JP2017194344A - 浸水リスク診断装置、浸水リスク診断方法、制御装置及びコンピュータプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、第1の実施形態の浸水リスク診断装置1の機能構成の概略を示すブロック図である。浸水リスク診断装置1は、バスで接続されたCPU(Central Processing Unit)やメモリや補助記憶装置などを備え、診断プログラムを実行する。浸水リスク診断装置1は、診断プログラムの実行によって流量計算表記憶部101、解析モデルパラメータ生成部102、解析モデル構築部103、雨量データ取得部104、前処理部105、流出解析部106、浸水解析部107及び解析結果表示部108を備える装置として機能する。なお、浸水リスク診断装置1の各機能の全て又は一部は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やPLD(Programmable Logic Device)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアを用いて実現されてもよい。診断プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM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等の記憶装置である。診断プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。
まず、解析モデル構築部103は、パラメータテーブルに基づいて各管路に流入する水の関係(以下、「流入関係」という。)を表す有向グラフを生成する。
まず、前処理部105が、流出解析に必要な情報の前処理を行う。具体的には、前処理部105は次の2つの前処理を行う。
一般に、雨量データは、診断対象地域がメッシュ状に分割された区域ごとに取得される。そのため、雨量データを解析モデルに入力するためにはメッシュごとに取得される雨量データ(以下、「メッシュ雨量データ」という。)を小排水区ごとの雨量データに変換する必要がある。そこで、前処理部105は、診断対象地域内の小排水区の境界を識別可能な図面データを用いて、メッシュ雨量データを各小排水区の雨量データに変換するための変換テーブルを生成する。なお、上記の図面データは、通常、自治体などの下水道事業者や下水道管理者等が保有している区画割平面図に基づいて生成可能であり、予め浸水リスク診断装置1に設定されているものとする。
図9は、メッシュに分割された図面データの具体例を示す図である。各メッシュの大きさは既知である。そのため、前処理部105は、各小排水区の境界線を直線近似するなどして各小排水区の面積を算出するとともに、各小排水区に占める各メッシュの面積の割合を算出することができる。前処理部105は、このようにして生成した変換テーブルに基づいて、メッシュ雨量データを各小排水区の雨量データに変換して流出解析部106に出力する。
浸水解析部107は、流出解析部106による流出解析の結果と、解析モデル構築部103によって構築された解析モデル(具体的には浸水解析モデル)と、解析モデルパラメータ生成部102によって生成された小排水区ごとのパラメータテーブルとに基づいて、浸水リスクの指標値となる満管率を算出する浸水解析を行う。具体的には、浸水解析部107は、流出解析の結果が示す各管路の貯留量S*を、管路の容量(満管容量)Smaxで割ることにより満管率Sfloodを算出する。すなわち、満管率Sfloodは、Sflood=S*/Smax *で定義される。浸水解析部107は、算出した各管路の満管率Sfloodを浸水解析の結果として解析結果表示部108に出力する。
解析結果表示部108は、浸水解析の結果に基づいて各小排水区の浸水リスクを判定する。具体的には、解析結果表示部108、満管率Sflood<1である管路はオーバーフロー状態にあり、浸水リスクが高いと判定する。一方、浸水解析部107は、満管率Sflood<1である管路はオーバーフロー状態になく、浸水リスクが低いと判定する。解析結果表示部108は、このように判定した各小排水区の浸水リスクを図4及び図5のような浸水ハザードマップとして表示させる。
図10は、第2の実施形態の浸水リスク診断装置1aの機能構成の概略を示すブロック図である。第2の実施形態の浸水リスク診断装置1aは、計測データ取得部109及び解析モデルパラメータ調整部110をさらに備える点で第1の実施形態の浸水リスク診断装置1と異なる。計測データ取得部109は、各管路に設置された水位センサや流量センサ等の計測装置から、管路の水位や流量等の計測情報を取得する。
Claims (11)
- 診断対象地域の流量計算表が示す諸量に基づいて、前記診断対象地域における浸水リスクを診断するための解析モデルの構築に必要なパラメータを生成するパラメータ生成部と、
前記諸量及び前記パラメータに基づいて前記解析モデルを構築する解析モデル構築部と、
前記解析モデル構築部によって構築された前記解析モデルと、前記診断対象地域の小排水区ごとに所定の周期で取得される雨量データとに基づいて、各小排水区における管路ごとの流量を算出する流出解析部と、
前記流出解析部によって算出された各小排水区における管路ごとの流量に基づいて、前記小排水区の浸水リスクの指標となる前記管路ごとの満管率を算出する浸水解析部と、
を備える浸水リスク診断装置。 - 前記パラメータ生成部は、満管状態又は半満管状態における管路の流速を算出し、前記管路の延長を前記流速で除算することにより、前記パラメータの1つである流下時間を算出する、
請求項1に記載の浸水リスク診断装置。 - 前記パラメータ生成部は、マニング式における径深及び勾配を管路の水位又は満管率によって表すことにより前記流下時間を算出する、
請求項2に記載の浸水リスク診断装置。 - 前記流出解析部は、流達時間と流下時間とに基づいて小排水区ごとの流入時間を算出し、前記小排水区ごとの雨量データに前記流入時間分の一次遅れを持たせて流出解析を行う、
請求項2又は3に記載の浸水リスク診断装置。 - 前記診断対象地域の所定のメッシュごとに取得されるメッシュ雨量データを、前記小排水区ごとの雨量データに変換する前処理部をさらに備える、
請求項1から4のいずれか一項に記載の浸水リスク診断装置。 - 前記浸水解析部によって算出された前記管路ごとの満管率に基づいて、前記小排水区の浸水リスクの程度を視覚的に識別可能な態様で前記診断対象地域の地図上に表示させる解析結果表示部をさらに備える、
請求項1から5のいずれか一項に記載の浸水リスク診断装置。 - 各小排水区を接続するいずれか一つ以上の管路の水位又は流量を計測する計測装置から前記水位又は流量を示す計測情報を取得する計測情報取得部と、
前記流出解析によって算出される流量又は水位と、前記計測情報が示す流量又は水位との誤差が小さくなるように前記パラメータを調整するパラメータ調整部と、
をさらに備える、
請求項1から6のいずれか一項に記載の浸水リスク診断装置。 - 前記解析結果表示部は、前記浸水リスクに関する情報を、ネットワークを介して接続可能な他の装置に送信する、
請求項6又は7に記載の浸水リスク診断装置。 - 診断対象地域の流量計算表が示す諸量に基づいて、前記診断対象地域における浸水リスクを診断するための解析モデルの構築に必要なパラメータを生成するパラメータ生成ステップと、
前記諸量及び前記パラメータに基づいて前記解析モデルを構築する解析モデル構築ステップと、
前記解析モデル構築部によって構築された前記解析モデルと、前記診断対象地域の小排水区ごとに所定の周期で取得される雨量データとに基づいて、各小排水区における管路ごとの流量を算出する流出解析ステップと、
前記流出解析部によって算出された各小排水区における管路ごとの流量に基づいて、前記小排水区の浸水リスクの指標となる前記管路ごとの満管率を算出する浸水解析ステップと、
を有する浸水リスク診断方法。 - 診断対象地域の流量計算表が示す諸量に基づいて、前記診断対象地域における浸水リスクを診断するための解析モデルの構築に必要なパラメータを生成するパラメータ生成ステップと、
前記諸量及び前記パラメータに基づいて前記解析モデルを構築する解析モデル構築ステップと、
前記解析モデル構築部によって構築された前記解析モデルと、前記診断対象地域の小排水区ごとに所定の周期で取得される雨量データとに基づいて、各小排水区における管路ごとの流量を算出する流出解析ステップと、
前記流出解析部によって算出された各小排水区における管路ごとの流量に基づいて、前記小排水区の浸水リスクの指標となる前記管路ごとの満管率を算出する浸水解析ステップと、
をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。 - 請求項1から8のいずれか一項に記載の浸水リスク診断装置によって取得された診断対象地域内の各小排水区における流出解析結果又は浸水解析結果に基づいて、前記診断対象地域内の排水設備の運転を制御する、
制御装置。
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