JP5297951B2 - Anticorrosion data analysis system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem in a buried pipeline that requires to extract abnormal conditions to integrity of an anticorrosion cathode facility to onsite-check the abnormal conditions of the actual anticorrosion cathode facility and that of the pipeline on a case-by-case basis by digging up the buried pipeline, and that is inefficient and needs cost. <P>SOLUTION: A cathode potential, an anode current, and a power supply current are measured in real time to determine a speed and acceleration in a change. Then, by verifying with examples of the abnormal conditions in the past, the threshold of similarity is determined to improve probability for identifying occurrence of the abnormal conditions. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、区間ごとに設置された陰極保護(以下、カソード防食と記載する)関連データの取得と時系列データ解析システムに係わり、埋設パイプラインに設置したカソード防食計測ステーションからカソード電位、アノード電流、電源電流データをリアルタイムで取得して、計算機装置でデータの変化や異常を解析することによりカソード防食設備、パイプライン、絶縁材の異常発生確率を算出するシステムに関する。   The present invention relates to the acquisition of data related to cathode protection (hereinafter referred to as “cathodic protection”) and a time-series data analysis system installed for each section. From the cathode protection measurement station installed in the buried pipeline, the cathode potential and the anode current are provided. The present invention relates to a system that calculates power supply current data in real time and calculates an abnormality occurrence probability of a cathodic protection equipment, a pipeline, and an insulating material by analyzing data changes and abnormalities with a computer device.

長距離パイプライン、とくに埋設されているパイプラインにおいては、腐食進行を防ぐため、カソード防食方式により腐食の進行を押さえることが行われる。カソード防食では、パイプラインにおけるカソード電位を取得する。このためパイプラインに沿ってカソード電位を計測するためのステーション(計測ステーション)を設置し、測定機器をステーションに接続することによって計測がなされる。計測ステーションは、パイプラインの区間ごとに設置される。そして後処理として計測値の異常を解析することによってパイプラインにおける防食設備、パイプライン、絶縁材の健全性を判定する。   In a long-distance pipeline, especially a buried pipeline, the progress of corrosion is suppressed by the cathodic protection method in order to prevent the progress of corrosion. In cathodic protection, the cathode potential in the pipeline is acquired. For this reason, a station (measurement station) for measuring the cathode potential is installed along the pipeline, and measurement is performed by connecting a measuring device to the station. A measuring station is installed for each section of the pipeline. And the soundness of the anticorrosion equipment in a pipeline, a pipeline, and an insulating material is determined by analyzing the abnormality of a measured value as post-processing.

計測を自動化するためにネットワークを用いて計測する方法が示されている。特開2007−71712号公報では、計測自体をネットワーク化してカソード防食設備の稼動状況の変化から、パイプラインの健全性をはかるために、カソード防食設備の更新時期を予測する方式について示している。とくに変化する土壌の状態は予測することは困難であることからカソード電圧の変動の情報を用いて、カソード電圧値とアノード電流値を計測することによって土壌の抵抗値を求め、その抵抗値の変動を元にカソード防食施設の劣化を予測し防食設備の稼動不良を検知する。   A method of measuring using a network to automate the measurement is shown. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-71712 discloses a method for predicting the renewal timing of the cathodic protection equipment in order to measure the soundness of the pipeline from the change in the operating status of the cathodic protection equipment by networking the measurement itself. In particular, it is difficult to predict the changing state of the soil, so the resistance value of the soil is obtained by measuring the cathode voltage value and the anode current value using information on the cathode voltage fluctuation, and the fluctuation of the resistance value. Based on the above, the deterioration of the cathodic protection facility is predicted and the malfunction of the anticorrosion facility is detected.

特開2007−191733号公報においては、一定サンプリング時間に従ってカソード電位の最大値を照合することにより迷走電流の兆候を計測する手法が示されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-191733 discloses a method of measuring a sign of stray current by checking the maximum value of the cathode potential according to a certain sampling time.

特開2008−96398号公報においては、塗覆模擬プローブをパイプラインに接続し、プローブ間の電位を計測することによって塗覆の異常を検知する方式について示されている。   Japanese Patent Laid-Open No. 2008-96398 discloses a method of detecting a coating abnormality by connecting a coating simulation probe to a pipeline and measuring the potential between the probes.

特開2007−71712号公報JP 2007-71712 A 特開2007−191733号公報JP 2007-191733 A 特開2008−96398号公報JP 2008-96398 A

通信ネットワークを用いて計測が自動化されない場合、計測のための人員を逐次派遣する必要がある。長大なパイプラインの場合、計測に関わるコストが大きくなる。また、計測者の移動には時間がかかるため頻繁に計測することはできないため、電気防食によるのパイプライン保護状態に異常があっても見過ごすこともありえる。   When measurement is not automated using a communication network, it is necessary to dispatch personnel for measurement sequentially. In the case of a long pipeline, the cost associated with measurement increases. In addition, since it takes time to move the measurer, it cannot be measured frequently, so it may be overlooked even if there is an abnormality in the pipeline protection state due to cathodic protection.

また、上記の公知例においては、カソード防食設備の健全性に対する異常を抽出することになるが、実際のカソード防食設備やパイプラインの異常をその都度、現地確認する必要がある。とくに、カソ−ド電位やアノード電流を計測しても、その場所が実際に異常かどうかは埋設パイプラインの掘り返しにより確認を行うことになる。このため、異常発生確率を高める必要がある。そして、パイプの掘り返しにはコストを要するため、カソ−ド電位の異常で、掘り返しを行うかどうかの判断を行うためには、過去の事例などが参照できることが望ましい。また、地域によっては、降雨などの気象状況によっても異常の発生頻度や異常の発生の仕方が異なる。そのため、防食設備やパイプライン、絶縁材で発生する異常の発生確率を高めることが必須となる。本発明では、カソード電位、アノード電流、電源電流のデータ計測を自動化し、さらに、異常発生の確率を高めることを解決する課題とする。   Further, in the above-mentioned known example, abnormalities with respect to the soundness of the cathodic protection equipment are extracted. However, it is necessary to check the actual cathodic protection equipment and the abnormality of the pipeline each time. In particular, even if the cathode potential or anode current is measured, whether the location is actually abnormal or not is confirmed by dug-up the buried pipeline. For this reason, it is necessary to increase the abnormality occurrence probability. Since pipes are costly to dig up, it is desirable to be able to refer to past cases in order to determine whether or not to dig up due to abnormal cathode potential. Also, depending on the region, the frequency of occurrence of abnormalities and the manner of occurrence of abnormalities differ depending on weather conditions such as rainfall. Therefore, it is essential to increase the probability of occurrence of abnormalities occurring in the anticorrosion equipment, the pipeline, and the insulating material. An object of the present invention is to automate the data measurement of the cathode potential, the anode current, and the power supply current, and to further increase the probability of occurrence of an abnormality.

上記の課題を解決するため、カソード電位、アノード電流、電源電流の少なくともいずれかのリアルタイム計測を実施し、さらに過去の事例との照合により異常発生を特定する確率を高める。計測を自動化するため、計測ステーションに自動計測器を接続し、ネットワークによってデータの収集を行う。ネットワークによって取得される電位データは、データ解析装置において、変化の速度および加速度のパラメータを求める。こうして得られた速度および加速度のパラメータは、過去の異常発生と結び付けられた事例データに記載された電位・電流の速度、加速度のパラメータと比較することによってその類似度を計算し、類似性の閾値判定により、異常の確率を算出する。さらに、必要な場合には、異常発生時期や降水量との関連性を計算し、異常発生頻度に基づいて異常発生確率を算出する。また、腐食データとの照合によって、異常の確率が高い場合、パイプラインの欠陥位置とも照合し、危険腐食欠陥が存在する場合には、修理の優先度を上げることを提示する。   In order to solve the above problems, real-time measurement of at least one of the cathode potential, the anode current, and the power supply current is performed, and the probability of identifying the occurrence of abnormality is further increased by comparison with past cases. In order to automate the measurement, an automatic measuring instrument is connected to the measuring station and data is collected through the network. The potential data acquired by the network obtains parameters of change speed and acceleration in the data analysis device. The speed and acceleration parameters obtained in this way are calculated by comparing the potential and current speed and acceleration parameters described in the case data linked with the occurrence of past abnormalities. Based on the determination, the probability of abnormality is calculated. Furthermore, if necessary, the relationship between the occurrence time of the abnormality and the amount of precipitation is calculated, and the abnormality occurrence probability is calculated based on the abnormality occurrence frequency. In addition, when the probability of abnormality is high by collation with the corrosion data, it is also collated with the defect position of the pipeline, and if there is a dangerous corrosion defect, it is suggested that the priority of repair is raised.

従来は手動で行っていた計測をリアルタイム化・自動化することによって計測にかかるコストの低減をはかることができる。また、従来のカソード防食方式では、カソード電位、アノード電流の変化のみからカソード防食設備、パイプライン異常の判定や絶縁材料の健全性を判定していたが、本願では、電位や電流の変化から得られる変化速度、加速度のパラメータを、過去の異常事例データと比較することによって、異常検知の確度を高めることができる。さらに腐食などのパイプ異常とのデータと照合することにより、修理の優先度を決定することができる。   It is possible to reduce the cost of measurement by real-time / automating measurement that has been performed manually in the past. In the conventional cathodic protection method, the cathodic protection equipment and pipeline abnormality are judged from the change in the cathode potential and anode current, and the soundness of the insulating material is judged. The accuracy of abnormality detection can be improved by comparing the parameters of change speed and acceleration to the past abnormality case data. Furthermore, the priority of repair can be determined by collating with data on pipe abnormalities such as corrosion.

本発明の実施は、石油・天然ガスなどの流体を輸送する埋設パイプラインに設置されたカソード防食設備においてカソード電位、アノード電流、電源電流を計測して得られるセンサデータをデータ解析装置に送り、搭載されたソフトウエア機能により解析することによって行われる。   The implementation of the present invention sends sensor data obtained by measuring the cathode potential, anode current, and power supply current to the data analysis device in the cathodic protection equipment installed in the buried pipeline that transports fluids such as oil and natural gas, This is done by analyzing the installed software functions.

カソード防食方式については、強制電流(Impressed Current)方式、犠牲アノード電極(Sacrificed Anode)方式がある。強制電流方式は、パイプラインの種類によって電流値を変更できることから長距離パイプラインにおいて広く使用される。このようなパイプラインには、一定間隔において計測ステーションが設置され、ここでは、カソード電位およびアノード電流が計測される。ここで、カソード電位は、保護対象となるパイプラインの電位、アノード電流は、アノード陽極からパイプライン方向に流出する防食電流を意味する。   Cathodic protection methods include a forced current method and a sacrificed anode method. The forced current method is widely used in long-distance pipelines because the current value can be changed depending on the type of pipeline. In such a pipeline, measurement stations are installed at regular intervals, and here, the cathode potential and the anode current are measured. Here, the cathode potential means the potential of the pipeline to be protected, and the anode current means the anticorrosion current flowing out from the anode anode in the pipeline direction.

カソード防食の原理は以下の通りである。
アノード側(別途設置された陽極)の反応は、
X->X+ + e+
例えば、鉄イオンの場合には、
Fe -> Fe++ + 2e+
カソード側(パイプライン側)の反応は、
O2 + 2H2O + 4e- -> 4OH-
となる。腐食現象は、パイプラインと地面環境との間に電位差が生じ、鉄がイオン化して溶け出す現象であるため、逆電位をかけてイオン化を防ぐ方式を電気防食と呼ぶ。したがってパイプラインからの鉄イオンFe++の溶け出しを防ぐために、逆電位をかけることにより電気防食を行うことになる。強制電流方式は、外部電源を用いる方法であり、パイプに流す電流量の調整が可能なため、より有効な保護を行うことができる。
The principle of cathodic protection is as follows.
Reaction on the anode side (a separately installed anode)
X-> X + + e +
For example, in the case of iron ions,
Fe-> Fe ++ + 2e +
The reaction on the cathode side (pipeline side)
O2 + 2H2O + 4e--> 4OH-
It becomes. Since the corrosion phenomenon is a phenomenon in which a potential difference occurs between the pipeline and the ground environment and iron is ionized and melts, a method of preventing ionization by applying a reverse potential is called cathodic protection. Therefore, in order to prevent the dissolution of iron ions Fe ++ from the pipeline, the anticorrosion is performed by applying a reverse potential. The forced current method is a method that uses an external power supply, and can adjust the amount of current flowing through the pipe, so that more effective protection can be performed.

以下の実施例では強制電流方式の場合について示す。センサ計測設備は、電流をアノード陽極に流すための電源、電位および電流をセンサ計測する計測ステーションから構成される。パイプラインとアノード陽極の間は電源/変圧器を介して接続し、アノード陽極とパイプ鋼材の間に電流が流れるようにする。電源/変圧器から印加される電流を電源電流と呼ぶ。パイプ鋼材のカソード電位とパイプラインに流れ込むアノード電流は計測ステーションで計測する。センサ計測データ解析設備は、ネットワークに接続された計算機群によって構成し、センサ計測データをリアルタイムで収集し解析する。   In the following embodiments, the case of the forced current method will be described. The sensor measurement equipment is composed of a power supply for flowing current to the anode and anode, and a measurement station for sensor measurement of potential and current. The pipeline and the anode anode are connected via a power source / transformer so that current flows between the anode anode and the pipe steel. The current applied from the power supply / transformer is called the power supply current. The cathode potential of pipe steel and the anode current flowing into the pipeline are measured at a measuring station. The sensor measurement data analysis facility is constituted by a group of computers connected to a network, and collects and analyzes sensor measurement data in real time.

埋設パイプラインは、土壌が腐食性を有する(電解質の性質を有する)場合、パイプ鋼材と地面との直接の接触を防ぎパイプから流出する鉄イオンの溶け出しを防ぐため、さらにコールタールやエポキシなどの絶縁材を塗布する。アノード電流をI、カソード電位をVとすると、以下のようなモデルが成立する。   In the case of buried pipelines, when the soil is corrosive (having electrolyte properties), direct contact between the pipe steel and the ground is prevented, and iron ions flowing out of the pipe are prevented from being dissolved. Apply the insulating material. When the anode current is I and the cathode potential is V, the following model is established.

Figure 0005297951
Figure 0005297951

ここで、R1:地面への接地抵抗、R2:隙間抵抗、R3:絶縁材(または塗布材)の抵抗である。これらの抵抗値R1,R2,R3は変化する。接地抵抗は土壌の降雨などの天候条件に伴って変化する。隙間抵抗は、絶縁材とパイプに隙間が発生すると抵抗値が大きくなる。また、降雨などがあると、絶縁材とパイプとの隙間に水分が浸透し抵抗値は変化する。絶縁材の抵抗は、絶縁材が破損し、傷を持つことにより抵抗値がその場所において変化する。これによってカソード電圧値が変化する。 Here, R1: grounding resistance to the ground, R2: gap resistance, R3: resistance of the insulating material (or coating material). These resistance values R1, R2, and R3 change. Grounding resistance varies with weather conditions such as soil rainfall. The gap resistance increases when a gap occurs between the insulating material and the pipe. In addition, when there is rain, moisture penetrates into the gap between the insulating material and the pipe, and the resistance value changes. As for the resistance of the insulating material, the resistance value changes in the place due to the damage to the insulating material and scratches. As a result, the cathode voltage value changes.

カソード防食システムにより得られるカソード電位(陰極電位)およびアノード電流(陽極電流)のデータの分析によって、カソード防食設備、パイプライン、絶縁材で発生する異常発生の可能性について検知することができる。しかし、このような一時的なセンサ計測データの挙動のみの解析では十分ではない。このような問題を解決し、異常発生検知の確度を高めるために過去に発生した異常と確認実績を格納した事例データベースに格納された履歴データと照合し、異常発生確率を算出する。過去に発生した異常について、電位値や電流値およびその変化値との関連性や実際にどのような異常が発生していたか、どのように修理などの対処を行ったかについての事例と照合することによって、異常発生確率を求め、修理の方法についての確認を行うことができる。具体的には、カソード電位とアノード電流、電源電流の値とその時間的な変化率を計算し、これを過去の事例に格納された、値や時間変化に基づいて比較照合することにより、実際の異常発生確率を求める。なお、カソード電位、アノード電流、電源電流の少なくともいずれかの計測を実施すればよく、この場合は、計測されたデータの解析に関するアルゴリズムのみが動くことになる。勿論、これらカソード電位、アノード電流、電源電流の値が全部取得できれば、アルゴリズムをすべて実行することが可能となる。   By analyzing the cathode potential (cathode potential) and anode current (anode current) data obtained by the cathodic protection system, it is possible to detect the possibility of occurrence of abnormalities in the cathodic protection equipment, the pipeline, and the insulating material. However, it is not sufficient to analyze only the behavior of such temporary sensor measurement data. In order to solve such problems and increase the accuracy of abnormality detection, the abnormality occurrence probability is calculated by collating with the history data stored in the case database storing the abnormality that has occurred in the past and the confirmation results. For past abnormalities, check the relationship with potential values, current values, and their changes, what kind of abnormalities actually occurred, and how repairs were performed. Thus, the probability of occurrence of an abnormality can be obtained and the repair method can be confirmed. Specifically, the values of the cathode potential, anode current, and power supply current and their rate of change over time are calculated, and this is compared and verified based on the values and changes over time stored in past cases. The probability of occurrence of an abnormality is obtained. Note that it is only necessary to measure at least one of the cathode potential, the anode current, and the power supply current. In this case, only the algorithm related to the analysis of the measured data moves. Of course, if all the values of the cathode potential, the anode current, and the power supply current can be acquired, it is possible to execute all the algorithms.

また、修理の緊急性が必要な場合がある。カソード電位の異常がパイプライン自体の異常の可能性を示し、さらに危険腐食がその場所に存在する場合には、緊急の修理が必要となる。このため、腐食データと、カソード電位の位置関係を参照し、パイプラインの破断などが疑われる場合は、修理の優先順位を高めることになる。   In addition, urgent repair may be necessary. An anomaly in the cathodic potential indicates a possible anomaly in the pipeline itself, and further urgent repairs are required if hazardous corrosion is present at that location. For this reason, referring to the positional relationship between the corrosion data and the cathode potential, if a pipeline breakage is suspected, the priority of repair is increased.

図2に、強制電流方式の場合のカソード防食システム構成を示す。このシステムは、リアルタイム計測部201とデータ解析部214により構成される。   FIG. 2 shows the configuration of the cathodic protection system in the case of the forced current method. This system includes a real-time measurement unit 201 and a data analysis unit 214.

リアルタイム計測部は、以下の被保護対象、計測器から構成される。
パイプライン202:カソード防食の対象
計測ステーション203:カソード電位とアノード電流、電源電流を計測する。
電圧計測器204:カソード電位を計測する。
電流計測器205:アノード電流を計測する。
通信ネットワーク206:計測データおよびデータ取得コマンドをデータ収集システム216と自動計測装置207の間で送受信する。
自動計測装置207:カソード電位、アノード電流、電源電流を計測するインタフェースである。
参照用電極208:基準電位値を示す電極であり、銅−硫酸銅参照電位で計測される。
電源/変圧器209:電流をアノード陽極210に向けて強制的に流すための電源である。
アノード陽極210:パイプライン鋼材よりも卑なる電位を有する金属から構成される陽極である。
電流プローブ211:アノード電流を検知するプローブである。
絶縁材212:パイプラインの保護材である。エポキシ系樹脂やコールタールなどが使用される。
電力線213:電源/変圧器に電力を供給する電力線である。
The real-time measurement unit is composed of the following protected objects and measuring instruments.
Pipeline 202: Cathodic protection target measurement station 203: Cathode potential, anode current, and power source current are measured.
Voltage measuring device 204: measures the cathode potential.
Current measuring device 205: Measures the anode current.
Communication network 206: Transmits and receives measurement data and data acquisition commands between the data collection system 216 and the automatic measurement device 207.
Automatic measuring device 207: An interface for measuring cathode potential, anode current, and power supply current.
Reference electrode 208: an electrode showing a reference potential value, measured with a copper-copper sulfate reference potential.
Power source / transformer 209: A power source for forcibly flowing a current toward the anode 210.
Anode anode 210: An anode composed of a metal having a lower potential than pipeline steel.
Current probe 211: A probe for detecting an anode current.
Insulating material 212: a protective material for the pipeline. Epoxy resins and coal tar are used.
Power line 213: A power line for supplying power to the power source / transformer.

パイプライン202は、天然ガスや石油を輸送する。埋設パイプラインの場合、パイプラインと土壌との直接接触を防ぐためエポキシ系樹脂やコールタールなどの絶縁材212が塗布される。パイプラインの近傍に計測ステーション203が設置される。計測ステーション203は、カソード電位の計測器204およびアノード電流の計測器205の計測値を出力する端子を有している。ここに、自動計測装置207を設置して、カソード電位、アノード電流、電源電流の各値を自動計測する。自動計測装置207は、通信ケーブル206にて送られてくる計測指定コマンドデータ301を受信したときに、カソード電位、アノード電流、電源電流の各値を計測する。カソード電位は参照用電極208の電位値を基準とする。電流は電源/変圧器209から付加され、アノード陽極210に電流が流される。強制電流方式の場合、アノード電極210は、高シリコン鋳鉄、グラファイトなどが用いられる。電位計測器204は、パイプライン202のカソード電位を計測する。アノード陽極からパイプライン陰極に流れるアノード電流は電流プローブ211で取得され電流計測器205を通して取得される。計測の結果、取得されるデータは通信ネットワーク206を通してデータ収集装置216に送られる。   The pipeline 202 transports natural gas and oil. In the case of a buried pipeline, an insulating material 212 such as epoxy resin or coal tar is applied to prevent direct contact between the pipeline and soil. A measurement station 203 is installed in the vicinity of the pipeline. The measuring station 203 has terminals for outputting the measured values of the cathode potential measuring device 204 and the anode current measuring device 205. Here, an automatic measuring device 207 is installed to automatically measure each value of the cathode potential, the anode current, and the power supply current. The automatic measuring device 207 measures each value of the cathode potential, the anode current, and the power supply current when receiving the measurement designation command data 301 sent via the communication cable 206. The cathode potential is based on the potential value of the reference electrode 208. Current is applied from the power supply / transformer 209 and current is passed through the anode anode 210. In the case of the forced current method, the anode electrode 210 is made of high silicon cast iron, graphite, or the like. The potential measuring device 204 measures the cathode potential of the pipeline 202. The anode current flowing from the anode anode to the pipeline cathode is acquired by the current probe 211 and acquired through the current measuring device 205. As a result of the measurement, acquired data is sent to the data collection device 216 through the communication network 206.

データ解析部214は計算機システムから構成される。
ゲートウエイ装置215:計測データを取得するためのインタフェース計算機である。
データ収集装置216:計測データを収集し、かつデータ収集のための計測指定コマンドデータ301を発行する計算機である。
データ解析装置217:計測データを解析し、計測した電位、電流値の変動を取得するとともに、過去の事例データを参照してカソード防食、パイプライン、絶縁材の異常確率を算出する計算機である。
履歴データ格納装置218:取得した計測データやデータ解析装置で求めた解析結果を蓄積するデータベース計算機である。
気象データ検索装置219:気象情報(降水量など)に関するデータを収集し蓄積する計算機である。
事例データ検索/格納装置220:異常の実態と異常発見時点での、電位、電流値の状況を対応付け、過去の異常調査結果と修理箇所および修理方法に関する事例データを検索するとともに、新しい事例データを格納する計算機である。
パイプ欠陥データ検索装置221:腐食データを検索する計算機である。
The data analysis unit 214 is composed of a computer system.
Gateway device 215: an interface computer for acquiring measurement data.
Data collection device 216: A computer that collects measurement data and issues measurement designation command data 301 for data collection.
Data analysis device 217: This is a computer that analyzes measurement data, acquires fluctuations in measured potential and current values, and calculates abnormal probabilities of cathode corrosion protection, pipelines, and insulating materials by referring to past case data.
History data storage device 218: A database computer that accumulates acquired measurement data and analysis results obtained by a data analysis device.
Weather data search device 219: A computer that collects and stores data on weather information (such as precipitation).
Case data search / storage device 220: Corresponds to the actual state of abnormality and the state of potential and current value at the time of abnormality detection, searches past abnormality investigation results, case data regarding repair locations and repair methods, and new case data Is a computer that stores
Pipe defect data retrieval device 221: a computer for retrieving corrosion data.

データ解析部214の機能ブロック図を図1に示す。ここで、データ収集部101は216、パイプ欠陥データ検索部103は221、気象データ検索部104は219、事例データ検索/格納部105は220、履歴データ格納部102は218と同一である。
データ収集部101:通信ネットワーク206によって送られる計測結果データ305を収集する。
履歴データ格納部102:収集したカソード電位、アノード電流、電源電流データを時系列計測データベース119に格納する。
パイプ欠陥データ検索部103:腐食データベース122から、腐食データを検索する。
気象データ検索部104:過去の降雨量や温度などのデータを外部のデータベースから検索する。
事例データ検索/格納部105:過去のカソード防食設備、パイプライン、絶縁材の異常内容と電位・電流の変化パラメータを対応付けた事例データを格納した過去異常履歴データベース120、異常に対する対処方法(修理方法)を格納した過去対処データベース121から、それぞれ異常事例データ、対処方法(修理)データを検索するとともに、新しい事例データや対処方法データを格納する。
タイマ106:計測ステーション203に計測指定コマンドデータ301を発行して計測を行わせるための時間タイミングを生成する。
データ収集命令発信部107:計測ステーション203に計測を指示するための計測指定コマンドデータ301を発行する。
変化解析部108:最新の電位・電流データの閾値判定を行う。
データ検索部109:時系列計測データベース119から、過去に取得したカソード電位、アノード電流、電源電流データを検索する。
トレンド解析部110:最新の電位・電流データと、過去に取得した電位・電流の履歴データを参照して、電位・電流の変化速度および変化加速度を計算する。
類似データ照合部111:最新の電位・電流値および、トレンド解析部110により計算した変化速度、変化加速度と類似している事例データを検索するとともに、事例を気象条件や、時期に関して集計してえられる電位・電流値および変化速度および変化加速度と照合する。
異常抽出部112:あらかじめ決められた閾値を越えたカソード電位、アノード電流、電源電流、または電位、電流の変化速度や変化加速度に関連し、類似データ照合部111において事例データと照合する結果を受けて、異常候補を抽出する。
修理案生成部113:カソード電位、アノード電流、電源電流が異常とみなされる場合、過去の対処方法データベース121を検索して、類似の対処方法(修理方法)を検索する。
解析結果判定部114:異常抽出部112において抽出したカソード電位、アノード電流、電源電流の異常候補について異常発生確率を算出する。
トレンド表示データ作成部115:カソード電位、アノード電流、電源電流についての変化の傾向を解析した結果をグラフィックに表示するためのデータを作成する。
警告表示部116:カソード防食設備、パイプライン、絶縁材料に異常が発生している確率が高い場合は、警告データを生成する。
ネットワークデータ出力部117:解析結果判定部114においてパイプライン自体に異常が発生している確率が高いと判明した時点で、代替パイプ(ルーピングラインなど)の選択を行うためにバルブ開閉のための操作信号を生成する。
表示装置118:計算機の表示画面であり、カソード電位、アノード電流、電源電流の時間変化や異常に関連するデータを表示する。
時系列計測データベース119:カソード電位、アノード電流、電源電流の履歴データを格納したデータベース。
過去異常履歴データベース120:過去に発生したパイプライン、絶縁材料、カソード防食設備の異常をカソード電位、アノード電流、電源電流の各値の変化速度、変化加速度に対応させて格納したデータベース。
過去対処データベース121:カソード電位、アノード電流、電源電流の異常に関連付けて、実際に現地調査を行い設備修理などの対処方法について記載したデータを格納したデータベース。
腐食データベース122:パイプラインの腐食データを格納したデータベース。
A functional block diagram of the data analysis unit 214 is shown in FIG. Here, the data collection unit 101 is 216, the pipe defect data search unit 103 is 221, the weather data search unit 104 is 219, the case data search / storage unit 105 is 220, and the history data storage unit 102 is 218.
Data collection unit 101: Collects measurement result data 305 sent by the communication network 206.
History data storage unit 102: Stores collected cathode potential, anode current, and power supply current data in the time series measurement database 119.
Pipe defect data search unit 103: Searches corrosion data from the corrosion database 122.
Weather data retrieval unit 104: retrieves data such as past rainfall and temperature from an external database.
Case data search / storage unit 105: Past abnormality history database 120 that stores case data in which abnormal contents of past cathodic protection equipment, pipelines, insulating materials and potential / current change parameters are associated with each other, and a countermeasure for the abnormality (repair) In addition to searching for abnormal case data and coping method (repair) data from the past coping database 121 storing the method), new case data and coping method data are stored.
Timer 106: Generates time timing for issuing measurement designation command data 301 to the measurement station 203 to cause measurement to be performed.
Data collection command transmitter 107: issues measurement designation command data 301 for instructing measurement to the measurement station 203.
Change analysis unit 108: Performs threshold determination of the latest potential / current data.
Data search unit 109: Searches the cathode potential, anode current, and power supply current data acquired in the past from the time series measurement database 119.
Trend analysis unit 110: Referring to the latest potential / current data and previously acquired potential / current history data, the potential / current change rate and acceleration are calculated.
Similar data collating unit 111: Searches the latest potential / current values and case data similar to the change speed and change acceleration calculated by the trend analysis unit 110, and aggregates the cases with respect to weather conditions and time. Compared to the potential / current value, change speed and change acceleration.
Abnormality extraction unit 112: Receives the result of collation with case data in the similar data collation unit 111 in relation to the cathode potential, anode current, power supply current, or potential, current change speed or change acceleration exceeding a predetermined threshold. Then, abnormal candidates are extracted.
Repair plan generation unit 113: When the cathode potential, the anode current, and the power supply current are regarded as abnormal, the past countermeasure method database 121 is searched to search for a similar countermeasure method (repair method).
Analysis result determination unit 114: Calculates the probability of occurrence of an abnormality with respect to the cathode potential, anode current, and power supply current abnormality candidates extracted by the abnormality extraction unit 112.
Trend display data creation unit 115: Creates data for graphically displaying the result of analyzing the tendency of changes in cathode potential, anode current, and power supply current.
Warning display unit 116: If there is a high probability that an abnormality has occurred in the cathodic protection equipment, the pipeline, or the insulating material, warning data is generated.
Network data output unit 117: When the analysis result determination unit 114 determines that there is a high probability that an abnormality has occurred in the pipeline itself, an operation for opening and closing a valve in order to select an alternative pipe (such as a looping line) Generate a signal.
Display device 118: a display screen of a computer, which displays data related to temporal changes and abnormalities of the cathode potential, anode current, and power supply current.
Time-series measurement database 119: A database storing history data of cathode potential, anode current, and power supply current.
Past abnormality history database 120: A database storing abnormalities of pipelines, insulating materials, and cathodic protection equipment that occurred in the past in correspondence with the changing speed and changing acceleration of each value of cathode potential, anode current, and power supply current.
Past handling database 121: A database that stores data describing a coping method such as facility repair by actually conducting a field survey in association with abnormalities in cathode potential, anode current, and power supply current.
Corrosion database 122: a database storing pipeline corrosion data.

図1、および図2に示す装置および機能を用いてカソード防食設備、パイプライン、絶縁材の異常発生確率を計算するアルゴリズムフローを図4−図9に示す。アルゴリズムの流れは、時系列センサ計測データの取得、データの解析、過去発生した異常との類似検索と異常確率の算出、修理案の提示の順序となる。   FIG. 4 to FIG. 9 show an algorithm flow for calculating the probability of occurrence of abnormality in the cathodic protection equipment, the pipeline, and the insulating material using the apparatus and function shown in FIG. 1 and FIG. The flow of the algorithm is the order of acquisition of time series sensor measurement data, data analysis, similarity search with abnormality that occurred in the past, calculation of abnormality probability, and presentation of repair proposal.

カソード防食電位、アノード電流、電源電流の異常抽出を行うため以下の内容を解析する。
(1)カソード防食電位
[1] 閾値解析
カソード電位があらかじめ決められた閾値を越える現象を監視する
[2] 変化解析
カソード防食電位が一定時間内に卑または貴となる現象を監視する。
(2) アノード電流
[1]閾値処理
アノード電流があらかじめ決められた閾値を越える現象を監視する。
[2]変化解析
アノード電流が一定時間内に増加・減少する現象を監視する。また、時間経過にともない、増加・減少した後で回復する場合を監視する。
(3)電源電流
[1] 閾値処理
電源電流があらかじめ決められた閾値を越える場合を監視する。
[2] 変化解析
電源電流があらかじめ決められた時間内に減少する場合を監視する。
In order to extract abnormalities of the cathodic protection potential, anode current, and power supply current, the following contents are analyzed.
(1) Cathodic protection potential
[1] Threshold analysis Monitors the phenomenon where the cathode potential exceeds a predetermined threshold
[2] Change analysis Monitor the phenomenon that the cathodic protection potential becomes base or noble within a certain time.
(2) Anode current
[1] Threshold processing A phenomenon in which the anode current exceeds a predetermined threshold is monitored.
[2] Change analysis Monitors the phenomenon in which the anode current increases / decreases within a certain time. Also, monitor the case of recovery after increasing / decreasing over time.
(3) Power supply current
[1] Threshold processing Monitors when the power supply current exceeds a predetermined threshold.
[2] Change analysis Monitors when the power supply current decreases within a predetermined time.

以下に、異常解析のアルゴリズムフローを示す。   The algorithm flow for abnormality analysis is shown below.

ステップ1(401):カソ−ド防食関連データの取得命令発行
データ収集命令発行部107は、タイマ106から送られるタイミング信号に基づいて、計測指定コマンドデータ301を計測ステーション203に対して発行する。図3に、自動計測データの構成を示す。図3に示すように、計測指定コマンドデータ301は、送り先となる計測ステーションのID(計測ステーションID:ネットワークアドレスのような識別コード)302、返信先となるデータ収集部101のID(返信先ID)303、計測させるデータ種類を格納した領域304、から構成される。計測指定コマンドデータ301は通信ネットワーク206に対して送られ、ID番号302に対応する計測ステーション203が受け取る。
Step 1 (401): Cathodic protection related data acquisition command issue data collection command issue unit 107 issues measurement designation command data 301 to measurement station 203 based on the timing signal sent from timer 106. FIG. 3 shows the configuration of automatic measurement data. As shown in FIG. 3, the measurement designation command data 301 includes a measurement station ID (measurement station ID: identification code such as a network address) 302 that is a destination, and an ID (reply destination ID) of the data collection unit 101 that is a reply destination. ) 303, an area 304 storing the data type to be measured. The measurement designation command data 301 is sent to the communication network 206 and received by the measurement station 203 corresponding to the ID number 302.

ステップ2(402):カソード防食関連データの計測
計測ステーション203では、カソード電位、アノード電流、電源電流の各データをあらかじめ決められた時間間隔で、かつ、あらかじめ指定されている時間範囲で繰り返し取得する。
Step 2 (402): Cathodic protection data measurement and measurement station 203 repeatedly obtains cathode potential, anode current, and power supply current data at predetermined time intervals and in a pre-designated time range. .

ステップ3(403):平均値と標準偏差の取得
計測ステーション203では、ステップ2(402)にて取得した,カソード電位(Vi:i=1,2・・・k、k:計測ステーションの数)、アノード電流(Ai:i=1,2・・・k)、電源電流(Ci::i=1,2・・・k)の平均値(MV、MA、MC)とその標準偏差(Vσ、Aσ、Cσ)を計算する。ここで、平均値(M)および標準偏差(σ)は、以下の式によって求める。
Step 3 (403): Acquisition of average value and standard deviation In the measurement station 203, the cathode potential (Vi: i = 1, 2... K, k: number of measurement stations) acquired in Step 2 (402). , Anode current (Ai: i = 1,2... K), power source current (Ci :: i = 1,2,... K) average value (MV, MA, MC) and its standard deviation (Vσ, Aσ, Cσ) is calculated. Here, the average value (M) and the standard deviation (σ) are obtained by the following equations.

Figure 0005297951
Figure 0005297951

Figure 0005297951
Figure 0005297951

添え字jは計測ステーションjでの計測データを示す。 The subscript j indicates the measurement data at the measurement station j.

ステップ4(404):計測データの返信
計測ステーション203では、カソード電位、アノード電流、電源電流を計測後、自動計測装置207は計測結果データ305を生成し、通信ネットワーク206に送り出すことによってデータ収集装置216(101に相当する)に返信する。計測結果データ305は、返信先となるデータ収集装置216のID番号306、計測ステーション203のID番号307、データ種類308、計測値/標準偏差309より構成される。計測値は平均値である。
Step 4 (404): Reply of measurement data In the measurement station 203, after measuring the cathode potential, the anode current, and the power supply current, the automatic measurement device 207 generates the measurement result data 305 and sends it to the communication network 206 to send the data collection device. Reply to 216 (corresponding to 101). The measurement result data 305 includes an ID number 306 of the data collection device 216 that is a reply destination, an ID number 307 of the measurement station 203, a data type 308, and a measurement value / standard deviation 309. The measured value is an average value.

ステップ5(405):データの集約判定
データ収集機能101にて計測結果データ305を集約し、すべての計測ステーション203からデータが集まったかどうかを確認する。履歴データ格納部102は、収集した電位・電流データを時系列データベース119に格納する。なお、一定時間待機してすべての計測ステーションからデータが集まらない場合には、ステップ6(406)を行い、集まった場合にはステップ7(407)を行う。
Step 5 (405): The measurement result data 305 is collected by the data aggregation determination data collection function 101, and it is confirmed whether or not the data is collected from all the measurement stations 203. The history data storage unit 102 stores the collected potential / current data in the time series database 119. If data is not collected from all measurement stations after waiting for a certain time, step 6 (406) is performed, and if collected, step 7 (407) is performed.

ステップ6(406):機能していない計測ステーションの表示
データ収集部101は、警告生成部116に対し、計測ステーション203または自動計測装置207が機能していないことを通知する。警告生成部116は機能していない計測ステーションを表示装置118に表示する。
Step 6 (406): The display data collection unit 101 of the measurement station that is not functioning notifies the warning generation unit 116 that the measurement station 203 or the automatic measurement device 207 is not functioning. The warning generation unit 116 displays the measurement station that is not functioning on the display device 118.

ステップ7(407):カソード電位の閾値解析
変化解析部108では、最新の計測結果データを参照し、カソード防食、アノード電流、電源電流のそれぞれについてあらかじめ決められた閾値を越えているかどうかを判定する。
カソード防食電位MVについて、貴、卑の電位の閾値をVth upper、Vth lowerとすると、
Step 7 (407): The threshold value analysis change analysis unit 108 of the cathode potential refers to the latest measurement result data, and determines whether or not a predetermined threshold value is exceeded for each of the cathodic protection, the anode current, and the power supply current. .
Regarding the cathodic protection potential MV, if the threshold values of the noble and base potentials are Vth upper and Vth lower,

Figure 0005297951
Figure 0005297951

Figure 0005297951
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の場合を異常発生の候補とする。なお、取得した標準偏差Mσがあらかじめ決められた範囲になければ環境雑音の影響があるとして異常判定を保留する。〔数4〕はパイプの水素割れの危険が疑われ、〔数5〕は、絶縁材の劣化・破断の可能性などが疑われる。なお、一時的な異常か、または恒久的な異常かが判定される。これは一定時間待機して閾値を越えている状態かどうかにより判定する。図10に、閾値(卑方向)を越えたカソード電位の閾値判定解析の状況を示す。501はカソード電位であり、502はカソード電位の有効範囲を示す。503はカソード電位が閾値504を越えたことを示し、異常発生の候補となる。計測ステーション203はパイプライン基点からの距離により管理されるため、カソード電位異常の発生位置(距離)505は計測ステーション203の距離として取得する。 The case of is considered a candidate for occurrence of an abnormality. If the acquired standard deviation Mσ is not within the predetermined range, the abnormality determination is suspended because there is an influence of environmental noise. [Equation 4] is suspected of causing hydrogen cracking of the pipe, and [Equation 5] is suspected of the possibility of deterioration or breakage of the insulating material. It is determined whether it is a temporary abnormality or a permanent abnormality. This is determined by waiting for a certain time and exceeding a threshold value. FIG. 10 shows a situation of cathode potential threshold determination analysis exceeding the threshold (base direction). Reference numeral 501 denotes a cathode potential, and 502 denotes an effective range of the cathode potential. Reference numeral 503 indicates that the cathode potential has exceeded the threshold value 504 and is a candidate for occurrence of abnormality. Since the measurement station 203 is managed by the distance from the pipeline base point, the cathode potential abnormality occurrence position (distance) 505 is acquired as the distance of the measurement station 203.

ステップ8(408):カソード電位異常に関する事例データ検索
事例データ検索/格納部105は、過去のカソ−ド電位が閾値を越えている場合に対し、カソード電位異常と、カソード防食設備、パイプライン、絶縁材の調査結果を対応付けた過去の事例データを過去異常履歴データベース120より検索する。事例データの基本構成を図11に示す。事例データ601は以下の項目より構成する。
・Name:パイプライン名称 602
・Date:異常発生日 603
・Station:異常発生ステーションのID 604
・Data:異常発生データ 605
・Threshold:閾値判定の結果 606(閾値を越えている場合はOver)
・Velocity:電位または電流の変化速度 607
・Acceleration:電位または電流の変化加速度 608
・Event:異常の内容 609
・Recovered:回復の有無 610
・Remarks:関連特記事項 611
より構成される。なお、これらのデータの中から各異常事象に応じて必要な項目が記載され、事例データとして登録される。また、テキスト形式で記載することにより、項目の記載順序は問わない。事例データは、異常発生データ(Data)605、閾値判定(Threshold)606をキーとして検索する。含む水量など土壌の性質など地域に特徴がある場合は異常発生ステーションのID(604)を、その前後の計測ステーションのIDもあわせて検索キーすることにしてもよい。
Step 8 (408): Case data search regarding cathode potential abnormality The case data search / storage unit 105 determines that the cathode potential abnormality, the cathodic protection equipment, the pipeline, The past case data associated with the investigation result of the insulating material is searched from the past abnormality history database 120. A basic configuration of the case data is shown in FIG. The case data 601 is composed of the following items.
Name: Pipeline name 602
・ Date: Abnormal date 603
・ Station: Abnormal station ID 604
・ Data: Error occurrence data 605
・ Threshold: Result of threshold judgment 606 (Over if the threshold is exceeded)
Velocity: Potential or current change rate 607
Acceleration: Acceleration of change in potential or current 608
・ Event: Content of error 609
-Recovered: presence or absence of recovery 610
・ Remarks: Related special notes 611
Consists of. Of these data, items necessary for each abnormal event are described and registered as case data. Moreover, the description order of items does not matter by describing in text format. The case data is searched using abnormality occurrence data (Data) 605 and threshold determination (Threshold) 606 as keys. If there is a characteristic in the region such as the nature of the soil such as the amount of water to be included, the ID (604) of the abnormality occurrence station may be used as a search key together with the IDs of the measurement stations before and after that.

ステップ9(409):カソード電位異常の事例データとの照合
トレンド解析部112では、ステップ8(408)にて検索したカソード電位異常の事例データに対して、閾値を越えている場合に関する事例(Threshold=over)関し、その頻度F(事例データの数)を集計する。異常抽出部112は、あらかじめ決められた頻度に関する閾値に対して異常を抽出し、解析結果判定部114は異常発生確率を決定する。
この場合、時間の経過に対して自然回復した場合は除外する。
Step 9 (409): Collation with cathode potential abnormality case data The trend analysis unit 112 compares the case data of the cathode potential abnormality retrieved in step 8 (408) with a case (Threshold) = over), the frequency F (number of case data) is tabulated. The abnormality extraction unit 112 extracts an abnormality with respect to a threshold relating to a predetermined frequency, and the analysis result determination unit 114 determines an abnormality occurrence probability.
In this case, it is excluded if it has recovered naturally over time.

異常確率は、頻度に応じて決定する。例えば、
F<δ1 異常発生確率P=0.1
δ1<F<δ2 異常発生確率P=0.2
・・・・
δ9<F<δ10 異常発生確率P=0.9
δ10<F 異常発生確率P=1.0
のように決めておく。ここで、δ1〜δ10はあらかじめ決められた閾値である。図10は閾値判定の流れを示す。503において、カソード電位501が閾値504を越えた場合、事例データ506が検索され、ここから、異常の内容(Event)512ごとに事例データの数が集計される。事例データは、パイプライン名称(Name)507、異常発生ステーションのID(Station)508、閾値判定(Threshold)509、異常発生日(Date)509、異常発生データ(Data)510、異常発生日(Date)511、異常の内容(Event)512が記載されている。そして、異常内容に基づく集計の結果(513)、絶縁材の破断と劣化の可能性があり、それぞれ異常発生確率514が計算された。
The abnormality probability is determined according to the frequency. For example,
F <δ1 Abnormality occurrence probability P = 0.1
δ1 <F <δ2 Abnormality probability P = 0.2
...
δ9 <F <δ10 Abnormality occurrence probability P = 0.9
δ10 <F Abnormality occurrence probability P = 1.0
Decide like this. Here, δ1 to δ10 are predetermined threshold values. FIG. 10 shows a flow of threshold determination. If the cathode potential 501 exceeds the threshold value 504 in 503, case data 506 is retrieved, and from here, the number of case data is totaled for each abnormality content (Event) 512. Case data includes pipeline name (Name) 507, error occurrence station ID (Station) 508, threshold judgment (Threshold) 509, error occurrence date (Date) 509, error occurrence data (Data) 510, error occurrence date (Date ) 511 and an abnormality content (Event) 512 are described. Then, the result of aggregation based on the abnormality content (513), there is a possibility of breakage and deterioration of the insulating material, and the abnormality occurrence probability 514 was calculated respectively.

ステップ10(410):アノード電流の閾値解析
変化解析部108では、アノード電流の閾値判定解析を行う。アノード電流MAは、閾値をAth upperとすると、
Step 10 (410): The anode current threshold analysis change analysis unit 108 performs anode current threshold determination analysis. The anode current MA has a threshold value of Ath upper.

Figure 0005297951
Figure 0005297951

Figure 0005297951
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の場合は、アノード電流がパイプとは異なる方向に流れたか、または、鉄道などからの電流の流れ込みが発生したことが疑われるため、異常判定候補とする。なお、標準偏差Aσがあらかじめ決められた範囲になければ環境雑音の影響があるとして異常判定を保留する。電流の迷走、または流れ込みの要因がなくなればアノード電流は回復することもあるため、一時的な異常か、または恒久的な異常かが判定される。これは一定時間待機して閾値を越えている状態かどうかにより判定する。 In this case, since it is suspected that the anode current has flowed in a direction different from that of the pipe, or that a current has flowed in from a railway or the like, it is determined as an abnormality determination candidate. If the standard deviation Aσ is not within a predetermined range, the abnormality determination is suspended because it is affected by environmental noise. Since the anode current may be recovered when there is no current stray or flow factor, it is determined whether the current is a temporary abnormality or a permanent abnormality. This is determined by waiting for a certain time and exceeding a threshold value.

ステップ11(411):アノード電流異常に関する事例データ検索
アノード電流が異常となりそのまま一定時間の後でも回復しない場合、アノード陽極劣化などアノード電流異常に関する過去の事例データを事例データ検索/格納部105は過去異常履歴データベース120より検索する。これは異常発生データ(Data)605、閾値判定(Threshold)606をキーとして検索する。含水量など土壌の性質に地域の特徴がある場合は異常発生ステーションのIDを検索キーとしても良い。
Step 11 (411): Case data retrieval regarding anode current abnormality When the anode current becomes abnormal and does not recover even after a certain period of time, the case data retrieval / storage unit 105 stores past case data regarding anode current abnormality such as anode anode deterioration. Search from the abnormality history database 120. This search is performed using abnormality occurrence data (Data) 605 and threshold determination (Threshold) 606 as keys. If the soil properties such as water content have regional characteristics, the ID of the abnormal station may be used as a search key.

ステップ12(412):アノード電流異常の事例データとの照合
ステップ11(411)にて検索した事例データに対して、トレンド解析部110は過去のアノード電流が閾値を越えている場合に関する事例(Threshold=over)に関し、その頻度Fを集計する。そして異常抽出部112は、あらかじめ決められた閾値に対して異常を抽出し、解析結果判定部114は異常発生確率を決定する。
Step 12 (412): Collation with case data of abnormal anode current In response to the case data retrieved in step 11 (411), the trend analysis unit 110 uses the case (Threshold) when the past anode current exceeds the threshold value. = over), the frequency F is totaled. Then, the abnormality extraction unit 112 extracts an abnormality with respect to a predetermined threshold, and the analysis result determination unit 114 determines the abnormality occurrence probability.

例えば、異常事例の内容に応じて頻度を参照し
F<ε1 異常発生確率P=0.1
ε1<F<ε2 異常発生確率P=0.2
・・・・
ε9<F<ε10 異常発生確率P=確率0.9
ε10<F 異常発生確率P=1.0
とする。ε1〜ε10は閾値を示す
図12はアノード電流の閾値判定解析の流れ示す。702において、アノード電流701が閾値703を越えた場合、事例データ705が検索される。事例データ705には、パイプライン名称(Name)706、異常発生ステーションのID(Station)707、閾値判定(Threshold)708、データ種類(Data)709、異常発生日(Date)710、異常の内容(Event)711、回復(Recovery)712が記載されている。ここでは、Recover=No(712)のため回復はなかったことを示す。そして、異常内容に基づく集計の結果(713)、陽極劣化と恒常的な電流迷走の可能性があり、それぞれ異常発生確率714が計算された。
For example, referring to the frequency according to the contents of the abnormality case, F <ε1 abnormality occurrence probability P = 0.1
ε1 <F <ε2 Abnormality probability P = 0.2
...
ε9 <F <ε10 Abnormality occurrence probability P = Probability 0.9
ε10 <F Abnormality occurrence probability P = 1.0
And ε1 to ε10 indicate threshold values. FIG. 12 shows a flow of anode current threshold determination analysis. In 702, when the anode current 701 exceeds the threshold value 703, the case data 705 is retrieved. The case data 705 includes a pipeline name (Name) 706, an abnormality occurring station ID (Station) 707, a threshold judgment (Threshold) 708, a data type (Data) 709, an abnormality occurrence date (Date) 710, an abnormality content ( Event) 711 and Recovery 712 are described. Here, Recover = No (712), indicating that there was no recovery. As a result of counting based on the contents of the abnormality (713), there is a possibility of anode deterioration and constant current stray, and an abnormality occurrence probability 714 was calculated respectively.

ステップ13(413):電源電流の閾値解析
変化解析部108では、電源電流について閾値判定を行う。電源電流MCの場合は、閾値をCth lowerとすると、
Step 13 (413): The power supply current threshold analysis change analysis unit 108 performs threshold determination on the power supply current. In the case of the power supply current MC, if the threshold is Cth lower,

Figure 0005297951
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の場合は、電源の故障があるため電源/変圧器209の異常とする。なお、標準偏差Cσがあらかじめ決められた範囲になければ環境雑音の影響があるとして異常判定を保留する。また、回復の可能性もあるため、あらかじめ決められた時間データを収集する。回復した場合は異常なしとする。 In this case, it is assumed that the power supply / transformer 209 is abnormal because of a power failure. If the standard deviation Cσ is not within a predetermined range, the abnormality determination is suspended because it is affected by environmental noise. In addition, since there is a possibility of recovery, predetermined time data is collected. When recovered, there is no abnormality.

ステップ14(414):過去の電位・電流データの検索
データ検索部109は過去の、カソード電位、アノード電流、電源電流を検索し、トレンド解析部110では、カソード電位、アノード電流、電源電流の変化パラメータを計算する。
Step 14 (414): Search of past potential / current data The data search unit 109 searches for the past cathode potential, anode current, and power supply current, and the trend analysis unit 110 changes the cathode potential, anode current, and power supply current. Calculate the parameters.

ステップ15(415):カソード電位の短期変化パラメータ取得
カソード電位変化の解析は、短期解析と、長期解析の両方を行う。トレンド解析部110では過去の電位値と最新の電位値を用いて、変化パラメータである変化速度、変化加速度を計算する。短期解析では、あらかじめ決められた短時間内の変化を解析する。与えられた時間範囲内の電位値の変動を
MV[t]、MV[t-T]、MV[t-2T]、・・・・MV[t-kT]
とする。Tは計測時間間隔を表し、t-Tは一回前の計測時間を示す。このとき、MV値が一様に減少または増加していることが認められれば、異常の候補となる。変化速度(H)および加速度(α)は以下のように計算する。変化のスピードをMVH、加速度をMVαとすると、
Step 15 (415): Acquisition of short-term change parameter of cathode potential Both the short-term analysis and the long-term analysis are performed for the analysis of the cathode potential change. The trend analysis unit 110 calculates the change speed and change acceleration, which are change parameters, using the past potential value and the latest potential value. In the short-term analysis, changes within a predetermined short time are analyzed. The fluctuation of the potential value within a given time range is expressed as MV [t], MV [t-T], MV [t-2T], ... MV [t-kT].
And T represents the measurement time interval, and t-T represents the previous measurement time. At this time, if it is recognized that the MV value is uniformly decreasing or increasing, it becomes a candidate for abnormality. The change speed (H) and acceleration (α) are calculated as follows. If the speed of change is MVH and the acceleration is MVα,

Figure 0005297951
Figure 0005297951

Figure 0005297951
Figure 0005297951

により求める。
MVH[t]、MVH[t-T]、MVH[t-2T]、・・・・
が一定であれば一定の変化の傾向を有するとみなす。MVH[t]の最大値および最小値をMVHmax、MVHminとすると、それぞれ正値または、負値であり、−δ11以下または、+δ11以上の範囲にあり
Ask for.
MVH [t], MVH [tT], MVH [t-2T], ...
If is constant, it is considered to have a certain tendency of change. When the maximum value and the minimum value of MVH [t] are MVHmax and MVHmin, respectively, they are positive values or negative values, and are in the range of −δ11 or less or + δ11 or more.

Figure 0005297951
Figure 0005297951

の場合には、一定の変化とみなす。なお、MVHは環境雑音の影響もある。突発的な異常値を排除するため、いったん複数の中から最大値MVHmax、MVHminを間引き、残りのデータからMVHmax、MVHminを求めてもよい。
速度MVHが増加している場合には、加速度を求める。
MVα[t]、MVα[t-T]、MVα[t-2T]、・・・・
として、その最大値、最小値をMVαmax、MVαminとすると、それぞれ正値または、負値であり、−δ13以下または、+δ13以上の範囲にあり
In the case of, it is regarded as a constant change. Note that MVH is also affected by environmental noise. In order to eliminate sudden abnormal values, the maximum values MVHmax and MVHmin may be temporarily thinned out from a plurality of data, and MVHmax and MVHmin may be obtained from the remaining data.
If the speed MVH is increasing, the acceleration is obtained.
MVα [t], MVα [tT], MVα [t-2T], ...
Assuming that the maximum value and the minimum value are MVαmax and MVαmin, respectively, it is a positive value or a negative value, and is in a range of −δ13 or less or + δ13 or more.

Figure 0005297951
Figure 0005297951

の場合には、加速変化とみなす。なお、速度や加速度がそれぞれ−δ12から+δ12、および−δ13から+δ13の範囲の値をとる場合には、異常なしとみなす。図13は、カソード電位が卑方向に時間変化している状況を示す。ここでは、カソード電位は801、802、803、804の順番に移動している。805は許容変動範囲であり、カソード電位は806の範囲において、継続的に減少することを示す。 In the case of, it is regarded as an acceleration change. In addition, when the speed and acceleration take values in the ranges of -δ12 to + δ12 and -δ13 to + δ13, respectively, it is considered that there is no abnormality. FIG. 13 shows a situation where the cathode potential changes with time in the base direction. Here, the cathode potential moves in the order of 801, 802, 803, and 804. Reference numeral 805 denotes an allowable fluctuation range, and the cathode potential continuously decreases in the range of 806.

ステップ16(416):カソード電位の長期変化パラメータ取得
ステップ15(415)よりも長い時間範囲で、かつ、あらかじめ決められた時間間隔によりカソード電位値を取得する。例えば、短期解析における過去のデータ検索の時間間隔をTとすると、長期解析では、T’(T’>T)となる。また、解析対象となる時系列電位データの取得時間範囲は、短期解析の場合よりも長くなる。このため、過去のデータは短期解析の場合よりもさらに過去にさかのぼってカソード電位データを利用し、変化速度と加速度を計算する。
Step 16 (416): The cathode potential value is acquired in a longer time range than the long-term change parameter acquisition step 15 (415) of the cathode potential and at a predetermined time interval. For example, if the time interval of past data search in the short-term analysis is T, T ′ (T ′> T) in the long-term analysis. Moreover, the acquisition time range of the time-series potential data to be analyzed is longer than that in the case of short-term analysis. For this reason, the past data is further retroactive than the short-term analysis, and the cathode potential data is used to calculate the change speed and acceleration.

ステップ17(417):アノード電流の短期解析の短期変化パラメータ取得
アノード電流変化の解析についても、カソード電位の場合と同様に短期解析と、長期解析を行う。過去のアノード電流値と最新のアノード電流値を比較して変化を解析する。アノード電流が増加、減少する場合には、アノード陽極の劣化、外部からの電流入力、外部への電流拡散の要因となる。電流の入出力の原因として、地面に電気を放出する鉄道などがある場合、または、伝導性の設備や車両があることが考えられる。
Step 17 (417): Acquisition of short-term change parameter in short-term analysis of anode current As for the analysis of change in anode current, short-term analysis and long-term analysis are performed as in the case of the cathode potential. The change is analyzed by comparing the past anode current value with the latest anode current value. When the anode current increases or decreases, it causes deterioration of the anode anode, current input from the outside, and current diffusion to the outside. As a cause of current input / output, there may be a railway that emits electricity to the ground, or there may be conductive equipment or vehicles.

短期解析では、あらかじめ決められた短時間内の変動を解析する。与えられた時間範囲内の電流値の変動を
MA[t]、MA[t-T]、MA[t-2T]、・・・・MA[t-kT]
とする。Tは計測時間間隔を表し、t-Tは一回前の計測時間を示す。このとき、MA値が、減少または増加していることが認められれば異常の候補とみなす。トレンド解析部110では、変化速度と加速度を
In short-term analysis, fluctuations within a predetermined short time are analyzed. Changes in current values within a given time range are represented by MA [t], MA [tT], MA [t-2T],... MA [t-kT].
And T represents the measurement time interval, and t-T represents the previous measurement time. At this time, if it is recognized that the MA value is decreasing or increasing, it is regarded as a candidate for abnormality. The trend analysis unit 110 calculates the change speed and acceleration.

Figure 0005297951
Figure 0005297951

Figure 0005297951
Figure 0005297951

より求める。変化の速度MAHは、
MAH[t]、MAH[t-T]、AH[t-2T]、・・・・
が一定であれば一定のトレンドを有するとみなす。なお、MAHは環境雑音の影響もありえるため、MAH[t]の最大値および最小値をMAHmax、MAHminとすると、それぞれ正値または負値であり、さらに、−ε11以下または、+ε11以上の範囲にあり
Ask more. The rate of change MAH is
MAH [t], MAH [tT], AH [t-2T], ...
If is constant, it is considered to have a certain trend. Since MAH can be affected by environmental noise, if the maximum and minimum values of MAH [t] are MAHmax and MAHmin, they are positive or negative values, respectively, and are in the range of −ε11 or less or + ε11 or more. Yes

Figure 0005297951
Figure 0005297951

の場合には、一定の変動とみなす。なお、MAHは環境雑音の影響もありえるため、複数の中から突発的な異常値を排除するため、いったん最大値MAHmax、MAHminを間引いてその中から、新たにMAHmax、MAHminを求めてもよい。
変化の加速度MAαについても
MAα[t]、MAα[t-T]、MAα[t-2T]、・・・・
として、その最大値、最小値をMAαmax、MAαminとすると、それぞれ正値または負値であり、さらに、−ε13以下または、+ε13以上の範囲にあり
In the case of, it is regarded as a constant fluctuation. Since MAH may be affected by environmental noise, in order to eliminate sudden abnormal values from a plurality of values, the maximum values MAHmax and MAHmin may be thinned out once and MAHmax and MAHmin may be newly obtained from them.
Regarding the acceleration of change MAα, MAα [t], MAα [tT], MAα [t-2T],...
Assuming that the maximum value and the minimum value are MAαmax and MAαmin, respectively, they are positive values or negative values, and are in the range of −ε13 or less or + ε13 or more.

Figure 0005297951
Figure 0005297951

の場合には、加速度変化とみなす。なお、なお、速度や加速度がそれぞれ−ε11から+ε11、および−ε13から+ε13の範囲にある場合には、異常なしとみなす。 In the case of, it is regarded as a change in acceleration. It should be noted that when the speed and acceleration are in the ranges of -ε11 to + ε11 and -ε13 to + ε13, respectively, it is considered that there is no abnormality.

ステップ18(418):アノード電流の長期変化パラメータ取得
ステップ17(417)でのアノード電流の取得時間よりも長い時間の間で、あらかじめ決められた時間間隔によりアノード電流値を取得する。例えば、短期解析における過去のデータ検索の時間間隔をTとすると、長期解析では、T’(T’<T)となる。また、解析対象となる時系列電位データの取得時間範囲は、短期解析の場合よりも長くする。また、このため、過去のデータは短期解析の場合よりもさらに過去にさかのぼって電流データを利用し、速度と加速度を計算する。
Step 18 (418): The anode current value is acquired at a predetermined time interval during a time longer than the anode current acquisition time in the anode current long-term change parameter acquisition step 17 (417). For example, if the time interval of past data search in the short-term analysis is T, T ′ (T ′ <T) in the long-term analysis. Further, the acquisition time range of the time series potential data to be analyzed is made longer than that in the case of short-term analysis. For this reason, the past data is further retroactive than the short-term analysis, and the current data is used to calculate the speed and acceleration.

電流変化速度と加速度は、ステップ17(417)短期解析の場合と計算方法は同じである。   The current change speed and acceleration are calculated in the same manner as in step 17 (417) short-term analysis.

ステップ19(419):カソード電位の異常有無の判定
ステップ15(415)およびステップ16(416)において、短期解析データ、長期解析データであるカソード電位の変化速度や加速度が正値、または、負値の値で変化している場合は、異常発生の可能性があるとして、ステップ20(420)を行う。異常変動がない場合は、アノード電流異常との相関を計算するためステップ23(423)を行う。
Step 19 (419): In step 15 (415) and step 16 (416) for determining whether or not the cathode potential is abnormal, the change rate and acceleration of the cathode potential, which are short-term analysis data and long-term analysis data, are positive values or negative values. If the value is changed, step 20 (420) is performed on the assumption that an abnormality may have occurred. If there is no abnormal variation, step 23 (423) is performed to calculate the correlation with the anode current abnormality.

ステップ20(420):カソード電位の閾値までの時間計測
ステップ15(415)、ステップ16(416)により速度および加速度が求まると、カソード電位値が閾値を越えるまでの時間を計測する。これは、カソード電位変化速度Hと加速度αとカソード電位MVを用いて、
Step 20 (420): Time measurement until threshold value of cathode potential When the speed and acceleration are obtained in steps 15 (415) and 16 (416), the time until the cathode potential value exceeds the threshold value is measured. This is based on the cathode potential change speed H, acceleration α, and cathode potential MV.

Figure 0005297951
Figure 0005297951

Figure 0005297951
Figure 0005297951

により、将来のカソード電位値Vを求める。ここで、Tintは時間経過を示す。加速度が一定の変動幅以内で0値とみなされる場合は、最新の速度値MVH[t]をHとして用いる。そして、 Thus, a future cathode potential value V is obtained. Here, Tint indicates the passage of time. When the acceleration is regarded as a zero value within a certain fluctuation range, the latest velocity value MVH [t] is used as H. And

Figure 0005297951
Figure 0005297951

Figure 0005297951
Figure 0005297951

の閾値判定を満足する時間Tintを求める。この時間は実際の異常発生までの時間を示す。 The time Tint that satisfies the threshold value determination is obtained. This time indicates the time until an actual abnormality occurs.

ステップ21(421):異常進行事例の検索とパラメータ平均値の計算
事例データ検索/格納部105では、カソード電位変化の速度、加速度と異常進行の事例を対応付けた事例データを過去異常履歴データベース120から検索する。検索キーは、変化速度と、変化加速度である。カソード電位変化の速度値および加速度値を集計することにより、速度の平均値Hrefおよび加速度の平均値αrefを求める。そして、それぞれ、事例データに記載された変化速度と加速度の差が、あらかじめ決められた閾値δ15およびδ16以内にある場合は一致したとみなす。
Step 21 (421): Abnormal progress case search and parameter average value calculation case data search / storage unit 105 stores the case data in which the cathode potential change speed and acceleration are associated with the abnormal progress case in the past abnormality history database 120. Search from. Search keys are change speed and change acceleration. By calculating the velocity value and acceleration value of the cathode potential change, the average velocity value Href and the average acceleration value αref are obtained. Then, in the case where the difference between the change speed and the acceleration described in the case data is within the predetermined threshold values δ15 and δ16, it is considered that they match.

ステップ22(422):異常進行確率の計算
異常抽出部112では、ステップ21(421)で求めた平均値を用いて異常異常進行の確率を求める。異常は速度と加速度に応じて異常確率を計算する。例えば、異常確率はガウス分布に従うと考えることにより、
Step 22 (422): Abnormal progress probability calculation The abnormality extraction unit 112 obtains the probability of abnormal abnormality progression using the average value obtained in Step 21 (421). Abnormality calculates the probability of abnormality according to speed and acceleration. For example, by considering that the abnormal probability follows a Gaussian distribution,

Figure 0005297951
Figure 0005297951

Figure 0005297951
Figure 0005297951

により求める。σHはHrefの標準偏差、σαはαrefの標準偏差を示す。また、P(Ki)は異常の内容iに対する頻度Kiから、 Ask for. σH represents the standard deviation of Href, and σα represents the standard deviation of αref. P (Ki) is calculated from the frequency Ki for the content i of the abnormality.

Figure 0005297951
Figure 0005297951

より計算される。MVHおよびMVαはステップ15(415)、ステップ16(416)で求めた速度値と加速度値である。
この確率Pは、異常発生内容ごとに速度MVHおよび加速度MVαについて求め、短期解析および長期解析から求められる中から大きいほうの値を異常発生確率として選択する。
Calculated by MVH and MVα are the speed value and acceleration value obtained in step 15 (415) and step 16 (416).
This probability P is obtained for the speed MVH and the acceleration MVα for each abnormality occurrence content, and the larger value obtained from the short-term analysis and the long-term analysis is selected as the abnormality occurrence probability.

図13に事例データとの照合を行う方法を示す。カソード電位の範囲806での変化は、時間の経過に伴って閾値を越えることが予想される。変化速度809を検索キーとして関連する事例データ807が検索され、発生頻度を集計すると、絶縁材の劣化および破れの順番で異常の可能性があり(811)、それぞれ、異常発生確率を〔数19〕、〔数20〕によって確率値を求めた結果が812である。含水量など土壌特徴に地域の特徴がある場合は、異常発生ステーションのIDを検索キーに含めても良い。   FIG. 13 shows a method for collating with case data. The change in the cathode potential range 806 is expected to exceed the threshold over time. When the related case data 807 is searched using the change speed 809 as a search key and the occurrence frequencies are tabulated, there is a possibility of abnormality in the order of deterioration and tearing of the insulating material (811). ], The result of obtaining the probability value by [Equation 20] is 812. If the soil feature such as water content has regional features, the ID of the abnormal station may be included in the search key.

ステップ23(423):アノード電流との関連事例データの検索
カソード電位が卑方向に変化する要因として、絶縁材と、パイプの間に隙間が発生し、その中に空気が入ることなどが考えられる。このような場合、カソード電位には変化はないがアノード電流に異常があるため隙間が発生しても問題がないように見える。このため、カソード電位の判定に、アノード電流との関連性を計算する。
Step 23 (423): Retrieval of case data related to the anode current As a factor for the cathode potential to change in the base direction, a gap may be generated between the insulating material and the pipe, and air may enter therein. . In such a case, although there is no change in the cathode potential, there appears to be no problem even if a gap occurs because the anode current is abnormal. Therefore, the relevance with the anode current is calculated for the determination of the cathode potential.

事例データ検索部/格納部105より、アノード電流データ異常に関する事例データを過去異常履歴データベース120よりアノード電流の変化速度と加速度が近い値を有するだけでなく、特記事項(Remarks)が、カソード電位は異常なし(C-Voltage Normal)と記載されているデータを検索する。
アノード電流の変化速度、加速度のパラメータが記載されている事例データを検索し、アノード電流の速度パラメータと加速度パラメータから、それぞれ平均値を求める。そして、異常発生確率は、ガウス分布に従うものとして、
From the case data search unit / storage unit 105, the case data regarding the anode current data abnormality is not only having a value similar to the change rate and acceleration of the anode current from the past abnormality history database 120, but the remarks (Remarks) Search for data that says C-Voltage Normal.
Case data describing the change speed and acceleration parameters of the anode current are searched, and average values are obtained from the speed parameter and acceleration parameter of the anode current. And the anomaly occurrence probability follows the Gaussian distribution,

Figure 0005297951
Figure 0005297951

Figure 0005297951
Figure 0005297951

により異常発生確率を計算する。ここで、Href、αrefはそれぞれアノード電流の変化速度および加速度の平均値である。また、P(Ki)は異常の内容iに対する頻度Kiから、 Calculate the probability of abnormality. Here, Href and αref are average values of the change speed and acceleration of the anode current, respectively. P (Ki) is calculated from the frequency Ki for the content i of the abnormality.

Figure 0005297951
Figure 0005297951

より計算される。σHおよびσαは速度および加速度の標準偏差である。 Calculated by σH and σα are standard deviations of speed and acceleration.

図14はカソード電位とアノード電流の相関を解析する方法を示す。カソード電位は、901、902、903の順番で変化し、閾値904を越えることはないが、アノード電流が905、906、907の順番で変化し異常の候補となる。ここで、アノード電流に対する事例データ908が検索され、異常内容(Event)ごとに集計(912)される。この結果に対してアノード電流の変化速度910を用いて確率が計算され、異常発生確率913が求められた。   FIG. 14 shows a method for analyzing the correlation between the cathode potential and the anode current. The cathode potential changes in the order of 901, 902, and 903 and does not exceed the threshold value 904, but the anode current changes in the order of 905, 906, and 907 and becomes a candidate for abnormality. Here, the case data 908 for the anode current is retrieved and totaled (912) for each abnormality content (Event). For this result, the probability was calculated using the change rate 910 of the anode current, and an abnormality occurrence probability 913 was obtained.

ステップ24(424):時期的変化、降雨量利用の判定
ステップ22(422)において計算する異常発生確率は、過去履歴異常データにおいて、カソード電位変化速度、加速度のパラメータを考慮する。さらに、これらのパラメータに加え時期的変化、降雨量のような気象条件の違いを考慮することによって時期や気象条件も考慮した異常発生確率を求める。
Step 24 (424): Timing change, precipitation use determination Step 22 (422) calculated abnormality occurrence probability takes into account parameters of cathode potential change rate and acceleration in past history abnormality data. Furthermore, in addition to these parameters, the probability of anomaly taking into account the time and weather conditions is obtained by taking into account the difference in weather conditions such as time variation and rainfall.

時期的変化、降雨量を考慮しない場合は、ステップ28(428)を行う。考慮した場合には、ステップ28(428)を行う。   Step 28 (428) is performed when the change with time and the amount of rainfall are not considered. If so, step 28 (428) is performed.

ステップ25(425):時期的変化を考慮した異常発生確率の計算
ステップ21(421)にて検索し、ステップ22(422)にて集計した事例データを用いて、時期に従った集計を行う。例えば、季節単位での集計を行う。春:3月−5月、夏:6月−8月、秋:9月−11月、冬:12月−2月のような分類を行い、各時期に発生したカソード電位の異常データの集計を行う。ただし、変化速度、変化加速度は長期変化として複数の時期をまたがることがあるため、この場合は、各時期の異常発生とみなす。異常の確率は頻度に応じて決定する。事故が発生した月の頻度をFkとすると、時期に対する確率P(k)は
Step 25 (425): Anomaly occurrence probability calculation considering the change in time is searched in step 21 (421), and the data according to the time is counted using the case data collected in step 22 (422). For example, aggregation is performed in units of seasons. Spring: March-May, Summer: June-August, Autumn: September-11, Winter: December-February I do. However, since the change speed and change acceleration may extend over a plurality of periods as long-term changes, in this case, it is considered that an abnormality has occurred in each period. The probability of abnormality is determined according to the frequency. If the frequency of the accident month is Fk, the probability P (k) for the time is

Figure 0005297951
Figure 0005297951

より求める。そして、 Ask more. And

Figure 0005297951
Figure 0005297951

Figure 0005297951
Figure 0005297951

を、異常発生確率とする。ここで、Pは Is the probability of occurrence of abnormality. Where P is

Figure 0005297951
Figure 0005297951

Figure 0005297951
Figure 0005297951

のうち最大値を示す。また、C1およびC2は重み係数であり、 The maximum value is shown. C1 and C2 are weighting factors,

Figure 0005297951
Figure 0005297951

の制約がある。パイプラインの環境に応じて定義する。この中から最大の確率値を異常発生確率値として選択する。複数の時期にまたがる場合は、異常発生確率の大きな方を選択する。 There are restrictions. Define according to the pipeline environment. The maximum probability value is selected as the abnormality occurrence probability value. If the time spans multiple periods, select the one with the higher probability of abnormality.

図15は時期的変化を考慮した異常解析の方法を示す。1001から1004に示すカソード電位の範囲1005での変化に対して、事例データが検索され、異常発生時期(Date)1008、1010に従って6−8月(1006)と12−2月(1008)に分類された。事例データの変化速度1009,1011はカソード電位の変化速度に近い値をとるため、その結果、各時期での頻度が計算され(1012)、時期考慮無しと考慮がある場合の異常発生確率1013が求められた。   FIG. 15 shows a method of abnormality analysis that takes into account temporal changes. Case data is searched for changes in the cathode potential range 1005 shown in 1001 to 1004 and classified into 6-August (1006) and 12-February (1008) according to the abnormality occurrence time (Date) 1008, 1010. It was done. Since the change rates 1009 and 1011 of the case data take values close to the change rate of the cathode potential, as a result, the frequency at each time is calculated (1012), and the abnormality occurrence probability 1013 when there is no time consideration is given. I was asked.

ステップ26(426):過去の降雨量データの取得と集計
例えば1ヶ月のようにあらかじめ決められた期間内の降雨量を気象データ検索部104は検索する。さらに事例データに記載された異常発生日(Date)603から同じ期間さかのぼって、その時期の降雨量との比較を行う。降雨量データはネットワークから外部にある気象データベースなどにアクセスすることにより取得する。または、気象情報のデータベースを保有していてもよい。こうして、現在のカソード電位計測時間からさかのぼった期間での降水量合計値Rと複数の事例データに記載された異常発生日からさかのぼった期間での降水量合計値の平均値Rrefを計算する。Rrefは、
Step 26 (426): Acquisition and aggregation of past rainfall data The weather data search unit 104 searches for rainfall within a predetermined period such as one month. Furthermore, it goes back from the abnormality occurrence date (Date) 603 described in the case data to the same period and compares it with the rainfall amount at that time. Rainfall data is obtained by accessing an external weather database from the network. Or you may have the database of weather information. In this way, the precipitation total value R in the period going back from the current cathode potential measurement time and the average value Rref of the precipitation total value in the period going back from the abnormality occurrence date described in the plurality of case data are calculated. Rref is

Figure 0005297951
Figure 0005297951

により、計算する。ここで、Riは事例データiの日にち(Date)から一定期間さかのぼって取得した降水量の合計である。Nは事例データの数を示す。 To calculate. Here, Ri is the total amount of precipitation acquired for a certain period from the date (Date) of the case data i. N indicates the number of case data.

降水量データが利用できない場合には、本ステップ26(426)およびステップ27(427)は省略する。   If precipitation data is not available, Step 26 (426) and Step 27 (427) are omitted.

ステップ27(427):降雨量を考慮した異常発生確率の計算
ステップ26(426)で得られた降雨量Rに関し、降水量による異常発生確率を
Step 27 (427): Anomaly occurrence probability calculation considering the rainfall amount With regard to the rainfall amount R obtained in step 26 (426), the abnormality occurrence probability due to the precipitation amount is calculated.

Figure 0005297951
Figure 0005297951

により計算し異常発生確率とする。ここで、σRはRrefに対する降水量の標準偏差である。こうして降水量を考慮した場合の異常発生確率は、 Calculated as follows to determine the probability of occurrence of an abnormality. Here, σR is the standard deviation of precipitation with respect to Rref. Thus, the probability of occurrence of anomaly when precipitation is considered is

Figure 0005297951
Figure 0005297951

Figure 0005297951
Figure 0005297951

により求める。Ciは重み付け係数であり、 Ask for. Ci is a weighting factor,

Figure 0005297951
Figure 0005297951

の制約がある。C1とC2はパイプラインの置かれた状況に応じて決定する。
降雨量のほかにも、地表面の温度が低下する場合にも適用は可能である。浅く埋設された埋設パイプラインにおいては、地表面の温度は重要なファクターとなる。複数の要因を顧慮する場合、重み付けCjを使い、複数の確率ファクターをP1、P2・・・Pkとすると、
There are restrictions. C1 and C2 are determined according to the situation where the pipeline is placed.
In addition to rainfall, it can also be applied when the temperature of the ground surface decreases. In shallow buried pipelines, ground surface temperature is an important factor. When considering a plurality of factors, if weight Cj is used and a plurality of probability factors are P1, P2,... Pk,

Figure 0005297951
Figure 0005297951

により、異常発生確率を求める。Ciは重み付けファクタであり、 Thus, the abnormality occurrence probability is obtained. Ci is a weighting factor,

Figure 0005297951
Figure 0005297951

となる。このCiはパイプラインの状態に応じて決定する。 It becomes. This Ci is determined according to the state of the pipeline.

図16は降水量を考慮した異常解析の方法を示す。1101から1104のカソード電位の範囲1105での変動に対して、変化速度または変化加速度を検索キーとして事例データが検索され、降水量RとRrefが計算された(1107)。その結果、降水量を考慮した場合と、考慮しない場合の異常発生確率1108が求められた。   FIG. 16 shows a method of anomaly analysis considering precipitation. Case data was searched for the change in the cathode potential range 1101 to 1104 in the range 1105 using the change speed or change acceleration as a search key, and precipitations R and Rref were calculated (1107). As a result, the abnormality occurrence probability 1108 when the precipitation amount was considered and when it was not considered was obtained.

ステップ28(428):修理方法の検索
異常と判定された場合には、修理案生成部113より事例データ検索/格納部105を通して過去対処データベース121より、過去に行った対処方法を検索する。
Step 28 (428): When it is determined that the repair method search is abnormal, the repair plan generation unit 113 searches the past response database 121 through the case data search / storage unit 105 to search for a past response method.

修理方法は、異常発生確率値にしたがって異なる。例えば、絶縁材の異常による異常とみなされた場合には、以下のような修理方法を提示する。
異常発生確率値:0〜0.5:修理の必要なし
異常発生確率値:0.5〜0.8:絶縁材の部分的な塗膜補強を行う。
異常発生確率値:0.8〜1.0:絶縁材の全交換を行う。
The repair method differs according to the abnormality occurrence probability value. For example, when it is regarded as an abnormality due to an abnormality of the insulating material, the following repair method is presented.
Anomaly occurrence probability value: 0 to 0.5: No repair is required Anomaly occurrence probability value: 0.5 to 0.8: Partial coating film reinforcement of the insulating material is performed.
Abnormality occurrence probability value: 0.8 to 1.0: The insulating material is completely replaced.

ステップ29(429):トレンドグラフの生成
トレンド表示データ生成部115は、図17に示すようなカソード電圧の時間変化グラフデータを生成する。図17では、カソード電位の時間変化1201、1202、1203が時間変化の順に表示される。異常発生が疑われる範囲1204が表示され選択すると、異常発生の確率が0.67(67%)であり、絶縁材の破断の可能性(Event)を示し、さらに絶縁材の交換は3年後(RLT:Remaining Life-Time)になることが表示される。絶縁材の破断はカソード電位が卑方向に閾値を越える時間として
Step 29 (429): Generation of trend graph The trend display data generation unit 115 generates time change graph data of the cathode voltage as shown in FIG. In FIG. 17, time changes 1201, 1202, and 1203 of the cathode potential are displayed in the order of time changes. When the range 1204 in which anomaly is suspected is displayed and selected, the probability of occurrence of anomaly is 0.67 (67%), indicating the possibility of the failure of the insulating material (Event), and the replacement of the insulating material is 3 years later (RLT: Remaining Life-Time) is displayed. Insulation rupture is the time when the cathode potential exceeds the threshold in the base direction.

Figure 0005297951
Figure 0005297951

および and

Figure 0005297951
Figure 0005297951

に従って計算する。 Calculate according to

ステップ30(430):アノード電流の異常有無の判定
ステップ17(417)およびステップ18(418)において計算した、アノード電流の変化速度や加速度が正値、または、負値の値で推移している場合は、異常発生の可能性があるとして、ステップ31(431)を行う。異常発生の可能性がない場合は、ステップ38(438)を行う。
Step 30 (430): Determination of the presence or absence of abnormality in the anode current The change rate and acceleration of the anode current calculated in Step 17 (417) and Step 18 (418) are changing at a positive value or a negative value. In this case, step 31 (431) is performed on the assumption that an abnormality may have occurred. If there is no possibility of occurrence of an abnormality, step 38 (438) is performed.

ステップ31(431):アノード電流の閾値到達までの時間計測
ステップ17(417)、ステップ18(418)によりアノード電流の変化速度や加速度が求まると、アノード電流値が閾値を越えるまでの時間を計測する。これは、アノード電流変化速度MAHと加速度MAαとアノード電流MAを用いて、
Step 31 (431): Time until the anode current reaches the threshold When the change rate and acceleration of the anode current are obtained in steps 17 (417) and 18 (418), the time until the anode current exceeds the threshold is measured. To do. This is because the anode current change speed MAH, acceleration MAα and anode current MA are used.

Figure 0005297951
Figure 0005297951

Figure 0005297951
Figure 0005297951

によりTint時間後の電流値Aを求める。加速度が0の場合は、速度のみを用いて計算する。ここでは、 To obtain the current value A after Tint time. When the acceleration is 0, calculation is performed using only the velocity. here,

Figure 0005297951
Figure 0005297951

Figure 0005297951
Figure 0005297951

となる時間Tintを求めることになる。 The time Tint is obtained.

ステップ32(432):アノード電流に関する異常進行事例の検索とパラメータ平均値の計算
事例データ検索/格納部105では、アノード電流変化の速度、加速度と異常進行の事例データを対応付けた事例データを検索し、事例データに記載された速度値および加速度値を用いて、速度の平均値Hrefおよび加速度の平均値αrefを求める。事例データの検索キーは、変化速度と、変化加速度であり、それぞれ、事例データに記載された変化速度と加速度の差が、あらかじめ決められた閾値ε15およびε16以内にある場合は一致したとみなす。とくに含水量など土壌性質に地域特徴がある場合は、異常発生ステーションのIDも検索キーとなる。
Step 32 (432): Abnormal progress case search regarding anode current and parameter average value calculation case data search / storage unit 105 searches for case data in which anode current change speed and acceleration are associated with case data of abnormal progress Then, using the speed value and acceleration value described in the case data, the average speed value Href and the average acceleration value αref are obtained. The search keys for the case data are a change speed and a change acceleration. If the difference between the change speed and the acceleration described in the case data is within the predetermined thresholds ε15 and ε16, they are considered to match. In particular, when there is a local feature in soil properties such as water content, the ID of the abnormal station is also a search key.

ステップ33(433):異常進行確率の計算
異常抽出部112では、ステップ32(432)で求めた平均値を用いて異常異常発生確率を求める。アノード電流の変化速度と加速度に応じて異常確率を計算する。例えば、異常確率はガウス分布に従うと考えることにより、
Step 33 (433): Calculation of abnormality progression probability The abnormality extraction unit 112 obtains the abnormality abnormality occurrence probability using the average value obtained in step 32 (432). The abnormality probability is calculated according to the change rate and acceleration of the anode current. For example, by considering that the abnormal probability follows a Gaussian distribution,

Figure 0005297951
Figure 0005297951

Figure 0005297951
Figure 0005297951

を各事例ごとに計算し、大きい方の値を採用し異常発生確率とする。P(Ki)は異常の内容iに対する頻度Kiから、 Is calculated for each case, and the larger value is adopted as the abnormality occurrence probability. P (Ki) is the frequency Ki for the content i of the abnormality,

Figure 0005297951
Figure 0005297951

より計算される。 Calculated by

図18はアノード電流の時間変化解析の方法を示す。アノード電流が1301、1302、1303、1304の順番に移動している。1305は電流の閾値であり、アノード電流は1306の範囲において、継続的に減少することを示す。このため変化速度1308で関連する事例データ1307が検索され、発生頻度を集計すると、陽極劣化および浸水の可能性があり(1309)、それぞれ、異常発生確率を   FIG. 18 shows a method for analyzing time variation of the anode current. The anode current moves in the order of 1301, 1302, 1303, and 1304. Reference numeral 1305 denotes a current threshold, which indicates that the anode current continuously decreases in the range of 1306. For this reason, the related case data 1307 is searched at the change rate 1308, and when the occurrence frequency is tabulated, there is a possibility of anode deterioration and inundation (1309).

Figure 0005297951
Figure 0005297951

Figure 0005297951
Figure 0005297951

によって確率値を求めた結果が1310である。 The result of obtaining the probability value by is 1310.

ステップ34(434):降水量に基づく異常判定
アノード電流は、地面の含水量の変化に伴って変化する。このため、ステップ17(417)、ステップ18(418)で求めたアノード電流の変化速度、加速度が、正値または、負値で変化する場合には、気象データ検索部104は、降雨量データを検索する。そして、計測時点からあらかじめ決められた期間における過去の降水量データを取得して、降雨量を集計する。また、事例データに記載された異常発生日(Date)603から過去の一定期間における降雨量の平均値Rrefを
Step 34 (434): The abnormality determination anode current based on precipitation changes as the water content of the ground changes. For this reason, when the change speed and acceleration of the anode current obtained in step 17 (417) and step 18 (418) change with a positive value or a negative value, the meteorological data search unit 104 stores the rainfall data. Search for. Then, the past precipitation data in a predetermined period from the measurement time point is acquired, and the rainfall is totaled. In addition, the average value Rref of the rainfall during a certain period in the past is calculated from the date (603) of occurrence of abnormality described in the case data.

Figure 0005297951
Figure 0005297951

求める。
により求める。ここで、Riは事例データiに関連して検索された降水量である。カソード電位の取得時期に対して検索された降雨量データをRとすると、降水量による異常発生確率を
Ask.
Ask for. Here, Ri is the amount of precipitation searched in relation to the case data i. If the rainfall data retrieved for the cathode potential acquisition time is R, the abnormal occurrence probability due to precipitation is

Figure 0005297951
Figure 0005297951

により計算し異常発生確率とする。そして、降水量を考慮していない場合の異常発生確率Pを用いて、 Calculated as follows to determine the probability of occurrence of an abnormality. And, using the probability P of abnormal occurrence when precipitation is not considered,

Figure 0005297951
Figure 0005297951

Figure 0005297951
Figure 0005297951

により求める。Ciは重み付け係数であり、 Ask for. Ci is a weighting factor,

Figure 0005297951
Figure 0005297951

の制約がある。C1とC2はパイプラインの置かれた状況に応じて決定する。 There are restrictions. C1 and C2 are determined according to the situation where the pipeline is placed.

図19は降水量を考慮した異常の照合の方法を示す。この場合は、1401〜1404のカソード電位の変化に伴い、有効範囲1405に対して許容境界に値被きつつある電流に対して、変化速度または変化加速度を検索キーとして事例データ1406を検索し、各事例データの日付1407から過去にさかのぼり降水量を検索し累計する(1408)、アノード電流の異常に対し、降水量を検索し累計した結果と照合して異常発生確率1409が導き出された。   FIG. 19 shows an anomaly matching method in consideration of precipitation. In this case, with the change in the cathode potential of 1401 to 1404, the case data 1406 is searched using the change speed or change acceleration as a search key for the current that is about to reach the allowable boundary with respect to the effective range 1405. From the date 1407 of each case data, the amount of precipitation going back in the past is searched and accumulated (1408), and the abnormality occurrence probability 1409 is derived by comparing the result of the precipitation amount search and accumulation for the anode current abnormality.

ステップ35(435):回復判定
アノード電流は、迷走した場合、その要因が取り除かれると回復する。そのため、ステップ17(417)による短期パラメータを参照し、それが一定の変化速度、加速度を有する場合、あらかじめ決められた時間内で、変化前に回復するかどうかの有無を捉える。短期解析および長期解析の両方に関して、速度や加速度が正値から負値、または、負値から正値に変化し、アノード電流が正常値に回復した場合は、回復と判定する。アノード電流は、設備周辺に鉄道などのような電気を発生する施設などがあると、迷走電流の影響が現れる。
Step 35 (435): When the recovery determination anode current is strayed, it recovers when the factor is removed. Therefore, with reference to the short-term parameter in step 17 (417), if it has a constant change speed and acceleration, whether or not to recover before the change is determined within a predetermined time. In both the short-term analysis and the long-term analysis, when the velocity or acceleration changes from a positive value to a negative value, or from a negative value to a positive value, and the anode current recovers to a normal value, it is determined that the recovery has occurred. The anode current appears to be affected by stray current if there is a facility that generates electricity such as railways around the equipment.

ステップ36(436):修理方法の検索
アノード電流の異常発生確率が0.5以上となり異常と判定された場合には、修理案生成部113が過去対処データベース121より、対処方法を検索する。
Step 36 (436): Search for repair method When the abnormality occurrence probability of the anode current is 0.5 or more and it is determined that there is an abnormality, the repair plan generating unit 113 searches the past response database 121 for a response method.

修理案は、異常発生確率値にしたがって異なる。たとえば、アノード陽極の劣化による異常と判定された場合には、例えば、
異常発生確率値:0〜0.8:交換の必要なし
異常発生確率値:0.8〜1.0:アノード陽極の交換を行う。
に従って、修理案をパイプライン管理ユーザに提示する。
The repair plan differs according to the abnormality occurrence probability value. For example, when it is determined that there is an abnormality due to deterioration of the anode and anode, for example,
Anomaly occurrence probability value: 0 to 0.8: No need for replacement Anomaly occurrence probability value: 0.8 to 1.0: Exchange of anode and anode.
The repair proposal is presented to the pipeline management user according to the above.

ステップ37(437):トレンドグラフの生成
カソード電位と同じようにトレンド表示データ生成部115は、アノード電流の時間変化グラフデータを生成する。図20はアノード電流変化のトレンドグラフである。アノード電流の時間変化1501、1502、1503が時間変化の順に表示される。異常発生の可能性がある範囲1504が明示され選択すると、異常発生の確率が0.53(53%)であり、アノード陽極劣化進行の可能性(Event)と絶縁材の交換は4年後になることが表示される。
Step 37 (437): Trend graph generation The trend display data generation unit 115 generates time change graph data of the anode current in the same manner as the cathode potential. FIG. 20 is a trend graph of anode current change. The time changes 1501, 1502, and 1503 of the anode current are displayed in the order of time changes. If the range 1504 with the possibility of occurrence of abnormality is specified and selected, the probability of occurrence of abnormality is 0.53 (53%), and the possibility of anode anode deterioration progression (Event) and the replacement of the insulating material will be four years later. Is displayed.

ステップ38(438):電源電流の短期変化パラメータの取得
電源電流についても変化解析を行う。電源/変圧器209の部品の故障については、突発的な故障と電力供給関連部品の逐次的な劣化に伴う漸近的な電流値の減少が起こりうる。与えられた時間範囲内の電源電流値の変動を
MC[t]、MC[t-T]、MC[t-2T]、・・・・MC[t-kT]
とする。変化解析部108においてDC値が減少していることが認められれば、現在の値MC[t]があらかじめ決められた閾値を越える場合には、異常の候補とみなす。さらにトレンド解析部110では、変化のスピードと加速度を、
電源電流の変化速度MCHと加速度MCαを、
Step 38 (438): Change analysis is also performed on the power supply current obtained as a short-term change parameter of power supply current. As for the failure of the power supply / transformer 209 component, an asymptotic decrease in current value may occur due to a sudden failure and a sequential deterioration of the power supply related components. MC [t], MC [tT], MC [t-2T],... MC [t-kT] for fluctuations in the power supply current value within a given time range
And If the change analysis unit 108 recognizes that the DC value is decreasing, if the current value MC [t] exceeds a predetermined threshold value, it is regarded as a candidate for abnormality. Furthermore, the trend analysis unit 110 determines the speed and acceleration of the change.
Change speed MCH and acceleration MCα of power supply current,

Figure 0005297951
Figure 0005297951

Figure 0005297951
Figure 0005297951

より求める。変化速度、
MCH[t]、MCH[t-T]、MCH[t-2T]、・・・・
が一定であれば一定のトレンドを有するとみなす。Tは計測の間隔を示す。なお、環境雑音の影響もありえるため、
MCH[t]の最大値および最小値をMCHmax、MCHminとすると、
Ask more. Rate of change,
MCH [t], MCH [tT], MCH [t-2T], ...
If is constant, it is considered to have a certain trend. T represents a measurement interval. In addition, because it can be affected by environmental noise,
If the maximum and minimum values of MCH [t] are MCHmax and MCHmin,

Figure 0005297951
Figure 0005297951

の場合には、一定の変動とみなす。γはあらかじめ決められた閾値である。なお、環境雑音の影響を排除するため、複数の中から最大値MCHmax、MCHminを間引いてその中から、新たにDCHmax、MCHminを求めてもよい。
加速度についても
MCα[t]、MCα[t-T]、MCα[t-2T]、・・・・
として、その最大値、最小値をDCαmax、DCαminとすると、
In the case of, it is regarded as a constant fluctuation. γ is a predetermined threshold value. In order to eliminate the influence of environmental noise, the maximum values MCHmax and MCHmin may be thinned out from a plurality of values, and DCHmax and MCHmin may be newly obtained from them.
As for acceleration, MCα [t], MCα [tT], MCα [t-2T], ...
Assuming that the maximum value and the minimum value are DCαmax and DCαmin,

Figure 0005297951
Figure 0005297951

の場合には、加速変化とみなす。同様にγ2はあらかじめ決められた閾値である。なお、速度や加速度がそれぞれあらかじめ決められた閾値γ3およびγ4に関して−γ3から+γ3、および−γ4から+γ4の範囲にある場合には、異常なしとみなす。 In the case of, it is regarded as an acceleration change. Similarly, γ2 is a predetermined threshold value. It should be noted that if the speed and acceleration are in the range of -γ3 to + γ3 and -γ4 to + γ4 with respect to the predetermined threshold values γ3 and γ4, respectively, it is considered that there is no abnormality.

ステップ39(439):電源電流の長期変化パラメータ取得
ステップ38(438)での電源電流の取得時間よりも長い時間の間で、あらかじめ決められた時間間隔により電源電流値を取得する。例えば、短期解析の場合、データ取得の時間間隔をTとすると、長期解析では、T’(T’<T)となる。また、解析のための時間幅は、短期解析の場合よりも長くする。このため、過去のデータは短期解析の場合よりもさらに過去にさかのぼってデータを利用し、速度と加速度を計算する。
Step 39 (439): A power supply current value is acquired at a predetermined time interval during a time longer than the power supply current acquisition time in the long-term change parameter acquisition step 38 (438). For example, in the case of short-term analysis, if the time interval for data acquisition is T, in the long-term analysis, T ′ (T ′ <T). In addition, the time width for analysis is longer than that for short-term analysis. For this reason, the past data is used as far back as in the case of short-term analysis, and the speed and acceleration are calculated.

ステップ40(440):電源電流の異常事例の検索とパラメータ平均値の計算
ステップ38(438)、ステップ39(439)において、電源電流の変化速度MCHまたは加速度MCαが一定の値を示す場合、事例データ検索/格納部105は、過去異常履歴データベース120から電流電源異常に関する事例データ601を検索する。検索キーは電源電流の変化速度と加速度である。異常発生ステーションのIDはこの場合は検索キーとして使用しない。類似データ照合部111は、速度、加速度の差の絶対値が、それぞれあらかじめ決められた閾値であるγ5とγ6以内にあれば一致したとみなし事例データを選択する。そして、異常発生事例データに記載された変化速度と、加速度の平均値Hrefおよびαrefを計算する。
Step 40 (440): Search of power supply current abnormality case and calculation of parameter average value In step 38 (438) and step 39 (439), when the power supply current change rate MCH or acceleration MCα shows a constant value, the case The data search / storage unit 105 searches the case data 601 related to the current power supply abnormality from the past abnormality history database 120. The search key is the change speed and acceleration of the power supply current. In this case, the abnormal station ID is not used as a search key. The similar data collating unit 111 selects the case data that are regarded as matching if the absolute values of the difference between the speed and the acceleration are within the predetermined threshold values γ5 and γ6, respectively. Then, the change speed described in the abnormality occurrence case data and the average values Href and αref of the acceleration are calculated.

ステップ41(441):電源電流異常の判定
ステップ38(438)およびステップ39(439)において、電源電流の変化速度や加速度が正値、または、負値の値で変化している場合は、異常発生の可能性があるとして、ステップ42(442)を行う。異常変動がない場合は、ステップ45(445)を行う。
Step 41 (441): Power supply current abnormality determination In Step 38 (438) and Step 39 (439), if the change speed or acceleration of the power supply current changes with a positive value or a negative value, an abnormality occurs. Step 42 (442) is performed because there is a possibility of occurrence. If there is no abnormal variation, step 45 (445) is performed.

ステップ42(442):異常発生確率の計算
異常抽出部112では、ステップ40(440)にて計算した、変化速度および変化加速度の平均値(Hrefおよびαref)を用いて異常発生確率を求める。例えば、異常発生はガウス分布に従うと考え以下の式により異常確率を計算する。
Step 42 (442): Calculation of abnormality occurrence probability The abnormality extraction unit 112 obtains the abnormality occurrence probability using the average values (Href and αref) of the change speed and the change acceleration calculated in Step 40 (440). For example, assuming that the occurrence of an abnormality follows a Gaussian distribution, the abnormality probability is calculated by the following equation.

Figure 0005297951
Figure 0005297951

Figure 0005297951
Figure 0005297951

ここで、σHはHrefの標準偏差、σαはαrefの標準偏差を示す。また、P(Ki)は異常の内容iに対する頻度Kiから、 Here, σH represents the standard deviation of Href, and σα represents the standard deviation of αref. P (Ki) is calculated from the frequency Ki for the content i of the abnormality.

Figure 0005297951
Figure 0005297951

より計算される。MCHおよびMCαは変化速度値と加速度値である。異常発生確率は、事例ごとに最新の電源電流データから求めた速度MCHおよび加速度MCαについて求め、大きいほうの値を採用する。 Calculated by MCH and MCα are a change speed value and an acceleration value. The abnormality occurrence probability is obtained for the speed MCH and acceleration MCα obtained from the latest power supply current data for each case, and the larger value is adopted.

図21は電源電流の時間変化の解析方法を示す。電源電流が1601、1602、1603、1604の順番に移動している。電源電流は1605の範囲において、継続的に減少することを示す。このため変化加速度1607を検索キーとして関連する事例データ1606が検索され、発生頻度を集計すると、コネクタ劣化およびコネクタ破損の可能性があり(1608)、それぞれ、異常発生確率を   FIG. 21 shows a method for analyzing a change in power supply current over time. The power supply current moves in the order of 1601, 1602, 1603, and 1604. It shows that the power supply current continuously decreases in the range of 1605. For this reason, the related case data 1606 is searched using the change acceleration 1607 as a search key, and when the occurrence frequency is totaled, there is a possibility of connector deterioration and connector breakage (1608).

Figure 0005297951
Figure 0005297951

Figure 0005297951
Figure 0005297951

によって確率値を求めた結果が1609である。 The result of obtaining the probability value by 1609 is 1609.

ステップ43(443):修理方法の検索
電源/変圧器が異常と判定される場合には、修理案生成部113は過去対処データベース121より、対処方法を検索する。修理案は、異常発生確率値にしたがって異なる。例えば、異常発生確率値に従って
異常発生確率値:0〜0.2:修理の必要なし
異常発確率値:0.2〜0.5:電源/変圧器設備の回路チェックを行う。
異常発確率値:0.5〜1.0:接続端子部品の交換を行う。
として、異常発生確率値に従って修理案を選択する。
Step 43 (443): Search for Repair Method When it is determined that the power supply / transformer is abnormal, the repair plan generating unit 113 searches the past response database 121 for a response method. The repair plan differs according to the abnormality occurrence probability value. For example, according to the abnormality occurrence probability value, the abnormality occurrence probability value: 0 to 0.2: repair is not required Abnormality occurrence probability value: 0.2 to 0.5: circuit check of power supply / transformer equipment is performed.
Abnormality probability value: 0.5 to 1.0: Replace the connection terminal parts.
The repair plan is selected according to the abnormality occurrence probability value.

ステップ44(444):トレンドグラフの生成
トレンド表示データ生成部115は、電源電流の時間変化を表示するデータを生成する。そして、表示装置118に表示する。このとき、異常発生確率に従って警告生成部116は、異常発生確率と推定する問題の発生要因を表示する。図22はトレンド表示の例である。1701、1702、1703の順番に時間経過による電源電流の動きが表示されており、範囲1704において、電源電流は異常があると表示される。1705は異常発生確率(0.56)と問題の発生要因(接続端子の劣化)および接続端子の寿命(6ヶ月)を表示している。
Step 44 (444): Generation of Trend Graph The trend display data generation unit 115 generates data for displaying a change in power supply current over time. Then, it is displayed on the display device 118. At this time, according to the abnormality occurrence probability, the warning generation unit 116 displays the cause of the problem to be estimated as the abnormality occurrence probability. FIG. 22 shows an example of trend display. The movement of the power supply current over time is displayed in the order of 1701, 1702, and 1703. In a range 1704, it is displayed that the power supply current is abnormal. Reference numeral 1705 displays an abnormality occurrence probability (0.56), the cause of the problem (deterioration of the connection terminal), and the life of the connection terminal (6 months).

ステップ45:(445):結果のデータベース登録
事例データ検索/格納部105は、カソード電位、アノード電流、電源電流の異常解析結果のパラメータを事例データ601の形式に記載して過去異常履歴データベース120に新規登録する。
Step 45: (445): Result database registration case data retrieval / storage unit 105 describes the parameters of the abnormality analysis result of the cathode potential, anode current, and power supply current in the form of case data 601 and stores them in the past abnormality history database 120. Register new.

新しい事例に基づく解析手法を追加する場合も、図4〜図9のステップに追加していくことは容易である。   Even when an analysis method based on a new case is added, it is easy to add it to the steps of FIGS.

パイプラインの異常の判定を行った場合、上記したステップ28(428)においてカソード電位の異常から絶縁材の異常が推定された結果となった場合を考える。この場合、埋設パイプラインの掘り返しを行い、絶縁材を交換するかどうかの判断を行う必要がある。直ちに埋設パイプラインの掘り返しなどを行い実際に異常があるかどうかの判定を支援するため、パイプの内外に存在する腐食などの欠陥の存在を照合し、腐食の存在するパイプ部位の安全率を計算することにより、交換を急ぐべきかどうかの確率を求める。図23に、腐食とカソード電位を重畳した結果を示す。腐食データはパイプ欠陥データ検索部103より腐食データベース122から検索する。腐食データはパイプラインの距離に関連づけて管理されるため、同じく距離で管理されるカソード電位と位置的な照合を行うことができる。また、腐食データと、カソード電位データの重畳結果は、解析結果判定部114で腐食の危険性を解析した後、トレンド表示データ作成部115を通して表示装置116に表示される。1801はカソード電位データ、1802は個々の腐食データの分布である。横軸はパイプラインの距離、縦軸については、腐食の場合は、腐食のパイプ断面を時計と見て断面を展開した位置を示す。腐食分布はパイプの円形断面を時計に見立てて表示することになる。内部の色やパターン表示によって腐食部分のパイプ安全率が表される。安全率SIは、   When a pipeline abnormality is determined, a case is considered in which the abnormality of the insulating material is estimated from the cathode potential abnormality in the above-described step 28 (428). In this case, it is necessary to dig up the buried pipeline and determine whether to replace the insulating material. In order to immediately determine whether there is an abnormality by digging up the buried pipeline immediately, the existence of defects such as corrosion inside and outside the pipe is collated, and the safety factor of the pipe part where corrosion exists is calculated To determine the probability of whether or not to rush the exchange. FIG. 23 shows the result of superimposing corrosion and cathode potential. Corrosion data is retrieved from the corrosion database 122 by the pipe defect data retrieval unit 103. Since the corrosion data is managed in relation to the distance of the pipeline, it can be collated with the cathode potential which is also managed by the distance. Further, the result of superimposing the corrosion data and the cathode potential data is displayed on the display device 116 through the trend display data creation unit 115 after the analysis result determination unit 114 analyzes the risk of corrosion. 1801 is cathode potential data, and 1802 is a distribution of individual corrosion data. The horizontal axis indicates the distance of the pipeline, and the vertical axis indicates, in the case of corrosion, a position where the cross section is developed by looking at the cross section of the corroded pipe as a clock. Corrosion distribution is displayed as a circular cross section of the pipe. The pipe safety factor of the corroded part is represented by the internal color and pattern display. Safety factor SI is

Figure 0005297951
Figure 0005297951

によって求める。ここで、Pmaop最大許容圧力、Pcorrは腐食部分の最大許容圧力である。これにより、SIが1.2以上(超臨界圧力)または0.9以上(臨界圧力)異常の腐食を選択し、その上流・下流方向に一定距離範囲のパイプ区間の中に、カソード電位の異常が含まれるかどうかを検索する。そして、カソード電位を用いて求めた絶縁材の異常発生確率をP、パイプの安全率SIとの関係として、
SI>1.2(超臨界状態)の場合:パイプを即時交換する
0.9<SI<1.2(臨界状態)、P>0.5の場合:パイプの交換を推奨する。
0.9<SI<1.2(臨界状態)、P<0.5の場合:絶縁材の交換を推奨する。
SI<1.2(安全状態)、P<0.5の場合:絶縁材の交換を保留する。
のようにすることができる。
Ask for. Here, Pmaop maximum allowable pressure, Pcorr is the maximum allowable pressure of the corroded portion. As a result, corrosion with SI of 1.2 or higher (supercritical pressure) or 0.9 or higher (critical pressure) abnormal is selected, and the cathode potential is abnormal in the pipe section of a certain distance range upstream and downstream. Search for. And the abnormality occurrence probability of the insulating material obtained using the cathode potential is P, the relationship with the safety factor SI of the pipe,
When SI> 1.2 (supercritical state): Replace pipe immediately
0.9 <SI <1.2 (critical state), P> 0.5: Pipe replacement is recommended.
0.9 <SI <1.2 (critical state), P <0.5: It is recommended to replace the insulation.
SI <1.2 (safe state), P <0.5: Insulation replacement is suspended.
It can be like this.

このように、カソード電位の異常が判定されたときにパイプラインの異常と比較することによってパイプ絶縁材のための掘り返しを行うかどうかを判定する。このアルゴリズムフローを図24−図25に示す。   As described above, when the abnormality of the cathode potential is determined, it is determined whether or not the pipe insulation is dug by comparing with the abnormality of the pipeline. This algorithm flow is shown in FIGS.

ステップ1(ステップ1901):カソード電位の収集
上記したステップ1(401)、ステップ2(402)と同じように、カソード電位データを収集する。
Step 1 (Step 1901): Collection of cathode potential Cathode potential data is collected in the same manner as in Step 1 (401) and Step 2 (402) described above.

ステップ2(ステップ1902):カソード電位の異常検知
カソード電位の異常検知事例と照合して異常発生確率を計算する。異常発生確率が0.5以上の場合はステップ3(1903)を実行し、0.5未満の場合は終了する。
Step 2 (Step 1902): Abnormality detection of cathode potential An abnormality occurrence probability is calculated by collating with an abnormality detection example of cathode potential. When the abnormality occurrence probability is 0.5 or more, step 3 (1903) is executed, and when it is less than 0.5, the process ends.

ステップ3(ステップ1903):絶縁材異常判定
絶縁材が異常である確率Pが0.5以上の場合、事例データのEvent(異常の内容)609を集計する。
Step 3 (Step 1903): Insulating Material Abnormality Determination When the probability P that the insulating material is abnormal is 0.5 or more, the event (abnormal content) 609 of the case data is tabulated.

ステップ4(ステップ1904):絶縁材の異常判定
絶縁材の異常発生確率が0.5であれば、ステップ4(1904)を行い、0.5以下である場合は終了する。
Step 4 (Step 1904): Insulation Material Abnormality Determination If the insulation material abnormality occurrence probability is 0.5, Step 4 (1904) is performed, and if it is 0.5 or less, the processing ends.

ステップ5(ステップ1905):腐食データの検索
絶縁材の異常区間を含む近傍区間の腐食データを、パイプ欠陥データ検索部103が腐食データベース122より検索する。
Step 5 (Step 1905): Corrosion data search The pipe defect data search unit 103 searches the corrosion database 122 for corrosion data in the vicinity section including the abnormal section of the insulating material.

ステップ6(ステップ1906):腐食の危険度の判定
腐食がカソード電位異常発生地点の近くに発生していてもそれが必ずしも危険であるとは限らない。そのため、腐食の危険度を計算する。腐食の安全率は、
Step 6 (Step 1906): Determination of Corrosion Risk Even if corrosion occurs near the cathode potential abnormality occurrence point, it is not always dangerous. Therefore, the risk of corrosion is calculated. Corrosion safety factor is

Figure 0005297951
Figure 0005297951

より求める。 Ask more.

Figure 0005297951
Figure 0005297951

において、Pmaopはパイプ鋼材の形状や材質から計算するが、Pcorrは、国の規制によって異なるが確定された式として提示される。そして、この安全指数SIがあらかじめ決められた閾値を越える場合には危険腐食とする。 , Pmaop is calculated from the shape and material of the pipe steel, but Pcorr is presented as a fixed formula that varies depending on national regulations. If this safety index SI exceeds a predetermined threshold value, it is regarded as dangerous corrosion.

ステップ7(ステップ1907):異常電位近傍の危険腐食の検出
危険腐食が、カソード電位異常の近傍にあるかどうかを判定する。とくに、電位異常の範囲を測定点からあらかじめ決められた距離を閾値として設定し、その距離範囲に含まれる安全率SIが1.2以上の腐食を危険腐食として検索する。
Step 7 (Step 1907): Detection of dangerous corrosion in the vicinity of abnormal potential It is determined whether or not dangerous corrosion is in the vicinity of abnormal cathode potential. In particular, the range of potential abnormality is set with a predetermined distance from the measurement point as a threshold value, and corrosion having a safety factor SI of 1.2 or more included in the distance range is searched as dangerous corrosion.

ステップ8(1908):腐食進行速度の検索
臨界状態以上(SIが1.2以上)の危険腐食が検知され、絶縁材料の異常発生確率があらかじめ決められた値(例えば0.5)異常の場合、腐食の進行速度に関するデータが腐食データベースに含まれる場合には、腐食進行速度のデータを取り出し、腐食が超臨界状態に達するまでの時間を計測し、パイプ破断までの時間も合わせて表示する。
Step 8 (1908): Corrosion progress rate search If a critical corrosion above the critical state (SI is 1.2 or more) is detected, and the abnormality occurrence probability of the insulating material is a predetermined value (eg 0.5), the corrosion is detected. If the corrosion database includes data on the progress rate of corrosion, the data on the corrosion progress rate is taken out, the time until the corrosion reaches a supercritical state is measured, and the time until the pipe breaks is also displayed.

ステップ9(1909):絶縁材修理の優先付け
絶縁材交換の優先順位を決定する。たとえば、以下の方法により優先付けを行う。
・パイプ安全率が1.2以上のパイプは絶縁材の優先度1(最高優先度)とする。
・パイプの安全率が1.2未満の場合は、安全率を0.1ずつ減少させ、その安全率に一致するパイプについて絶縁材異常の確率の大きな順番に優先度を割り振る。
Step 9 (1909): Prioritizing the repair of the insulating material The priority of the insulating material replacement is determined. For example, prioritization is performed by the following method.
・ Pipes with a pipe safety factor of 1.2 or higher shall have insulation priority 1 (highest priority).
-If the pipe safety factor is less than 1.2, decrease the safety factor by 0.1, and assign priority to the pipes that match the safety factor in descending order of probability of insulation failure.

以上により、事例ベースに基づくカソード防食による異常検知を行うことが可能となる。   As described above, it is possible to detect abnormality by cathodic protection based on the case base.

パイプラインが長大になる場合には、パイプラインの区間ごとに管理を行うことがある。このため、さらに、ネットワーク化によって、パイプライン全体のカソード電位、アノード電位などのパイプライン部分解析結果をパイプライン全体の管理につなげることが可能となる。通信ネットワークを介して、現場から地域管理部署、さらにはパイプライン全体を統括する部署へ送ることになる。カソード防食の階層型ネットワーク構成を図26に示す。   When a pipeline becomes long, management may be performed for each section of the pipeline. For this reason, by networking, it becomes possible to connect the pipeline partial analysis results such as the cathode potential and anode potential of the entire pipeline to the management of the entire pipeline. Via the communication network, it will be sent from the site to the regional management department and further to the department that oversees the entire pipeline. A hierarchical network configuration for cathodic protection is shown in FIG.

この図では、パイプライン現場管理所、地域パイプライン管理所、全パイプライン管理所の3階層から構成されるが、さらに階層が増えてもよい。最下位の階層は、現場であるコンプレッサーステーション、ポンプステーション(2001、2002)である。コンプレッサーステーションは天然ガスなどの気体輸送の場合、ポンプステーションは石油などの流体輸送を行う。中間の階層となる2003、2004は、パイプラインの地域管理所である。最上位の階層2005はパイプライン全体の管理組織となる。パイプラインが一箇所しかなければ、本社と地域管理所は同一となることがある。   In this figure, it is composed of three levels: pipeline site manager, regional pipeline manager, and all pipeline managers, but the hierarchy may be further increased. The lowest hierarchy is a compressor station and a pump station (2001, 2002) that are on-site. When the compressor station transports gas such as natural gas, the pump station transports fluid such as petroleum. 2003 and 2004, which are intermediate hierarchies, are pipeline regional management offices. The highest hierarchy 2005 is a management organization for the entire pipeline. If there is only one pipeline, the head office and the regional office may be the same.

コンプレッサーステーション2001、2002は管理範囲にあるパイプラインのカソード防食関連データを収集する。パイプライン2015に設置された計測ステーション2006、2007、2008から得られるカソード電位、アノード電流、電源電流データは、ゲートウエイを介して、リアルタイムデータサーバ計算機2010に送られる。そして、解析・監視計算機2011にて図4に示したカソード防食データ解析アルゴリズムフローを行い、結果を上位にある地域管理事務所2003、2004のリアルタイムデータサーバ計算機2012に送る。   The compressor stations 2001 and 2002 collect data related to cathodic protection of pipelines in the management range. Cathode potential, anode current, and power source current data obtained from measurement stations 2006, 2007, and 2008 installed in the pipeline 2015 are sent to the real-time data server computer 2010 via the gateway. Then, the cathodic protection data analysis algorithm flow shown in FIG. 4 is performed by the analysis / monitoring computer 2011, and the result is sent to the real-time data server computer 2012 of the regional management offices 2003 and 2004 at the upper level.

地域管理所2003、2004は第2の階層であり、解析・監視計算機2011は管理管理範囲のパイプライン全体の、カソード電位の異常を判断し、修理に対して優先づけを行う。これらのデータはさらに上部の階層である全パイプライン管理所(2005)のリアルタイムデータサーバ計算機2014に送られて、会席・監視装置2013ではパイプライン全体の異常を参照し、保有するパイプラインについて修理の優先付けを行う。この結果に基づいてパイプライン修理などの予算配分を行うことができる。   The regional management offices 2003 and 2004 are in the second hierarchy, and the analysis / monitoring computer 2011 determines the cathode potential abnormality of the entire pipeline in the management management range and gives priority to repair. These data are sent to the real-time data server computer 2014 of all the pipeline management offices (2005), which is the upper hierarchy, and the banquet / monitoring device 2013 refers to the abnormality of the entire pipeline and repairs the owned pipeline. Prioritize Based on this result, budget allocation such as pipeline repair can be performed.

パイプライン現場管理所2001、2002では、パイプライン割れなどの確率が高いと判定された場合、パイプライン輸送を一時的にとめて、代替パイプラインに切り替えることが考えられる。このような場合は、事例データよりパイプライン破断が疑われ、異常発生確率が、例えば0.8を越えた場合、代替ラインへの切り替えを行う。このため、ネットワークデータ出力部117では、異常発生確率を解析結果判定部114より取得して0.8を越えている場合、パイプラインのバルブ操作を行うSCADA(監視型制御システム:Supervisory Control And Data Acquisition)に異常発生のパイプラインの位置情報を送る。図27に、パイプラインの切り替えを示す。SCADAでは、図27(a)に示すように、パイプライン2101の場所2106において、カソード電位の短時間での急速な変化によりパイプライン割れの可能性が検知された場合、SCADA2104は、パイプ割れの情報をデータ解析装置217に相当する2103から受け取り、ブロックバルブ2104、2105の切り替えを行う。こうして、パイプライン2101はパイプライン2102に切り替えられる。図27(b)はパイプライン2101からパイプライン2102の切り替えが行われた状態を示す。   In the pipeline site management offices 2001 and 2002, when it is determined that the probability of pipeline breakage or the like is high, it is conceivable to temporarily stop pipeline transportation and switch to an alternative pipeline. In such a case, when the pipeline breakage is suspected from the case data and the abnormality occurrence probability exceeds, for example, 0.8, switching to the alternative line is performed. For this reason, in the network data output unit 117, when the abnormality occurrence probability is acquired from the analysis result determination unit 114 and exceeds 0.8, SCADA (Supervisory Control And Data: Pipeline valve operation) is performed. Acquisition) sends the location information of the pipeline where the error occurred. FIG. 27 shows pipeline switching. In SCADA, as shown in FIG. 27A, when the possibility of pipeline cracking is detected at a location 2106 of the pipeline 2101 due to a rapid change in the cathode potential in a short time, the SCADA 2104 Information is received from 2103 corresponding to the data analysis device 217, and the block valves 2104 and 2105 are switched. Thus, the pipeline 2101 is switched to the pipeline 2102. FIG. 27B shows a state where switching from the pipeline 2101 to the pipeline 2102 has been performed.

上記の実施例では、強制電流方式の場合を示したが、犠牲アノード方式に適用することも容易である。この場合は、電源電流に対する実施は省略されることになる。   In the above embodiment, the case of the forced current method is shown, but it can be easily applied to the sacrificial anode method. In this case, the implementation for the power supply current is omitted.

なお、上記実施例では、図4から図9のフローを一括して説明したが、状況により、必要な項目のみを抜き出して処理を行っても良い。例えば、短期変化、長期変化のパラメータ取得など、必ずしも全工程必須ではなく、異常の状態などに応じて、適宜選択すれば良い。   In the above embodiment, the flow of FIGS. 4 to 9 has been described collectively. However, depending on the situation, only necessary items may be extracted and processing may be performed. For example, all processes such as short-term change and long-term change parameter acquisition are not necessarily required, and may be appropriately selected according to an abnormal state.

本発明に示したカソード防食計測の自動化は長距離パイプラインへ適用をはかることができる。とくに天然ガス、石油などのパイプラインのように地中に埋設される場合に有効である。さらにエチレンや、水などのパイプラインにも適用することにより、パイプライン割れなどにより、発生する有毒性液体、気体の漏れや爆発を防ぐことができる。   The automation of cathodic protection measurement shown in the present invention can be applied to a long-distance pipeline. This is especially effective when buried underground, such as natural gas and oil pipelines. Furthermore, by applying it to pipelines such as ethylene and water, it is possible to prevent leakage and explosion of toxic liquids and gases generated due to pipeline cracks.

カソード防食関連データ解析機能の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a cathodic protection related data analysis function. カソード防食関連データ解析ネットワークの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a cathodic protection related data analysis network. 自動計測データの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of automatic measurement data. カソード防食データ解析アルゴリズムフロー(その1)を示す図である。It is a figure which shows the cathodic protection data analysis algorithm flow (the 1). カソード防食データ解析アルゴリズムフロー(その2)を示す図である。It is a figure which shows the cathodic protection data analysis algorithm flow (the 2). カソード防食データ解析アルゴリズムフロー(その3)を示す図である。It is a figure which shows the cathodic protection data analysis algorithm flow (the 3). カソード防食データ解析アルゴリズムフロー(その4)を示す図である。It is a figure which shows the cathodic protection data analysis algorithm flow (the 4). カソード防食データ解析アルゴリズムフロー(その5)を示す図である。It is a figure which shows the cathodic protection data analysis algorithm flow (the 5). カソード防食データ解析アルゴリズムフロー(その6)を示す図である。It is a figure which shows the cathodic protection data analysis algorithm flow (the 6). カソード電位の閾値判定解析の方法を示す図である。It is a figure which shows the method of threshold value judgment analysis of a cathode potential. 事例データの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of case data. アノード電流の閾値判定解析の方法を示す図である。It is a figure which shows the method of threshold value determination analysis of an anode current. カソード電位の変化解析の方法を示す図である。It is a figure which shows the method of a change analysis of a cathode potential. カソード電位とアノード電流の相関を用いて解析を行う方法を示す図である。It is a figure which shows the method of performing an analysis using the correlation of a cathode potential and an anode current. 時期を考慮したカソード電位の変化解析の方法を示す図である。It is a figure which shows the method of the change analysis of the cathode potential in consideration of time. 降水量を考慮したカソード電位の変化解析の方法を示す図である。It is a figure which shows the method of the cathode potential change analysis which considered precipitation. カソード電位のトレンド表示を示す図である。It is a figure which shows the trend display of a cathode potential. アノード電流の変化解析の方法を示す図である。It is a figure which shows the method of the change analysis of an anode current. 降水量を考慮したアノード電流の変化解析の方法を示す図である。It is a figure which shows the method of the change analysis of the anode current in consideration of precipitation. アノード電流のトレンド表示を示す図である。It is a figure which shows the trend display of an anode current. 電源電流の変化解析の方法を示す図である。It is a figure which shows the method of a change analysis of a power supply current. 電源電流のトレンド表示を示す図である。It is a figure which shows the trend display of a power supply current. 腐食データとカソード電位の位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of corrosion data and a cathode potential. 腐食データとの照合アルゴリズムフロー(その1)を示す図である。It is a figure which shows the collation algorithm flow (the 1) with corrosion data. 腐食データとの照合アルゴリズムフロー(その2)を示す図である。It is a figure which shows the collation algorithm flow (the 2) with corrosion data. 階層型カソード防食ネットワークシステムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a hierarchical type cathodic protection network system. SCADAによるパイプライン切り替えを示す図である。It is a figure which shows the pipeline switching by SCADA.

101・・・データ収集部、102・・・履歴データ格納部、103・・・パイプ欠陥検索部、104・・・気象データ検索部、105・・・事例検索/格納部、106・・・タイマ、107・・・データ収集命令発信部、108・・・変化解析部、109・・・データ検索部、110・・・トレンド解析部、111・・・類似データ照合部、112・・・異常抽出部、113・・・修理案生成部113、114・・・解析結果判定部、115・・・トレンド表示データ作成部、116・・・警告表示部、117・・・ネットワークデータ出力部、118・・・表示装置、119・・・時系列計測データベース、120・・・過去異常履歴データベース、121・・・過去対処データベース、122・・・腐食データベース、201・・・リアルタイム計測部、202・・・パイプライン、203・・・計測ステーション、204・・・電圧計測器、205・・・電流計測器、206・・・通信ネットワーク、207・・・自動計測装置、208・・・参照用電極、209・・・電源/変圧器、210・・・アノード陽極、211・・・電流プローブ、212・・・絶縁材、213・・・電力線、214・・・データ解析部、215・・・ゲートウエイ装置、216・・・データ収集装置、217・・・データ解析装置、218・・・履歴データ格納装置、219・・・気象データ検索装置、220・・・事例データ検索装置、221・・・パイプ欠陥データ検索装置。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Data collection part, 102 ... History data storage part, 103 ... Pipe defect search part, 104 ... Weather data search part, 105 ... Case search / storage part, 106 ... Timer , 107 ... Data collection command transmission part, 108 ... Change analysis part, 109 ... Data search part, 110 ... Trend analysis part, 111 ... Similar data collation part, 112 ... Abnormal extraction 113, repair plan generation units 113, 114 ... analysis result determination unit, 115 ... trend display data creation unit, 116 ... warning display unit, 117 ... network data output unit, 118 ..Display device, 119 ... Time series measurement database, 120 ... Past abnormality history database, 121 ... Past handling database, 122 ... Corrosion database, 201 ... Rear Time measurement unit 202 ... Pipeline 203 ... Measurement station 204 ... Voltage measuring device 205 ... Current measuring device 206 ... Communication network 207 ... Automatic measuring device 208 ... Reference electrode, 209 ... Power supply / transformer, 210 ... Anode anode, 211 ... Current probe, 212 ... Insulating material, 213 ... Power line, 214 ... Data analysis section 215 ... Gateway device, 216 ... Data collection device, 217 ... Data analysis device, 218 ... History data storage device, 219 ... Meteorological data search device, 220 ... Case data search device 221... Pipe defect data search device.

Claims (12)

流体を輸送する埋設パイプラインの防食データを解析するシステムであって、
前記パイプラインを計測する複数の計測ステーションから、カソード、アノード及び電源の少なくとも何れかの電位または電流値を取得する手段と、
前記電位または電流値の変化速度及び変化加速度を算出する手段と、
前記算出された変化速度及び変化加速度と、過去異常履歴データベースに記録された過去の異常発生時に記録した事例データとを照合する手段とを有し、
前記照合する際、予め決められた閾値内で一致していれば、過去発生した異常の発生確率に基づいて、異常発生確率を計算する解析部とを有することを特徴とする防食データ解析システム。
A system for analyzing anticorrosion data of a buried pipeline transporting fluid,
Means for acquiring a potential or current value of at least one of a cathode, an anode, and a power source from a plurality of measurement stations that measure the pipeline;
Means for calculating a change speed and a change acceleration of the potential or current value;
Means for comparing the calculated change speed and change acceleration with the case data recorded in the past abnormality occurrence recorded in the past abnormality history database;
An anticorrosion data analysis system comprising: an analysis unit that calculates an abnormality occurrence probability based on an occurrence probability of an abnormality that has occurred in the past if the matching is performed within a predetermined threshold.
更に、所定の期間内での降水量データを取得する手段を有し、
前記解析部は、前記過去の事例データにおける降水量データを用いて、降水量を考慮した前記異常発生確率を計算することを特徴とする請求項1記載の防食データ解析システム。
Furthermore, it has means for acquiring precipitation data within a predetermined period,
The anticorrosion data analysis system according to claim 1, wherein the analysis unit calculates the abnormality occurrence probability in consideration of precipitation using precipitation data in the past case data.
更に、前記解析部は、過去の所定の時期における異常発生確率を用いて、時期的変化を考慮した前記異常発生確率を計算することを特徴とする請求項1記載の防食データ解析システム。   Furthermore, the said analysis part calculates the said abnormality occurrence probability which considered the time change using the abnormality occurrence probability in the past predetermined time, The anticorrosion data analysis system of Claim 1 characterized by the above-mentioned. 前記変化速度及び変化加速度を算出する手段は、予め定められた時間内の変化分を算出する短期解析と、前記時間よりも長い時間内の変化分を算出する長期解析の双方を算出することを特徴とする請求項1記載の防食データ解析システム。   The means for calculating the change speed and the change acceleration calculates both a short-term analysis for calculating a change in a predetermined time and a long-term analysis for calculating a change in a time longer than the time. The anticorrosion data analysis system according to claim 1, wherein 更に、前記解析部は、前記変化速度及び変化加速度から異常進行確率を算出することを特徴とする請求項1記載の防食データ解析システム。   The anticorrosion data analysis system according to claim 1, wherein the analysis unit calculates an abnormal progress probability from the change speed and the change acceleration. 前記解析部は、前記変化速度及び変化加速度が、所定時間内で変化前に回復するかどうかを判定し、回復しない場合、前記異常発生確率を計算することを特徴とする請求項1記載の防食データ解析システム。   2. The anticorrosion according to claim 1, wherein the analysis unit determines whether the change speed and the change acceleration are recovered before the change within a predetermined time, and calculates the abnormality occurrence probability if the recovery is not recovered. Data analysis system. 前記電位または電流値は、カソード電位と、アノード電流と、電源電流であることを特徴とする請求項1記載の防食データ解析システム。   2. The anticorrosion data analysis system according to claim 1, wherein the potential or current value is a cathode potential, an anode current, and a power supply current. 前記変化速度及び変化加速度を算出する手段は、前記カソード電位、前記アノード電流、前記電源電流それぞれについて、予め定められた時間内の変化分を算出する短期解析と、前記時間よりも長い時間内の変化分を算出する長期解析の双方を算出することを特徴とする請求項7記載の防食データ解析システム。   The means for calculating the change speed and the change acceleration includes a short-term analysis for calculating a change within a predetermined time for each of the cathode potential, the anode current, and the power supply current, and a time within a time longer than the time. The anticorrosion data analysis system according to claim 7, wherein both long-term analyzes for calculating changes are calculated. 前記解析部はパイプ安全率を算出し、
前記異常発生確率及び前記パイプ安全率の夫々に対して予め設定された閾値との比較を行い、当該比較結果に基づいて、前記パイプラインのパイプまたは絶縁材を交換すべきかどうかを判定することを特徴とする請求項1記載の防食データ解析システム。
The analysis unit calculates a pipe safety factor ,
It makes a comparison between the abnormal occurrence probability and the pipe safety factor preset threshold for each of, based on the comparison result, that determines whether to replace the pipe or insulation of the pipeline The anticorrosion data analysis system according to claim 1, wherein
前記解析部は、前記閾値を越える場合には、異常が発生したと考えられるパイプ区間の欠陥データを検索し、腐食の危険性によって決まる安全率の順番に従って、修理の優先順位を決定することを特徴とする請求項1記載の防食データ解析システム。   When the threshold is exceeded, the analysis unit searches for defect data of a pipe section where an abnormality is considered to have occurred, and determines a repair priority according to a safety factor order determined by the risk of corrosion. The anticorrosion data analysis system according to claim 1, wherein 更に、前記パイプラインのバルブ操作を行う制御システムを制御する制御部を有し、前記制御部は、前記異常発生確率が所定値以上の場合、前記制御システムへバルブ操作の信号を送ることによりバルブの開閉を行い、異常発生したパイプライン以外の輸送パイプラインに流体輸送を切り替えることを特徴とする請求項1記載の防食データ解析システム。   Furthermore, it has a control part which controls the control system which performs valve operation of the pipeline, and the control part sends a valve operation signal to the control system when the abnormality occurrence probability is a predetermined value or more. The anticorrosion data analysis system according to claim 1, wherein the fluid transport is switched to a transport pipeline other than the pipeline in which an abnormality has occurred. 前記解析部は、前記パイプラインが構成された範囲の内の、一部の予め夫々に割当てられた範囲におけるパイプライン異常を各々監視する第一の解析部と第二の解析部と、
当該第一の解析部および第二の解析部が監視する前記予め夫々に割当てられた範囲を含む範囲のパイプライン異常を監視する第三の解析部とを含み、
前記第三の解析部は、前記第一の解析部および第二の解析部による夫々の監視範囲内のパイプライン異常を判断し、
当該判断された結果に基づいて、
異常に対する修理の優先付けを行うことを特徴とする請求項1記載の防食データ解析システム。
The analysis unit is a first analysis unit and a second analysis unit for monitoring each of pipeline anomalies in a part of each pre-assigned range of the range in which the pipeline is configured,
A third analysis unit for monitoring pipeline abnormalities in a range including the previously allocated ranges monitored by the first analysis unit and the second analysis unit, and
The third analysis unit determines a pipeline abnormality within each monitoring range by the first analysis unit and the second analysis unit,
Based on the determined result,
2. The anticorrosion data analysis system according to claim 1 , wherein prioritization of repair for an abnormality is performed.
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