WO2018179691A1 - 配管診断装置、資産管理装置、配管診断方法、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

配管診断装置、資産管理装置、配管診断方法、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体 Download PDF

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WO2018179691A1
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    • G01M3/2815—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves ; for welds for pipes using pressure measurements
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    • G06F30/367—Design verification, e.g. using simulation, simulation program with integrated circuit emphasis [SPICE], direct methods or relaxation methods

Definitions

  • the present invention relates to a piping diagnostic device and a piping diagnostic method for diagnosing a failure risk of piping facilities such as waterworks, and further, a computer-readable recording medium recording a program for realizing these, and a piping diagnostic device It relates to an asset management system using
  • Plumbing facilities such as waterworks networks are generally enormous.
  • the progress of deterioration of pipes buried in the ground may vary depending on the acidity, potential, pressure, etc. of the soil in which the pipes are buried.
  • relatively new piping may deteriorate rapidly, and early replacement may be necessary. Accordingly, there is a need for a technique for appropriately diagnosing the degree of deterioration of the current pipe and the progress of future deterioration so that the pipe can be repaired and replaced accurately and efficiently.
  • Patent Literature 1 discloses a technology related to nondestructive inspection of piping.
  • an actual measurement value representing a propagation speed of vibration propagating in the pipe through two points separated in the longitudinal direction of the pipe is obtained.
  • the thickness of the pipe is back-calculated by adapting the measured value to an equation for obtaining the thickness of the pipe from the value of the propagation velocity.
  • Patent Document 2 discloses a technique for estimating the amount of water leakage in the piping network by utilizing simulation for the piping network. Specifically, in the technology disclosed in Patent Document 2, the demand amount is calculated by performing an optimization calculation so that the analysis result of the water pressure and the actual measurement result coincide with each other. The amount of water leakage is estimated from the minimum usage. Thus, if the amount of water leakage in the piping network can be estimated using a simulator, it is considered that the progress of deterioration of the piping network can be estimated.
  • JP 2013-61350 A Japanese Patent No. 5329871
  • Patent Document 1 it is impossible to evaluate pressure fluctuations in the piping network. For this reason, it is impossible to estimate the rate of progress of deterioration in the future and the life of water pipes based on it. Therefore, it is impossible to predict an appropriate pipe replacement time, and there is a problem that a water supply company cannot determine an economically efficient replacement order for a large number of pipes that it owns.
  • An example of the object of the present invention is to provide a piping diagnosis device, an asset management device, a piping diagnosis method, and a computer-readable recording medium capable of estimating the progress of future piping deterioration in piping equipment in view of the above problems. It is to provide.
  • a simulation execution unit for executing a simulation of pressure vibration in the piping constituting the piping facility based on piping information specifying the configuration of the piping facility to be diagnosed; Based on the pressure vibration obtained by the simulation, a stress analysis unit that calculates the stress generated in the piping constituting the piping facility, It is characterized by having.
  • an asset management device includes: A simulation execution unit for executing a simulation of pressure vibration in the piping constituting the piping facility based on piping information specifying the configuration of the piping facility to be diagnosed; Based on the pressure vibration obtained by the simulation, a stress analysis unit that calculates the stress generated in the piping constituting the piping facility, A failure risk estimation unit that estimates a failure risk of the piping facility based on the stress calculated by the stress analysis unit and the strength of the piping constituting the piping facility; Based on the failure risk estimated by the failure risk estimation unit, for each pipe constituting the piping facility, a replacement order setting unit, It is characterized by having.
  • a piping diagnosis method includes: (A) executing a simulation of pressure vibrations in the piping constituting the piping facility based on piping information specifying the configuration of the piping facility to be diagnosed; (B) calculating a stress generated in the piping constituting the piping facility based on the pressure vibration obtained by the simulation; It is characterized by having.
  • a computer-readable recording medium On the computer, (A) executing a simulation of pressure vibrations in the piping constituting the piping facility based on piping information specifying the configuration of the piping facility to be diagnosed; (B) calculating a stress generated in the piping constituting the piping facility based on the pressure vibration obtained by the simulation; A program including an instruction for executing is recorded.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a piping diagnostic device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a specific configuration of the piping diagnostic device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the pipe diagnosis device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram specifically showing the configuration of the pipe diagnosis device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the pipe diagnosis device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the asset management apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a piping diagnostic device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a specific configuration of the piping diagnostic device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of connection information stored in the database of the geographic information system.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining conversion from a water pipe network to an electric circuit network.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of a stress analysis result in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of pipe strength data used in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a block diagram illustrating an example of a computer that implements the piping diagnosis apparatus according to Embodiments 1 and 2 of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a piping diagnostic device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the pipe diagnosis device 10 includes a simulation execution unit 11 and a stress analysis unit 12.
  • the simulation execution unit 11 executes a simulation of pressure vibration in the piping constituting the piping facility based on the piping information for specifying the configuration of the piping facility to be diagnosed.
  • the stress analysis unit 12 calculates the stress generated in the piping constituting the piping facility based on the pressure vibration obtained by the simulation.
  • the stress generated in the future in the piping facility to be diagnosed is calculated. Moreover, the stress which arises in piping causes deterioration of a piping and by extension a fracture
  • FIG. 2 is a block diagram showing a specific configuration of the piping diagnostic device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the pipe diagnosis device 10 includes an input unit 13 and an output unit 14 in addition to the simulation execution unit 11 and the stress analysis unit 12 described above.
  • the input unit 13 accepts instructions from the outside. For example, when the start of piping diagnosis is instructed, the input unit 13 accepts this and passes the accepted instruction to the simulation execution unit 11.
  • the input unit 13 receives piping information from the outside, and inputs the received piping information to the simulation execution unit 11.
  • the input unit 13 can also provide an input screen on the screen of the terminal device connected to the pipe diagnostic device 10. In this case, the user of the piping diagnostic device 10 can input piping information on the screen of his terminal device.
  • the output unit 14 outputs the calculation result calculated by the stress analysis unit 12 to the outside. Specifically, the output unit 14 outputs the calculation result to a terminal device connected to the pipe diagnostic device 10 or a display device connected to the pipe diagnostic device 10. In this case, the calculation result is displayed on the screen of the terminal device or the display device. The user can check the calculation result on the screen.
  • the piping information is information used for executing a simulation of a fluid flowing through the piping constituting the piping facility.
  • the piping information includes at least a connection relationship (layout of piping), a length, a diameter (caliber), an internal friction coefficient, and a pressure wave propagation speed in piping constituting the piping facility.
  • the pipe information may further include information that affects the pressure vibration of the pipe, such as information on tanks and valves.
  • information for calculating these may be included instead of the friction coefficient and the propagation speed.
  • a water pipe network is an example of piping equipment to be diagnosed for deterioration.
  • the plumbing equipment is a water pipe network
  • the piping information includes, in addition, usage of consumers who use water from the water pipe network, reservoirs connected to the water pipe network, tanks connected to the water pipe network, pressure adjustment Information such as a valve may be included.
  • the simulation execution unit 11 executes a simulation of pressure vibration in the piping constituting the piping facility based on the piping information input from the input unit 13.
  • the pressure vibration simulation refers to how the vibration generated by pressure fluctuations caused by the use of water by consumers, opening and closing of valves, etc., propagates to the piping network when the piping facility is a water network. Is.
  • the simulation execution part 11 constructs
  • the flow rate of the fluid flowing through the pipe is associated with the current
  • the pressure in the pipe is associated with the voltage.
  • a model of an electric network that can simulate the state of the fluid flowing through the pipe is created (or assumed).
  • the current in the modeled electric network and the flow rate of the fluid flowing through the pipe can be converted to each other.
  • voltage and pressure can be converted into each other.
  • the simulation execution unit 11 detects the voltage in each part of the electric network by executing the simulation, and converts the detected voltage into a pressure to obtain a pressure fluctuation simulation result. Moreover, the simulation execution part 11 can also acquire the vibration characteristic for every frequency in the piping which comprises piping installation, or the vibration characteristic of a time series by execution of simulation.
  • the simulation execution unit 11 can construct a simultaneous differential equation based on the propagation characteristics of each pipe instead of constructing an electric circuit network from the piping equipment. In this case, the simulation execution unit 11 calculates pressure vibration by numerical calculation of simultaneous differential equations.
  • the simulation execution unit 11 can obtain the vibration of the pressure of the pipe by calculating the impulse response using an existing fluid simulator. Furthermore, the simulation execution unit 11 can also execute a pressure vibration simulation in cooperation with another simulator not shown in FIG. In this case, the simulator may be provided by another external computer.
  • the stress analysis unit 12 calculates the stress generated in the piping constituting the piping facility based on the pressure vibration obtained by the simulation.
  • the diameter of the cylindrical pipe is d
  • the thickness is t
  • pressure p is applied thereto
  • the pipe is stretched along the circumferential direction (the diameter of the pipe is increased).
  • Stress ⁇ is generated. This stress is called a hoop stress, and the stress is calculated by the following formula 1.
  • the stress analysis unit 12 converts the pressure vibration obtained by the simulation execution unit 11 into stress using the above formula 1, and calculates the stress in each pipe.
  • the calculation method of stress is not limited to the above formula 1.
  • the stress analysis unit 12 can also calculate the stress applied to the pipe from the pressure applied to the inside based on the internal shape of the pipe.
  • the simulation execution unit 11 acquires the vibration characteristics for each frequency or the time-series vibration characteristics in the pipes constituting the piping facility by executing the simulation
  • the acquired data is data of a plurality of points. It is. Therefore, in this case, the stress analysis unit 12 can also calculate the stress by integrating the vibration characteristics within a set range. In addition, the stress analysis unit 12 can extract the maximum value and the average value of the acquired vibration characteristics.
  • the output unit 14 outputs the stress calculated by the stress analysis unit 12 to the outside as an analysis result.
  • the output unit 14 may output not only the calculated stress but also the pressure fluctuation data itself obtained by the simulation execution unit.
  • the output unit 14 can also output image data of an image that visually expresses the difference in stress so that the user can visually recognize the stress for each pipe.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the pipe diagnosis device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIGS. 1 and 2 are referred to as appropriate.
  • the piping diagnostic method is implemented by operating the piping diagnostic apparatus 10. Therefore, the description of the piping diagnosis method in the first embodiment is replaced with the following description of the operation of the piping diagnosis device 10.
  • the input unit 13 receives piping information from the outside, and inputs the received piping information to the simulation execution unit 11 (step A1).
  • the simulation execution unit 11 executes a simulation of pressure vibration in the pipes constituting the pipe facility based on the pipe information input from the input unit 13 in Step A1 (Step A2). Specifically, the simulation execution unit 11 constructs an electric circuit equivalent to the piping facility using the piping information, regards the voltage in the electric circuit as the pressure in the piping, and executes the simulation.
  • the stress analysis unit 12 calculates the stress generated in the piping constituting the piping equipment based on the pressure vibration obtained by the simulation in Step A2 (Step A3).
  • the output unit 14 outputs the stress calculated by the stress analysis unit 12 in Step A3 to the outside as an analysis result (Step A4). Specifically, the output unit 14 outputs the calculation result to a terminal device connected to the pipe diagnostic device 10 or a display device connected to the pipe diagnostic device 10.
  • the user since the stress that will occur in the future is calculated, the user can estimate the risk of pipe rupture, and furthermore, the appropriate replacement time and order of replacement of the pipe can be estimated. Can be determined. Thereby, the replacement
  • the program in the first embodiment may be a program that causes a computer to execute steps A1 to A4 shown in FIG.
  • the processor of the computer functions as the simulation execution unit 11, the stress analysis unit 12, the input unit 13, and the output unit 14, and performs processing.
  • each computer may function as any one of the simulation execution unit 11, the stress analysis unit 12, the input unit 13, and the output unit 14, respectively.
  • FIG. 4 is a block diagram specifically showing the configuration of the pipe diagnosis device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the pipe diagnosis device 20 in the second embodiment is similar to the pipe diagnosis device 10 in the first embodiment shown in FIG. 2, and includes a simulation execution unit 11, a stress analysis unit 12, and an input unit 13. And an output unit 14.
  • the pipe diagnostic device 20 is different in the following points. In the following, the description will focus on the differences from the first embodiment.
  • the piping diagnostic device 20 includes a failure risk estimation unit 21, a piping strength estimation unit 22, and a piping information database. 23.
  • the piping information database 23 stores piping information used for the simulation execution unit 11.
  • the piping information stored in the piping information database 23 includes the same information as the piping information described in the first embodiment.
  • the input unit 13 inputs the piping information acquired from the piping information database 23 to the simulation execution unit 11.
  • the piping information database 23 is built inside the piping diagnostic device 20, but in this embodiment, the piping information database 23 may be provided by an external computer.
  • a database provided by a geographic information system may be used as the piping information database 23.
  • the piping information database 23 also stores piping strength data.
  • the strength data is data indicating the strength of the target pipe.
  • Piping strength measurement methods include direct wall thickness measurement, magnetic flux measuring method (MFL method) using magnetic field sensor, remote field (Eddy current) method (RFEC method), Broadband Electromagnetic, which measures eddy current. Method (BEM method).
  • MFL method magnetic flux measuring method
  • RFEC method remote field method
  • BEM method Broadband Electromagnetic, which measures eddy current. Method
  • the piping information database 23 may store information for specifying the material, distance, laying time, place, etc. of each piping in addition to the above-described piping information and strength data. Furthermore, the piping information database 23 may store SN curve data indicating the strength of the piping for each material and diameter of the piping based on experimental data or literature information. As this SN curve, it is preferable to store data of both new and deteriorated pipes. In this case, in particular, the SN curve of the deteriorated pipe indicates the degree of strength of the corresponding pipe. Stored in association.
  • the piping strength estimation unit 22 estimates the strength of the piping constituting the piping equipment. Specifically, the pipe strength estimation unit 22 estimates the strength of the target pipe based on information stored in the pipe information database 23, and outputs an SN curve.
  • the pipe strength estimation unit 22 selects or creates an SN curve corresponding to the measurement result of the pipe whose strength is directly measured. In addition, the pipe strength estimation unit 22 selects the target pipe from the pipe information database 23 based on the SN curve of the pipe having the same material and the same diameter from the pipe information database 23 for the pipe whose strength is not directly measured. Create an SN curve.
  • the pipe strength estimating unit 22 uses the same material but the pipe having a different diameter. From the SN curve, the SN curve of the target pipe is calculated.
  • the pipe strength estimating unit 22 estimates the degree of deterioration from the elapsed years since the target pipe is laid and the average life of the pipe, and estimates An SN curve of a target pipe can be created based on the degree of deterioration.
  • the failure risk estimation unit 21 calculates, as the failure risk, an index that increases in value as the number of occurrences of stress (number of pressure fluctuations) increases. Specifically, the failure risk estimation unit 21 first calculates the number of occurrences of stress in the pipe from the analysis result of the stress analysis unit 12. Next, the failure risk estimation unit 21 calculates an index indicating the failure risk by using the calculated number of occurrences of stress and the SN curve of the target pipe estimated by the pipe strength estimation unit 22.
  • the change in the hoop stress with the amplitude ⁇ 1 is n 1 times
  • the change in the hoop stress with the amplitude ⁇ 2 is n 2 times
  • the change in the hoop stress with the amplitude ⁇ 3 is changed.
  • n Suppose that it occurs three times.
  • the fatigue degree D of the piping at this time can be evaluated by the following formula 2. It shows that the risk of a fracture
  • the maximum value of the degree of fatigue D is 1. Therefore, the failure risk estimation unit 21 can calculate the fatigue level D using the following formula 2, and can output the calculated fatigue level D as a piping failure risk.
  • the failure risk estimation unit 21 can also estimate the remaining life of the pipe using this because it represents the expected time when the pipe breaks statistically. That is, when the current degree of fatigue is D and the current time ⁇ t, the amplitudes ⁇ 1 , ⁇ 2 , ⁇ 3 ,..., ⁇ i fluctuations in the hoop stress are ⁇ n 1 , ⁇ n 2 , ⁇ n 3 , respectively. ,..., ⁇ n i has occurred i times, the failure risk estimation unit 21 first calculates the increase rate ⁇ D / ⁇ t of the fatigue level per unit period using the following equation (3).
  • the output unit 14 outputs the failure risk and the remaining life calculated by the failure risk estimation unit 21 to the outside. Further, the output unit 14 can also output image data of an image that visually represents the difference in failure risk so that the user can visually recognize the failure risk for each pipe. The output unit 14 can also output a list in which the failure risk for each pipe is recorded.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the pipe diagnosis device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 4 is referred to as appropriate.
  • the piping diagnostic method is implemented by operating the piping diagnostic apparatus 20. Therefore, the description of the piping diagnosis method according to the second embodiment is replaced with the following description of the operation of the piping diagnosis device 20.
  • the input unit 13 acquires piping information from the piping information database 23, and inputs the acquired piping information to the simulation execution unit 11 (step B1).
  • Step B2 is the same as step A2 shown in FIG.
  • the stress analysis unit 12 calculates the stress generated in the piping constituting the piping equipment based on the pressure vibration obtained by the simulation in Step B2 (Step B3).
  • the pipe strength estimating unit 22 estimates the strength of the pipes constituting the pipe equipment (Step B4). Specifically, the pipe strength estimation unit 22 estimates the strength of the target pipe based on information stored in the pipe information database 23, and outputs an SN curve.
  • the failure risk estimation unit 21 calculates the number of occurrences of stress in the pipe from the analysis result of step B3.
  • the failure risk estimation unit 21 calculates an index indicating the failure risk by using the calculated number of occurrences of stress and the SN curve of the target pipe estimated in step B4 (step B5).
  • the failure risk estimation unit 21 also calculates the remaining life of the pipe.
  • the output unit 14 outputs the failure risk and remaining life calculated by the failure risk estimation unit 21 to the outside (step B6). Specifically, the output unit 14 outputs the failure risk and the remaining life to a terminal device connected to the piping diagnostic device 20 or a display device connected to the piping diagnostic device 20.
  • the progress of future deterioration of the piping is estimated. For this reason, possibility that piping will burst can be estimated, and also the appropriate replacement
  • exchange can also be defined. As a result, it is possible to efficiently suppress the occurrence of failure of the piping equipment.
  • the program in the second embodiment may be a program that causes a computer to execute steps B1 to B6 shown in FIG.
  • the processor of the computer functions as the simulation execution unit 11, the stress analysis unit 12, the input unit 13, the output unit 14, the failure risk estimation unit 21, and the pipe strength estimation unit 22, and performs processing.
  • each computer may function as any one of the simulation execution unit 11, the stress analysis unit 12, the input unit 13, the output unit 14, the failure risk estimation unit 21, and the pipe strength estimation unit 22, respectively. good.
  • FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the asset management apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • the asset management device 30 in the present embodiment is a device for managing piping facilities owned by a business operator.
  • the asset management device 30 includes the pipe diagnosis device 20 shown in FIG. 4 and a replacement order setting unit 31.
  • the replacement order setting unit 31 sets the replacement order for each pipe constituting the piping facility based on the estimated failure risk. . Specifically, the replacement order setting unit 31 sets the replacement order for each pipe based on the index calculated by the failure risk estimation unit 21.
  • the replacement order setting unit 31 sets the replacement order with priority given to, for example, a pipe having a high fatigue level D. As a result, the business operator can perform the replacement from the piping having a high risk of failure, so that efficient replacement for minimizing the failure of the piping owned by the business operator is possible.
  • a database provided by a geographic information system (GIS: Geographic Information System) is used as the piping information database 23.
  • This database stores information on the water pipe network, specifically, the length, material, diameter, distance, age and place of the pipe in the water pipe network.
  • the database also stores water source and tank connection information.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of connection information stored in the database of the geographic information system.
  • the database also stores data on the relationship between the pipe material, the diameter, and the propagation speed of pressure vibration, intensity data, and further stores analysis conditions such as the frequency to be analyzed.
  • the user selects a water network on the geographic information system via the input unit 13 and instructs the piping diagnosis device 20 to perform analysis.
  • the simulation execution part 11 performs a simulation based on piping information.
  • the simulation execution unit 11 converts the water pipe network into an electric circuit network based on the piping information.
  • the conversion of the water pipe network into an electric circuit network will be described with reference to FIG.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining conversion from a water pipe network to an electric circuit network.
  • one tube 301 constituting the tube network can be associated with an electric circuit 302 including a coil 311, a capacitor 312, and a resistor 313 as shown in FIG. 8.
  • the tube 301 connecting two points can be expressed by an electric circuit 302.
  • the inductance L of the coil 311, the capacitance C of the capacitor 312, and the resistance value R of the resistor 313 in the electric circuit 302 are respectively obtained by the following formula 5.
  • the propagation speed of the pressure vibration in Equation 5 can be calculated by acquiring the material and diameter of the tube from the piping information database 23 and using the acquired numerical values.
  • the simulation execution unit 11 can also use an electric element expressing the magnitude of pressure lost by the resistor 313 (pressure loss) instead of the resistor 313. Assuming that the pressure loss is P, for example, P is expressed by the following equation 6 based on the Hazen Williams equation.
  • the flow rate coefficient represents the ease of fluid flow in the pipe in the Hezen-Williams equation, and is a coefficient determined according to the material of the pipe and the degree of aging.
  • the above formula 6 is an example in the case where the fluid flowing through the pipe 301 is water, and the formula expressing the pressure loss is an appropriate formula depending on the type of fluid and various conditions.
  • the simulation execution unit 11 inputs data for simulation into the created electric circuit network.
  • the input data includes the frequency to be analyzed.
  • the simulation execution unit 11 performs an analysis using an input signal having a small amplitude, for example, called a small signal analysis method, using an electric circuit network. Thereby, the propagation characteristic in each frequency is analyzed.
  • the small signal analysis method is an analysis method that allows a nonlinear element in an electric network to be regarded as a linear element by assuming that the amplitude of an input signal is small.
  • a small signal model composed of linear elements is assumed under the assumption that the amplitude of an input signal is small, and an output with respect to a voltage of a designated frequency can be calculated.
  • the stress analysis unit 12 calculates the stress at each point. Specifically, the amplitude is integrated in the analyzed frequency range based on the amplitude value of each point obtained by the simulation execution unit 11. And the stress analysis part 12 calculates stress using the said Formula 1 based on the integrated result. Thereby, the stress in each pipe is calculated.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of a stress analysis result in the embodiment of the present invention.
  • the display mode of the piping changes according to the strength of the stress generated in each piping. Further, if such a display mode is displayed, a place where stress is likely to be generated is visualized, so that a risk factor can be presented to the user. For this reason, the output part 14 can also output the image data for displaying the screen shown in FIG.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of pipe strength data used in the embodiment of the present invention.
  • the SN curve shown in FIG. 10 shows the relationship between the stress amplitude and the number of repetitions.
  • the failure risk estimation unit 21 checks the stress calculated by the stress analysis unit 12 against this SN curve to obtain the value of the number of iterations that can be withstood. Specifically, the failure risk estimation unit 21 calculates the remaining number of repetitions that can be endured from the number of occurrences of stress estimated by the simulation, and sets this as the failure risk.
  • the output unit 14 presents the failure risk to the user by outputting, as a list, piping having a high failure risk (the remaining number of repetitions that can be tolerated is equal to or less than a threshold).
  • FIG. 11 is a block diagram illustrating an example of a computer that implements the piping diagnosis apparatus according to Embodiments 1 and 2 of the present invention.
  • the asset management apparatus 30 can also be realized by the computer shown in FIG.
  • a computer 110 includes a CPU (Central Processing Unit) 111, a main memory 112, a storage device 113, an input interface 114, a display controller 115, a data reader / writer 116, and a communication interface 117. With. These units are connected to each other via a bus 121 so that data communication is possible.
  • the computer 110 may include a GPU (GraphicsGraphProcessing Unit) or an FPGA (Field-ProgrammableGate Array) in addition to or instead of the CPU 111.
  • GPU GraphicsGraphProcessing Unit
  • FPGA Field-ProgrammableGate Array
  • the CPU 111 performs various operations by developing the program (code) in the present embodiment stored in the storage device 113 in the main memory 112 and executing them in a predetermined order.
  • the main memory 112 is typically a volatile storage device such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory).
  • the program in the present embodiment is provided in a state of being stored in a computer-readable recording medium 120. Note that the program in the present embodiment may be distributed on the Internet connected via the communication interface 117.
  • the storage device 113 includes a hard disk drive and a semiconductor storage device such as a flash memory.
  • the input interface 114 mediates data transmission between the CPU 111 and an input device 118 such as a keyboard and a mouse.
  • the display controller 115 is connected to the display device 119 and controls display on the display device 119.
  • the data reader / writer 116 mediates data transmission between the CPU 111 and the recording medium 120, and reads a program from the recording medium 120 and writes a processing result in the computer 110 to the recording medium 120.
  • the communication interface 117 mediates data transmission between the CPU 111 and another computer.
  • the recording medium 120 include general-purpose semiconductor storage devices such as CF (Compact Flash (registered trademark)) and SD (Secure Digital), magnetic recording media such as a flexible disk, or CD- An optical recording medium such as ROM (Compact Disk Read Only Memory) may be used.
  • CF Compact Flash
  • SD Secure Digital
  • magnetic recording media such as a flexible disk
  • CD- An optical recording medium such as ROM (Compact Disk Read Only Memory) may be used.
  • the piping diagnostic apparatus 10 in this Embodiment is realizable not only by the computer in which the program was installed but by using the hardware corresponding to each part. Furthermore, a part of the piping diagnosis device 10 may be realized by a program, and the remaining part may be realized by hardware.
  • a piping diagnostic device characterized by comprising:
  • Appendix 2 A failure risk estimation unit that estimates a failure risk of the piping facility based on the stress calculated by the stress analysis unit and the strength of the piping constituting the piping facility,
  • the simulation execution unit uses the piping information to construct an electrical circuit equivalent to the piping facility, regards the voltage in the electrical circuit as the pressure in the piping, and executes the simulation.
  • the piping diagnostic device according to appendix 1 or 2.
  • the simulation execution unit acquires the vibration characteristics for each frequency or the vibration characteristics of the time series in the piping constituting the piping facility by executing the simulation,
  • the stress analysis unit calculates the stress by integrating the vibration characteristics acquired by the simulation execution unit;
  • the piping diagnostic device according to appendix 1 or 2.
  • the piping information includes at least a connection relationship, a length, a diameter, an internal friction coefficient, and a pressure wave propagation speed in the piping constituting the piping facility.
  • the piping diagnostic device according to any one of appendices 1 to 4.
  • the piping facility is a water pipe network, and the piping information is water pipe network information held in a geographic information system.
  • the piping diagnostic device according to appendix 5.
  • a simulation execution unit for executing a simulation of pressure vibration in the piping constituting the piping facility based on piping information specifying the configuration of the piping facility to be diagnosed; Based on the pressure vibration obtained by the simulation, a stress analysis unit that calculates the stress generated in the piping constituting the piping facility, A failure risk estimation unit that estimates a failure risk of the piping facility based on the stress calculated by the stress analysis unit and the strength of the piping constituting the piping facility; Based on the failure risk estimated by the failure risk estimation unit, for each pipe constituting the piping facility, a replacement order setting unit, An asset management device characterized by comprising:
  • step (a) an electrical circuit equivalent to the piping facility is constructed using the piping information, the voltage in the electrical circuit is regarded as the pressure in the piping, and the simulation is executed.
  • step (a) by executing the simulation, a vibration characteristic for each frequency or a time-series vibration characteristic in the pipe constituting the pipe facility is obtained, In the step (b), the stress is calculated by integrating the vibration characteristics acquired by the simulation execution unit.
  • the piping information includes at least a connection relationship, a length, a diameter, an internal friction coefficient, and a pressure wave propagation speed in the piping constituting the piping facility.
  • the piping diagnosis method according to any one of appendices 8 to 11.
  • the piping facility is a water pipe network, and the piping information is water pipe network information held in a geographic information system.
  • step (a) an electrical circuit equivalent to the piping facility is constructed using the piping information, the voltage in the electrical circuit is regarded as the pressure in the piping, and the simulation is executed.
  • the recorded computer-readable recording medium according to appendix 14 or 15.
  • step (a) by executing the simulation, a vibration characteristic for each frequency or a time-series vibration characteristic in the pipe constituting the pipe facility is obtained, In the step (b), the stress is calculated by integrating the vibration characteristics acquired by the simulation execution unit.
  • the piping information includes at least a connection relationship, a length, a diameter, an internal friction coefficient, and a pressure wave propagation speed in the piping constituting the piping facility. 18.
  • a recorded computer-readable recording medium according to any one of appendices 14 to 17.
  • the piping facility is a water pipe network, and the piping information is water pipe network information held in a geographic information system.
  • the recorded computer-readable recording medium according to appendix 18.
  • the present invention is useful for applications such as a system that distributes fluid by a piping network, such as a piping network system that distributes purified water from a water purification plant, and a pipeline that sends oil and gas.
  • Piping diagnostic device (Embodiment 1) DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Simulation execution part 12 Stress analysis part 13 Input part 14 Output part 20 Piping diagnostic apparatus (Embodiment 2) DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Failure risk estimation part 22 Pipe strength estimation part 23 Piping information database 30 Asset management apparatus 31 Replacement order setting part 110 Computer 111 CPU 112 Main Memory 113 Storage Device 114 Input Interface 115 Display Controller 116 Data Reader / Writer 117 Communication Interface 118 Input Device 119 Display Device 120 Recording Medium 121 Bus

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Abstract

配管診断装置１０は、診断対象となる配管設備の構成を特定する配管情報に基づいて、配管設備を構成する配管内での圧力の振動のシミュレーションを実行する、シミュレーション実行部１１と、シミュレーションによって得られた圧力振動に基づいて、配管設備を構成する配管に生じる応力を計算する、応力解析部１２と、を備えている。

Description

配管診断装置、資産管理装置、配管診断方法、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体
　本発明は、上水道といった配管設備の故障リスクを診断するための、配管診断装置、及び配管診断方法に関し、更には、これらを実現するためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体、配管診断装置を用いた資産管理システムに関する。
　上水道網等の配管施設は、一般に規模が膨大である。また、地中に埋設された配管の劣化の進行は、配管が埋設された土壌の酸性度、電位、圧力等によって異なる場合がある。このため、相対的に新しい配管が急激に劣化し早期の交換が必要となる場合がある。従って、配管の補修や交換を的確かつ効率的に行うことが可能となるよう、現在の配管の劣化の程度と今後の劣化の進行を適切に診断する技術が求められている。
　現在の配管の劣化の程度を診断する技術については、特許文献１に、配管の非破壊検査に関する技術が開示されている。特許文献１に開示の技術では、まず、配管の長手方向に離隔された２点を通って管内を伝搬する振動の伝搬速度を表す実測値が求められる。続いて、伝搬速度の値から配管の肉厚を求める式に、実測値を適合させることによって、配管の肉厚が逆算される。
　その後、特許文献１に開示された技術では、算出された配管の肉厚から、現在の配管の劣化度合いが判定され、配管の劣化の進行が診断される。
　また、特許文献２は、配管網に対してシミュレーションを活用することによって、配管網における漏水量を推定する技術を開示している。具体的には、特許文献２開示されている技術では、水圧の解析結果と実際の測定の結果とが一致するように最適化演算を行なって需要量を算出し、算出した需要量と夜間の最小利用量とから、漏水量が推定される。このように、シミュレータを用いて、配管網の漏水量が推定できれば、配管網の劣化の進行を推定することが可能になると考えられる。
特開２０１３－６１３５０号公報 特許第５３２９８７１号公報
　ところで、一般的な配管網において、管内の流体の利用や状況の変化に伴い、バルブの急な開閉、空気だまりの発生及び崩壊、需要家の流体使用に伴う栓の開閉に伴って、流体の圧力の振動が発生する。このような圧力の変動は配管に応力変動を与え、配管の疲労を引き起こす。そして長年の使用により繰り返し応力変動が加わると、疲労が進展して配管が破断する。従って、配管網の配管の交換時期を推定するために、配管に加わる圧力変動を評価し疲労の進行速度を推定することは重要である。
　しかしながら、上記特許文献１に開示された技術では、配管網における圧力変動を評価することは不可能である。このため、今後の劣化の進行速度と、それに基づく水道管の寿命について推定することも不可能である。従って、適切な配管の交換時期を予測することができず、水道事業者においては、自身が保有する多数の配管について経済効率のよい交換順位を定めることができないという問題が発生する。
　また、特許文献２に開示された技術では、シミュレーションによって配管網における漏水量が推定されているに過ぎず、水撃のような動的な圧力変動については解析できないため、この技術によっても圧力変動を評価することは不可能である。
　本発明の目的の一例は、上記の課題を鑑み、配管設備において、将来の配管の劣化の進行を推定し得る、配管診断装置、資産管理装置、配管診断方法、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することにある。
　上記目的を達成するため、本発明の一側面における配管診断装置は、
　診断対象となる配管設備の構成を特定する配管情報に基づいて、前記配管設備を構成する配管内での圧力の振動のシミュレーションを実行する、シミュレーション実行部と、
　シミュレーションによって得られた圧力振動に基づいて、前記配管設備を構成する配管に生じる応力を計算する、応力解析部と、
を備えている、ことを特徴とする。
　また、上記目的を達成するため、本発明の一側面における資産管理装置は、
　診断対象となる配管設備の構成を特定する配管情報に基づいて、前記配管設備を構成する配管内での圧力の振動のシミュレーションを実行する、シミュレーション実行部と、
　シミュレーションによって得られた圧力振動に基づいて、前記配管設備を構成する配管に生じる応力を計算する、応力解析部と、
　前記応力解析部によって計算された前記応力と、前記配管設備を構成する配管の強度とに基づいて、前記配管設備の故障リスクを推定する、故障リスク推定部と、
　前記故障リスク推定部が推定した前記故障リスクに基づいて、前記配管設備を構成する各配管に対して、交換の順位を設定する、交換順位設定部と、
を備えている、ことを特徴とする。
　また、上記目的を達成するため、本発明の一側面における配管診断方法は、
（ａ）診断対象となる配管設備の構成を特定する配管情報に基づいて、前記配管設備を構成する配管内での圧力の振動のシミュレーションを実行する、ステップと、
（ｂ）シミュレーションによって得られた圧力振動に基づいて、前記配管設備を構成する配管に生じる応力を計算する、ステップと、
を有する、ことを特徴とする。
　更に、上記目的を達成するため、本発明の一側面におけるコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、
コンピュータに、
（ａ）診断対象となる配管設備の構成を特定する配管情報に基づいて、前記配管設備を構成する配管内での圧力の振動のシミュレーションを実行する、ステップと、
（ｂ）シミュレーションによって得られた圧力振動に基づいて、前記配管設備を構成する配管に生じる応力を計算する、ステップと、
を実行させる命令を含む、プログラムを記録していることを特徴とする。
　以上のように、本発明によれば、配管設備において、将来の配管の劣化の進行を推定することができる。
図１は、本発明の実施の形態１における配管診断装置の概略構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の実施の形態１における配管診断装置の具体的構成を示すブロック図である。 図３は、本発明の実施の形態１における配管診断装置の動作を示すフロー図である。 図４は、本発明の実施の形態２における配管診断装置の構成を具体的に示すブロック図である。 図５は、本発明の実施の形態２における配管診断装置の動作を示すフロー図である。 図６は、本発明の実施の形態における資産管理装置の構成を示すブロック図である。 図７は、地理情報システムのデータベースが格納している接続情報の一例を示す図である。 図８は、水道管網から電気回路網への変換を説明するための図である。 図９は、本発明の実施の形態における応力の解析結果の一例を示す図である。 図１０は、本発明の実施の形態で用いられる配管の強度データの一例を示す図である。 図１１は、本発明の実施の形態１及び２における配管診断装置を実現するコンピュータの一例を示すブロック図である。
（実施の形態１）
　以下、本実施の形態１における配管診断装置、配管診断方法、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体について、図１～図３を参照しながら説明する。
［装置構成］
　最初に、図１を用いて、本実施の形態１における配管診断装置の概略構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態１における配管診断装置の概略構成を示すブロック図である。
　図１に示す本実施の形態１における配管診断装置１０は、診断対象となる配管設備の劣化を診断するための装置である。図１に示すように、配管診断装置１０は、シミュレーション実行部１１と、応力解析部１２とを備えている。
　シミュレーション実行部１１は、診断対象となる配管設備の構成を特定する配管情報に基づいて、配管設備を構成する配管内での圧力の振動のシミュレーションを実行する。応力解析部１２は、シミュレーションによって得られた圧力振動に基づいて、配管設備を構成する配管に生じる応力を計算する。
　このように、本実施の形態１では、診断対象となる配管設備に将来生じる応力が計算される。また、配管に生じる応力は、配管の劣化、ひいては破断を引き起こすものである。このため、本実施の形態によれば、配管設備において、将来の配管の劣化の進行を推定することが可能となる。
　続いて、図２を用いて、本実施の形態１における配管診断装置の構成についてより具体的に説明する。図２は、本発明の実施の形態１における配管診断装置の具体的構成を示すブロック図である。
　図２に示すように、本実施の形態１では、配管診断装置１０は、上述したシミュレーション実行部１１及び応力解析部１２に加えて、入力部１３と、出力部１４とを備えている。
　このうち、入力部１３は、外部からの指示を受け付ける。例えば、配管の診断の開始が指示されると、入力部１３は、これを受け付け、受け付けた指示をシミュレーション実行部１１に渡す。
　また、入力部１３は、外部から配管情報を受け付け、受け付けた配管情報をシミュレーション実行部１１に入力する。また、入力部１３は、配管診断装置１０に接続された端末装置の画面上に、入力用の画面を提供することもできる。この場合、配管診断装置１０のユーザは、自身の端末装置の画面上で、配管情報を入力することができる。
　また、出力部１４は、応力解析部１２によって計算された計算結果を外部に出力する。具体的には、出力部１４は、配管診断装置１０に接続された端末装置、又は配管診断装置１０に接続された表示装置に、計算結果を出力する。この場合、端末装置又は表示装置の画面上に計算結果が表示される。ユーザは、画面上で、計算結果を確認することができる。
　配管情報は、上述したように、配管設備を構成する配管を流れる流体のシミュレーションの実行に用いられる情報である。具体的には、配管情報は、配管設備を構成する配管における、接続関係（配管のレイアウト）、長さ、直径（口径）、内部の摩擦係数、及び圧力波の伝搬速度を少なくとも含む。また、配管情報には、更に、配管の圧力振動に影響を与える要素、例えば、タンク、バルブ等の情報が含まれていても良い。更に摩擦係数及び伝搬速度は、配管の材質及び内面の表面粗さ等から計算可能であるため、摩擦係数及び伝搬速度の代わりに、これらを算出するための情報が含まれていても良い。
　また、本実施の形態１では、劣化の診断対象となる配管設備としては、水道管網が挙げられる。配管設備が水道管網である場合は、配管情報には、その他に、水道管網から水を使用する需要家の使用量、水道管網に繋がる貯水池、同じく水道管網に繋がるタンク、圧力調整バルブ等の情報が含まれていても良い。
　シミュレーション実行部１１は、本実施の形態１では、入力部１３から入力された配管情報に基づいて、配管設備を構成する配管内での圧力振動のシミュレーションを実行する。ここで、圧力振動のシミュレーションとは、配管設備が水道網の場合、需要家による水の使用、バルブの開閉等による圧力変動によって発生した振動が、配管網にどのように伝搬するかを、求めるものである。
　また、本実施の形態１では、シミュレーション実行部１１は、配管情報を用いて、配管設備と等価の電気回路を構築し、電気回路における電圧を配管内での圧力とみなして、シミュレーションを実行する。即ち、シミュレーション実行部１１は、配管設備を流れる流体の挙動を電気回路網で表現し、回路シミュレータで電圧を計算することによって、配管内の圧力を計算する。
　具体的には、流体の挙動を電気回路網で表現するため、配管を流れる流体の流量は電流に対応付けられ、配管内の圧力は電圧に対応付けられる。これにより、配管を流れる流体の状態をシミュレートできる電気回路網のモデルが作成（又は想定）される。また、モデル化された電気回路網における電流と、配管を流れる流体の流量とは、互いに変換することが可能である。また、電圧と圧力とは、互いに変換することが可能である。
　そして、シミュレーション実行部１１は、シミュレーションの実行により、電気回路網の各部における電圧を検出し、検出した電圧を圧力に変換することによって、圧力変動のシミュレーション結果とする。また、シミュレーション実行部１１は、シミュレーションの実行によって、配管設備を構成する配管における周波数毎の振動特性又は時系列の振動特性を取得することもできる。
　また、シミュレーション実行部１１は、配管設備から電気回路網を構築する代わりに、各配管の伝搬特性に基づいて、連立微分方程式を構築することもできる。この場合、シミュレーション実行部１１は、連立微分方程式の数値計算によって、圧力の振動を算出する。
　更に、シミュレーション実行部１１は、既存の流体のシミュレータを用いて、インパルス応答を計算することで、配管の圧力の振動を求めることもできる。更に、シミュレーション実行部１１は、図２に示されていない別のシミュレータと協働して、圧力振動のシミュレーションを実行することもできる。この場合、シミュレータは、外部の別のコンピュータが提供していても良い。
　応力解析部１２は、上述したように、シミュレーションによって得られた圧力振動に基づいて、配管設備を構成する配管に生じる応力を計算する。ここで、円筒状の配管の直径をｄ、厚さをｔとし、そこに圧力ｐが加わるとすると、配管には、円周方向に沿って配管を引き伸ばすように（配管の直径を拡大するように）応力σが発生する。この応力をフープ応力といい、応力は下記の数１で算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　従って、応力解析部１２は、上記数１を用いて、シミュレーション実行部１１によって求められた圧力振動を応力に変換し、各配管における応力を算出する。なお、応力の算出方法は、上記数１に限定されるものではない。応力解析部１２は、配管の内部の形状に基づいて、内部に掛かる圧力から、配管に掛かる応力を算出することもできる。
　また、シミュレーション実行部１１が、シミュレーションの実行によって、配管設備を構成する配管における周波数毎の振動特性を又は時系列の振動特性を取得している場合は、取得されているデータは複数点のデータである。よって、この場合、応力解析部１２は、振動特性を設定された範囲で積分することによって、応力を計算することもできる。また、応力解析部１２は、取得された振動特性の最大値及び平均値を抽出することもできる。
　その後、出力部１４が、上述したように、応力解析部１２によって算出された応力を、解析結果として、外部に出力する。このとき、出力部１４は、算出された応力だけでなく、シミュレーション実行部によって得られた圧力変動のデータ自体を出力しても良い。更に、出力部１４は、ユーザが配管毎の応力を視認できるように、応力の違いを視覚的に表現した画像の画像データを出力することもできる。
［装置動作］
　次に、本実施の形態１における配管診断装置１０の動作について図３を用いて説明する。図３は、本発明の実施の形態１における配管診断装置の動作を示すフロー図である。以下の説明においては、適宜図１及び図２を参酌する。また、本実施の形態１では、配管診断装置１０を動作させることによって、配管診断方法が実施される。よって、本実施の形態１における配管診断方法の説明は、以下の配管診断装置１０の動作説明に代える。
　図３に示すように、最初に、入力部１３は、外部から配管情報を受け付け、受け付けた配管情報をシミュレーション実行部１１に入力する（ステップＡ１）。
　次に、シミュレーション実行部１１は、ステップＡ１で入力部１３から入力された配管情報に基づいて、配管設備を構成する配管内での圧力振動のシミュレーションを実行する（ステップＡ２）。具体的には、シミュレーション実行部１１は、配管情報を用いて、配管設備と等価の電気回路を構築し、電気回路における電圧を配管内での圧力とみなして、シミュレーションを実行する。
　次に、応力解析部１２は、ステップＡ２によるシミュレーションによって得られた圧力振動に基づいて、配管設備を構成する配管に生じる応力を計算する（ステップＡ３）。
　その後、出力部１４は、ステップＡ３で応力解析部１２によって算出された応力を、解析結果として、外部に出力する（ステップＡ４）。具体的には、出力部１４は、配管診断装置１０に接続された端末装置、又は配管診断装置１０に接続された表示装置に、計算結果を出力する。
　以上のように、本実施の形態１によれば、配管に将来生じる応力が計算されるので、ユーザは、配管の破裂リスクを推定でき、更には、配管の適切な交換時期及び交換の順番を定めることができる。これにより、配管の破裂を効果的に削減する交換を行うことができる。
［プログラム］
　本実施の形態１におけるプログラムは、コンピュータに、図３に示すステップＡ１～Ａ４を実行させるプログラムであれば良い。このプログラムをコンピュータにインストールし、実行することによって、本実施の形態１における配管診断装置１０と配管診断方法とを実現することができる。この場合、コンピュータのプロセッサは、シミュレーション実行部１１、応力解析部１２、入力部１３、及び出力部１４として機能し、処理を行なう。
　また、本実施の形態１におけるプログラムは、複数のコンピュータによって構築されたコンピュータシステムによって実行されても良い。この場合は、例えば、各コンピュータが、それぞれ、シミュレーション実行部１１、応力解析部１２、入力部１３、及び出力部１４のいずれかとして機能しても良い。
（実施の形態２）
　続いて、本実施の形態２における配管診断装置、配管診断方法、及びプログラムについて、図４及び図５を参照しながら説明する。また、本実施の形態２においては、本発明の実施の形態における資産管理装置についても説明する。
［装置構成］
　最初に、図４を用いて、本実施の形態２における配管診断装置の構成について説明する。図４は、本発明の実施の形態２における配管診断装置の構成を具体的に示すブロック図である。
　図４に示すように、本実施の形態２における配管診断装置２０は、図２に示した実施の形態１における配管診断装置１０と同様に、シミュレーション実行部１１、応力解析部１２、入力部１３、及び出力部１４を備えている。但し、本実施の形態２においては、配管診断装置２０は、以下の点で異なっている。以下においては実施の形態１との相違点を中心に説明する。
　図４に示すように、本実施の形態２においては、配管診断装置２０は、配管診断装置１０と同様の構成に加えて、故障リスク推定部２１と、配管強度推定部２２と、配管情報データベース２３とを備えている。
　配管情報データベース２３は、シミュレーション実行部１１に用いる配管情報を格納している。配管情報データベース２３が格納している配管情報は、実施の形態１で述べた配管情報と同様のものを含んでいる。本実施の形態では、入力部１３は、配管情報データベース２３から取得した配管情報をシミュレーション実行部１１に入力する。
　また、図４の例では、配管情報データベース２３は、配管診断装置２０の内部に構築されているが、本実施の形態では、配管情報データベース２３は、外部のコンピュータによって提供されていても良い。例えば、配管情報データベース２３として、地理情報システム（ＧＩＳ：Geographic Information System）が提供するデータベースが用いられていても良い。
　配管情報データベース２３には、配管の強度データも格納されている。強度データは、対象とする配管の強度を示すデータである。配管の強度の測定方法としては、直接肉厚を計測する方法、磁界センサによって強度を測定するmagnetic flux leakage法（MFL法）、渦電流を計測するRemote Field Eddy Current法（RFEC法）、Broadband Electromagnetic法（BEM法）が挙げられる。なお、これらの方法を実施するためには、予め、配管が埋設されている箇所の周囲の土を掘削する必要がある。
　また、土を掘削せず配管が埋設されたまま配管の強度を測定する方法としては、上述の特許文献１に開示されている、音速から肉厚を推定する方法等が挙げられる。また、配管内にカメラを挿入して管壁の表面を観測し、管の劣化状態を大まかに推定する方法も挙げられる。
　更に、配管情報データベース２３は、上述の配管情報、強度データに加えて、各配管の材質、距離、敷設された時期、場所等を特定する情報を格納していても良い。更に、配管情報データベース２３は、実験データ又は文献情報に基づいて、配管の材質及び口径毎に、配管の強度を示すＳ－Ｎ曲線のデータを格納していても良い。このＳ－Ｎ曲線としては、新品配管と劣化配管との両方のデータが格納されているのが良く、この場合、特に、劣化配管のＳ－Ｎ曲線は、それに対応する配管の強度の度合いと対応付けられて格納されている。
　配管強度推定部２２は、配管設備を構成する配管の強度を推定する。具体的には、配管強度推定部２２は、配管情報データベース２３に格納されている情報に基づいて、対象とする配管の強度を推定して、Ｓ－Ｎ曲線を出力する。
　具体的には、配管強度推定部２２は、強度が直接測定されている配管については、その測定結果と対応するＳ－Ｎ曲線を選択または作成する。また、配管強度推定部２２は、強度が直接測定されていない配管については、配管情報データベース２３から、対象とする配管と材料及び口径が同じ配管のＳ－Ｎ曲線に基づいて、対象とする配管のＳ－Ｎ曲線を作成する。
　更に、対象とする配管と材料及び口径が同じ配管のＳ－Ｎ曲線が配管情報データベース２３に格納されていない場合は、配管強度推定部２２は、材料は同一であるが、口径が異なる配管のＳ－Ｎ曲線から、対象とする配管のＳ－Ｎ曲線を算出する。
　また、対象とする配管の強度が測定されていない場合は、配管強度推定部２２は、対象とする配管が敷設されてからの経過年数と、配管の平均寿命とから劣化度合いを推定し、推定した劣化度合に基づいて、対象とする配管のＳ－Ｎ曲線を作成することもできる。
　故障リスク推定部２１は、故障リスクとして、応力の発生回数（圧力変動回数）が多いほど値が高くなる指標を算出する。具体的には、故障リスク推定部２１は、先ず、応力解析部１２の解析結果から、配管における応力の発生回数を算出する。次いで、故障リスク推定部２１は、算出した応力の発生回数と、配管強度推定部２２が推定した対象配管のＳ－Ｎ曲線とを用いて、故障リスクを示す指標を算出する。
　例えば、シミュレーションによって、配管が製造されて設置されてから、振幅σ1のフープ応力の変動がｎ１回、振幅σ2のフープ応力の変動がｎ２回、振幅σ3のフープ応力の変動がｎ３回発生することが想定されたとする。このときの配管の疲労度Ｄは、下記の数２で評価することができる。この疲労度Ｄが大きいほど破断のリスクが大きいことを示す。疲労度Ｄの最大値は１である。従って、故障リスク推定部２１は、下記の数２を用いて疲労度Ｄを算出し、算出した疲労度Ｄを配管の故障リスクとして出力することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　また、上記数２において、Ｄ＝１となる場合は、統計的に配管が破断する予想時期を表すので、故障リスク推定部２１は、これを用いて配管の残寿命を推定することもできる。すなわち、現在の疲労度がＤ、現時点で時間Δｔの間に、振幅σ1、σ2、σ3、・・・、σi回のフープ応力の変動が、それぞれΔｎ１、Δｎ２、Δｎ３、・・・Δｎｉ回発生している場合、故障リスク推定部２１は、まず、単位期間あたりの疲労度の増加率ΔD／Δｔを下記の数３を用いて算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　そして、上記数３において、Ｄ＝１となるまでの時間（残寿命）ｔ’は、Ｄ+ｔ’ΔＤ／Δｔ＝１であるから、故障リスク推定部２１は、下記の数４を用いて、時間（残寿命）ｔ’を算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　その後、出力部１４が、故障リスク推定部２１が算出した故障リスク及び残寿命を、外部に出力する。更に、出力部１４は、ユーザが配管毎の故障リスクを視認できるように、故障リスクの違いを視覚的に表現した画像の画像データを出力することもできる。また、出力部１４は、配管毎の故障リスクを記録したリストを出力することもできる。
［装置動作］
　次に、本実施の形態２における配管診断装置２０の動作について図５を用いて説明する。図５は、本発明の実施の形態２における配管診断装置の動作を示すフロー図である。以下の説明においては、適宜図４を参酌する。また、本実施の形態２では、配管診断装置２０を動作させることによって、配管診断方法が実施される。よって、本実施の形態２における配管診断方法の説明は、以下の配管診断装置２０の動作説明に代える。
　図５に示すように、最初に、入力部１３は、配管情報データベース２３から配管情報を取得し、取得した配管情報をシミュレーション実行部１１に入力する（ステップＢ１）。
　次に、シミュレーション実行部１１は、ステップＢ１で入力部１３から入力された配管情報に基づいて、配管設備を構成する配管内での圧力振動のシミュレーションを実行する（ステップＢ２）。ステップＢ２は、図３に示したステップＡ２と同様のステップである。
　次に、応力解析部１２は、ステップＢ２によるシミュレーションによって得られた圧力振動に基づいて、配管設備を構成する配管に生じる応力を計算する（ステップＢ３）。
　次に、配管強度推定部２２は、配管設備を構成する配管の強度を推定する（ステップＢ４）。具体的には、配管強度推定部２２は、配管情報データベース２３に格納されている情報に基づいて、対象とする配管の強度を推定して、Ｓ－Ｎ曲線を出力する。
　次に、故障リスク推定部２１は、ステップＢ３の解析結果から、配管における応力の発生回数を算出する。次いで、故障リスク推定部２１は、算出した応力の発生回数と、ステップＢ４で推定した対象配管のＳ－Ｎ曲線とを用いて、故障リスクを示す指標を算出する（ステップＢ５）。また、ステップＢ５では、故障リスク推定部２１は、配管の残寿命も算出する。
　次に、出力部１４が、故障リスク推定部２１が算出した故障リスク及び残寿命を、外部に出力する（ステップＢ６）。具体的には、出力部１４は、配管診断装置２０に接続された端末装置、又は配管診断装置２０に接続された表示装置に、故障リスク及び残寿命を出力する。
　以上のように本実施の形態２によれば、配管の今後の劣化の進行が推定される。このため、配管が破裂してしまう可能性を推定でき、更には、配管の適切な交換時期、交換の順番を定めることもできる。そして、この結果、効率良く、配管設備の故障の発生を抑制することができる。
［プログラム］
　本実施の形態２におけるプログラムは、コンピュータに、図５に示すステップＢ１～Ｂ６を実行させるプログラムであれば良い。このプログラムをコンピュータにインストールし、実行することによって、本実施の形態２における配管診断装置２０と配管診断方法とを実現することができる。この場合、コンピュータのプロセッサは、シミュレーション実行部１１、応力解析部１２、入力部１３、出力部１４、故障リスク推定部２１、及び配管強度推定部２２として機能し、処理を行なう。
　また、本実施の形態２におけるプログラムは、複数のコンピュータによって構築されたコンピュータシステムによって実行されても良い。この場合は、例えば、各コンピュータが、それぞれ、シミュレーション実行部１１、応力解析部１２、入力部１３、出力部１４、故障リスク推定部２１、及び配管強度推定部２２のいずれかとして機能しても良い。
（資産管理装置）
　続いて、図６を用いて、本実施の形態における資産管理装置について説明する。図６は、本発明の実施の形態における資産管理装置の構成を示すブロック図である。
　図６に示すように、本実施の形態における資産管理装置３０は、事業者が保有する配管設備の管理を行なうための装置である。図６に示すように、資産管理装置３０は、図４に示した配管診断装置２０と、交換順位設定部３１とを備えている。
　交換順位設定部３１は、配管診断装置２０において故障リスク推定部２１が故障リスクを推定すると、推定された故障リスクに基づいて、配管設備を構成する各配管に対して、交換の順位を設定する。具体的には、交換順位設定部３１は、故障リスク推定部２１によって算出された指標に基づいて、各配管に交換の順位を設定する。
　交換順位設定部３１は、例えば、疲労度Ｄの大きい配管を優先して交換の順位を設定する。これにより、事業者は、故障のリスクの高い配管から交換を実施することができるので、事業者が保有する配管の故障を最小限するための効率的な交換が可能となる。
（具体例）
　続いて、図７～図１０を用いて、上述の実施の形態２における配管診断装置２０の動作を具体的に説明する。
　まず、本具体例においては、配管情報データベース２３として、地理情報システム（ＧＩＳ：Geographic Information System）が提供するデータベースが用いられているとする。このデータベースには、水道管網の情報、具体的には、水道管網にある配管の長さ、材料、口径、距離、敷設された年代、場所が格納されている。また、同様に、データベースには、水源及びタンクの接続情報も格納されている。図７は、地理情報システムのデータベースが格納している接続情報の一例を示す図である。また、データベースには、管の材料と口径と圧力振動の伝搬速度との関係のデータ、強度データも格納され、更に、解析する周波数などの解析条件も含格納されている。
　従って、ユーザは、入力部１３を介して、地理情報システム上の水道網を選択し、配管診断装置２０に対して、解析を指示する。これにより、シミュレーション実行部１１が、配管情報に基づいて、シミュレーションを実行する。
　具体的には、シミュレーション実行部１１は、配管情報に基づいて、水道管網を電気回路網に変換する。ここで、図８を用いて、水道管網の電気回路網への変換について説明する。図８は、水道管網から電気回路網への変換を説明するための図である。
　図８に示すように、電気回路網を用いて水道管網を表すことは、管３０１を流れる流体の圧力と流量との間の関係性を、電圧と電流との間の関係性と対比させることで可能である。例えば、管網を構成する１本の管３０１は、図８に示すように、コイル３１１とコンデンサ３１２と抵抗３１３とで構成される電気回路３０２に対応付けることが可能である。
　即ち、例えば、２点間をつなぐ管３０１は、電気回路３０２で表現することが可能である。このとき、電気回路３０２における、コイル３１１のインダクタンスＬ、コンデンサ３１２のキャパシタンスＣ、抵抗３１３の抵抗値Ｒは、それぞれ下記の数５によって求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　数５における圧力振動の伝搬速度は、配管情報データベース２３から、管の材質、口径を取得し、取得した数値を用いることで算出可能である。
　シミュレーション実行部１１は、抵抗３１３の代わりに、抵抗３１３によって損失する圧力の大きさ（圧力損失）を表現する電気素子を用いることもできる。圧力損失をＰとすると、Ｐは、たとえば、ヘーゼン・ウィリアムスの式に基づく下記の数６によって表現される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　上記数６において、流量係数とは、ヘーゼン・ウィリアムスの式において、管内の流体の流れやすさを表し、配管の材質及び経年変化の度合いに応じて定まる係数である。但し、上記数６は、管３０１を流れる流体が水である場合の例であり、圧力損失を表現する式は、流体の種類や様々な条件に応じて適切な式が用いられる。
　また、シミュレーション実行部１１は、作成した電気回路網に、シミュレートするためのデータを入力する。入力されるデータとしては、解析すべき周波数等が挙げられる。シミュレーション実行部１１は、電気回路網を用いて、例えば、小信号解析法と呼ばれる、振幅の小さい入力信号を用いた解析を実行する。これにより、各周波数における伝搬特性が解析される。小信号解析法は、入力信号の振幅が小さいと仮定することで、電気回路網中の非線形な素子を線形な素子とみなすことができる解析手法である。小信号解析法では、入力信号の振幅が小さいという仮定のもと、線型な素子で構成された小信号モデルが想定され、指定された周波数の電圧に対する出力を算出することができる。
　次に、応力解析部１２は、各点での応力を計算する。具体的には、シミュレーション実行部１１で求めた各点の振幅値を元に、解析された周波数範囲で、振幅を積分する。そして、応力解析部１２は、積分した結果を元に、上記数１を用いて応力を算出する。これにより、各配管での応力が計算される。
　図９は、本発明の実施の形態における応力の解析結果の一例を示す図である。図９の例では、各配管で発生している応力の強度に応じて、配管の表示態様が変化している。また、このような表示態様を表示するようにすれば、応力の発生しやすい場所が可視化されるので、ユーザに対してリスク要因を提示できる。このため、出力部１４は、図９に示す画面を表示するための画像データを出力することもできる。
　次に、配管強度推定部２２は、配管情報データベース２３から、配管の強度データとして、図１０に示すＳ－Ｎ曲線を取得する。図１０は、本発明の実施の形態で用いられる配管の強度データの一例を示す図である。図１０に示すＳ－Ｎ曲線は、応力振幅と繰り返し数との関係を示している。
　故障リスク推定部２１は、このＳ－Ｎ曲線に、応力解析部１２によって計算された応力を照合することで、耐えられる繰り返し回数の値を取得する。具体的には、故障リスク推定部２１は、シミュレーションによって推定される応力の発生回数から、残りの耐えられる繰り返し回数を計算し、それを故障リスクとする。
　出力部１４は、例えば、故障リスクの大きい（残りの耐えられる繰り返し回数が閾値以下）配管をリストとして出力することにより、故障リスクをユーザに提示する。
（物理構成）
　ここで、本実施の形態１及び２におけるプログラムを実行することによって、配管診断装置を実現するコンピュータについて図１１を用いて説明する。図１１は、本発明の実施の形態１及び２における配管診断装置を実現するコンピュータの一例を示すブロック図である。また、本実施の形態では、図１１に示すコンピュータによって、資産管理装置３０を実現することもできる。
　図１１に示すように、コンピュータ１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１１と、メインメモリ１１２と、記憶装置１１３と、入力インターフェイス１１４と、表示コントローラ１１５と、データリーダ／ライタ１１６と、通信インターフェイス１１７とを備える。これらの各部は、バス１２１を介して、互いにデータ通信可能に接続される。なお、コンピュータ１１０は、ＣＰＵ１１１に加えて、又はＣＰＵ１１１に代えて、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、又はＦＰＧＡ（Field-ProgrammableGate Array）を備えていても良い。
　ＣＰＵ１１１は、記憶装置１１３に格納された、本実施の形態におけるプログラム（コード）をメインメモリ１１２に展開し、これらを所定順序で実行することにより、各種の演算を実施する。メインメモリ１１２は、典型的には、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の揮発性の記憶装置である。また、本実施の形態におけるプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体１２０に格納された状態で提供される。なお、本実施の形態におけるプログラムは、通信インターフェイス１１７を介して接続されたインターネット上で流通するものであっても良い。
　また、記憶装置１１３の具体例としては、ハードディスクドライブの他、フラッシュメモリ等の半導体記憶装置が挙げられる。入力インターフェイス１１４は、ＣＰＵ１１１と、キーボード及びマウスといった入力機器１１８との間のデータ伝送を仲介する。表示コントローラ１１５は、ディスプレイ装置１１９と接続され、ディスプレイ装置１１９での表示を制御する。
　データリーダ／ライタ１１６は、ＣＰＵ１１１と記録媒体１２０との間のデータ伝送を仲介し、記録媒体１２０からのプログラムの読み出し、及びコンピュータ１１０における処理結果の記録媒体１２０への書き込みを実行する。通信インターフェイス１１７は、ＣＰＵ１１１と、他のコンピュータとの間のデータ伝送を仲介する。
　また、記録媒体１２０の具体例としては、ＣＦ（Compact Flash（登録商標））及びＳＤ（Secure Digital）等の汎用的な半導体記憶デバイス、フレキシブルディスク（Flexible Disk）等の磁気記録媒体、又はＣＤ－ＲＯＭ（Compact DiskRead Only Memory）などの光学記録媒体が挙げられる。
　なお、本実施の形態における配管診断装置１０は、プログラムがインストールされたコンピュータではなく、各部に対応したハードウェアを用いることによっても実現可能である。更に、配管診断装置１０は、一部がプログラムで実現され、残りの部分がハードウェアで実現されていてもよい。
　上述した実施の形態の一部又は全部は、以下に記載する（付記１）～（付記１９）によって表現することができるが、以下の記載に限定されるものではない。
（付記１）
　診断対象となる配管設備の構成を特定する配管情報に基づいて、前記配管設備を構成する配管内での圧力の振動のシミュレーションを実行する、シミュレーション実行部と、
　シミュレーションによって得られた圧力振動に基づいて、前記配管設備を構成する配管に生じる応力を計算する、応力解析部と、
を備えている、ことを特徴とする配管診断装置。
（付記２）
　前記応力解析部によって計算された前記応力と、前記配管設備を構成する配管の強度とに基づいて、前記配管設備の故障リスクを推定する、故障リスク推定部を、
更に備えている、付記１に記載の配管診断装置。
（付記３）
　前記シミュレーション実行部は、前記配管情報を用いて、前記配管設備と等価の電気回路を構築し、前記電気回路における電圧を前記配管内での圧力とみなして、前記シミュレーションを実行する、
付記１または２に記載の配管診断装置。
（付記４）
　前記シミュレーション実行部が、前記シミュレーションの実行によって、前記配管設備を構成する配管における周波数毎の振動特性又は時系列の振動特性を取得し、
　前記応力解析部が、前記シミュレーション実行部によって取得された振動特性を積分することによって、前記応力を計算する、
付記１または２に記載の配管診断装置。
（付記５）
　前記配管情報が、前記配管設備を構成する配管における、接続関係、長さ、直径、内部の摩擦係数、及び圧力波の伝搬速度を少なくとも含む、
付記１～４のいずれかに記載の配管診断装置。
（付記６）
　前記配管設備が、水道管網であり、前記配管情報が、地理情報システムに保持されている水道管網情報である、
付記５に記載の配管診断装置。
（付記７）
　診断対象となる配管設備の構成を特定する配管情報に基づいて、前記配管設備を構成する配管内での圧力の振動のシミュレーションを実行する、シミュレーション実行部と、
　シミュレーションによって得られた圧力振動に基づいて、前記配管設備を構成する配管に生じる応力を計算する、応力解析部と、
　前記応力解析部によって計算された前記応力と、前記配管設備を構成する配管の強度とに基づいて、前記配管設備の故障リスクを推定する、故障リスク推定部と、
　前記故障リスク推定部が推定した前記故障リスクに基づいて、前記配管設備を構成する各配管に対して、交換の順位を設定する、交換順位設定部と、
を備えている、ことを特徴とする資産管理装置。
（付記８）
（ａ）診断対象となる配管設備の構成を特定する配管情報に基づいて、前記配管設備を構成する配管内での圧力の振動のシミュレーションを実行する、ステップと、
（ｂ）シミュレーションによって得られた圧力振動に基づいて、前記配管設備を構成する配管に生じる応力を計算する、ステップと、
を有する、ことを特徴とする配管診断方法。
（付記９）
（ｃ）前記（ｂ）のステップによって計算された前記応力と、前記配管設備を構成する配管の強度とに基づいて、前記配管設備の故障リスクを推定する、ステップを、
更に有する、付記８に記載の配管診断方法。
（付記１０）
　前記（ａ）のステップにおいて、前記配管情報を用いて、前記配管設備と等価の電気回路を構築し、前記電気回路における電圧を前記配管内での圧力とみなして、前記シミュレーションを実行する、
付記８または９に記載の配管診断方法。
（付記１１）
　前記（ａ）のステップにおいて、前記シミュレーションの実行によって、前記配管設備を構成する配管における周波数毎の振動特性又は時系列の振動特性を取得し、
　前記（ｂ）のステップにおいて、前記シミュレーション実行部によって取得された振動特性を積分することによって、前記応力を計算する、
付記８または９に記載の配管診断方法。
（付記１２）
　前記配管情報が、前記配管設備を構成する配管における、接続関係、長さ、直径、内部の摩擦係数、及び圧力波の伝搬速度を少なくとも含む、
付記８～１１のいずれかに記載の配管診断方法。
（付記１３）
　前記配管設備が、水道管網であり、前記配管情報が、地理情報システムに保持されている水道管網情報である、
付記１２に記載の配管診断方法。
（付記１４）
コンピュータに、
（ａ）診断対象となる配管設備の構成を特定する配管情報に基づいて、前記配管設備を構成する配管内での圧力の振動のシミュレーションを実行する、ステップと、
（ｂ）シミュレーションによって得られた圧力振動に基づいて、前記配管設備を構成する配管に生じる応力を計算する、ステップと、
を実行させる命令を含む、プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
（付記１５）
前記プログラムが、前記コンピュータに、
（ｃ）前記（ｂ）のステップによって計算された前記応力と、前記配管設備を構成する配管の強度とに基づいて、前記配管設備の故障リスクを推定する、ステップを、
更に実行させる命令を含む、付記１４に記載の記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
（付記１６）
　前記（ａ）のステップにおいて、前記配管情報を用いて、前記配管設備と等価の電気回路を構築し、前記電気回路における電圧を前記配管内での圧力とみなして、前記シミュレーションを実行する、
付記１４または１５に記載の記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
（付記１７）
　前記（ａ）のステップにおいて、前記シミュレーションの実行によって、前記配管設備を構成する配管における周波数毎の振動特性又は時系列の振動特性を取得し、
　前記（ｂ）のステップにおいて、前記シミュレーション実行部によって取得された振動特性を積分することによって、前記応力を計算する、
付記１４または１５に記載の記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
（付記１８）
　前記配管情報が、前記配管設備を構成する配管における、接続関係、長さ、直径、内部の摩擦係数、及び圧力波の伝搬速度を少なくとも含む、
付記１４～１７のいずれかに記載の記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
（付記１９）
　前記配管設備が、水道管網であり、前記配管情報が、地理情報システムに保持されている水道管網情報である、
付記１８に記載の記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
　以上、実施の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の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。
　この出願は、２０１７年３月２８日に出願された日本出願特願２０１７－０６２６５０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。
　以上のように、本発明によれば、配管設備において、将来の配管の劣化の進行を推定することができる。本発明は、流体を配管網で分配するシステム、たとえば浄水場から浄水を配水する配管網システムや、石油・ガスを送るパイプライン、といった用途に有用である。
　１０　配管診断装置（実施の形態１）
　１１　シミュレーション実行部
　１２　応力解析部
　１３　入力部
　１４　出力部
　２０　配管診断装置（実施の形態２）
　２１　故障リスク推定部
　２２　配管強度推定部
　２３　配管情報データベース
　３０　資産管理装置
　３１　交換順位設定部
　１１０　コンピュータ
　１１１　ＣＰＵ
　１１２　メインメモリ
　１１３　記憶装置
　１１４　入力インターフェイス
　１１５　表示コントローラ
　１１６　データリーダ／ライタ
　１１７　通信インターフェイス
　１１８　入力機器
　１１９　ディスプレイ装置
　１２０　記録媒体
　１２１　バス

Claims (9)

  1. 　診断対象となる配管設備の構成を特定する配管情報に基づいて、前記配管設備を構成する配管内での圧力の振動のシミュレーションを実行する、シミュレーション実行部と、
    　シミュレーションによって得られた圧力振動に基づいて、前記配管設備を構成する配管に生じる応力を計算する、応力解析部と、
    を備えている、ことを特徴とする配管診断装置。
  2. 　前記応力解析部によって計算された前記応力と、前記配管設備を構成する配管の強度とに基づいて、前記配管設備の故障リスクを推定する、故障リスク推定部を、
    更に備えている、請求項１に記載の配管診断装置。
  3. 　前記シミュレーション実行部は、前記配管情報を用いて、前記配管設備と等価の電気回路を構築し、前記電気回路における電圧を前記配管内での圧力とみなして、前記シミュレーションを実行する、
    請求項１または２に記載の配管診断装置。
  4. 　前記シミュレーション実行部が、前記シミュレーションの実行によって、前記配管設備を構成する配管における周波数毎の振動特性又は時系列の振動特性を取得し、
    　前記応力解析部が、前記シミュレーション実行部によって取得された振動特性を積分することによって、前記応力を計算する、
    請求項１または２に記載の配管診断装置。
  5. 　前記配管情報が、前記配管設備を構成する配管における、接続関係、長さ、直径、内部の摩擦係数、及び圧力波の伝搬速度を少なくとも含む、
    請求項１～４のいずれかに記載の配管診断装置。
  6. 　前記配管設備が、水道管網であり、前記配管情報が、地理情報システムに保持されている水道管網情報である、
    請求項５に記載の配管診断装置。
  7. 　診断対象となる配管設備の構成を特定する配管情報に基づいて、前記配管設備を構成する配管内での圧力の振動のシミュレーションを実行する、シミュレーション実行部と、
    　シミュレーションによって得られた圧力振動に基づいて、前記配管設備を構成する配管に生じる応力を計算する、応力解析部と、
    　前記応力解析部によって計算された前記応力と、前記配管設備を構成する配管の強度とに基づいて、前記配管設備の故障リスクを推定する、故障リスク推定部と、
    　前記故障リスク推定部が推定した前記故障リスクに基づいて、前記配管設備を構成する各配管に対して、交換の順位を設定する、交換順位設定部と、
    を備えている、ことを特徴とする資産管理装置。
  8. （ａ）診断対象となる配管設備の構成を特定する配管情報に基づいて、前記配管設備を構成する配管内での圧力の振動のシミュレーションを実行する、ステップと、
    （ｂ）シミュレーションによって得られた圧力振動に基づいて、前記配管設備を構成する配管に生じる応力を計算する、ステップと、
    を有する、ことを特徴とする配管診断方法。
  9. コンピュータに、
    （ａ）診断対象となる配管設備の構成を特定する配管情報に基づいて、前記配管設備を構成する配管内での圧力の振動のシミュレーションを実行する、ステップと、
    （ｂ）シミュレーションによって得られた圧力振動に基づいて、前記配管設備を構成する配管に生じる応力を計算する、ステップと、
    を実行させる命令を含む、プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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