JP4511435B2 - Water supply operation planning device - Google Patents

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Description

この発明は、例えば、河川や湖などの取水場から取水して浄水場まで送水する取水ポンプや、その浄水場から配水池まで送水する送水ポンプなど、送水系統を構成しているポンプの運転スケジュールを策定する送水運用計画装置に関するものである。 This invention is, for example, an operation schedule of pumps constituting a water supply system, such as a water intake pump that takes water from a water intake site such as a river or a lake and sends it to a water purification plant, or a water supply pump that sends water from the water treatment plant to a distribution reservoir. This is related to the water supply operation planning device .

上水道施設においては、毎日の水需要量に応じて、上水道の送水系統を構成している送水ポンプの送水運転計画を立案しているが、その送水ポンプの運転の平滑化を図るとともに、その送水ポンプの動力コストを削減することができる送水運転計画を立案することが求められている。
しかしながら、送水系統を構成している複数の送水ポンプの運転スケジュール（送水ポンプの起動・停止）の組み合わせ数が膨大であり、上水道施設の運用者が、それらの組み合わせの中から最適な運転スケジュールを見つけ出すのが極めて困難であることから、数理的手法を実施して送水運転計画を策定し、その送水運転計画を運用者に提示する送水運用計画装置が利用されている。 In the water supply facilities, the water supply operation plan of the water supply pump that constitutes the water supply system is formulated according to the daily water demand. There is a need to develop a water supply operation plan that can reduce the power cost of the pump.
However, the number of combinations of operation schedules (starting / stopping of water pumps) of multiple water pumps that make up the water supply system is enormous, and the operator of the water supply facility can determine the optimal operation schedule from among these combinations. Since it is extremely difficult to find out, a water supply operation planning device is used that implements a mathematical method to formulate a water supply operation plan and presents the water supply operation plan to the operator.

従来の送水運用計画装置は、送水ポンプの運転スケジュールを策定するに際して、送水ポンプの送水量を制御変数とする目的関数を１次式で表し、所定の設備制約条件を満足する中で、その目的関数の関数値が最小値又は最大値をとるように、その制御変数を決定する線形計画法を実施している（例えば、特許文献１を参照）。
また、従来の他の送水運用計画装置は、送水ポンプの運転スケジュールを策定するに際して、送水ポンプの制御単位時間毎の起動状態及び停止状態を遺伝子情報とみなし、その遺伝子の進化を模擬する遺伝的アルゴリズムを利用して、目的関数の関数値が最小化又は最大化するように運転スケジュールを策定している（例えば、特許文献２を参照）。 The conventional water supply operation planning device , when formulating the operation schedule of the water pump, expresses the objective function with the water supply amount of the water pump as a control variable as a linear expression, and satisfies the predetermined equipment constraint condition. A linear programming method for determining the control variable is performed so that the function value of the function takes the minimum value or the maximum value (see, for example, Patent Document 1).
In addition, other conventional water supply operation planning devices consider the start and stop states for each control unit time of the water pump as genetic information when formulating the operation schedule of the water pump, and simulate genetic evolution of the gene. Using the algorithm, an operation schedule is formulated so that the function value of the objective function is minimized or maximized (see, for example, Patent Document 2).

特開平６−２３０８２９号公報（段落番号［００１２］から［００１５］、図３）Japanese Patent Laid-Open No. 6-230829 (paragraph numbers [0012] to [0015], FIG. 3) 特開２００２−２７８６０３号公報（段落番号［００３１］から［００３７］、図３）JP 2002-278603 A (paragraph numbers [0031] to [0037], FIG. 3)

従来の送水運用計画装置は以上のように構成されているので、線形計画法を実施して送水ポンプの運転スケジュールを策定する場合、制御変数である送水ポンプの送水量を０〜最大送水量まで取り得るようにモデル化する必要がある。しかし、実際の送水ポンプの送水量可能範囲は限定されており、送水ポンプを最小出力で運転した場合、その送水量が０にはならず、少量の送水が行われる。そのため、計画モデルの送水量と実際の送水ポンプの送水量との間に乖離が生じ、実際の送水ポンプの運転に適さない運転スケジュールが策定されることがある課題があった。
また、遺伝的アルゴリズムを利用して送水ポンプの運転スケジュールを策定する場合、送水ポンプの運転の平滑化や、送水ポンプの動力コストの削減など、複数の運用目標を達成するには、目的関数に対する面倒な重み付けパラメータの設定作業を実施しなければならないなどの課題があった。 Since the conventional water supply operation planning device is configured as described above, when implementing the linear programming method and formulating the operation schedule of the water pump, the water supply amount of the water pump, which is a control variable, is reduced from 0 to the maximum water supply amount. It needs to be modeled so that it can be taken. However, the actual range of the water supply amount of the water supply pump is limited, and when the water supply pump is operated at the minimum output, the water supply amount does not become zero and a small amount of water is supplied. For this reason, there has been a problem that a divergence occurs between the water supply amount of the plan model and the actual water supply amount of the water pump, and an operation schedule that is not suitable for the operation of the actual water pump may be formulated.
In addition, when formulating the operation schedule of a water pump using a genetic algorithm, to achieve multiple operational goals such as smoothing the operation of the water pump and reducing the power cost of the water pump, There were problems such as having to carry out troublesome weighting parameter setting work.

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、目的関数に対する重み付けパラメータの設定作業を実施することなく、複数の運用目標を達成することができるとともに、実際の送水ポンプの運転に適している運転スケジュールを策定することができる送水運用計画装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and can achieve a plurality of operation targets without performing a weighting parameter setting operation for an objective function, and can operate an actual water pump. The purpose is to obtain a water supply operation planning device that can formulate an operation schedule suitable for the water supply .

この発明に係る送水運用計画装置は、水需要量予測手段により予測された水需要量を条件とする線形計画法を実施して、上水道の送水系統を構成しているポンプの運転スケジュールを暫定する運転スケジュール暫定手段と、予め設定されているポンプの送水量可能範囲を、その運転スケジュール暫定手段により暫定された運転スケジュールにしたがってポンプを運転したときに、そのポンプにより送水される送水量を含む所定の送水量範囲に限定する可能範囲限定手段とを設け、その可能範囲限定手段により限定された送水量可能範囲を条件とする動的計画法を実施して、そのポンプの運転スケジュールを策定するようにしたものである。 The water supply operation planning device according to the present invention implements a linear programming method on the condition of the water demand predicted by the water demand prediction means, and provisionally sets the operation schedule of the pumps constituting the water supply water supply system. The operation schedule provisional means and a predetermined amount including the amount of water delivered by the pump when the pump is operated in accordance with the operation schedule provisional means provided by the operation schedule provisional means. A possible range limiting means for limiting the amount of water to be supplied is established, and a dynamic planning method is executed on the condition that the range of possible water supply is limited by the possible range limiting means to formulate an operation schedule for the pump. It is a thing.

この発明によれば、水需要量予測手段により予測された水需要量を条件とする線形計画法を実施して、上水道の送水系統を構成しているポンプの運転スケジュールを暫定する運転スケジュール暫定手段と、予め設定されているポンプの送水量可能範囲を、その運転スケジュール暫定手段により暫定された運転スケジュールにしたがってポンプを運転したときに、そのポンプにより送水される送水量を含む所定の送水量範囲に限定する可能範囲限定手段とを設け、その可能範囲限定手段により限定された送水量可能範囲を条件とする動的計画法を実施して、そのポンプの運転スケジュールを策定するように構成したので、目的関数に対する重み付けパラメータの設定作業を実施することなく、複数の運用目標を達成することができるとともに、実際の送水ポンプの運転に適している運転スケジュールを策定することができる効果がある。   According to the present invention, the operation schedule provisional means for executing the linear programming method on the condition of the water demand predicted by the water demand prediction means and provisionally the operation schedule of the pumps constituting the water supply system. And a predetermined water supply amount range including a water supply amount supplied by the pump when the pump is operated in accordance with an operation schedule provisionally set by the operation schedule provisional means. A possible range limiting means limited to the above, and the dynamic planning method is executed on the condition that the limited water supply range is limited by the possible range limiting means, and the operation schedule of the pump is formulated. Without having to set weighting parameters for the objective function, you can achieve multiple operational goals, There is an effect that can develop a driving schedule which is suitable for the operation of the water pump when.

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による送水運用計画装置が適用する上水道の送水系統を示すシステム系統図であり、図において、取水場１Ａ，１Ｂは例えば河川、湖、貯水池、井戸などが該当する。
取水ポンプ２Ａは送水系統を構成しているポンプであり、取水場１Ａから取水して浄水場３Ａまで送水する。
取水ポンプ２Ｂは送水系統を構成しているポンプであり、取水場１Ｂから取水して浄水場３Ｂまで送水する。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a system diagram showing a water supply system applied by a water supply operation planning apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, intakes 1A and 1B correspond to rivers, lakes, reservoirs, wells, and the like, for example. To do.
The intake pump 2A is a pump constituting a water supply system, and takes water from the water intake 1A and supplies it to the water purification plant 3A.
The intake pump 2B is a pump constituting a water supply system, and takes water from the water intake station 1B and supplies it to the water purification plant 3B.

浄水場３Ａは取水ポンプ２Ａにより送水された水のろ過処理や消毒処理を実施する設備である。
浄水場３Ｂは取水ポンプ２Ｂにより送水された水のろ過処理や消毒処理を実施する設備である。
送水ポンプ４Ａは送水系統を構成しているポンプであり、浄水場３Ａによる処理後の水を配水池５Ａまで送水する。
送水ポンプ４Ｂは送水系統を構成しているポンプであり、浄水場３Ａによる処理後の水を配水池５Ｂまで送水する。
送水ポンプ４Ｃは送水系統を構成しているポンプであり、浄水場３Ｂによる処理後の水を配水池５Ａまで送水する。
送水ポンプ４Ｄは送水系統を構成しているポンプであり、浄水場３Ｂによる処理後の水を配水池５Ｂまで送水する。 The water purification plant 3A is a facility for performing filtration processing and disinfection processing of water sent by the water intake pump 2A.
The water purification plant 3B is a facility for performing filtration processing and disinfection processing of water sent by the water intake pump 2B.
The water supply pump 4A is a pump that constitutes a water supply system, and supplies water after treatment by the water purification plant 3A to the distribution reservoir 5A.
The water supply pump 4B is a pump that constitutes a water supply system, and supplies water that has been treated by the water purification plant 3A to the distribution reservoir 5B.
The water supply pump 4C is a pump constituting a water supply system, and supplies water after treatment by the water purification plant 3B to the distribution reservoir 5A.
The water supply pump 4D is a pump that constitutes a water supply system, and supplies water that has been treated by the water purification plant 3B to the distribution reservoir 5B.

配水池５Ａは送水ポンプ４Ａ，４Ｃにより送水された水を需要家６Ａに配水する設備である。
配水池５Ｂは送水ポンプ４Ｂ，４Ｄにより送水された水を需要家６Ｂに配水する設備である。
需要家６Ａは配水池５Ａにより配水された水を実際に使用する個人宅や会社などの設備である。
需要家６Ｂは配水池５Ｂにより配水された水を実際に使用する個人宅や会社などの設備である。
送水運用制御装置７は取水ポンプ２Ａ，２Ｂや送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの運転スケジュールを策定する装置であり、送水運用制御装置７は需要量予測装置８及び送水運用計画装置９から構成されている。 The distribution reservoir 5A is a facility that distributes the water supplied by the water supply pumps 4A and 4C to the consumer 6A.
The distribution reservoir 5B is a facility that distributes the water supplied by the water supply pumps 4B and 4D to the customer 6B.
The consumer 6A is a facility such as a private house or a company that actually uses the water distributed by the distribution reservoir 5A.
The consumer 6B is a facility such as a private house or a company that actually uses the water distributed by the distribution reservoir 5B.
The water supply operation control device 7 is a device that formulates operation schedules of the water intake pumps 2A and 2B and the water supply pumps 4A to 4D, and the water supply operation control device 7 includes a demand amount prediction device 8 and a water supply operation plan device 9.

図１では、取水ポンプ２Ａ，２Ｂが２台、送水ポンプ４Ａ〜４Ｄが４台であるものについて示したが、これはあくまでも例であり、取水ポンプが３台以上、送水ポンプが５台以上あってもよい。
また、図１のシステム系統では、浄水場３Ａ，３Ｂと配水池５Ａ，５Ｂの途中には、送水ポンプ４Ａ〜４Ｄが設置されているだけであるが、例えば、貯水池と送水ポンプを備えたポンプ場を設置するようにしてもよい。 In FIG. 1, two intake pumps 2 </ b> A and 2 </ b> B and four water pumps 4 </ b> A to 4 </ b> D are shown, but this is only an example, and there are three or more intake pumps and five or more water pumps. May be.
Moreover, in the system system of FIG. 1, although the water pumps 4A-4D are only installed in the middle of the water purification plants 3A, 3B and the distribution reservoirs 5A, 5B, for example, a pump provided with a reservoir and a water pump You may make it install a field.

図２はこの発明の実施の形態１による送水運用計画装置を示す構成図であり、図において、需要量予測装置８のデータ入力部１１は例えば当日及び翌日の気象データを入力する処理部であり、データ入力部１１は例えばキーボードやマウスなどのマンマシンインタフェースのほか、外部のネットワークからデータを取り込むネットワークインタフェースなどから構成されている。
需要量予測装置８の需要量履歴ＤＢ１２は配水池５Ａ，５Ｂにおける過去の水需要量を示す履歴データを記録しているデータベースである。
需要量予測装置８の気象履歴ＤＢ１３は過去の気象データを示す履歴データ（例えば、天気、最高気温、最低気温、平均気温、湿度など）を記録しているデータベースである。 FIG. 2 is a block diagram showing the water supply operation planning device according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, the data input unit 11 of the demand amount prediction device 8 is a processing unit for inputting, for example, meteorological data on the current day and the next day. The data input unit 11 includes a man-machine interface such as a keyboard and a mouse, and a network interface for fetching data from an external network.
The demand amount history DB 12 of the demand amount prediction device 8 is a database that records history data indicating past water demand amounts in the reservoirs 5A and 5B.
The weather history DB 13 of the demand amount prediction device 8 is a database that records history data (for example, weather, maximum temperature, minimum temperature, average temperature, humidity, etc.) indicating past weather data.

需要量予測装置８の需要量予測部１４はデータ入力部１１により入力された気象データや需要量履歴ＤＢ１２及び気象履歴ＤＢ１３に記録されている履歴データを考慮し、例えば、パターンマッチング法、重回帰法、ニューラルネットワーク法などを実施して、配水池５Ａ，５Ｂにおける水需要量を予測する処理を実施する。なお、需要量予測部１４は水需要量予測手段を構成している。
需要量予測装置８の需要量提示部１５は需要量予測部１４により予測された配水池５Ａ，５Ｂにおける水需要量を運用者に提示するほか、その水需要量の修正を受け付ける入出力装置（例えば、キーボードやディスプレイなどを搭載している装置）である。
需要量予測装置８の需要量予測結果ＤＢ１６は需要量予測部１４により予測された配水池５Ａ，５Ｂにおける水需要量を保存するデータベースである。 The demand amount prediction unit 14 of the demand amount prediction device 8 considers the weather data input by the data input unit 11 and the history data recorded in the demand amount history DB 12 and the weather history DB 13, for example, a pattern matching method, multiple regression, etc. By implementing the method, the neural network method, etc., the process of predicting the water demand in the distribution reservoirs 5A and 5B is performed. In addition, the demand amount prediction unit 14 constitutes a water demand amount prediction unit.
The demand amount presentation unit 15 of the demand amount prediction device 8 presents the water demand amount in the reservoirs 5A and 5B predicted by the demand amount prediction unit 14 to the operator, and an input / output device that accepts correction of the water demand amount ( For example, a device equipped with a keyboard and a display).
The demand amount prediction result DB 16 of the demand amount prediction device 8 is a database that stores water demand amounts in the reservoirs 5A and 5B predicted by the demand amount prediction unit 14.

送水運用計画装置９のデータ入力部２１は例えば計画単位時間、計画期間、現在の配水池５Ａ，５Ｂの水位データ、現在の取水ポンプ２Ａ，２Ｂや送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの送水量、送水系統における電力の契約形態などのデータを入力する処理部であり、データ入力部２１は例えばキーボードやマウスなどのマンマシンインタフェースのほか、外部のネットワークからデータを取り込むネットワークインタフェースなどから構成されている。
送水運用計画装置９の設備能力ＤＢ２２は送水系統を構成しているポンプの種類（ポンプの種類として、例えば、固定速機、可変速機としてもよい）、ポンプの制御方法（ポンプの制御方法として、例えば、水位自動制御、運用者による手動制御、時間毎に設定されている出力設定値などを規定）、ポンプの送水量可能範囲、計画単位時間毎の運用目標出力範囲、ポンプの送水原単位、ポンプの起動電力量、計画単位時間当りの変更可能流量、配水池５Ａ，５Ｂの運用上限水位、配水池５Ａ，５Ｂの運用下限水位、配水池５Ａ，５Ｂの物理上限水位、配水池５Ａ，５Ｂの物理下限水位、計画単位時間毎の運用目標水位範囲、配水池５Ａ，５Ｂの面積、浄水場３Ａ，３Ｂにおける流出遅れ時間、浄水場３Ａ，３Ｂにおける立米当りの浄水コストなどの設備データを記録しているデータベースである。
送水運用計画装置９の配管ＤＢ２３は設備能力ＤＢ２２に登録されている設備同士を接続する配管に関するデータを記録しているデータベースである。 The data input unit 21 of the water supply operation planning device 9 includes, for example, the plan unit time, the planning period, the water level data of the current distribution reservoirs 5A and 5B, the water supply amounts of the current intake pumps 2A and 2B and the water supply pumps 4A to 4D, and the water supply system. The data input unit 21 includes a man-machine interface such as a keyboard and a mouse, and a network interface that imports data from an external network.
The facility capacity DB 22 of the water supply operation planning device 9 is the type of pump constituting the water supply system (the type of pump may be, for example, a fixed speed machine or a variable speed machine), the pump control method (as a pump control method) (For example, automatic control of water level, manual control by the operator, output setting value set for each hour, etc.), pump water supply possible range, operation target output range for each planned unit time, pump water consumption basic unit , Pump start-up power, variable flow rate per planned unit time, upper limit water level of reservoirs 5A and 5B, lower limit level of operation of reservoirs 5A and 5B, upper limit of physical level of reservoirs 5A and 5B, reservoir 5A, 5B physical lower limit water level, operation target water level range per planned unit time, distribution reservoir 5A, 5B area, runoff delay time at water treatment plants 3A, 3B, water purification cost per standing rice at water treatment plants 3A, 3B Which equipment data is a database that records.
The piping DB 23 of the water supply operation planning device 9 is a database that records data relating to piping that connects facilities registered in the facility capability DB 22.

送水運用計画装置９の線形計画法実行部２４は送水系統を構成している設備の能力を超えない条件の下で、需要量予測部１４により予測された配水池５Ａ，５Ｂにおける水需要量を条件とする線形計画法を実施して、送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの運転スケジュールを暫定的に策定する処理を実施する。なお、線形計画法実行部２４は運転スケジュール暫定手段を構成している。
送水運用計画装置９の動的計画法実行部２５は設備能力ＤＢ２２に記録されている送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの送水量可能範囲を、線形計画法実行部２４により暫定的に策定された運転スケジュールにしたがって送水ポンプ４Ａ〜４Ｄを運転したときに、その送水ポンプ４Ａ〜４Ｄにより送水される送水量を含む所定の送水量範囲に限定する処理と、限定後の送水量可能範囲を条件とする動的計画法を実施して、その送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの運転スケジュールを策定する処理とを行う。なお、動的計画法実行部２５は可能範囲限定手段及び運転スケジュール策定手段を構成している。 The linear programming execution unit 24 of the water supply operation planning device 9 calculates the water demand in the reservoirs 5A and 5B predicted by the demand prediction unit 14 under the condition not exceeding the capacity of the facilities constituting the water transmission system. A linear programming method is implemented as a condition, and a process for tentatively formulating operation schedules of the water pumps 4A to 4D is performed. The linear programming execution unit 24 constitutes an operation schedule provisional unit.
The dynamic planning method execution unit 25 of the water supply operation planning device 9 converts the possible water supply amount range of the water pumps 4A to 4D recorded in the facility capacity DB 22 into an operation schedule tentatively formulated by the linear programming method execution unit 24. Therefore, when the water supply pumps 4A to 4D are operated, the process is limited to a predetermined water supply amount range including the amount of water supplied by the water supply pumps 4A to 4D, and the condition is limited to the water supply amount possible range after the limitation. The planning method is carried out, and processing for formulating the operation schedule of the water pumps 4A to 4D is performed. The dynamic programming execution unit 25 constitutes a possible range limiting unit and an operation schedule formulation unit.

送水運用計画装置９の計画提示部２６は動的計画法実行部２５により策定された送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの運転スケジュールを運用者に提示するほか、その運転スケジュールの修正を受け付ける入出力装置（例えば、キーボードやディスプレイなどを搭載している装置）である。
図３はこの発明の実施の形態１による送水運用計画装置の運用計画結果を示す説明図である。
図４はこの発明の実施の形態１による送水運用計画装置の処理内容を示すフローチャートである。 The plan presenting unit 26 of the water supply operation planning device 9 presents the operation schedule of the water pumps 4A to 4D formulated by the dynamic programming execution unit 25 to the operator, and also receives an input / output device that accepts correction of the operation schedule (for example, , A device equipped with a keyboard and a display).
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an operation plan result of the water supply operation planning apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing the processing contents of the water supply operation planning device according to Embodiment 1 of the present invention.

次に動作について説明する。
需要量予測装置８のデータ入力部１１は、例えば、天気予報を配信しているインタネット上のサイトから、配水池５Ａ，５Ｂや需要家６Ａ，６Ｂの周辺の当日及び翌日の気象データを受信すると、当日及び翌日の気象データを需要量予測部１４に出力する。
ここでは、当日及び翌日の気象データをインタネット上のサイトから取得するものについて示しているが、これはあくまでも一例であり、運用者がデータ入力部１１のキーボード等を操作して、当日及び翌日の気象データを入力するようにしてもよい。 Next, the operation will be described.
When the data input unit 11 of the demand amount prediction device 8 receives, for example, weather data on the current day and the next day around the reservoirs 5A and 5B and the consumers 6A and 6B from a site on the Internet that distributes the weather forecast. The weather data for the current day and the next day is output to the demand amount prediction unit 14.
Here, although it shows about what acquires the weather data of the day and the next day from the site on the Internet, this is an example to the last, an operator operates the keyboard etc. of the data input part 11, and the day and the next day Weather data may be input.

需要量予測装置８の需要量予測部１４は、データ入力部１１から出力された当日及び翌日の気象データ、気象履歴ＤＢ１３に記録されている過去の気象データを示す履歴データ、及び需要量履歴ＤＢ１２に記録されている配水池５Ａ，５Ｂにおける過去の水需要量を示す履歴データを考慮して、例えば、パターンマッチング法、重回帰法、ニューラルネットワーク法などを実施することにより、配水池５Ａ，５Ｂにおける水需要量を予測する処理を実施する。
即ち、需要量予測部１４は、例えば、パターンマッチング法を実施することにより、気象履歴ＤＢ１３から当日及び翌日を含む最近の気象データに近似している過去の気象データを検索するとともに、需要量履歴ＤＢ１２から近似している過去の気象データに対応する水需要量を示す履歴データを取得し、近似している過去の気象データに対応する水需要量を配水池５Ａ，５Ｂにおける水需要量の予測値として出力する。
なお、パターンマッチング法等の実施内容自体は、公知の技術であるため、詳細な説明を省略する。 The demand amount prediction unit 14 of the demand amount prediction apparatus 8 includes the current day and next day weather data output from the data input unit 11, history data indicating past weather data recorded in the weather history DB 13, and the demand amount history DB 12. In consideration of the historical data indicating the past water demand in the reservoirs 5A and 5B recorded in the above, for example, by implementing a pattern matching method, a multiple regression method, a neural network method, etc., the reservoirs 5A and 5B Implement the process to predict the water demand in China.
That is, the demand amount prediction unit 14 searches for past weather data that approximates recent weather data including the current day and the next day from the weather history DB 13 by performing, for example, a pattern matching method, and also stores the demand amount history. The historical data indicating the water demand corresponding to the past weather data approximated from the DB 12 is obtained, and the water demand corresponding to the past weather data approximated is predicted for the water demand in the distribution reservoirs 5A and 5B. Output as a value.
In addition, since the implementation content itself, such as a pattern matching method, is a well-known technique, detailed description is abbreviate | omitted.

需要量予測装置８の需要量提示部１５は、需要量予測部１４が配水池５Ａ，５Ｂにおける水需要量を予測すると、その水需要量をディスプレイ等に表示することにより、その水需要量を運用者に提示する。
また、需要量提示部１５は、運用者による水需要量の修正を受け付け、運用者により水需要量が修正された場合には、修正後の水需要量を需要量予測結果ＤＢ１６に出力する。
需要量予測装置８の需要量予測結果ＤＢ１６は、需要量予測部１４により予測された配水池５Ａ，５Ｂにおける水需要量を保存する。ただし、運用者により水需要量が修正された場合には、修正後の水需要量を保存する。 When the demand amount prediction unit 14 predicts the water demand amount in the reservoirs 5A and 5B, the demand amount presentation unit 15 of the demand amount prediction device 8 displays the water demand amount on a display or the like, thereby displaying the water demand amount. Present to the operator.
Moreover, the demand amount presentation part 15 receives the correction of the water demand amount by the operator, and outputs the corrected water demand amount to the demand amount prediction result DB 16 when the water demand amount is corrected by the operator.
The demand amount prediction result DB 16 of the demand amount prediction device 8 stores the water demand amount in the reservoirs 5 </ b> A and 5 </ b> B predicted by the demand amount prediction unit 14. However, when the water demand is corrected by the operator, the corrected water demand is stored.

送水運用計画装置９のデータ入力部２１は、例えば、計画単位時間、計画期間、現在の配水池５Ａ，５Ｂの水位データ、送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの送水量、送水系統における電力の契約形態などのデータを入力する処理を実施する。
なお、現在の配水池５Ａ，５Ｂの水位データは、例えば、配水池５Ａ，５Ｂに設置されている水位計から取得し、送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの送水量は、送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの吐出し側の管路に設置されている流量計から取得する。
また、計画単位時間、計画期間及び電力の契約形態などのデータは、運用者がデータ入力部１１のキーボード等を操作して入力する。 The data input unit 21 of the water supply operation planning device 9 includes, for example, a plan unit time, a plan period, water level data of the current distribution reservoirs 5A and 5B, a water supply amount of the water supply pumps 4A to 4D, and a contract form of power in the water supply system Implement the process to input data.
In addition, the current water level data of the distribution reservoirs 5A and 5B are obtained from, for example, water level meters installed in the distribution reservoirs 5A and 5B, and the water supply amounts of the water supply pumps 4A to 4D are discharged from the water supply pumps 4A to 4D. Obtained from the flow meter installed in the side pipe.
Further, the operator inputs data such as the planned unit time, the planned period, and the power contract form by operating the keyboard of the data input unit 11 or the like.

送水運用計画装置９の線形計画法実行部２４は、送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの運転スケジュールを暫定的に策定するに際して、線形計画法の実行に必要なデータ（例えば、目的関数、設備制約条件）の作成を行う（ステップＳＴ１）。
即ち、線形計画法実行部２４は、送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの送水量を制御変数として、例えば、送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの動力コストの低減を目的とする目的関数を設定する。
目的関数としては、１次式が考えられるが、送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの動力コストの低減を目的とする関数であれば、如何なる関数でもよく、特に限定するものではない。
また、線形計画法実行部２４は、設備能力ＤＢ２２に記録されている設備データのうち、少なくとも、配水池５Ａ，５Ｂの運用上限水位と運用下限水位の設備データを遵守するための設備制約条件を設定する（配水池５Ａ，５Ｂの水位が運用上限水位を上回らず、配水池５Ａ，５Ｂの水位が運用下限水位を下回らない条件を設定する）。 When the operation plan of the water pumps 4A to 4D is tentatively formulated, the linear program execution unit 24 of the water supply operation planning device 9 stores data (for example, objective function, equipment constraint conditions) necessary for executing the linear program. Creation is performed (step ST1).
That is, the linear programming execution unit 24 sets an objective function for the purpose of reducing the power cost of the water pumps 4A to 4D, for example, using the water feed amounts of the water pumps 4A to 4D as control variables.
As the objective function, a linear expression can be considered, but any function may be used as long as it is a function aimed at reducing the power cost of the water pumps 4A to 4D, and is not particularly limited.
In addition, the linear programming execution unit 24 sets facility constraint conditions for complying with at least the operation upper limit water level and the operation lower limit water level of the distribution reservoirs 5A and 5B among the facility data recorded in the facility capacity DB 22. (Set the condition that the water level of the distribution reservoirs 5A and 5B does not exceed the operation upper limit water level and the water level of the distribution reservoirs 5A and 5B does not fall below the operation lower limit water level).

ここで、目的関数の制御変数が取り得る範囲としては、設備能力ＤＢ２２に記録されている送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの送水量可能範囲を使用するが、その制御変数の最小値である送水量の最小値は、“０”に拡張する。
即ち、実際の送水ポンプ４Ａ〜４Ｄを最小出力で運転しても、その送水量が“０”にはならず、少量の送水が行われるが、その送水量が“０”でないと、線形計画法を実行することができないので、その制御変数の最小値である送水量の最小値を“０”に拡張する。 Here, as the range that the control variable of the objective function can take, the possible water supply amount range of the water supply pumps 4A to 4D recorded in the equipment capacity DB 22 is used, but the minimum value of the water supply amount that is the minimum value of the control variable. The value is extended to “0”.
That is, even if the actual water supply pumps 4A to 4D are operated at the minimum output, the water supply amount does not become “0” and a small amount of water is supplied, but if the water supply amount is not “0”, the linear plan Since the method cannot be executed, the minimum value of the water supply amount, which is the minimum value of the control variable, is expanded to “0”.

線形計画法実行部２４は、上記のようにして、線形計画法の実行に必要なデータ（例えば、目的関数、設備制約条件）を作成すると、その設備制約条件を満足する中で、その目的関数の関数値が最小値（電力コストが最小）をとるように、その制御変数を決定する線形計画法を実行する（ステップＳＴ２）。
なお、線形計画法自体は、公知の技術であるため詳細な説明を省略するが、線形計画法の計算方法としては、シンプレックス法や内点法を利用すればよい。 When the linear programming execution unit 24 creates data (for example, an objective function and equipment constraint conditions) necessary for execution of the linear programming as described above, the objective function is satisfied while satisfying the equipment constraint conditions. A linear programming method for determining the control variable is executed so that the function value of the function takes the minimum value (the power cost is the minimum) (step ST2).
Since the linear programming itself is a known technique, a detailed description thereof is omitted, but a simplex method or an interior point method may be used as a calculation method of the linear programming.

線形計画法実行部２４は、上記のようにして、線形計画法を実行すると、目的関数の制御変数である送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの送水量が決定されるため、送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの送水量から送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの運転スケジュール（送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの起動・停止）を暫定的に策定する。
例えば、送水ポンプ４Ａの１時間当りの送水可能量が１０ｍ3であり、１時から５時まで運転するなどの運転スケジュールを策定する。
ただし、線形計画法実行部２４により暫定的に策定された運転スケジュールにしたがって送水ポンプ４Ａ〜４Ｄを運転したとき、その送水ポンプ４Ａ〜４Ｄにより送水される蓄積送水量は、制御変数の最小値が“０”に拡張されているものを利用して計算しているため、実際の送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの蓄積送水量と乖離している場合がある。 When the linear programming execution unit 24 executes the linear programming as described above, the water supply amount of the water pumps 4A to 4D, which is the control variable of the objective function, is determined. Therefore, the water supply amount of the water pumps 4A to 4D is determined. To tentatively formulate an operation schedule of the water pumps 4A to 4D (start / stop of the water pumps 4A to 4D).
For example, the water pumping capacity of the water pump 4A is 10 m 3 , and an operation schedule such as operation from 1 o'clock to 5 o'clock is formulated.
However, when the water supply pumps 4A to 4D are operated according to the operation schedule tentatively formulated by the linear programming execution unit 24, the accumulated amount of water supplied by the water supply pumps 4A to 4D is the minimum value of the control variable. Since the calculation is performed by using the one extended to “0”, there is a case where the accumulated water supply amount of the actual water supply pumps 4A to 4D is deviated.

送水運用計画装置９の動的計画法実行部２５は、線形計画法実行部２４が送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの運転スケジュールを暫定的に策定すると、設備能力ＤＢ２２に記録されている送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの送水量可能範囲を、その運転スケジュールにしたがって送水ポンプ４Ａ〜４Ｄを運転したときに、その送水ポンプ４Ａ〜４Ｄにより送水される送水量を含む所定の送水量範囲に限定する処理を実施する（ステップＳＴ３）。
即ち、線形計画法実行部２４により暫定的に策定された運転スケジュールにしたがって送水ポンプ４Ａ〜４Ｄを運転したとき、その送水ポンプ４Ａ〜４Ｄにより送水される蓄積送水量（以下、緩和解と称する）は、上述したように、実際の送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの蓄積送水量と乖離している場合があるが、実際の送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの蓄積送水量と大きくかけ離れている訳ではない。
したがって、設備能力ＤＢ２２に記録されている送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの送水量可能範囲が、例えば２００ｍ3〜１０００ｍ3であっても、緩和解が４００ｍ3であれば、緩和解である４００ｍ3付近で、最適な運転スケジュールを探索すればよく、その緩和解からかけ離れている１０００ｍ3付近を最適な運転スケジュールの探索範囲に含める必要性が低い。 When the linear programming execution unit 24 tentatively formulates the operation schedule of the water pumps 4A to 4D, the dynamic planning method execution unit 25 of the water supply operation planning device 9 temporarily stores the water pumps 4A to 4D recorded in the equipment capacity DB 22. When the water supply pumps 4A to 4D are operated according to the operation schedule, the water supply amount possible range is limited to a predetermined water supply amount range including the water supply amount supplied by the water supply pumps 4A to 4D ( Step ST3).
That is, when the water pumps 4A to 4D are operated according to the operation schedule tentatively formulated by the linear programming execution unit 24, the accumulated amount of water supplied by the water pumps 4A to 4D (hereinafter referred to as a relaxation solution). As described above, there are cases in which the accumulated water supply amount of the actual water pumps 4A to 4D is different from the actual accumulated water supply amount of the water pumps 4A to 4D.
Therefore, water supply amount range of the water pump 4A~4D recorded in equipment capacity DB22 is, for example, even 200 meters 3 to 1000 m 3, if mitigation solution is a 400 meters 3, in the vicinity of 400 meters 3 is a relaxation solution It is only necessary to search for an optimal driving schedule, and there is little need to include the vicinity of 1000 m 3 far from the relaxation solution in the search range of the optimal driving schedule.

そのため、動的計画法実行部２５は、設備能力ＤＢ２２に記録されている送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの送水量可能範囲２００ｍ3〜１０００ｍ3をそのまま最適な運転スケジュールの探索範囲に設定するのではなく、下記に示すように、緩和解である４００ｍ3を含む所定の送水量範囲を最適な運転スケジュールの探索範囲に設定する。
最適な運転スケジュールの探索範囲＝緩和解±所定量
＝４００ｍ3±５０ｍ3
＝３５０ｍ3〜４５０ｍ3
ただし、所定量＝５０ｍ3 For this reason, the dynamic programming execution unit 25 does not set the water supply possible ranges 200m 3 to 1000m 3 of the water pumps 4A to 4D recorded in the facility capacity DB 22 as the search range of the optimum operation schedule as they are, As shown below, a predetermined water supply amount range including 400 m 3 which is a relaxation solution is set as a search range of the optimum operation schedule.
Search range of optimal operation schedule = relaxation solution ± predetermined amount
= 400m 3 ± 50m 3
= 350m 3 to 450m 3
However, the predetermined amount = 50m 3

動的計画法実行部２５は、上記のようにして、送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの送水量可能範囲を限定すると、動的計画法の実行に必要なデータ（例えば、目的関数、設備制約条件）の作成を行う（ステップＳＴ４）。
即ち、動的計画法実行部２５は、送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの送水量を制御変数として、例えば、送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの運転の平滑化を目的とする目的関数を設定する。
目的関数としては、例えば、１次式などが考えられるが、送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの運転の平滑化を目的とする関数であれば、如何なる関数でもよく、特に限定するものではない。
また、動的計画法実行部２５は、設備能力ＤＢ２２に記録されている設備データのうち、少なくとも、配水池５Ａ，５Ｂの運用上限水位と運用下限水位の設備データを遵守する設備制約条件と、限定後の送水量可能範囲（３５０ｍ3〜４５０ｍ3）を遵守する設備制約条件とを設定する。 As described above, the dynamic programming execution unit 25 restricts the water supply amount possible range of the water supply pumps 4A to 4D, and the data (for example, objective function, equipment constraint conditions) necessary for executing the dynamic programming is obtained. Creation is performed (step ST4).
That is, the dynamic programming execution unit 25 sets an objective function for the purpose of smoothing the operation of the water pumps 4A to 4D, for example, with the water feed amount of the water pumps 4A to 4D as a control variable.
As the objective function, for example, a linear expression can be considered, but any function may be used as long as the function is intended to smooth the operation of the water pumps 4A to 4D, and is not particularly limited.
In addition, the dynamic programming execution unit 25, among the facility data recorded in the facility capacity DB 22, at least the facility constraint condition to observe the facility data of the operation upper limit water level and the operation lower limit water level of the reservoirs 5A, 5B, Set the equipment restriction conditions to comply with the water supply capacity range (350m 3 to 450m 3 ) after limitation.

動的計画法実行部２５は、上記のようにして、動的計画法の実行に必要なデータ（例えば、目的関数、設備制約条件）を作成すると、データ入力部２１により入力された計画単位時間毎に、その設備制約条件を満足する中で、その目的関数の関数値が最小値（運転の起動・停止回数が最小）をとるように、その制御変数を決定する動的計画法を実行する（ステップＳＴ５）。
即ち、その設備制約条件を満足する目的関数の制御変数が複数通り存在する場合、複数通りの制御変数の中から、目的関数の関数値が最小値をとる制御変数を探索する。
なお、動的計画法自体は、公知の技術であるため詳細な説明を省略するが、限定後の送水量可能範囲を運転スケジュールの探索範囲に設定して動的計画法を実行するため、ステップＳＴ２で求めた解精度の劣化を招くことなく、短時間で最適な制御変数を決定することができる。 When the dynamic programming execution unit 25 creates data (for example, an objective function and facility constraint conditions) necessary for execution of the dynamic programming as described above, the planning unit time input by the data input unit 21 Every time the equipment constraint is satisfied, the dynamic programming method that determines the control variable is executed so that the function value of the objective function takes the minimum value (the number of operation start / stop times is the minimum). (Step ST5).
That is, when there are a plurality of control variables of the objective function satisfying the equipment constraint condition, a control variable having a minimum function function value is searched from the plurality of control variables.
The dynamic programming itself is a well-known technique and will not be described in detail. However, in order to execute the dynamic programming by setting the limited water supply available range as the search range of the operation schedule, An optimal control variable can be determined in a short time without deteriorating the solution accuracy obtained in ST2.

動的計画法実行部２５は、上記のようにして、動的計画法を実行すると、目的関数の制御変数である送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの送水量が決定されるため、送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの送水量から送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの運転スケジュール（送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの起動・停止）を最終的に策定する。
例えば、送水ポンプ４Ａの１時間当りの送水可能量が１０ｍ3であり、１時から５時まで運転するなどの運転スケジュールを策定する。
動的計画法実行部２５は、送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの運転スケジュール（送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの起動・停止）を最終的に策定すると、その運転スケジュールにしたがって送水ポンプ４Ａ〜４Ｄを運転したときの配水池５Ａ，５Ｂの水位変化や、計画単位時間毎の消費電力量及び電力コストを計算する。 When the dynamic programming execution unit 25 executes the dynamic programming as described above, the water supply amounts of the water pumps 4A to 4D, which are control variables of the objective function, are determined. The operation schedule of the water pumps 4A to 4D (starting / stopping of the water pumps 4A to 4D) is finally determined from the amount of water to be fed.
For example, the water pumping capacity of the water pump 4A is 10 m 3 , and an operation schedule such as operation from 1 o'clock to 5 o'clock is formulated.
When the dynamic programming execution unit 25 finally formulates the operation schedule of the water pumps 4A to 4D (starting / stopping of the water pumps 4A to 4D), the dynamic programming method execution unit 25 operates the water pumps 4A to 4D according to the operation schedule. The water level change of the distribution reservoirs 5A and 5B, the power consumption and the power cost for each planned unit time are calculated.

送水運用計画装置９の計画提示部２６は、動的計画法実行部２５が送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの運転スケジュールを策定するとともに、配水池５Ａ，５Ｂの水位変化や計画単位時間毎の消費電力量及び電力コストを計算すると、送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの運転スケジュールや計算結果をディスプレイ等に表示することにより、送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの運転スケジュールや計算結果を運用者に提示する（ステップＳＴ６）。
また、計画提示部２６は、運用者による運転スケジュールの修正を受け付け、運用者により運転スケジュールが修正された場合には、その修正結果を動的計画法実行部２５に戻すようにする。
これにより、動的計画法実行部２５は、その修正結果にしたがって、再度、送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの運転スケジュールを策定する。 In the plan presenting unit 26 of the water supply operation planning device 9, the dynamic planning method executing unit 25 formulates the operation schedule of the water pumps 4A to 4D, changes in the water level of the distribution reservoirs 5A and 5B, and the power consumption per planned unit time. When the power cost is calculated, the operation schedule and calculation results of the water pumps 4A to 4D are displayed on a display or the like, thereby presenting the operation schedule and calculation results of the water pumps 4A to 4D to the operator (step ST6).
Further, the plan presenting unit 26 accepts correction of the driving schedule by the operator, and when the driving schedule is corrected by the operator, returns the correction result to the dynamic planning method executing unit 25.
Thereby, the dynamic programming execution part 25 formulates the operation schedule of water pump 4A-4D again according to the correction result.

ここで、図３のＡは線形計画法実行部２４により暫定的に策定された運転スケジュールにしたがって送水ポンプ４Ａ〜４Ｄを運転したとき、その送水ポンプ４Ａ〜４Ｄにより送水される蓄積送水量を示しており、図３のＢは緩和解に所定量が加算されたときの蓄積送水量を示し、図３のＣは緩和解から所定量が減算されたときの蓄積送水量を示している。
また、図３のＤは動的計画法実行部２５により最終的に策定された運転スケジュールにしたがって送水ポンプ４Ａ〜４Ｄを運転したとき、その送水ポンプ４Ａ〜４Ｄにより送水される蓄積送水量を示している。 Here, A in FIG. 3 shows the accumulated amount of water supplied by the water pumps 4A to 4D when the water pumps 4A to 4D are operated according to the operation schedule tentatively formulated by the linear programming execution unit 24. 3B shows the accumulated water supply amount when a predetermined amount is added to the relaxation solution, and C in FIG. 3 shows the accumulated water supply amount when the predetermined amount is subtracted from the relaxation solution.
Moreover, D of FIG. 3 shows the accumulated water supply amount supplied by the water pumps 4A to 4D when the water pumps 4A to 4D are operated according to the operation schedule finally formulated by the dynamic programming execution unit 25. ing.

この実施の形態１によれば、需要量予測部１４により予測された水需要量を条件とする線形計画法を実施して、送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの運転スケジュールを暫定的に策定する線形計画法実行部２４を設け、設備能力ＤＢ２２に記録されている送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの送水量可能範囲を、その運転スケジュールにしたがって送水ポンプ４Ａ〜４Ｄを運転したときに、その送水ポンプ４Ａ〜４Ｄにより送水される送水量を含む所定の送水量範囲に限定する処理と、限定後の送水量可能範囲を条件とする動的計画法を実施して、その送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの運転スケジュールを策定する処理とを行うように構成したので、目的関数に対する重み付けパラメータの設定作業を実施することなく、複数の運用目標を達成することができるとともに、実際の送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの運転に適している運転スケジュールを策定することができる効果を奏する。   According to this Embodiment 1, the linear programming method which implements the linear programming method on condition of the water demand estimated by the demand forecasting part 14, and tentatively formulates the operation schedule of water pump 4A-4D When the water supply pumps 4A to 4D are operated in accordance with their operation schedules, the water supply amount of the water supply pumps 4A to 4D recorded in the equipment capacity DB 22 is provided, and the water supply pumps 4A to 4D supply water. The process which limits the predetermined water supply amount range including the water supply amount to be performed and the dynamic planning method on the condition that the limited water supply amount is possible, and formulates the operation schedule of the water supply pumps 4A to 4D As a result, it is possible to achieve multiple operational goals without having to set weighting parameters for the objective function. An effect that can develop a driving schedule which is suitable for the operation of the water pump 4A - 4D.

実施の形態２．
上記実施の形態１では、送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの運転スケジュールを策定するものについて示したが、取水ポンプ２Ａ，２Ｂの運転スケジュールを策定するようにしてもよく、上記実施の形態１と同様の効果を奏することができる。 Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the operation schedules of the water pumps 4A to 4D are shown. However, the operation schedules of the water intake pumps 2A and 2B may be formulated, and the same effects as in the first embodiment are provided. Can be played.

実施の形態３．
上記実施の形態１では、線形計画法実行部２４が、動力コストの低減を目的とする目的関数を設定し、その目的関数の関数値が最小値をとるように、その制御変数を決定する線形計画法を実行するものについて示したが、動力コストの低減以外を目的とする目的関数を設定するようにしてもよい。この場合には、その目的関数の関数値が最大値をとるように、その制御変数を決定する線形計画法を実行するようにしてもよい。 Embodiment 3 FIG.
In the first embodiment, the linear programming execution unit 24 sets an objective function for the purpose of reducing the power cost, and determines the control variable so that the function value of the objective function takes the minimum value. Although an example of executing the planning method has been shown, an objective function other than the reduction of the power cost may be set. In this case, a linear programming method for determining the control variable may be executed so that the function value of the objective function takes the maximum value.

また、上記実施の形態１では、動的計画法実行部２５が、送水ポンプ４Ａ〜４Ｄの運転の平滑化を目的とする目的関数を設定し、その目的関数の関数値が最小値をとるように、その制御変数を決定する動的計画法を実行するものについて示したが、運転の平滑化以外を目的とする目的関数を設定するようにしてもよい。この場合には、その目的関数の関数値が最大値をとるように、その制御変数を決定する動的計画法を実行するようにしてもよい。   In the first embodiment, the dynamic programming execution unit 25 sets an objective function for the purpose of smoothing the operation of the water pumps 4A to 4D, and the function value of the objective function takes the minimum value. Although an example of executing the dynamic programming method for determining the control variable has been shown, an objective function for purposes other than smoothing the operation may be set. In this case, you may make it perform the dynamic programming which determines the control variable so that the function value of the objective function may take the maximum value.

実施の形態４．
上記実施の形態１では、特に言及していないが、送水系統における設備の増築や改修に伴って、送水ポンプが追加されたり、送水能力の異なる他の送水ポンプと取り替えられたりする場合がある。
このような場合には、設備能力ＤＢ２２に記録されている送水ポンプの送水量可能範囲を変更するだけで、設備の増築や改修に対応することができる。
また、設備の増築や改修に伴って、配管が変更された場合には、配管ＤＢ１３に記録されている配管に関するデータを変更するだけで、設備の増築や改修に対応することができる。 Embodiment 4 FIG.
Although not particularly mentioned in the first embodiment, a water pump may be added or replaced with another water pump having a different water feeding capacity in accordance with the extension or improvement of the equipment in the water feeding system.
In such a case, it is possible to cope with extension or refurbishment of the facility only by changing the possible range of the water supply amount of the water pump recorded in the facility capacity DB 22.
In addition, when the piping is changed due to the extension or renovation of the facility, it is possible to cope with the expansion or renovation of the facility only by changing the data related to the piping recorded in the piping DB 13.

この発明の実施の形態１による送水運用計画装置が適用する上水道の送水系統を示すシステム系統図である。It is a system system | strain diagram which shows the water supply system of the waterworks which the water supply operation planning apparatus by Embodiment 1 of this invention applies. この発明の実施の形態１による送水運用計画装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the water supply operation | use planning apparatus by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１による送水運用計画装置の運用計画結果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the operation plan result of the water supply operation planning apparatus by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１による送水運用計画装置の処理内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing content of the water supply operation planning apparatus by Embodiment 1 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１Ａ，１Ｂ 取水場、２Ａ，２Ｂ 取水ポンプ、３Ａ，３Ｂ 浄水場、４Ａ〜４Ｄ 送水ポンプ、５Ａ，５Ｂ 配水池、６Ａ，６Ｂ 需要家、７ 送水運用制御装置、８ 需要量予測装置、９ 送水運用計画装置、１１ データ入力部、１２ 需要量履歴ＤＢ、１３ 気象履歴ＤＢ、１４ 需要量予測部（水需要量予測手段）、１５ 需要量提示部、１６ 需要量予測結果ＤＢ、２１ データ入力部、２２ 設備能力ＤＢ、２３ 配管ＤＢ、２４ 線形計画法実行部（運転スケジュール暫定手段）、２５ 動的計画法実行部（可能範囲限定手段、運転スケジュール策定手段）、２６ 計画提示部。
1A, 1B water intake, 2A, 2B water intake pump, 3A, 3B water purification plant, 4A-4D water supply pump, 5A, 5B water reservoir, 6A, 6B customer, 7 water supply operation control device, 8 demand amount prediction device, 9 water supply Operation planning device, 11 data input section, 12 demand volume history DB, 13 weather history DB, 14 demand volume prediction section (water demand volume prediction means), 15 demand volume presentation section, 16 demand volume prediction result DB, 21 data input section , 22 Equipment capacity DB, 23 Piping DB, 24 Linear programming execution part (operation schedule provisional means), 25 Dynamic programming execution part (possible range limiting means, operation schedule formulation means), 26 Plan presentation part.

Claims (4)

上水道の送水系統を構成している配水池における水需要量を予測する水需要量予測手段と、
上記水需要量予測手段により予測された水需要量を条件とする線形計画法を実施して、その送水系統を構成しているポンプの運転スケジュールを暫定する運転スケジュール暫定手段と、
予め設定されているポンプの送水量可能範囲を、上記運転スケジュール暫定手段により暫定された運転スケジュールにしたがってポンプを運転したときに、そのポンプにより送水される送水量を含む所定の送水量範囲に限定する可能範囲限定手段と、
上記可能範囲限定手段により限定された送水量可能範囲を条件とする動的計画法を実施して、そのポンプの運転スケジュールを策定する運転スケジュール策定手段とを備えた送水運用計画装置。 A water demand forecasting means for forecasting the water demand in a distribution reservoir constituting the water supply system;
An operation schedule provisional means for performing a linear programming method on the condition of the water demand predicted by the water demand prediction means, and provisionally operating schedules of pumps constituting the water supply system;
Limiting the possible water supply range of the preset pump to a predetermined water supply range including the amount of water supplied by the pump when the pump is operated according to the operation schedule provisionally provided by the operation schedule provisional means. Possible range limiting means,
A water supply operation planning apparatus comprising: an operation schedule formulation unit that implements a dynamic planning method on the condition that the water supply amount is limited by the possible range limitation unit and formulates an operation schedule of the pump. 水需要量予測手段は、配水池における過去の水需要量と気象データを考慮して、配水池における水需要量を予測することを特徴とする請求項１記載の送水運用計画装置。 2. The water supply operation planning device according to claim 1, wherein the water demand prediction means predicts the water demand in the distribution reservoir in consideration of the past water demand in the distribution reservoir and weather data. 運転スケジュール暫定手段は、送水系統を構成している設備の能力を超えない条件の下で、ポンプの運転スケジュールを暫定することを特徴とする請求項１または請求項２記載の送水運用計画装置。 The water supply operation planning device according to claim 1 or 2, wherein the operation schedule provisional means provisionally prepares the operation schedule of the pump under a condition not exceeding the capacity of the facilities constituting the water supply system . 運転スケジュール策定手段は、可能範囲限定手段により限定された送水量可能範囲を満足する送水ポンプの運転スケジュールが複数通り存在する場合、複数通りの運転スケジュールの中から、ポンプの送水量を制御変数とする目的関数の関数値が最小値又は最大値をとる運転スケジュールを探索することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の送水運用計画装置。 When there are a plurality of operation schedules of the water pump that satisfy the range of possible water supply limited by the possible range limiting means, the operation schedule formulating means determines the pump water supply amount as a control variable from the plurality of operation schedules. The water supply operation planning device according to any one of claims 1 to 3, wherein an operation schedule in which a function value of an objective function to be performed takes a minimum value or a maximum value is searched.
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