JP2010048058A - 漏水節点推定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 各給水栓での水使用量を記憶する給水栓水使用量記憶手段11と、節点の需要量を設定する節点需要量割付手段12と、配水管路網を構成する管路材質、延長等を記憶する管網解析モデル記憶手段14と、節点ごとの漏水量割付量を設定する漏水量分布最適化手段13と、配水管路網への流入流量や圧力データを記憶するプロセスデータ記憶手段18と、管網モデル記憶手段からの管網解析モデル,夜間の流量及び圧力データ,節点ごとの漏水量割付量及び各節点の需要量とに基づいて管網解析を実行する管網解析手段17と、各節点での圧力推定値と圧力実績値との誤差を演算する圧力誤差演算手段16とを備え、漏水分布最適化手段で圧力誤差演算手段で得られる圧力誤差を最小とするように、漏水量を各節点に分布させるための最適化演算する漏水節点推定装置。
【選択図】 図1
Description
しかし、一次調査の段階では定期的に全域を巡回しているだけで、どの地域を重点的に行うべきかについては考慮されていないのが現状である。
本発明は、夜間最小流量を監視し、配水管路網全体の漏水量に基づいて、その漏水量がどの地域に分布しているのかを診断する装置である。例えば、上記漏水位置検出装置をどの地域で用いるべきかの初動計画に活用できる。また、夜間最小流量を分析することによって漏水量を特定し、管網解析モデルや水使用データ(料金水量など)を加味して、配水管路網単位ではなく管網解析モデルの節点単位で漏水箇所を推定可能とする。
図1を参照する。図1は、一つの配水池1からある配水管路網へ浄水が供給されるプロセスである。配水管路網への流入量を監視するために、配水管路網の入口(配水池出口)に一つの流量計2が取り付けられており、配水管路網内の圧力を監視するために一つ以上の圧力計3が取り付けられている。本装置は、配水管路網内にある計測地点の圧力、流量データを有効活用し、配水管路網内の漏水量を特定可能で、配水区域内に少なくとも1つの圧力計測点が存在する場合に適用する。なお、図中の符番4は、節点5間の特定の配水管に取り付けられた電動弁、符番6は需要家を示す。
夜間最小流量記憶手段19では、ある1日の流量データに関して夜間需要量が最も少ない時間の流量データと圧力データを抽出し、記憶する。つまり、ある周期で蓄積されている配水ブロックの流入流量、圧力データから1日で最も流量が少ない時刻のデータのみを抽出し、日付,時間,夜間最小流量及び圧力との関係を示したデータを生成する。
管網解析演算は周知の技術であるため、ここでは詳細は割愛するが、下記数1により節点圧力を演算している。
更に、自動検針システムによって給水栓の水使用量を時系列データとして収集可能である場合は、そのデータを活用する。
図6は、最適化演算部20についてのフロー図を示す。手順は下記の(1)〜(6)のとおりである。なお、図1と同符号は同符番を付して説明を省略する。
(1)まず、夜間最小流量分析から配水管路網全体の漏水量を特定する(a)。
(2)次に、漏水量分布最適化手段13において、上記(1)で特定した漏水量と各節点の漏水量として割り付ける漏水量の総和が一致するように節点需要量に漏水量を加算する(b)。
(4)更に、圧力誤差演算手段16において、上記(3)で求めた圧力推定値と実際の圧力計測値との二乗誤差を計算(評価)する(d)。
(5)ひきつづき、計算回数kが「k>指定回数又は誤差最小」である(e)場合、N個の節点の漏水量を決定する(f)。一方、「k>指定回数又は誤差最小」でない場合、工程(b)に戻す。
(6)上記(2)〜(5)を繰り返し、最も小さいケースを節点の漏水量として出力する。
Claims (8)
- 浄水を末端の需要家まで供給する配水管路網プロセスにおいて、収集・蓄積されている配水管路網の流量・圧力データを解析する漏水節点推定装置であり、
給水栓での水使用量をある周期で水道料金として計測し、各給水栓での水使用量を記憶する給水栓水使用量記憶手段と、
各給水栓での水使用量に基づいて、節点の需要量を設定する節点需要量割付手段と、
対象とする配水管路網を構成する管路材質、延長、口径、接続情報、管路摩擦係数及び接続点である節点の標高を記憶する管網解析モデル記憶手段と、
対象とする配水管路網内の漏水量を、各節点での漏水量として割り付け、節点ごとの漏水量割付量を設定する漏水量分布最適化手段と、
配水管路網への流入流量や管路網内の圧力データを記憶するプロセスデータ記憶手段と、
前記管網モデル記憶手段からの管網解析モデルと、前記プロセスデータ記憶手段からの夜間の流量及び圧力データと、前記漏水量分布最適化手段で得られた節点ごとの漏水量割付量と、前記節点需要量割付手段から得られる各節点の需要量とに基づいて、管網解析を実行する管網解析手段と、
前記管網解析手段から得られる各節点での圧力推定値と圧力計測点での圧力実績値との誤差を演算する圧力誤差演算手段とを備え、
前記漏水分布最適化手段では、前記圧力誤差演算手段で得られる圧力誤差を最小とするように、漏水量を各節点に分布させるための最適化演算することを特徴とする漏水節点推定装置。 - 1日で最も流入流量が少ない時間を抽出し記憶する夜間最小流量分析手段と、この夜間最小流量記憶手段に蓄積されている夜間最小流量と圧力データに基づいて、対象とする配水管路網内での漏水量を演算する夜間最小流量分析手段を更に備え、配水管路網内の漏水量をプロセスデータから特定することを特徴とする請求項1記載の漏水節点推定装置。
- 前記管網解析モデル記憶手段で保持している管網解析モデルの管路摩擦係数の値を、前記プロセスデータ記憶手段に蓄積されている流量・圧力データと前記節点需要量割付手段から得られる各節点の需要量に基づいて更新する管網解析モデル補正手段を更に備えていることを特徴とする請求項1もしくは2記載の漏水節点推定装置。
- 前記節点需要量割付手段では、節点に接続されている夜間の水使用量を算出する過程において、節点の地域特性を設定値として与えられた場合に、その設定値で按分された需要量を各節点に割り付ける構成にすることを特徴とする請求項1乃至3いずれか一記載の漏水節点推定装置。
- 前記節点需要量割付手段は、自動検針システムによって無線で各給水栓の水使用量をデータ収集可能であり、かつ節点需要量を時系列で設定することが可能な構成であることを特徴とする請求項1乃至4いずれか一記載の漏水節点推定装置。
- 節点漏水量を推定するタイミングは、前記夜間最小流量分析手段により得られる配水管路網内の漏水量がある閾値以上になった場合、あるいはある閾値以上増加した場合に、アラームを表示し、節点漏水量の演算を開始するか否かの判断を作業者に通知する構成であることを特徴とする請求項1乃至5いずれか一記載の漏水節点推定装置。
- 前記漏水量分布最適化手段は、各節点の標高に基づいて、最適化演算中に節点に割り付ける漏水量を最適に分布させる構成であることを特徴とする請求項1乃至6いずれか一記載の漏水節点推定装置。
- 前記漏水量分布最適化手段は、比較的新しい給水地域や漏水がほとんど発生していないと考えられる地域の節点については、漏水量0を制約条件として設定し、最適化を高速演算する構成であることを特徴とする請求項1乃至7いずれか一記載の漏水節点分布推定装置。
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