CN103292966A - 漏水检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种漏水检测装置，该漏水检测装置推定构成配水管网的配水块内的漏水分布，确定配水块内的漏水。用于监视配水块的状态的漏水检测装置，包括：数据收集部，收集配水块的入口的管路的流量值及配水块的干线上的多个节点的压力值；管网计算部，推定配水块整体的节点的压力值及管路的流量值；以及干线漏水推定部，根据配水块整体的漏水量、由数据收集部收集的干线上的多个节点的压力值和管网计算部推定的干线上的多个节点的压力值，推定干线上的多个节点的虚拟漏水量。

Description

漏水检测装置

技术领域

本发明涉及监视构成自来水道设施的配水管网的配水块的状态的漏水检测装置。

背景技术

一般来说，在自来水道的配水管网上存在有管断裂或腐蚀、连接部的密封件的劣化等造成的各种漏水。这些漏水因发现较晚，不仅浪费贵重的水资源，还会引起道路的塌陷或浸水等危害，因此希望尽量在早期阶段发现并进行维修。

因此，为了防止配水管网的漏水，现场调查员定期巡检，采用用听音棒等调查有无漏水的方法。但是，要用听音棒可靠判断有无漏水，要求现场调查员具有很高的熟练度，因此，提出了一种自动分析漏水音而判断附近有无漏水的装置（例如参照专利文献1）。

此外，还提出了一种装置，该装置根据基于各管路的埋设位置、埋设年数、材质、口径、管路延长、给水栓个数等信息计算的结构比率，通过概率推定配水块内的分区单位的漏水量（例如参照专利文献2）。

此外，提出了一种装置，该装置通过将经管网计算（也称作管网解析、水理解析）计算的压力推定值和由压力计测定的压力值之差进行最小化的最优化计算，推定管网的各节点的漏水分配量（例如参照专利文献3）。

此外，提出了一种***，该***通过关闭阀等方式将配水管网分割为多个配水块，测定流入各配水块的夜间流量，由此掌握配水块内的漏水量，并提供有关应重点调查哪个配水块的信息。（例如参照专利文献4）。

专利文献1：日本特开2000-155066号公报

专利文献2：日本特开2009-192329号公报

专利文献3：日本特开2010-48058号公报

专利文献4：日本特开2011-191064号公报

但是，专利文献1记载的方法以漏水音作为线索，所以只能检测近距离的漏水，要调查管网整体的漏水，需要大量的时间和成本，这是实情。

此外，专利文献2记载的方法的目的在于提高配水块内的漏水调查效率，使用用于推定配水块内的分区单位的漏水量（下面称作“漏水分布”）的装置，并利用各管路的埋设年数等信息以概率方式推定漏水量，但是，该推定的漏水分布与实际的漏水分布不一定一致，很难始终提供可靠性高的调查结果。此外，由于不能精确推定漏水的部位，很难确定配水块内的各漏水。

此外，专利文献3记载的推定装置通过最优化计算而计算各节点的漏水分配量，需要进行同时决定各种多个漏水的位置及量的组合计算，因此随着管网节点的数量或漏水的数量增加，计算量也变得庞大，现状很难用于实际管网中。

此外，专利文献4记载的方法以漏水调查的高效化为目的，掌握每个配水块的漏水量，但是，若配水块的面积较大，则确定配水块内的漏水位置需要很多时间。因此，为了缩短确定漏水位置所需的时间，考虑将配水块分割成更小，但是，更小地分割配水块，存在有如下制约：阀的设置或管网维护所需的费用增加，并且，火灾时灭火活动等所需要的水量很难得到确保。

如上所示，在现有的方法中，虽然能够掌握每个配水块的漏水量，但是存在有很难推定配水块内的漏水分布、很难确定配水块内的各个漏水的问题。

发明内容

本发明是鉴于这种情况而做出的，其目的在于提供一种漏水检测装置，该漏水检测装置能够高效推定配水块内的漏水分布，能够指定配水块内的各个漏水。

用于实现该目的的本发明提供一种漏水检测装置，该漏水检测装置监视与水源连接且构成配水管网的配水块的状态，其特征在于，包括：水需求数据库，存储上述配水块的节点的水需求；管网数据库，存储与上述配水块的节点和管路相关的信息；数据收集部，收集位于上述水源与配水块之间且连通两者的连通管的流量值和上述配水块的干线上的多个节点的压力值；管网计算部，根据上述水需求数据库中所存储的信息和上述管网数据库中所存储的信息，推定上述配水块整体的节点的压力值及上述管路的流量值；以及干线漏水推定部，根据上述连通管的流量值和上述水需求数据库中所存储的信息，推定上述配水块整体的漏水量，根据上述配水块整体的漏水量、由上述数据收集部收集的干线上的多个节点的压力值、及上述管网计算部推定的干线上的多个节点的压力值，推定干线上的多个节点的虚拟漏水量。

根据本发明，能够提供一种能够高效推定配水块内的漏水分布、能够确定配水块内的各漏水、能够提高漏水调查效率的漏水检测装置。

附图说明

图1是示意性地示出具备本发明的实施方式1的漏水检测装置的配水监视***的图。

图2是示意性地示出图1所示的漏水检测装置的干线漏水推定部的处理的图。

图3是示出图1所示的漏水检测装置的干线漏水推定部的处理的流程图。

图4是示出图1所示的漏水检测装置的分区形成部的处理的流程图。

图5是示出图1所示的漏水检测装置的分区DB（数据库）的数据例的表。

图6是示意性地示出图1所示的漏水检测装置的漏点漏水推定部的处理的图。

图7是示出图1所示的漏水检测装置的漏点漏水推定部的处理的流程图。

图8是图1所示的漏水检测装置的输入输出部输出的画面例。

图9是示意性地示出本发明的实施方式2的漏水检测装置的干线漏水推定部的处理的图。

图10是示出本发明的实施方式2的漏水检测装置的干线漏水推定部的处理的流程图。

图11是示出本发明的实施方式3的漏水检测装置的干线漏水推定部的处理的流程图。

图12是示出本发明的其他实施方式的漏水检测装置的结构的一部分的示意图。

附图标记说明

100…配水监视***，101…配水设备，102…漏水检测装置，111…分区形成部，112…管网计算部，113…干线漏水推定部，114…数据收集部，115…漏点漏水推定部，116…输入输出部，131…配水池，132…配水管网，133、134…配水块，135…连通管，141～153…遥感器，300…阀

具体实施方式

接着，参照附图，对本发明的实施方式的漏水检测装置进行说明。此外，下面记载的实施方式是用于说明本发明的例示，本发明不仅限于这些实施方式。因此，本发明在不脱离其宗旨的情况下，能够通过各种方式实施。

（实施方式1）

图1是示意性地示出具备本发明的实施方式1的漏水检测装置的配水监视***的图。

如图1所示，实施方式1的配水监视***100具备：配水设备101；以及漏水检测装置102，与配水设备101连接，监视配水设备101的状态。

配水设备101包括：作为水源的配水池131；配水管网132，与配水池131连接，使从配水池131供给的水流通；以及遥感器141～153，配设在配水管网132的节点上。

此外，在实施方式1中，在配水管网132上配设了配水块133及134，但是，实际上，配水块的个数可以是1个，也可以是3个以上。此外，在配水块为1个时，配水管网和配水块实质上是同义。下面，为了便于理解说明，设配水块134具有与配水块133相同的结构，省略与配水块134有关的说明。

配水块133经由配设在配水池131和配水块133之间且连通两者的连通管135，与配水池131连接。该配水块133具有网格状连接的水道管，起到用于向用户供水的网络的作用。

在本发明中，将配水块133的路径中流量最大的路径称作“干线”，将干线以外的路径称作“支线”。通过从配水块133的入口向下游探寻流量最大的管，能够判别干线。此外，将配水块133内的水道管和水道管的连接部位、遥感器的设置部位及其他有水需求的部位称作“节点”，将连接节点和节点的各水道管称作“管路”。此外，“路径”是指能够从上游向下游探寻管路的管路连接。

在连通管135上配设了遥感器141，该遥感器141对流入配水块133的流量进行计测。此外，在配水块133内的干线上的节点，分别配设了计测该节点的压力的遥感器142～145；在配水块133内的支线上的节点，分别配设了计测该节点的压力的遥感器146～153。这些遥感器141～153经由通信网络连接到漏水检测装置102，将所计测的数据发送到漏水检测装置102的数据收集部114。

漏水检测装置102是由CPU、存储装置（RAM、硬盘、闪存等）、输入输出部116（键盘、显示器等）构成的一般的计算机***。在存储装置中，分区形成部111、管网计算部112、干线漏水推定部113、数据收集部114和漏点漏水推定部115以程序的形式存储，CPU执行这些程序。此外，在存储装置中，水需求DB（数据库）121、管网DB（数据库）122和分区DB（数据库）123以表等形式存储为数据，能够在执行上述程序时利用。此外，输入输出部116具有与进行配水块133的监视的担当者等之间的界面的作用。

水需求DB121是利用过去的实际数据预测的、配水块133内的节点处的水需求量的数据。在一般的配水管网中，在向用户供水的水道管上设置了水表，作业人员以每两个月1次的周期查表，由此能够掌握每个用户的水使用量。在此，水的使用量不发生较大变化，并且，在某种程度上，可以根据用户的特性（住宅、工厂、商店等）推定每个季节、星期、时刻的水的利用模式，因此，能够预测各时刻的水需求。特别是关于大用户，通过设置能够存储各时刻的流量的水表来准确掌握水利用模式、或者通过设置具备通信功能的智能仪表来掌握实时的水需求的方法，能够精确预测配水块133整体的水需求。此外，关于水需求的预测方法，已知多种公知技术，所以在此省略详细说明。

此外，将能够通过水表掌握的实际的水需求量和流入配水块133的流量之差称作“未计量水”。未计量水除了包括漏水之外，还包括在消火栓等发生的偷盗水以及没能由水表计测的部分的水量等。此外，一般来说，在未计量用水中，除了漏水以外其他所占的比率较小，所以在下面，为了简单地进行说明，总称为“漏水”。

管网DB122存储进行后述的管网计算所需的管路和节点的连接关系、管路的口径、长度、流速系数、节点的标高及配水池的标高和水位等。

分区DB123存储由后面详细说明的分区形成部111计算的分区号及分区系数。

分区形成部111在配水块133内形成多个分区。此外，关于分区形成部111的处理，将在后面进行详细说明。

管网计算部112根据存储于水需求DB121及管网DB122中的数据，推定（模拟）一个时刻或者多个时刻的节点的压力和管路的流量。此外，将用于进行该模拟的计算称作管网计算。该管网计算本身是公知的技术，因此省略详细的说明。管网计算部112从分区形成部111、干线漏水推定部113及漏点漏水推定部115接受数据，并根据这些数据进行管网计算，并分别返回计算结果。下面，将这些一系列处理简单称作“进行管网计算”。

在配水块133发生漏水时也可以进行管网计算。通过管网计算设定节点的漏水量的方法有2种。其一是设定表示漏水孔的大小或形状的放水系数的方法，该方法具有放水系数越大漏水量就越大，且节点的压力越高漏水量就越大的性质。另一个是在节点的原来的水需求上加上漏水量，作为新的水需求的方法。下面，在采用前面的方法时，描述为在节点上设定放水系数，在采用后面的方法时，描述为在节点设定漏水量。

干线漏水推定部113推定配水块133的漏水分布。具体来说，推定配水块133的干线上的多个节点的虚拟漏水量。这些推定量相当于在分区形成部111形成的多个分区各自的近似漏水量。关于干线漏水推定部113的处理，将在后面进行详细说明。

数据收集部114收集由遥感器141～153计测的数据。干线漏水推定部113及漏点漏水推定部115利用由数据收集部114收集的数据。

漏点漏水推定部115推定配水块133内的各个漏水的位置和漏水量。此外，所谓漏点漏水是指漏水量较多的漏水。关于漏点漏水推定部115的处理，将在后面进行详细说明。

输入输出部116将分区形成部111、干线漏水推定部113及漏点漏水推定部115的推定结果等显示于画面等上，向监视配水块133的状态的担当者等示出。此外，根据监视配水块的状态的担当者等所输入的指令等，进行显示更详细的推定结果等处理。

接着，依次对干线漏水推定部113的处理、分区形成部111的处理及漏点漏水推定部115的处理的详细情况进行说明。图2是示意性地示出图1所示的漏水检测装置102的干线漏水推定部113的处理的图，上半部分是表示配水块133的图，下半部分是描绘了干线上的节点的测压水头的图表。此外，在图2中，为了使说明容易理解，省略管路及遥感器的一部分，以树状表示了配水块133。

在图2中，F是设置了遥感器141的节点，计测流向配水块133的流入量。Nm（m=1～e，其中，m为整数）是干线上的设置了遥感器的节点组，Nm（m=1～e）中最上游的节点是N1，最下游的节点是Ne。此外，在图2中，为了便于说明，设m=1～4来示出。即，N1～N4是干线上的设置了遥感器142～145的节点组，由遥感器142～145计测各个节点的压力。

在此，假定在从N1分支的支线上的节点L1有漏水，设该漏水量为Q1。与在L1没有漏水的情况相比，向配水块133流入增加了漏水量Q1的水，经由N1到达L1，成为漏水而流出到管路外。此时，若只关注干线，则有时可能视为N1中有漏水量Ｑ1的虚拟漏水。实际漏水是在L1，因此视为在N1上仅仅是虚拟漏水。

在图2记载的图表中，点A是配水池131的出口的节点。在此，为了简单说明，假设水需求只存在于支线的末端，管的口径和流速系数一定。此外，所谓“测压水头”是将水的压力能和势能之和置换为高度的值。在水流过管路时，因摩擦而能量降低，因此通常情况下，越是下游，测压水头就越低。此外，将连接了节点的测压水头的线段或者折线称为“水力坡度线”，将水力坡度线的倾斜度称作“水力坡度”。能够根据管路的流量、长度、口径、流速系数，利用哈森-威廉姆斯(Hazen-Williams)公式等，推定水力坡度。反过来，若管路的长度、口径及流速系数为已知，则能够通过逆运算，根据水力坡度推定流量。流量越多，摩擦产生的能量降低就越大，所以具有水力坡度变大（倾斜度变大）的性质。

图2所示的图表的折线A-B1-C1-D1是在配水块133没有漏水时的水力坡度线。折线A-B2-C2-D2是在L1有漏水时的水力坡度线。折线A-B2-C3-D3是假定在L1没有漏水而在干线上的Ne（在实施方式1中为N4）有漏水时的水力坡度线。点B1及点B2与N1对应，点C1、点C2及点C3与N2对应，点D1、点D2及点D3与N4对应。

线段A-B2的部分的水力坡度比线段A-B1陡是因为流量多出L1的漏水量Q1。从图2可以看出，根据有无漏水及漏水的位置、漏水量，水力坡度线不同。利用该性质，能够推定有无漏水及漏水的位置和漏水量。

在L1上有漏水时，根据配水池131的标高和水位求出点A的坐标，在计测F的流量之后，根据哈森-威廉姆斯公式求出线段A-B2的倾斜度。关于点B2和点C2的坐标，若由N1和N2的遥感器计测压力，则加上标高来求出点B2和点C2的坐标，从而求出线段B2-C2的倾斜度。比较线段A-B2的倾斜度和线段B2-C2的倾斜度，若线段B2-C2的倾斜度小于线段A-B2的倾斜度，则可知在N1有虚拟漏水（实际上是在L1有漏水）。根据线段B2-C2的倾斜度计算的流量和F的流量之差为漏水量。对Nm（m=1～e-1），从上游起按顺序重复以上的处理，由此推定干线上的节点的虚拟漏水量，这是干线漏水推定部113的处理概要。

从图2可知，在干线上的节点上有虚拟漏水时，在该节点附近或者从该节点附近分支的支线上有实际漏水。即，可以说干线上的节点的虚拟漏水量与由该节点附近或者从该节点附近分支的支线上的节点构成的分区的漏水量近似相等。

接着，按照图3所示的流程图，对干线漏水推定部113的具体的处理进行说明。

Nm（m=1～e）是干线上的设置了遥感器（图2中遥感器142～145）的节点组。此外，设表示Nm（m=1～e）的漏水量的变量为Qm（m=1～e）。此外，作为表示漏水量的临时变量，使用Qo。

在步骤S201，进行变量Qo的初始化。具体来说，将配水块133整体的漏水量代入变量Qo。通过从流入配水块133的流量中减去已存储于水需求DB121中的配水块133的所有节点的一个时刻的水需求的合计值，计算配水块133整体的漏水量。接着，进入步骤S202。

在步骤S202中，设m为1，设表示漏水量的变量Q1～Qe为0。接着，进入步骤S203。

在步骤S203中，假设Nm的漏水量，并将该值代入Qm。其中，设变量Qm为Qo以下的值。接着，进入步骤S204。

在步骤S204中，在Qe中代入从Qo减去Qm而得到的值（Qo-Qm）。接着，进入步骤S205。

在步骤S205中，设N1～Ne的漏水量为Q1～Qe，并进行管网计算。通过管网计算，推定比根据Nm靠一个下游的N（m+1）的压力。即，在m为3时，推定N4的压力。接着，进入步骤S206。

在步骤S206中，关于比Nm靠一个下游的N（ｍ+1），计算通过管网计算推定的压力值和由遥感器计测的压力值之差的绝对值d。接着，进入步骤S207。

在步骤S207中，比较压力差d和预先设定的阈值。在压力差d为阈值以上（步骤S207：“是”）时，返回步骤S203，在Qm中代入其他值来重新进行处理。另一方面，在压力差d小于阈值（步骤S207：“否”）时，进入步骤S208。

在步骤S208中，判断ｍ+1是否等于e。在ｍ+1不等于e时（步骤S208：“否”），进入步骤S209。在ｍ+1等于e（步骤S208：“是”）时，计算了全部Qm（m=1～e），因此结束处理。

在步骤S209中，m加1，Qo中代入从Qo减去Qm而得到的值（Qo-Qm），并返回步骤S203。

以上是干线漏水推定部113的具体的处理流程。此外，在步骤S203～步骤S207中求出Qm的处理，优选利用爬山法等算法使处理高速化。在与图2的对应关系中，在步骤S203～步骤S207求出Qm的处理相当于求出图2的线段B2-C2的倾斜度的部分。Qo对应于线段A-B2的倾斜度，Qo-Qm对应于线段B2-C2的倾斜度。如上所示，干线漏水推定部113认为在干线上的节点有虚拟漏水，并推定该漏水量。该漏水量是由分区形成部111形成的各分区的近似漏水量。

接着，按照图4所示的流程图，对分区形成部111的处理的详细内容进行说明。此外，在此，对某个节点Ni分配分区号的处理的流程进行说明。

分区形成部111通过在配水块133的所有节点分别分配1～e的分区号，形成分区1～分区e。将干线上的设置了遥感器的节点组设为Nm（m=1～e），设表示Nm（m=1～e）的漏水量的变量为Qm（m=1～e）。此外，设对应于一般的一漏水部位的漏水量为Qu。

首先，在步骤S301中，将节点Ni的漏水量设定为Qu。接着，进入步骤S302。

在步骤S302中，进行管网计算，推定Nm（m=1～e）的压力及流入配水块133的流入量。这些值相当于假定在Ni有漏水时的遥感器的测定值。接着，进入步骤S303。

在步骤S303中，由干线漏水推定部113求出Nm（m=1～e）的虚拟漏水量Qm（m=1～e）。其中，代替由遥感器计测的压力和流量，而采用在步骤S302通过管网计算推定的压力和流量。接着，进入步骤S304。

在步骤S304中，Qm（m=1～e）除以Qm的合计值，求出与节点Ni有关的分区系数Kim（m=1～e）。此外，设Qm（m=1～e）中最大的Qm的下标号m为Ni的分区号。分区号和分区系数存储于分区DB123。

以上是在分区形成部111在某个节点Ni分配了分区号的处理的流程。对配水块133的所有节点重复上述处理，将所有节点的分区号及分区系数存储于分区DB123中。

图5是存储了分区号和分区系数的分区DB123的数据例。一行相当于一个节点的分区号和分区系数。在通过分区形成部111形成的分区内的节点有漏水时，在与该分区号相同的数字下标即干线上的节点表现出最大的虚拟漏水。此外，干线上的多个节点上表现的虚拟漏水量的比率为分区系数。返回图2进行说明，则在L1有漏水时，在干线上的节点Ｎ1表现最大的虚拟漏水。

图6是在配水块133内形成有分区的例，以虚线作为分区的边界线，形成了4个分区。在图6中，在节点L1～L4有漏水。只要在1个分区有漏水，则在多个分区也有漏水。由干线漏水推定部113，以干线上的节点N1～N4的虚拟漏水量的形式近似求出各分区的漏水量。更准确而言，各L1～L4的漏水量按分区系数的比率分配到干线上的节点N1～N4，各总计表现为干线上的节点N1～N4的虚拟漏水量。

接着，参照图6，对漏点漏水推定部115的处理概要进行说明。

漏点漏水推定部115通过按照分区系数的比率将干线上的节点的虚拟漏水量重新分配（重新配置）到配水块133内的实际有漏水的节点上，推定各个漏水的位置和漏水量。如上所示，在先推定干线上的节点的虚拟漏水量，接着求出各个漏水的位置和漏水量的两个阶段的方法中，在推定各个漏水的这一点具有如下的优点。

第一，有在配水块133内在某种程度上能够推定各个存在漏水的状态的优点。例如，在存在漏水量明显大于其他分区的分区的情况下，在该分区内存在漏水量特别大的漏水，或者存在多个漏水的可能性高。因此，通过重点探索该分区，能够高效推定多个漏水。例如，在图6中，关于L1的漏水，主要在N1表现虚拟漏水。同样，L2和L3的漏水主要表现在N3，L4的漏水主要表现在N4。因此，若L1～L4的漏水量相同，则N3的虚拟漏水量变多，N2的虚拟漏水量则较少。

第二，在配水块133内有多个漏水的情况下，具有容易将这些漏水分离来推定的优点。例如，在图6中，L1的压力不仅由L1的漏水量来决定，还受到L2～L4的漏水量的影响。这是因为，不仅是L1的漏水，L2～L4的漏水相应量的流量流入配水块133，降低L1的压力。同样，L2～L4的各个压力也受到其以外的节点的漏水量的影响。即，多个漏水具有相互影响的性质。虽然只要同时决定L1～L4的漏水量就可以，但是，由于探索空间的元随着漏水的数量而增加，所以计算量急剧增大，无法计算。此外，实际上，不仅是漏水量，还需要同时确定漏水位置，所以在这一点上计算量也增加。

在本发明中，通过在干线上的节点上假定虚拟漏水来推定L1的漏水量时，能够将L2～L4的漏水的影响降低到最小限度。这是因为，无论实际的漏水位置位于L2～L4，还是位于干线上的N2～N4，从配水块的入口到达L1的流量几乎不发生变化。流量不发生变化是因为，从配水块的入口到L2～L4的流量的大部分经由干线上的N2～N4。这在推定各L2～L4时也相同。

接着，按照图7所示的流程图，对漏点漏水推定部115的具体的处理流程进行说明。

设干线上的设置了遥感器的节点组为Nm（m=1～e），表示Nm（m=1～e）的虚拟漏水量的变量为Qm（m=1～e）。此外，包括Nm（m=1～e），将配水块133整体的设置了遥感器的节点组设为Ns（s=1～g）。此外，将配水块133的节点表示为Ni（i=1～n），表示Ni的放水系数的变量为Ci（i=1～n）。此外，用Kim（ｉ=1～n、m=1～e）表示有关节点Ni的分区系数。

首先，在步骤S401中，进行表示Ni的放水系数的变量Ci的初始化。具体来说，设Ci（i=1～n）为0。接着，进入步骤S402。

在步骤S402中，作为配水块133的节点中一个节点选择Ni，假定Ni的放水系数，并代入变量Ci。接着，进入步骤S403。

在步骤S403中，设Ni的放水系数为Ci，进行管网计算，推定Ns（s=1～g）的压力和Ni的压力。接着，进入步骤S404。

在步骤S404中，关于各个Ns（s=1～g），计算在管网计算中推定的压力值和由遥感器计测的压力值之差。并且，计算其几何平均值，并设为压力差d。接着，进入步骤S405。

在步骤S405中，比较压力差d和预先设定的阈值。在压力差d为阈值以上（步骤S405：“是”）时，返回步骤S402，向Ci代入其他值来重新进行处理。其中，有关节点Ni的步骤S402～步骤S405的处理次数为预先设定的指定次数以上时，不向Ci代入其他值来重新进行处理，而将Ci复位为0，选择节点Ni以外的其他节点，重新进行处理。另一方面，在压力差d小于阈值（步骤S405：“否”）时，进入步骤S406。

在步骤S406中，更新Qm（m=1～e）的值。具体来说，代入从各个Qm减去向Ni的放水系数Ci乘上通过管网计算推定的Ni的压力值的平方根并乘上Ni的分区系数Kim而得到的值。向放水系数Ci乘上Ni的压力值的平方根而得到的值是Ni的漏水量的推定值。Ni的漏水以分区系数的比率表现在干线上的节点Nm（m=1～e）上，因此，在Ni的漏水量的推定值上乘上分区系数Kim而得到的值是在干线上的各个节点Nm（m=1～e）表现的虚拟漏水量。通过从Qm减去该漏水量，从干线上的节点的虚拟漏水量Qm（m=1～e）除去Ni的漏水的量。接着，进入步骤S407。

在步骤S407中，将Qm（m=1～e）的合计值与预先设定的阈值进行比较。在合计值为阈值以下（步骤S407：“是”）时，或者，步骤S402～步骤S407的处理次数为预先设定的指定次数以上（步骤S407：“是”）时，结束处理。另一方面，在合计值大于阈值且处理次数小于预先设定的指定次数（步骤S407：“否”）时，返回步骤S402，重新进行处理。

以上是漏点漏水推定部115的具体的处理流程。此外，在步骤402中选择Ni时，优选的是，优先选择漏水量较多的分区内的节点。此外，在步骤S402～步骤S405中求出Ci的值的处理，优选利用爬山法等算法来将处理高速化。

此外，为了更加准确推定各个漏水，优选在多个时刻进行上述处理。具体来说，计算多个时刻的Qm（m=1～e），在步骤S403中进行多个时刻的管网计算，在步骤S404中计算压力差d的多个时刻的平均值，在步骤S406中更新多个时刻的Qm（m=1～e）。

图8是在输入输出部116输出干线漏水推定部113、分区形成部111及漏点漏水推定部115的推定结果等的画面的一例。画面的左侧表示配水块133、遥感器的配置及推定的各个漏水的位置等。此外，画面的右侧上部示出表示配水块133的各分区的近似漏水量的图表，画面的右侧中央部示出表示各分区的近似漏水量和时间推移的关系的图表，画面的右侧下部示出表示各个分区的漏水的位置和漏水量的表。此外，各个分区的漏水的位置用与图8所示的X轴、Ｙ轴对应的位置（X、Y）示出。

在图8中推定为，在分区1（＃1），在位置（0.5、1）有4.0的漏水，在分区2（＃2），在位置（2.5、4）有1.5的漏水，在分区3（＃3），在位置（0.5、5）有6.0的漏水，在分区4（＃4），在位置（3.5、6）有5.0的漏水。

如上所示，通过确定配水块133内的各个漏水，能够缩短漏水调查所需的时间。

（实施方式2）

接着，参照附图，对本发明的实施方式2的漏水检测装置进行说明。图9是示意性地示出本发明的实施方式2的漏水检测装置的干线漏水推定部的处理的图。

如图9所示，实施方式2的漏水检测装置的与实施方式1的漏水检测装置的主要不同点是，不设置计测干线的压力的遥感器142～145，取而代之设置计测干线的流量的遥感器242、243、……，不设置计测支线的压力的遥感器146～153，取而代之设置计测支线的流量的遥感器（未图示）这一点，以及对设置有遥感器的节点组Fm（m=1～e-1）的、节点和节点的中间的节点Nm（m=1～e）推定虚拟漏水量这一点。此外，推定干线上的节点Nm的虚拟漏水量时的基准不使用N（m+1）的压力值的差，而是利用节点组Fm的流量值的差。此外，实施方式2的其他结构及处理等与实施方式1相同。

图10是示出实施方式2的漏水检测装置的干线漏水推定部的处理的流程图。如前所述，实施方式2的漏水检测装置的与实施方式1的漏水检测装置的主要不同点在于，干线漏水推定部113的处理的一部分。因此，按照图10所示的流程图，对干线漏水推定部113的具体处理进行说明。

如图10所示，干线漏水推定部113的与实施方式1不同的处理是步骤S1006和步骤S1007。即，在实施方式2中，在进行了与图2所示的步骤S201～S205相同的处理之后，进入步骤S1006。在步骤S1006中，计算设置了遥感器的节点组Fm（m=1～e-1）的流量差。接着，进入步骤S1007。

在步骤S1007中，为步骤S1006和步骤S1007。步骤1007将在步骤S1006中计算的流量差和预先设定的阈值进行比较。接着，进入步骤S208。之后，进行与实施方式1相同的处理。

（实施方式3）

接着，参照附图，对本发明的实施方式3的漏水检测装置进行说明。图11是示出本发明的实施方式3的漏水检测装置的干线漏水推定部的处理的流程图。

实施方式3的漏水检测装置的与实施方式1的漏水检测装置之间的主要不同点在于，设置了计测干线的压力的遥感器和计测干线的流量的遥感器的双方这一点、设置了计测支线的压力的遥感器和计测支线的流量的遥感器的双方这一点、以及用设置于干线上的节点Nm（m=1～e）上的遥感器计测压力并且计测设置于Nm（m=1～e）的中间节点Fm（m=1～e-1）上的遥感器计测流量这一点。

即，作为推定干线上的节点Nm的虚拟漏水量时的基准，并用N（m+1）的压力值的差和Fm的流量值的差。具体来说，例如，根据计测压力的遥感器的计测精度和计测流量的遥感器的计测精度的比率来计算加权平均值，并与预先设定的阈值进行比较。此外，实施方式3的其他结构及处理等与实施方式1或者实施方式2相同。

图11是示出本发明的实施方式3的干线漏水推定部113的处理流程的流程图。干线漏水推定部113的与实施方式1或者实施方式2不同的处理是步骤S1106、步骤S1107及步骤1108。即，在实施方式3中，在进行了与图2所示的步骤S201～S205相同的处理之后，进入步骤S1006。在步骤S1106中，计算节点N（m+1）的压力差。接着，进入步骤S1107。

在步骤S1107中，计算节点Fm的流量差。接着，进入步骤S1108。

在步骤S1108中，根据在步骤S1106中计算的压力差和在步骤S1107中计算的流量差计算加权平均值，并与预先设定的阈值进行比较。接着，进入步骤S208。之后，进行与实施方式1或者实施方式2相同的处理。

此外，在上述的实施方式1～实施方式3中，设在配水块133上的遥感器始终计测最新的值，数据收集部114收集该数据，干线漏水推定部113反复推定干线上的节点的虚拟漏水量，由此能够始终监视配水块133的漏水分布，在干线上的节点的虚拟漏水量剧增到预先设定的阈值以上时，优选发出警告等。具体来说，例如在画面等上显示警告消息、发出警告声、向监视配水块的状态的担当者等所持有的便携式终端发送短信等。通过这种方式，能够始终推定配水块133内的漏水分布，并在漏水量剧增时发出警告，由此能够缩短到修理漏水为止的时间。

此外，作为本发明的其他实施方式，例如，也可以是如图12所示的结构：在从配水块133的干线分支的管路上设置阀300、301、302……，在干线上的节点的虚拟漏水量剧增到预先设定的阈值以上时，关闭从漏水量剧增的干线上的节点分支的管路的阀（图12中阀300）。通过如上关闭阀，能够有效削减漏水量。

此外，本发明的漏水检测装置102不限于一般的计算机***，例如可以通过用集成电路来设计等而由硬件实现漏水检测装置102的一部分或全部，也可以通过云计算等由多个设备来构成漏水检测装置102，也可以由其他信息设备实现相同的功能。

此外，配水设备101例如也可以是在配水池131和配水块133之间包括泵的结构，也可以是不从配水池131直接向配水块133配水，而是经由其他配水块进行配水的结构。

此外，上述图中表示信息的交换等的线表示说明上需要的内容，制品上不一定表示所有内容。实际上，可以认为几乎所有结构都相互连接。

Claims (9)

1.一种漏水检测装置，监视与水源连接且构成配水管网的配水块的状态，其特征在于，包括：

水需求数据库，存储上述配水块的节点的水需求；

管网数据库，存储与上述配水块的节点和管路相关的信息；

数据收集部，收集位于上述水源与配水块之间且连通两者的连通管的流量值和上述配水块的干线上的多个节点的压力值；

管网计算部，根据上述水需求数据库中所存储的信息和上述管网数据库中所存储的信息，推定上述配水块整体的节点的压力值及上述管路的流量值；以及

干线漏水推定部，根据上述连通管的流量值和上述水需求数据库中所存储的信息，推定上述配水块整体的漏水量，根据上述配水块整体的漏水量、由上述数据收集部收集的干线上的多个节点的压力值、及上述管网计算部推定的干线上的多个节点的压力值，推定干线上的多个节点的虚拟漏水量。

2.一种漏水检测装置，监视与水源连接且构成配水管网的配水块的状态，其特征在于，包括：

水需求数据库，存储上述配水块的节点的水需求；

管网数据库，存储与上述配水块的节点和管路相关的信息；

数据收集部，收集位于上述水源与配水块之间且连通两者的连通管的流量值和上述配水块的干线上的多个管路的流量值；

管网计算部，根据上述水需求数据库中所存储的信息和上述管网数据库中所存储的信息，推定上述配水块整体的节点的压力值及上述管路的流量值；以及

干线漏水推定部，根据上述连通管的流量值和上述水需求数据库中所存储的信息，推定上述配水块整体的漏水量，根据上述配水块整体的漏水量、由上述数据收集部收集的干线上的多个管路的流量值、及上述管网计算部推定的干线上的多个管路的流量值，推定干线上的多个节点的虚拟漏水量。

3.根据权利要求2所述的漏水检测装置，其特征在于，

上述数据收集部还收集上述配水块的干线上的多个节点的压力值，

上述干线漏水推定部根据上述配水块整体的漏水量、由上述数据收集部收集的干线上的多个管路的流量值、由上述数据收集部收集的干线上的多个节点的压力值、上述管网计算部推定的干线上的多个管路的流量值、及上述管网计算部推定的干线上的多个节点的压力值，推定干线上的多个节点的虚拟漏水量。

4.根据权利要求1所述的漏水检测装置，其特征在于，

上述配水块具有上述干线和从该干线分支的支线，

上述节点设置在上述干线及支线上，

上述数据收集部还收集上述配水块的支线上的多个节点的压力值，

上述干线漏水推定部根据上述配水块整体的漏水量、由上述数据收集部收集的干线上的多个节点的压力值、由上述数据收集部收集的支线上的多个节点的压力值、上述管网计算部推定的干线上的多个节点的压力值、及上述管网计算部推定的支线上的多个节点的压力值，推定干线上及支线上的多个节点的虚拟漏水量。

5.根据权利要求2所述的漏水检测装置，其特征在于，

上述配水块具有上述干线和从该干线分支的支线，

上述节点设置在上述干线及支线上，

上述数据收集部还收集上述配水块的支线上的多个管路的流量值，

上述干线漏水推定部根据上述配水块整体的漏水量、由上述数据收集部收集的干线上的多个管路的流量值、由上述数据收集部收集的支线上的多个管路的流量值、上述管网计算部推定的干线上的多个管路的流量值、及上述管网计算部推定的支线上的多个管路的流量值，推定干线上及支线上的多个节点的虚拟漏水量。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的漏水检测装置，其特征在于，

该漏水检测装置还包括分区形成部和分区数据库，

上述分区形成部对上述配水块内的节点设定漏水量，

上述干线漏水推定部推定干线上的多个节点的虚拟漏水量，

上述分区形成部计算出与被设定了上述漏水量的节点相关的分区号及分区系数，并存储到上述分区数据库中。

7.根据权利要求6所述的漏水检测装置，其特征在于，

该漏水检测装置还包括漏点漏水推定部，

上述数据收集部还收集上述配水块的干线以外的节点的压力值，

上述漏点漏水推定部根据上述干线漏水推定部推定的干线上的多个节点的虚拟漏水量、上述分区数据库中所存储的分区系数、上述数据收集部收集的干线以外的节点的压力值、及上述管网计算部推定的管网整体的节点的压力值，推定上述配水块内的各个漏水的位置和漏水量。

8.根据权利要求1～3中任一项所述的漏水检测装置，其特征在于，

上述数据收集部反复收集上述配水块的始终最新的压力值及流量值，

上述干线漏水推定部根据由上述数据收集部收集的最新的压力值及流量值，推定干线上的多个节点的虚拟漏水量，在漏水量剧增时发出警告。

9.根据权利要求1或2所述的漏水检测装置，其特征在于，

在从上述配水块内的干线分支的管路上具备阀，

上述数据收集部反复收集上述配水块的始终最新的压力值及流量值，

上述干线漏水推定部根据由上述数据收集部收集的最新的压力值及流量值，推定干线上的多个节点的虚拟漏水量，在漏水量剧增时，关闭从漏水量剧增的干线上的节点分支的管路上所设置的阀。

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