctuation prediction information storage unit 200, a water distribution plan unit 202, a deterioration mitigation water distribution plan unit 204, a water distribution plan interpretation unit 206, a water distribution pressure control unit 208, and a distribution pressure change.
  • Unit 210 The water monitoring and operation center 110 includes a water demand / water pressure fluctuation prediction information storage unit 200, a water distribution plan unit 202, a deterioration mitigation water distribution plan unit 204, a water distribution plan interpretation unit 206, a water distribution pressure control unit 208, and a distribution pressure change.
  • the water demand / water pressure fluctuation prediction information storage unit 200 stores water demand / water pressure fluctuation prediction information which is information for determining a distribution pressure plan.
  • Water demand / water pressure fluctuation prediction information includes, for example, water demand patterns for each day of the week, current day of the week, water demand patterns for each day of the weather, current and future weather, holding of fireworks festivals and broadcasting of popular programs such as soccer. Event information that is likely to fluctuate greatly, water consumption characteristics by region, etc.
  • the above is merely an example, and the water demand / water pressure fluctuation prediction information is not limited to the above.
  • the water distribution planning unit 202 determines a water distribution plan that is a plan for each hour of the water distribution pressure on that day or the next day based at least on the water demand / water pressure fluctuation prediction information.
  • the deterioration mitigation water distribution plan unit 204 determines the deterioration mitigation water distribution plan based on the water distribution plan, the water pressure information and the deterioration information of the water distribution pipe 130. The method for determining the deterioration mitigation water distribution plan will be described later.
  • the water distribution plan interpretation unit 206 outputs the deterioration mitigation water distribution plan input from the deterioration mitigation water distribution plan unit 204 to the water distribution pressure control unit 208.
  • the water distribution plan interpretation unit 206 outputs a deterioration mitigation water distribution plan that is electronic data to the water distribution pressure control unit 208 by network or inter-process communication.
  • the water distribution plan interpretation unit 206 visualizes the deterioration mitigation water distribution plan by display or printing. The center worker recognizes the visualized information and inputs it to the water distribution pressure control unit 208 operating on the computer using an input device such as a keyboard or a switch.
  • the water distribution pressure control unit 208 controls the valve 132 and the pressurizing unit 136 via the water distribution pressure changing unit 210 based on the deterioration mitigating water distribution plan.
  • the distribution pressure control in the distribution pressure control unit 208 can be, for example, the control described in Patent Document 1, Patent Document 2, or Patent Document 3.
  • another distribution pressure control of the distribution pressure control unit 208 is feedback control or model prediction control using the current terminal pressure.
  • the said control example is an example to the last, Comprising:
  • the distribution pressure control in the distribution pressure control part 208 is not limited above.
  • the deterioration mitigation water distribution plan is, for example, a plan that suppresses rapid water pressure fluctuations. It is known that a rapid vertical fluctuation of water pressure called water hammer or water hammer causes deterioration or failure of the water distribution pipe 130.
  • the deterioration mitigating water distribution plan determines a deterioration mitigation water distribution plan that slows the opening / closing speed of the valve 132 in order to suppress further progress of deterioration. For example, as shown in FIG. 5, by making the opening and closing speed of the valve 132 gradual, it is possible to suppress water hammer that occurs with a sudden change in water pressure.
  • the predetermined water distribution pipe network 500 includes a first water distribution pipe network 502, a second water distribution pipe network 504, and a third water distribution pipe network 506.
  • the deterioration mitigation water distribution planning unit 204 is a consumer connected to the third water distribution pipe network 506.
  • the opening of the first valve 612 is lowered while the opening of the second valve 614 is decreased.
  • Decide on a mitigation water distribution plan that raises By performing the water distribution control based on the determined deterioration mitigation water distribution plan, the water pressure of the first water distribution pipe 600 decreases, while the water pressure of the second water distribution pipe 616 increases. As a result, the progress of deterioration of the first water distribution pipe 600 can be suppressed.
  • the deterioration mitigation water distribution plan is a plan for reducing the water distribution pressure.
  • the customer 108 uses the water supply, the water distribution pressure decreases.
  • the distribution pressure is set high by providing a margin so that the terminal pressure does not fall below a predetermined water pressure due to unexpected water use. Therefore, when it is determined that the deterioration of the predetermined water distribution pipe 130 is serious, the deterioration mitigation water distribution planning unit 204 determines this deterioration mitigation water distribution plan to be operated at a low water pressure by reducing this margin. Thereby, the progress of deterioration of the water distribution pipe can be suppressed.
  • the deterioration mitigation water distribution plan is a plan for replacing the water distribution pipe 130 at an early stage.
  • the deterioration mitigation water distribution planning unit 204 controls the valve 132 and the pressurizing unit 136 so that the water distribution pipe 130 is not used, and at the same time maintains the water distribution pipe network 104.
  • a deterioration mitigation water distribution plan is determined so as to notify a worker who wants to replace the water distribution pipe 130. Thereby, it is possible to suppress a great damage due to the failure of the water distribution pipe 130 that has deteriorated and a decrease in customer satisfaction, and it is also possible to efficiently use idle workers for repairs.
  • the deterioration qualification conditions in the above cases 1 to 4 are, for example, a method for determining by comparing with a specified absolute value in advance, a method for determining the severity using information of a deterioration degree database acquired and constructed in advance, or It is possible to calculate the relative degree of deterioration in the water distribution network 104 and to determine the one ranked higher as deterioration.
  • the above cases 1 to 4 are merely examples, and the deterioration mitigation water distribution plan is not limited to the above cases.
  • FIG. 7 is a flowchart for explaining an operation example of the water supply management system 100 shown in FIG.
  • the water distribution planning unit 202 determines a water distribution plan that is a distribution pressure plan based on past information of water demand (step S1).
  • the deterioration mitigation water distribution planning unit 204 determines a deterioration mitigation water distribution plan according to the degree of deterioration based on the water distribution plan, the water pressure information, and the deterioration information (step S2).
  • the water distribution pressure control unit 208 controls the water distribution pressure based on the deterioration mitigation water distribution plan (step S3).
  • the water pressure of the water distribution pipe is controlled based on a deterioration mitigation water distribution plan that takes into account deterioration information of the water distribution pipe. Therefore, the chance that the water pipe whose deterioration has progressed is operated at a high water pressure or a water pressure with a large fluctuation decreases.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration example of a water supply management system 100B as a first modification of the first embodiment.
  • the water management system 100B includes only elements essential for the present embodiment among all the components in the water management system 100 shown in FIG. Since these components are the same as the components in the water supply management system 100, description thereof is omitted here.
  • the effect similar to the effect by 1st Embodiment mentioned above is acquired also by water supply management system 100B.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example of a water management apparatus 700 as a second modification of the first embodiment.
  • the water management apparatus 700 includes a water distribution planning unit 202, a deterioration mitigation water distribution planning unit 204, a water distribution pressure control unit 208, and a water distribution pressure changing unit 210.
  • the water supply management apparatus 700 does not include the water pressure detection unit 140 and the deterioration detection unit 142 shown in FIGS. 1 and 8.
  • the deterioration mitigation water distribution planning unit 204 acquires various types of information (water pressure information, deterioration information) from the water pressure detection unit 140 and the deterioration detection unit 142 installed outside the apparatus.
  • the water management device 700 can obtain the same effect as that of the first embodiment described above.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration example of a water supply management system 750 according to the second embodiment of the present invention.
  • the water supply management system 750 further includes a water pressure transition information storage unit 300, a water pressure deviation detection unit 302, and a water distribution replan notification unit 304.
  • the water pressure transition information storage unit 300 stores an estimated value of water pressure transition at a predetermined position in the water distribution pipe network 104 based on the deterioration mitigation water distribution plan.
  • the water pressure divergence detection unit 302 when the water pressure divergence detection unit 302 detects that the current water pressure has deviated from the estimated value, the water pressure divergence detection unit 302 redistributes the deterioration mitigating water distribution plan unit 204 via the water distribution replan notification unit 304. Instruct.
  • FIG. 11 is a conceptual diagram of an example of water pressure deviation detection in the water pressure deviation detection unit 302 shown in FIG.
  • the measured value deviates from the predicted value (control target) because of unintended start or end of water use, increase in water leakage, water theft, pump or pipe failure, water pressure measurement device failure or physical This is the case when noise or electrical noise occurs.
  • the water pressure deviation detection unit 302 determines that the water pressure has deviated, for example, when the difference between the predicted value and the measured value continues to exceed a predetermined threshold value.
  • the water pressure divergence detection unit 302 may determine that the water pressure has deviated when, for example, a predetermined value with a difference between the predicted value and the measured value continues to exceed a predetermined time.
  • the water pressure divergence detection unit 302 determines that the water pressure has deviated when, for example, the difference between the predicted value and the measured value is not statistically matched with the model when calculated with a predetermined mathematical model of water pressure fluctuation. Also good.
  • FIG. 12 is a block diagram showing a configuration example of a water supply management system 750A as a modification of the second embodiment.
  • the water management system 750A includes only elements essential to the present embodiment among all the components in the water management system 750 shown in FIG. Since these components are the same as the components in the water supply management system 750, description thereof is omitted here.
  • the effect similar to the effect by 2nd Embodiment mentioned above is acquired also by 750 A of water supply management systems.
  • FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration example of a water supply management system 800 according to the third embodiment of the present invention.
  • the water management system 800 includes a water distribution pipe network 104, a water pressure measurement terminal 802, a pipe vibration measurement terminal 804, and a water distribution plan computer 806.
  • the water pressure divergence detection unit 302 belonging to the water pressure measurement terminal 802 performs water pressure divergence detection using the calculation resource of the water pressure measurement terminal 802, and when a water pressure divergence occurs, the deterioration mitigation belonging to the water distribution plan computer 806 is performed via the network. It instructs the water distribution planning unit 204 to re-plan the water distribution.
  • the water management system 800 of the third embodiment described above has an advantage that water supply operation can be performed at a lower cost. This is because in the third embodiment, water pressure information is not always transmitted, so that power consumption due to network data transfer can be reduced, terminal maintenance, battery replacement, or replacement interval can be extended. .
  • FIG. 14 is a block diagram showing a configuration example of a water supply management system 800A as a modification of the third embodiment.
  • the water management system 800A includes only elements essential to the present embodiment among all the components in the water management system 800 shown in FIG. Since these components are the same as the components in the water supply management system 800, description thereof is omitted here. Further, the water management system 800A can obtain the same effects as those of the third embodiment described above.
  • the water management systems and water management devices according to the first to third embodiments described above are widely used in water supply management systems, oil pipelines, gasoline supply systems such as cars and airplanes, and cooling water recirculation systems. Can be applied.
  • a program for realizing all or part of the functions of the embodiments described above is recorded on a computer-readable recording medium.
  • the program recorded on the recording medium is read and executed by the computer system.
  • An example of a “computer system” is a CPU (Central Processing Unit).
  • Computer-readable recording medium is, for example, a non-transitory storage device.
  • non-temporary storage devices include a magneto-optical disk, a ROM (Read Only Memory), a portable medium such as a nonvolatile semiconductor memory, and a hard disk built in a computer system.
  • the “computer-readable recording medium” may be a temporary storage device.
  • a temporary storage device for example, a communication line in the case of transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line, or a volatile memory inside a computer system can be cited.
  • the program may be for realizing a part of the above-described functions, and may be capable of realizing the above-described functions in combination with a program already recorded in the computer system. .
  • a water distribution network including a water distribution pipe for transporting purified water from the distribution area to consumers; A water pressure detecting means for detecting the water pressure in at least one of the water pipes and transmitting it as water pressure information; A deterioration detecting means for detecting deterioration of at least one location of the water pipe and transmitting it as deterioration information; Water distribution planning means for determining a water distribution plan that is a distribution pressure plan based on past information on water demand; A degradation mitigation water distribution plan means for determining a degradation mitigation water distribution plan according to the degree of degradation based on the water distribution plan, the water pressure information, and the degradation information; A distribution pressure changing means for changing a distribution pressure of the distribution pipe; Water distribution pressure control means for controlling the water distribution pressure changing means based on the deterioration mitigation water distribution plan, Water supply management system characterized by comprising.
  • the deterioration mitigation water distribution planning means further outputs water pressure transition information indicating a future water pressure fluctuation based on the water distribution plan, Based on the current water pressure information of the distribution pipe and the water pressure transition information, it is detected that the current water pressure has deviated from the plan, water pressure divergence detection means as water pressure divergence detection information, A water distribution re-plan notification means for instructing the re-planning of the water distribution plan based on the water pressure deviation detection information to the deterioration mitigating water distribution plan means;
  • a deterioration mitigation water distribution plan means for determining a deterioration mitigation water distribution plan according to the distribution water pressure change means for changing the water distribution pressure of the water pipe, and a water distribution pressure for controlling the water distribution pressure change means based on the deterioration mitigation water distribution plan
  • a water management system comprising a control means. (Appendix 4)
  • the water distribution plan computer further includes a water distribution replan notification means for instructing the deterioration mitigation water distribution plan means to replan the water distribution plan based on the water pressure deviation detection information. Water management system.
  • the deterioration mitigation water distribution plan is a plan for slowing down an opening / closing speed of a valve connected directly or indirectly to the water distribution pipe when the deterioration of the water distribution pipe satisfies a predetermined deterioration certification condition.
  • the water supply management system according to any one of supplementary notes 1-4.
  • the deterioration mitigation water distribution plan is a plan for lowering the water pressure of the water distribution pipe by changing the water distribution path by valve opening / closing control when the deterioration of the water distribution pipe satisfies a predetermined deterioration certification condition.
  • the water supply management system according to any one of supplementary notes 1-4.
  • the deterioration mitigation water distribution plan is unnecessary so that the water pressure of the water distribution pipe is equal to or higher than the specified terminal pressure and smaller than the plan before the change when the deterioration of the water distribution pipe satisfies a predetermined deterioration certification condition.
  • the water supply management system according to any one of appendices 1-4, which is a plan for reducing a margin for water supply use.
  • the deterioration mitigation water distribution plan is to perform valve control or pressurization control not to use the water distribution pipe when the deterioration of the water distribution pipe satisfies a predetermined deterioration qualification condition, and at the same time, to maintain the water distribution pipe network.
  • the water supply management system according to any one of appendices 1-4, which is a plan for notifying information prompting replacement of the water pipe.
  • the deterioration detection means uses a vibration sensor to detect scale deposition, slime adhesion, cracks and water leakage from one or more of a change in characteristics for each frequency of vibration, a change in resonance frequency, and a change in attenuation curve.
  • the water supply management system according to any one of appendices 1-8, characterized by quantifying a change in physical quantity caused by water pipe deterioration such as thinning. (Appendix 10) 9.
  • the appendix 1-8 according to any one of appendices 1-8, wherein the deterioration detecting means quantifies a change in a physical quantity accompanying a deterioration of a water pipe from a change in sound speed by using an acoustic vibration sensor and a temperature sensor in combination.
  • Water management system. Any one of Supplementary notes 1-8, wherein the deterioration detecting means quantifies at least one of rust, crack, and ringing on the underground surface side of the water pipe using an infrared sensor.
  • the water supply management system according to item 1.
  • a water management device for controlling the distribution pressure of a distribution pipe for transporting purified water from a distribution reservoir to a consumer, Water distribution planning means for determining a water distribution plan that is a distribution pressure plan based on past information on water demand; Deterioration mitigation water distribution plan means for determining a deterioration mitigation water distribution plan according to the degree of deterioration based on the water distribution plan, water pressure information of the water pipe, and deterioration information of the water pipe; A water supply pressure control means for controlling the water distribution pressure based on the deterioration mitigating water distribution plan.
  • a water management method for controlling the distribution pressure of a distribution pipe for transporting purified water from a distribution reservoir to a consumer A water distribution plan that is a distribution pressure plan is determined based on past water demand information, Based on the water distribution plan, the water pressure information of the water distribution pipe, and the deterioration information of the water distribution pipe, determine a deterioration mitigation water distribution plan according to the degree of deterioration, The water distribution pressure is controlled based on the deterioration mitigation water distribution plan.
  • a distribution plan function for determining a distribution plan, which is a distribution pressure plan, based on past water demand information;
  • a deterioration mitigation water distribution plan function for determining a deterioration mitigation water distribution plan according to the degree of degradation, based on the water distribution plan, water pressure information of the water pipe, and deterioration information of the water pipe;
  • a water supply management program for executing a water distribution pressure control function for controlling the water distribution pressure based on the deterioration mitigation water distribution plan.

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Abstract

　配水管の劣化の進行を抑制するために、水道管理システムは、浄水を配水地から需要家へ運ぶための配水管の少なくとも一か所の水圧を検知し、水圧情報として送信する水圧検知部と、配水管の少なくとも一か所の劣化を検知し、劣化情報として送信する劣化検知部と、水需要の過去情報を基に配水圧の計画である配水計画を決定する配水計画部と、配水計画と、水圧情報と、劣化情報とに基づき、劣化の度合に応じた劣化緩和配水計画を決定する劣化緩和配水計画部と、配水管の配水圧を変更する配水圧変更部と、劣化緩和配水計画に基づいて配水圧変更部を制御する配水圧制御部と、を備える。

Description

水道管理システム、水道管理装置、水道管理方法、および水道管理プログラム記録媒体
　本発明は、配水管網を介して浄水を需要家へ送出する水道管理システム、水道管理装置、水道管理方法、および水道管理プログラム記録媒体に関する。
　水道管理システムにおいて、浄水は、配水池から配水管網を経て末端の需要家へと供給される。この場合、水道管理システムは、ポンプなどを用いて加圧するポンプ加圧式や高台の配水池から高低差を利用して加圧する自然流下式によって配水管内の水圧（配水圧）を高めることで浄水を供給する。そして、水道管理システムは、末端圧を維持するため、この配水圧を制御する。
　配水圧制御の第１の例として、需給予測などにより予め定められた配水計画に基づいた制御を挙げることができる。例えば、特許文献３には、配水計画に基づいた配水量を、配水管網シミュレーションにより算出するシステムが記載されている。
　また、配水圧制御の第２の例として、現在の配水管網中あるいは末端の水圧を監視しながら配水池に近い配水制御装置の出力をフィードバック制御する方法を挙げることができる。例えば、特許文献２には、流入流量と吐出圧、末端圧、需要量の実プロセスデータに基づいたモデルを利用して、配水管網の経年変化によって生じる制御性能劣化を抑制する技術が記載されている。また、特許文献１には、上記モデル化誤差を考慮した配水圧制御装置が記載されている。
　一方、配水管網を構成する配水管は、ステンレスや炭素鋼などの金属や、塩化ビニール等の樹脂が使われるが、経年変化（劣化）により、送水性能の低下や、漏水や配水管の破裂等の故障を引き起こすことが知られている。そして、非特許文献１には、この劣化は、配水管内面の腐食とスケール析出、スライム付着による管断面の縮小閉塞や腐食減肉、地中埋設管であればさらに外面腐食が原因であることが記載されている。
　また、配水管の劣化度合を診断・分析する技術が知られている。例えば、特許文献４には、振動センサや流量センサにより測定された管路のイベントデータと経年特性グラフとを照合することにより、管路網の劣化状態を診断する技術が記載されている。また、特許文献５には、開閉センサによって検知された開閉情報に基づいて開閉装置の開閉状態を判定し、開閉状態に応じて、振動センサが検知した振動情報に基づいて配管の状態を分析する技術が記載されている。
　一方、ＩＴ（Information Technology）技術の発展に伴い、大量のセンサ情報を拠点側で瞬時に処理する技術が利用可能になっている。例えば、非特許文献２には、センサデータのようなストリームデータを数秒で加工し、蓄積されたデータと突き合わせる処理を行う技術が記載されている。
特開２０１２－１９３５８５号公報（図１） 特開２００９－２０９５２３号公報（図１） 特開２００６－１０４７７７号公報（図１） 特願２０１２－０８３２０５ 特願２０１４－０６７６０５
設備配管の腐食と劣化診断、須賀技術報告、ＮＯ．３０３９４、須賀工業株式会社 https://spark.apache.org/docs/latest/streaming-programming-guide.html
　特許文献３は、単に、配水計画に基づいた配水量を、配水管網シミュレーションにより算出しているに過ぎない。また、特許文献１および特許文献２に記載の配水圧制御は、単に、末端圧の状況に基づいて配水圧を制御しているに過ぎない。従って、特許文献１－３の場合、現在まさに劣化が進行しようとしている配水管の状態を全く反映しておらず、相対的に劣化している配水管に高い水圧や変動の大きな水圧がかかることによる劣化の進行や故障を誘発するという問題が発生する虞がある。配水管の劣化は、送水ポンプ稼働電力の増大による水道運営費用の高騰を招く。また、配水管の故障は、漏水による無収水の増加による水道運営費用の高騰のみならず、配水管の破裂による大事故を引き起こす虞もある。また、配水管内部のサビや亀裂からの汚れの混入が水質の悪化を招く。
　一方、非特許文献１および非特許文献２に記載の技術や、特許文献４および特許文献５に記載の技術を用いることにより、配水管の劣化部分の早期発見は可能になるかもしれない。しかしながら、これらの技術では、特許文献１－３の各技術の場合と同様に、配水管の劣化の進行を抑制することはできない。
　本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、配水管の劣化の進行を抑制することが可能な水道管理システム、水道管理装置、水道管理方法、および水道管理プログラムを提供することを目的とする。
　本発明の例示態様による水道管理システムは、浄水を配水地から需要家へ運ぶための配水管を含む配水管網と、前記配水管の少なくとも一か所の水圧を検知し、水圧情報として送信する水圧検知手段と、前記配水管の少なくとも一か所の劣化を検知し、劣化情報として送信する劣化検知手段と、水需要の過去情報を基に配水圧の計画である配水計画を決定する配水計画手段と、前記配水計画と、前記水圧情報と、前記劣化情報とに基づき、劣化の度合に応じた劣化緩和配水計画を決定する劣化緩和配水計画手段と、前記配水管の配水圧を変更する配水圧変更手段と、前記劣化緩和配水計画に基づいて前記配水圧変更手段を制御する配水圧制御手段と、を備える。
　本発明の別の例示態様による水道管理システムは、浄水を配水池から需要家へ運ぶための配水管を含む配水管網と、水圧測定端末と、管振動測定端末と、配水計画計算機と、を備え、前記水圧測定端末は、前記配水管の少なくとも一か所の水圧を検知し、水圧情報として送信する水圧検知手段と、前記配水計画計算機から送信される水圧遷移情報を格納する水圧遷移情報格納手段と、前記水圧情報と前記水圧遷移情報とを比較し、現在の水圧が計画から乖離したことを検知し、水圧乖離検知情報として出力する水圧乖離検知手段と、を少なくとも備え、前記管振動測定端末は、前記配水管の少なくとも一か所の劣化を検知し、劣化情報として送信する劣化検知手段を備え、前記配水計画計算機は、水需要の過去情報を基に配水圧の計画である配水計画を決定する配水計画手段と、前記配水計画と、前記水圧情報と、前記劣化情報とに基づき、劣化の度合に応じた劣化緩和配水計画を決定する劣化緩和配水計画手段と、前記配水管の配水圧を変更する配水圧変更手段と、前記劣化緩和配水計画に基づいて前記配水圧変更手段を制御する配水圧制御手段と、を備える。
　本発明のさらに別の例示態様による水道管理装置は、浄水を配水池から需要家へ運ぶための配水管の配水圧を制御する水道管理装置であって、水需要の過去情報を基に前記配水圧の計画である配水計画を決定する配水計画手段と、前記配水計画と、前記配水管の水圧情報と、前記配水管の劣化情報とに基づき、劣化の度合いに応じた劣化緩和配水計画を決定する劣化緩和配水計画手段と、前記劣化緩和配水計画に基づいて前記配水圧を制御する配水圧制御手段と、を備える。
　本発明のさらに別の例示態様による水道管理方法は、浄水を配水池から需要家へ運ぶための配水管の配水圧を制御する水道管理方法であって、水需要の過去情報を基に配水圧の計画である配水計画を決定し、前記配水計画と、前記配水管の水圧情報と、前記配水管の劣化情報とに基づき、劣化の度合いに応じた劣化緩和配水計画を決定し、前記劣化緩和配水計画に基づいて前記配水圧を制御することを特徴とする。
　本発明のさらに別の例示態様による水道管理プログラム記録媒体は、浄水を配水池から需要家へ運ぶための配水管の配水圧を制御する水道管理装置のコンピュータに、水需要の過去情報を基に配水圧の計画である配水計画を決定する配水計画機能と、前記配水計画と、前記配水管の水圧情報と、前記配水管の劣化情報とに基づき、劣化の度合いに応じた劣化緩和配水計画を決定する劣化緩和配水計画機能と、前記劣化緩和配水計画に基づいて前記配水圧を制御する配水圧制御機能とを実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読出し可能な非一時的な記録媒体である。
　本発明の上記態様によれば、配水管の劣化の進行を抑制することが可能となる。
本発明の第１の実施形態に係る水道管理システムの構成例を示すブロック図である。 図１に示す劣化検知部の第１の構成例を示すブロック図である。 図１に示す劣化検知部の第２の構成例を示すブロック図である。 図１に示す水道管理システムの変形例としての水道管理システムの構成例を示すブロック図である。 第１の実施形態における第１の劣化緩和手法を説明するための図であり、詳細には、配水管の開閉を制御する弁の開閉時間を長大化させて水圧変動を減少させる劣化緩和手法を説明するための図である。 第１の実施形態における第２の劣化緩和手法を説明するための図であり、詳細には、複数の配水池からの配水割合を弁の開閉制御により変化させる劣化緩和手法を説明するための図である。 図１に示す水道管理システムの動作例を説明するためのフローチャートである。 第１の実施形態の第１の変形例としての水道管理システムの構成例を示すブロック図である。 第１の実施形態の第２の変形例としての水道管理装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る水道管理システムの構成例を示すブロック図である。 図１０に示される水圧乖離検知部における水圧乖離検知例の概念図である。 第２の実施形態の変形例としての水道管理システムの構成例を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係る水道管理システムの構成例を示すブロック図である。 第３の実施形態の変形例としての水道管理システムの構成例を示すブロック図である。
＜第１の実施形態＞
（構成の説明）
　図１は、本発明の第１の実施形態に係る水道管理システム１００の構成例を示すブロック図である。なお、図中の矢印の向きは、一例を示すものであり、ブロック間の信号の向きを限定するものではない。他の図についても同様である。
　水道管理システム１００は、配水池１０２と、配水管網１０４と、配水管網監視装置１０６と、需要家１０８と、水道監視運用センタ１１０と、を備える。
　配水池１０２は、浄水場（図１において不図示）によって浄化された浄水を加圧し、配水管網１０４に送水する施設である。なお、配水池１０２は、送水する機能だけでなく、水を蓄える機能を備えてもよい。
　また、配水池１０２は、加圧部１２０を備える。加圧部１２０は、浄水を加圧して配水管網１０４へ送り出す。加圧部１２０における加圧方式は、あくまで任意であるが、例えば、ポンプなどを用いて加圧するポンプ加圧方式や、高台に設置された配水池１０２からの高低差を利用して加圧する自然流下方式を採用することができる。
　配水管網１０４は、配水池１０２から送水される浄水を需要家１０８へ届けるための施設である。配水管網１０４は、配水管１３０と、弁１３２と、貯水槽１３４と、加圧部１３６と、水圧変更制御信号伝達部１３８と、を備える。
　配水管１３０は、金属や樹脂でできた管であり水の経路となる。複数の配水管１３０が継手により結合され、配水管網１０４が形成される。浄水は、この配水管網１０４を介して多くの需要家１０８へと供給される。なお、配水管１３０は、土中に埋設されていてもよく、あるいは、地上に露出した状態で敷設されてもよい。
　弁１３２は、複数の配水管１３０の間に挟まれ、管径を調節することで水量を調節する。弁１３２には、手動で開閉作業を行う手動弁と、開閉信号により電気等の力を用いて自動的に閉まる電磁弁とがある。弁の開閉により周辺配水圧を変化させることができる。なお、弁１３２には、圧力調整弁が含まれていてもよい。
　貯水槽１３４は、浄水を一時的に蓄える機能を備える。
　加圧部１３６は、配水池１０２の加圧部１２０と同様に、配水管１３０を流れる浄水を受け取り再加圧して送水する。加圧部１３６における加圧方式は、あくまで任意であるが、例えば、加圧部１２０と同様に、ポンプなどを用いて加圧するポンプ加圧方式や、高台に設置された貯水槽１３４からの高低差を利用して加圧する自然流下方式を採用することができる。
　水圧変更制御信号伝達部１３８は、水道監視運用センタ１１０を構成する配水圧変更部２１０からの指示を加圧部１３６および／または弁１３２へ伝達する。加圧部１３６は、上記指示に基づいて、配水管１３０を流れる浄水の水圧を調整する。弁１３２は、上記指示に基づいて、配水管１３０を流れる浄水の水量を調整する。
　需要家１０８は、配水管１３０に接続される。需要家１０８は、たとえば、一般家庭や企業等の浄水が消費される施設である。需要家１０８によって浄水が消費されると、配水管１３０における需要家１０８との接続点およびその周辺の水圧は、低下する。
　配水管網監視装置１０６は、水圧検知部１４０と、劣化検知部１４２と、配水管網監視情報送信部１４４と、を備える。
　水圧検知部１４０は、配水管１３０内の水圧を電子的な水圧情報に変換する手段である。水圧検知部１４０は、配水管１３０内の水圧を直接的に検知する水圧センサで構成されてもよく、あるいは、配水管１３０に設置された水圧計の針の値を画像処理等により電子化する装置で構成されてもよい。上記構成例はあくまで一例であって、本実施形態において、水圧検知部１４０の構成は上記に限定されない。
　配水管網監視情報送信部１４４は、水圧情報および劣化情報を、水道監視運用センタ１１０へ送信する。配水管網監視情報送信部１４４は、例えば、ＧＰＲＳ（General Packet Radio Service）モデムとＧＳＭ（登録商標）回線とにより構成されてもよく、あるいは、電話線等の有線ネットワークであってもよい。なお、上記において、ＧＳＭは、Global System for Mobile Communicationsの略である。上記構成例はあくまで一例であって、本実施形態において、配水管網監視情報送信部１４４の構成は上記に限定されない。配水管網監視情報送信部１４４は、また、装置の故障に関わる装置死活情報を送ってもよい。
　劣化検知部１４２は、配水管１３０の劣化を検知する。以下、劣化検知部１４２について詳細に説明する。
　図２は、図１に示す劣化検知部１４２の第１の構成例としての劣化検知部１４２Ａのブロック図である。劣化検知部１４２Ａは、センサ４００と、プロセッサ４０２と、一次記憶部４０４と、二次記憶部４０６と、通信部４０８と、ペリフェラルコントローラ４１０と、を備える。
　センサ４００は、計測された物理量を電気信号に変換してセンサデータとして出力する。プロセッサ４０２は、センサ４００から入力したセンサデータを必要に応じて加工し、加工されたセンサデータを二次記憶部４０６に記憶するとともに、センサデータを、通信部４０８を介して水道監視運用センタ１１０に送信する。一次記憶部４０４は、プロセッサ４０２の動作に必要なプログラムおよびデータを記憶する。ペリフェラルコントローラ４１０は、センサ４００とプロセッサ４０２と二次記憶部４０６と通信部４０８との間のデータ送受信を調停する。
　なお、一次記憶部４０４は、例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）あるいはＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）である。二次記憶部４０６は、例えば、フラッシュメモリ、ハードディスクドライブ、ＳＤ（Secure Digital）カードのような取り外し可能な可搬デバイスとしてもよい。また媒体としてＭＲＡＭ（Magnetoresistive Random Access Memory）やＲｅＲＡＭ（Resistive Random Access Memory）のような高速な不揮発メモリを利用することにより、一次記憶部４０４と二次記憶部４０６とは、同一デバイス上に実装される。
　また、図２では、センサ４００が１つである場合が例示されているが、センサ４００は複数であってもよい。また、センサ４００は、アナログセンサであってもデジタルセンサであってもよい。なお、センサ４００がアナログセンサである場合、通常、センサ４００とペリフェラルコントローラ４１０との間にはアナログ／デジタルコンバータが挿入される。
　また、図２に示されるように、劣化検知部１４２Ａは、さらに、通信用のアンテナ４２０と動作用のバッテリ４２２を備えることもできる。
　センサ４００は、たとえば、振動センサ、温度センサ、湿度センサ、水質センサ、赤外線センサ、および超音波センサの内の一つ以上のセンサを備え、配水管１３０の劣化に伴う物理量の変化を電子化する。
　例えば、センサ４００を振動センサとした場合、プロセッサ４０２は、振動の周波数ごとの特徴の変化、共振周波数の変化、減衰曲線の変化から、スケール析出、スライム付着、亀裂や漏水、減肉等の配水管１３０の劣化に伴う物理量の変化を定量化することができる。
　また、例えば、センサ４００を音響振動センサおよび温度センサとした場合、プロセッサ４０２は、音速の変化から配水管１３０の劣化に伴う物理量の変化を定量化することができる。
　また、例えば、センサ４００を赤外線センサとした場合、プロセッサ４０２は、地中の表面の錆や亀裂、管の鳴動の変化といった配水管１３０の劣化に伴う物理現象を定量化することができる。
　また、例えば、センサ４００を超音波センサとした場合、プロセッサ４０２は、表面に現れないクラックの大きさや深度を定量化することができる。
　また、例えば、センサ４００を水質センサとした場合、プロセッサ４０２は、配水管１３０内の水に溶け出した錆やスライム、あるいはクラックから混入した土壌や微生物を検出することで配水管１３０の劣化を定量化することができる。
　さらに、同一の物理量を計測する複数のセンサの併用、あるいは異なる物理量を計測する複数のセンサの併用により、配水管１３０の劣化の定量化をより高精度に行うことが可能となる。
　図３は、図１に示す劣化検知部１４２の第２の構成例としての劣化検知部１４２Ｂのブロック図である。劣化検知部１４２Ｂの特徴は、複数のプロセッサを備えている点にある。具体的には、図３に示すように、劣化検知部１４２Ｂは、データの格納を行うための第１のプロセッサ４５０と、劣化の検知処理やデータの加工を行うための第２のプロセッサ４５２とを備える。この場合、第１のプロセッサ４５０専用の第１の一次記憶部４６０が設けられる。また、第２のプロセッサ４５２専用の第２の一次記憶部４６２が設けられる。
　さらに、図１に示す劣化検知部１４２は、必ずしも配水網監視装置１０６内に存在している必要はない。
　図４は、図１に示す水道管理システム１００の変形例としての水道管理システム１００Ａの構成例を示すブロック図である。図４に示すように、劣化検知部１４２は、水道監視運用センタ１１０内に設置される。この場合、配水管網監視装置１０６は、配水管状態監視部１４６を備える。配水管状態監視部１４６は、配水管１３０に設置されたセンサである。配水管状態監視部１４６は、加工されていないセンサデータを配水管網監視情報送信部１４４へ送信する。上記センサデータは、最終的に、水道監視運用センタ１１０内に設置された劣化検知部１４２へと送信される。劣化検知部１４２は、受信したセンサデータに基づいて配水管１３０の劣化を検知する。
　ここで、図１の説明が再開される。水道監視運用センタ１１０は、水需要／水圧変動予測情報格納部２００と、配水計画部２０２と、劣化緩和配水計画部２０４と、配水計画解釈部２０６と、配水圧制御部２０８と、配水圧変更部２１０と、を備える。
　水需要／水圧変動予測情報格納部２００は、配水圧の計画を決定するための情報である水需要／水圧変動予測情報を格納する。水需要／水圧変動予測情報は、例えば、曜日ごとの水需要パターン、現在の曜日、天気ごとの水需要パターン、現在および将来の天気、花火大会の開催やサッカー等の人気番組の放映など水需要が大きく変動する可能性が高いイベント情報、地域ごとの水消費特性等である。上記はあくまで一例であって、水需要／水圧変動予測情報は、上記に限定されない。
　配水計画部２０２は、水需要／水圧変動予測情報に少なくとも基づき、その日や次の日の配水圧の時間ごとの計画である配水計画を決定する。
　劣化緩和配水計画部２０４は、配水計画と、配水管１３０の水圧情報および劣化情報とに基づいて、劣化緩和配水計画を決定する。劣化緩和配水計画の決定方法については、後述する。
　配水計画解釈部２０６は、劣化緩和配水計画部２０４から入力した劣化緩和配水計画を、配水圧制御部２０８へ出力する。例えば、配水計画解釈部２０６は、電子データである劣化緩和配水計画を、ネットワークあるいはプロセス間通信により、配水圧制御部２０８へ出力する。あるいは、配水計画解釈部２０６は、劣化緩和配水計画を、ディスプレイ表示や印刷するなどして可視化する。センタ作業員は、可視化された情報を認識し、キーボードやスイッチなどの入力装置を用いて、計算機上で動作する配水圧制御部２０８に入力する。
　配水圧制御部２０８は、劣化緩和配水計画に基づいて、配水圧変更部２１０を介して、弁１３２や加圧部１３６を制御する。配水圧制御部２０８における配水圧制御は、例えば、特許文献１、特許文献２、あるいは特許文献３に記載された制御とすることができる。また、配水圧制御部２０８の別の配水圧制御は、現在の末端圧を利用したフィードバック制御やモデル予測制御である。なお、上記制御例はあくまで一例であって、本実施形態において、配水圧制御部２０８における配水圧制御は、上記に限定されない。
　ここで、劣化緩和配水計画について、以下に４つの事例を挙げて説明する。なお、以下の説明では、基本的には図１を用いて説明を行うが、事例によっては個別の図面を用いる場合がある。
　第１の事例として、劣化緩和配水計画が、例えば、急激な水圧変動を抑制する計画である場合について説明する。水撃あるいはウォーターハンマーと呼ばれる水圧の急激な上下変動は、配水管１３０の劣化や故障を引き起こすことが知られている。そこで、配水計画部２０２の中に弁１３２の開閉の計画があり、且つ弁開閉による水圧の影響を受ける近隣の配水管１３０の劣化度合いが所定の劣化認定条件を満たした場合、劣化緩和配水計画部２０４は、さらなる劣化の進行を抑制するために、弁１３２の開閉速度を緩める劣化緩和配水計画を決定する。例えば、図５に示すように、弁１３２の開閉速度を緩やかにすることで、水圧の急激な変化に伴って発生する水撃を抑制することができる。
　第２の事例として、劣化緩和配水計画が、例えば、配水管１３０の経路を変更する計画である場合について説明する。図６に示すように、所定の配水管網５００は、第１の配水管網５０２と、第２の配水管網５０４と、第３の配水管網５０６と、を備える。第３の配水管網５０６を構成する第１の配水管６００の劣化度合いが所定の劣化認定条件を満たすとき、劣化緩和配水計画部２０４は、第３の配水管網５０６に接続された需要家６０２への配水を、第１の配水池６０８からではなく第２の配水池６１０が主となる割合にすべく、第１の弁６１２の開度を下げる一方、第２の弁６１４の開度を上げる劣化緩和配水計画を決定する。決定された劣化緩和配水計画に基づく配水制御が実施されることにより、第１の配水管６００の水圧が低下する一方、第２の配水管６１６の水圧は上昇する。結果として、第１の配水管６００の劣化進行を抑制することができる。
　第３の事例として、劣化緩和配水計画が、例えば、配水圧を低減させる計画である場合について説明する。需要家１０８が水道を使用した場合、配水圧は低下する。そこで、不意の水道使用によって末端圧があらかじめ規定された水圧を下回らないよう、マージンを与えて配水圧を高く設定する運用が実施されている。そこで、所定の配水管１３０の劣化が深刻であると判定されたとき、劣化緩和配水計画部２０４は、このマージンを小さくし、低い水圧で運用する劣化緩和配水計画を決定する。これにより、配水管の劣化進行を抑制することができる。
　第４の事例として、劣化緩和配水計画が、例えば、配水管１３０を早期に交換させる計画である場合について説明する。配水管１３０の劣化が所定の劣化認定情報を満たすとき、劣化緩和配水計画部２０４は、この配水管１３０を使用させないために弁１３２および加圧部１３６を制御すると同時に、配水管網１０４を保全する作業者に対して、配水管１３０の交換を促す報知を行うような劣化緩和配水計画を決定する。これにより、劣化進行した配水管１３０の故障による甚大な被害や顧客満足度の低下を抑えることができ、また遊休作業員を効率よく修繕に活用することも可能となる。
　なお、上記事例１～４における劣化認定条件は、例えば、予め規定絶対値との比較により判定する方法、予め取得して構築した劣化度合いデータベースの情報を用いてその深刻度を判定する方法、あるいは、配水管網１０４内の相対的な劣化度合いを計算し、上位にランクしたものを劣化と判定する方法等とすることができる。
　また、上記事例１～４はあくまで例であって、劣化緩和配水計画は、上記事例に限定されない。
　なお、以上説明した第１の実施形態では、劣化緩和配水計画部２０４と配水計画部２０２とが別々の手段である旨の説明がなされているが、両者を一つの手段に集約することも可能である。例えば、一つのアルゴリズムあるいはプログラムの中で同時に計算を行い、配水計画を決定することなく劣化緩和配水計画を直接決定することが可能である。
（動作の説明）
　図７は、図１に示す水道管理システム１００の動作例を説明するためのフローチャートである。配水計画部２０２は、水需要の過去情報を基に配水圧の計画である配水計画を決定する（ステップＳ１）。劣化緩和配水計画部２０４は、配水計画と水圧情報と劣化情報とに基づき、劣化の度合いに応じた劣化緩和配水計画を決定する（ステップＳ２）。配水圧制御部２０８は、劣化緩和配水計画に基づいて配水圧を制御する（ステップＳ３）。
（効果の説明）
　以上説明した第１の実施形態において、配水管の水圧は、配水管の劣化情報が加味された劣化緩和配水計画に基づいて制御される。よって、劣化が進行している配水管が高い水圧や変動の大きい水圧で運用される機会が減少する。結果として、第１の実施形態は、配水管の劣化の進行を抑制することが可能となる。
（変形例の説明）
　図８は、第１の実施形態の第１の変形例としての水道管理システム１００Ｂの構成例を示すブロック図である。水道管理システム１００Ｂは、図１に示す水道管理システム１００における全構成要素の内の本実施形態に必須の要素のみを含んでいる。これらの構成要素は、水道管理システム１００における各構成要素と同一であるため、ここでの説明は省略する。水道管理システム１００Ｂによっても上述した第１の実施形態による効果と同様の効果が得られる。
　図９は、第１の実施形態の第２の変形例としての水道管理装置７００の構成例を示すブロック図である。水道管理装置７００は、配水計画部２０２と、劣化緩和配水計画部２０４と、配水圧制御部２０８と、配水圧変更部２１０と、を備える。ここで、水道管理装置７００は、図１や図８に示される水圧検知部１４０および劣化検知部１４２を含んでいない。この場合、劣化緩和配水計画部２０４は、装置外部に設置された水圧検知部１４０および劣化検知部１４２から各種情報（水圧情報、劣化情報）を取得する。水道管理装置７００によっても上述した第１の実施形態による効果と同様の効果が得られる。
＜第２の実施形態＞
　図１０は、本発明の第２の実施形態に係る水道管理システム７５０の構成例を示すブロック図である。水道管理システム７５０は、第１の実施形態の構成に加え、さらに、水圧遷移情報格納部３００と、水圧乖離検知部３０２と、配水再計画通知部３０４と、を備える。
　水圧遷移情報格納部３００は、劣化緩和配水計画に基づいた、配水管網１０４内の所定位置における水圧の遷移の推定値を格納する。
　水圧乖離検知部３０２は、後述する通り、現在の水圧が上記推定値から乖離したことを検知すると、配水再計画通知部３０４を介して、劣化緩和配水計画部２０４に対して配水の再計画を指示する。
　図１１は、図１０に示される水圧乖離検知部３０２における水圧乖離検知例の概念図である。予測値（制御目標）に対して、測定値が乖離するのは、意図しない水の使用開始あるいは終了や、漏水量の増大、盗水、ポンプや管の故障、あるいは水圧測定装置の故障や物理的・電気的ノイズ等が発生した場合である。
　そこで、水圧乖離検知部３０２は、例えば、予測値と測定値の差がある定められた閾値を超え続けた場合に水圧が乖離したと判断とする。
　また、水圧乖離検知部３０２は、例えば、予測値と測定値の差がある定められた値をある定められた時間以上超え続けた場合に水圧が乖離したと判断してもよい。
　また、水圧乖離検知部３０２は、例えば、予測値と測定値の差があらかじめ定められた水圧変動の数理モデルで計算した際に統計的にモデルに合致しない場合に水圧が乖離したと判断してもよい。
　以上説明した第２の実施形態の水道管理システム７５０では、第１の実施形態による利点に加え、さらに、不意の水道利用や管の破裂など水圧が急激に変化する事象が発生した場合に管を傷めてしまうという課題も解決することができる。なぜならば、水圧が計画から乖離したことを、水圧乖離検知部３０２を用いて素早く検知し、配水計画を現状の配水管網の状態に従い再修正することができるからである。
　図１２は、第２の実施形態の変形例としての水道管理システム７５０Ａの構成例を示すブロック図である。水道管理システム７５０Ａは、図１０に示す水道管理システム７５０における全構成要素の内の本実施形態に必須の要素のみを含んでいる。これらの構成要素は、水道管理システム７５０における各構成要素と同一であるため、ここでの説明は省略する。水道管理システム７５０Ａによっても上述した第２の実施形態による効果と同様の効果が得られる。
＜第３の実施形態＞
　図１３は、本発明の第３の実施形態に係る水道管理システム８００の構成例を示すブロック図である。水道管理システム８００は、配水管網１０４と、水圧測定端末８０２と、管振動測定端末８０４と、配水計画計算機８０６と、を備える。
　水圧測定端末８０２に属する水圧乖離検知部３０２は、水圧測定端末８０２の計算リソースを用いて水圧乖離検知を行い、水圧の乖離が発生した場合、ネットワークを介して、配水計画計算機８０６に属する劣化緩和配水計画部２０４に対して配水の再計画を指示する。
　以上説明した第３の実施形態の水道管理システム８００は、第１および第２の実施形態による利点に加え、さらに、水道運営をより低コストで実行できるとの利点を有する。なぜならば、第３の実施形態では、常に水圧情報を送信することがないため、ネットワークデータ転送に起因する消費電力の削減、端末の保全やバッテリ交換あるいはリプレース間隔の延長が可能となるからである。
　図１４は、第３の実施形態の変形例としての水道管理システム８００Ａの構成例を示すブロック図である。水道管理システム８００Ａは、図１３に示す水道管理システム８００における全構成要素の内の本実施形態に必須の要素のみを含んでいる。これらの構成要素は、水道管理システム８００における各構成要素と同一であるため、ここでの説明は省略する。また、水道管理システム８００Ａによっても上述した第３の実施形態による効果と同様の効果が得られる。
　なお、以上説明した第１～第３の実施形態に係る各水道管理システムおよび水道管理装置は、上水道管理システム、オイルのパイプライン、車や飛行機などのガソリン供給システム、冷却水還流システムなどに幅広く適用することができる。
　また、以上説明した各実施形態の全部又は一部の機能を実現するためのプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録される。そして、この記録媒体に記録されたプログラムは、コンピュータシステムによって読み込まれ、実行される。
　「コンピュータシステム」の例としては、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を挙げることができる。
　「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」は、例えば、非一時的な記憶装置である。非一時的な記憶装置の例としては、例えば、光磁気ディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）、不揮発性半導体メモリ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスクを挙げることができる。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」は、一時的な記憶装置であってもよい。一時的な記憶装置の例としては、例えば、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線、あるいは、コンピュータシステム内部の揮発性メモリを挙げることができる。
　また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、更に前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
　以上、各実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は、上記各実施形態の記載に限定されない。上記各実施形態に多様な変更又は改良を加えることが可能であることは当業者にとって自明である。従って、そのような変更又は改良を加えた形態もまた本発明の技術的範囲に含まれることは説明するまでもない。また、以上説明した各実施形態において使用される、数値や各構成の名称等は例示的なものであり適宜変更可能である。
　また、上述した各実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうる。
（付記１）
　浄水を配水地から需要家へ運ぶための配水管を含む配水管網と、
　前記配水管の少なくとも一か所の水圧を検知し、水圧情報として送信する水圧検知手段と、
　前記配水管の少なくとも一か所の劣化を検知し、劣化情報として送信する劣化検知手段と、
　水需要の過去情報を基に配水圧の計画である配水計画を決定する配水計画手段と、
　前記配水計画と、前記水圧情報と、前記劣化情報とに基づき、劣化の度合に応じた劣化緩和配水計画を決定する劣化緩和配水計画手段と、
　前記配水管の配水圧を変更する配水圧変更手段と、
　前記劣化緩和配水計画に基づいて前記配水圧変更手段を制御する配水圧制御手段と、
　を備えることを特徴とする水道管理システム。
（付記２）
　前記劣化緩和配水計画手段は、配水計画に基づいた将来の水圧の変動を示す水圧遷移情報をさらに出力し、
　前記配水管の現在の水圧情報と前記水圧遷移情報とに基づいて、現在の水圧が計画から乖離したことを検知し、水圧乖離検知情報として水圧乖離検知手段と、
　前記劣化緩和配水計画手段に対して、前記水圧乖離検知情報に基づいて配水計画の再計画を指示する配水再計画通知手段と、
　をさらに備えることを特徴とする付記１記載の水道管理システム。
（付記３）
　浄水を配水池から需要家へ運ぶための配水管を含む配水管網と、
　水圧測定端末と、
　管振動測定端末と、
　配水計画計算機と、を備え、
　前記水圧測定端末は、前記配水管の少なくとも一か所の水圧を検知し、水圧情報として送信する水圧検知手段と、前記配水計画計算機から送信される水圧遷移情報を格納する水圧遷移情報格納手段と、前記水圧情報と前記水圧遷移情報とを比較し、現在の水圧が計画から乖離したことを検知し、水圧乖離検知情報として出力する水圧乖離検知手段と、を少なくとも備え、
　前記管振動測定端末は、前記配水管の少なくとも一か所の劣化を検知し、劣化情報として送信する劣化検知手段を備え、
　前記配水計画計算機は、水需要の過去情報を基に配水圧の計画である配水計画を決定する配水計画手段と、前記配水計画と、前記水圧情報と、前記劣化情報とに基づき、劣化の度合に応じた劣化緩和配水計画を決定する劣化緩和配水計画手段と、前記配水管の配水圧を変更する配水圧変更手段と、前記劣化緩和配水計画に基づいて前記配水圧変更手段を制御する配水圧制御手段と、を備える
　ことを特徴とする水道管理システム。
（付記４）
　前記配水計画計算機は、前記水圧乖離検知情報に基づいて、前記劣化緩和配水計画手段に対して、配水計画の再計画を指示する配水再計画通知手段をさらに備えることを特徴とする付記３記載の水道管理システム。
（付記５）
　前記劣化緩和配水計画は、前記配水管の劣化が所定の劣化認定条件を満たすとき、前記配水管と直接的または間接的に接続される弁の開閉速度を緩めるための計画であることを特徴とする付記１－４のいずれか１項に記載の水道管理システム。
（付記６）
　前記劣化緩和配水計画は、前記配水管の劣化が所定の劣化認定条件を満たすとき、弁開閉制御により配水経路の変更を行うことで前記配水管の水圧を下げるための計画であることを特徴とする付記１－４のいずれか１項に記載の水道管理システム。
（付記７）
　前記劣化緩和配水計画は、前記配水管の劣化が所定の劣化認定条件を満たすとき、前記配水管の水圧が、規定となる末端圧以上であり且つ変更前の計画よりは小さくなるように、不要の水道利用に備えたマージンを小さくするための計画であることを特徴とする付記１－４のいずれか１項に記載の水道管理システム。
（付記８）
　前記劣化緩和配水計画は、前記配水管の劣化が所定の劣化認定条件を満たすとき、前記配水管を使用しないような弁制御または加圧制御を実行すると同時に、前記配水管網を保全する作業者に対して、前記配水管の交換を促す情報を報知するための計画であることを特徴とする付記１－４のいずれか１項に記載の水道管理システム。
（付記９）
　前記劣化検知手段は、振動センサを用いて、振動の周波数ごとの特徴の変化、共振周波数の変化、および減衰曲線の変化のうちの一つ以上の変化から、スケール析出、スライム付着、亀裂や漏水、減肉等の配水管劣化に伴う物理量の変化を定量化することを特徴とする付記１－８のいずれか１項に記載の水道管理システム。
（付記１０）
　前記劣化検知手段は、音響振動センサと温度センサを併用して、音速の変化から、配水管劣化に伴う物理量の変化を定量化することを特徴とする付記１－８のいずれか１項に記載の水道管理システム。
（付記１１）
　前記劣化検知手段は、赤外線センサを用いて、前記配水管の地中表面側の錆、亀裂、および鳴動の内の少なくとも１つの変化を定量化することを特徴とする付記１－８のいずれか１項に記載の水道管理システム。
（付記１２）
　前記劣化検知手段は、超音波センサを用いて、前記配水管のクラックの大きさ、または深度を定量化することを特徴とする付記１－８のいずれか１項に記載の水道管理システム。
（付記１３）
　前記劣化検知手段は、水質センサを用いて、水に溶け出した錆、スライム、汚濁、微生物、および残留塩素濃度の内の少なくとも１つを検出することで前記配水管の劣化を定量化することを特徴とする付記１－８のいずれか１項に記載の水道管理システム。
（付記１４）
　前記劣化検知手段は、複数の前記センサのうち２以上の前記センサを併用することで前記配水管の劣化を定量化することを特徴とする付記９－１３のいずれか１項に記載の水道管理システム。
（付記１５）
　浄水を配水池から需要家へ運ぶための配水管の配水圧を制御する水道管理装置であって、
　水需要の過去情報を基に配水圧の計画である配水計画を決定する配水計画手段と、
　前記配水計画と、前記配水管の水圧情報と、前記配水管の劣化情報とに基づき、劣化の度合いに応じた劣化緩和配水計画を決定する劣化緩和配水計画手段と、
　前記劣化緩和配水計画に基づいて前記配水圧を制御する配水圧制御手段と
　を備えることを特徴とする水道管理装置。
（付記１６）
　浄水を配水池から需要家へ運ぶための配水管の配水圧を制御する水道管理方法であって、
　水需要の過去情報を基に配水圧の計画である配水計画を決定し、
　前記配水計画と、前記配水管の水圧情報と、前記配水管の劣化情報とに基づき、劣化の度合いに応じた劣化緩和配水計画を決定し、
　前記劣化緩和配水計画に基づいて前記配水圧を制御する
　ことを特徴とする水道管理方法。
（付記１７）
　浄水を配水池から需要家へ運ぶための配水管の配水圧を制御する水道管理装置のコンピュータに、
　水需要の過去情報を基に配水圧の計画である配水計画を決定する配水計画機能と、
　前記配水計画と、前記配水管の水圧情報と、前記配水管の劣化情報とに基づき、劣化の度合いに応じた劣化緩和配水計画を決定する劣化緩和配水計画機能と、
　前記劣化緩和配水計画に基づいて前記配水圧を制御する配水圧制御機能と
　を実行させるための水道管理プログラム。
　この出願は、２０１４年１０月２９日に出願された日本出願特願２０１４－２１９８０７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。
　１００、１００Ａ　　水道管理システム
　１０２　　配水池
　１０４　　配水管網
　１０６　　配水管網監視装置
　１０８　　需要家
　１１０　　水道監視運用センタ
　１２０　　加圧部
　１３０　　配水管
　１３２　　弁
　１３４　　貯水槽
　１３６　　加圧部
　１３８　　水圧変更制御信号伝達部
　１４０　　水圧検知部
　１４２、１４２Ａ、１４２Ｂ　　劣化検知部
　１４４　　配水管網監視情報送信部
　１４６　　配水管状態監視部
　２００　　水需要／水圧変動予測情報格納部
　２０２　　配水計画部
　２０４　　劣化緩和配水計画部
　２０６　　配水計画解釈部
　２０８　　配水圧制御部
　２１０　　配水圧変更部
　４００　　センサ
　４０２　　プロセッサ
　４０４　　一次記憶部
　４０６　　二次記憶部
　４０８　　通信部
　４１０　　ペリフェラルコントローラ
　４２０　　アンテナ
　４２２　　バッテリ
　４５０　　第１のプロセッサ
　４５２　　第２のプロセッサ
　４６０　　第１の一次記憶部
　４６２　　第２の一次記憶部
　５００　　配水管網
　５０２　　第１の配水管網
　５０４　　第２の配水管網
　５０６　　第３の配水管網
　６００　　第１の配水管
　６０２　　需要家
　６０８　　第１の配水池
　６１０　　第２の配水池
　６１２　　第１の弁
　６１４　　第２の弁
　６１６　　第２の配水管
　７００　　水道管理装置
　７５０、７５０Ａ　　水道管理システム
　８００、８００Ａ　　水道管理システム
　８０２　　水圧測定端末
　８０４　　管振動測定端末
　８０６　　配水計画計算機

Claims (10)

  1. 　浄水を配水地から需要家へ運ぶための配水管の少なくとも一か所の水圧を検知し、水圧情報として送信する水圧検知手段と、
    　前記配水管の少なくとも一か所の劣化を検知し、劣化情報として送信する劣化検知手段と、
    　水需要の過去情報を基に配水圧の計画である配水計画を決定する配水計画手段と、
    　前記配水計画と、前記水圧情報と、前記劣化情報とに基づき、劣化の度合に応じた劣化緩和配水計画を決定する劣化緩和配水計画手段と、
    　前記配水管の配水圧を変更する配水圧変更手段と、
    　前記劣化緩和配水計画に基づいて前記配水圧変更手段を制御する配水圧制御手段と、
    　を備えることを特徴とする水道管理システム。
  2. 　前記劣化緩和配水計画手段は、配水計画に基づいた将来の水圧の変動を示す水圧遷移情報をさらに出力し、
    　前記配水管の現在の水圧情報と前記水圧遷移情報とに基づいて、現在の水圧が計画から乖離したことを検知し、水圧乖離検知情報として水圧乖離検知手段と、
    　前記劣化緩和配水計画手段に対して、前記水圧乖離検知情報に基づいて配水の再計画を指示する配水再計画通知手段と、
    　をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の水道管理システム。
  3. 　水圧測定端末と、
    　管振動測定端末と、
    　配水計画計算機と、を備え、
    　前記水圧測定端末は、浄水を配水池から需要家へ運ぶための配水管の少なくとも一か所の水圧を検知し、水圧情報として送信する水圧検知手段と、前記配水計画計算機から送信される水圧遷移情報を格納する水圧遷移情報格納手段と、前記水圧情報と前記水圧遷移情報とを比較し、現在の水圧が計画から乖離したことを検知し、水圧乖離検知情報として出力する水圧乖離検知手段と、を少なくとも備え、
    　前記管振動測定端末は、前記配水管の少なくとも一か所の劣化を検知し、劣化情報として送信する劣化検知手段を備え、
    　前記配水計画計算機は、水需要の過去情報を基に配水圧の計画である配水計画を決定する配水計画手段と、前記配水計画と、前記水圧情報と、前記劣化情報とに基づき、劣化の度合に応じた劣化緩和配水計画を決定する劣化緩和配水計画手段と、前記配水管の配水圧を変更する配水圧変更手段と、前記劣化緩和配水計画に基づいて前記配水圧変更手段を制御する配水圧制御手段と、を備える
    　ことを特徴とする水道管理システム。
  4. 　前記劣化緩和配水計画は、前記配水管の劣化が所定の劣化認定条件を満たすとき、前記配水管と直接的または間接的に接続される弁の開閉速度を緩めるための計画であることを特徴とする請求項１－３のいずれか１項に記載の水道管理システム。
  5. 　前記劣化緩和配水計画は、前記配水管の劣化が所定の劣化認定条件を満たすとき、弁開閉制御により配水経路の変更を行うことで前記配水管の水圧を下げるための計画であることを特徴とする請求項１－３のいずれか１項に記載の水道管理システム。
  6. 　前記劣化緩和配水計画は、前記配水管の劣化が所定の劣化認定条件を満たすとき、前記配水管の水圧が、規定となる末端圧以上であり且つ変更前の計画よりは小さくなるように、不要の水道利用に備えたマージンを小さくするための計画であることを特徴とする請求項１－３のいずれか１項に記載の水道管理システム。
  7. 　前記劣化緩和配水計画は、前記配水管の劣化が所定の劣化認定条件を満たすとき、前記配水管を使用しないような弁制御または加圧制御を実行すると同時に、前記配水管網を保全する作業者に対して、前記配水管の交換を促す情報を報知するための計画であることを特徴とする請求項１－３のいずれか１項に記載の水道管理システム。
  8. 　浄水を配水池から需要家へ運ぶための配水管の配水圧を制御する水道管理装置であって、
    　水需要の過去情報を基に配水圧の計画である配水計画を決定する配水計画手段と、
    　前記配水計画と、前記配水管の水圧情報と、前記配水管の劣化情報とに基づき、劣化の度合いに応じた劣化緩和配水計画を決定する劣化緩和配水計画手段と、
    　前記劣化緩和配水計画に基づいて前記配水圧を制御する配水圧制御手段と
    　を備えることを特徴とする水道管理装置。
  9. 　浄水を配水池から需要家へ運ぶための配水管の配水圧を制御する水道管理方法であって、
    　水需要の過去情報を基に配水圧の計画である配水計画を決定し、
    　前記配水計画と、前記配水管の水圧情報と、前記配水管の劣化情報とに基づき、劣化の度合いに応じた劣化緩和配水計画を決定し、
    　前記劣化緩和配水計画に基づいて前記配水圧を制御する
    　ことを特徴とする水道管理方法。
  10. 　浄水を配水池から需要家へ運ぶための配水管の配水圧を制御する水道管理装置のコンピュータに、
    　水需要の過去情報を基に配水圧の計画である配水計画を決定する配水計画機能と、
    　前記配水計画と、前記配水管の水圧情報と、前記配水管の劣化情報とに基づき、劣化の度合いに応じた劣化緩和配水計画を決定する劣化緩和配水計画機能と、
    　前記劣化緩和配水計画に基づいて前記配水圧を制御する配水圧制御機能と
    　を実行させるための水道管理プログラムを記録したコンピュータ読出し可能な非一時的な記録媒体。
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