JP6850748B2 - 水圧計配置支援システムおよび方法 - Google Patents

Description

本発明は、水圧計を用いて配管網の漏水分布を推定する技術に関する。

従来、水道管網における漏水の分布を、管網モデルを用いた水理計算と、管網内に設置した水圧計の計測データに基づき推定することが知られている。

例えば、特許文献１では、水道管網に設置された計測装置から計測値を収集する計測情報収集部と、管路情報から漏水リスク値を計算するリスク情報計算部と、管網を区分するエリアのうち隣接するエリアを統合するゾーン構成と、ゾーン構成における各ゾーンの漏水強度との組からなるパラメータを推定する漏水分布推定部とを備える装置を開示している。この装置で、漏水分布推定部は、さらに、ゾーン構成に基いてゾーン指標を計算するゾーン指標計算部と、パラメータとリスク値に基いて漏水分布を仮定した管網計算により計算した予測値と計測値との差から誤差指標を計算する誤差指標計算部と、ゾーン指標および誤差指標の両方に基づく指標を最小化する最適パラメータを探索する最適パラメータ探索部とを備える。

特開２０１６−５３２５０号公報

特許文献1の技術では、まず対象管網を小さなエリアに分割し、次にエリア内に水圧計を設置し、最後に計測データを取得・分析することで各エリア内の漏水量を推定する。漏水が多いと推定したエリアを重点的に漏水調査することで、効率的に漏水に対応することができる。

特許文献１の技術では、推定に必要なエリアを水圧計配置位置から決定でき、あるいは、水圧計の配置位置をエリアから決定できる。このように、片方が定まれば、もう一方を定めることができるが、エリアと水圧計配置位置が定まっていない状態から、両方を構築する手法については開示していない。

そこで、エリアおよび水圧計配置位置が決まっていない状態から、配水管網内の漏水を所望の精度で推定するための、水圧計配置位置および水圧計の計測担当範囲（エリア）を決定する技術が望まれる。

本発明の好ましい一側面は、情報処理装置を用い、管網への水圧計の配置を支援する水圧計配置支援方法である。この方法では、管網を模擬した管網モデルデータと、水圧計の仕様を含む水圧計仕様データを用いる。そして、水圧計数と目標精度の組み合わせからなる複数の条件ごとに、管網モデルデータと水圧計仕様データに基づいて、管網への水圧計の配置位置と当該配置位置に対応するエリアの配置からなる、エリア構成を複数算出する第１の処理と、第１の処理で算出された複数のエリア構成ごとに、配置評価値を算出する第２の処理と、配置評価値に基づいて、第１の処理で算出された複数のエリア構成から、水圧計数ごとに、提示対象となる候補を抽出する第３の処理、を行なう。

本発明の他の好ましい一側面は、管網を模擬した管網モデルデータを格納する管網モデルデータベースと、水圧計の仕様を含む水圧計仕様データを格納する水圧計仕様データベースと、水圧計配置指標調整・計算部と、入力装置と、出力装置と、を備える水圧計配置支援システムである。このシステムでは、水圧計配置指標調整・計算部は、水圧計数と目標精度の組み合わせからなる複数の条件ごとに、管網モデルデータと水圧計仕様データに基づいて、管網への水圧計の配置位置と当該配置位置に対応するエリアの配置からなる、エリア構成を複数算出し、算出された複数のエリア構成ごとに、配置評価値を算出し、配置評価値に基づいて、算出された複数のエリア構成から、水圧計数ごとに、提示対象となる候補を抽出する。

エリア構成および水圧計配置位置が決まっていない状態から、配水管網内の漏水を所望の精度で推定するための、水圧計配置位置および水圧計の計測担当範囲（エリア）を決定することができる。

実施例１に係る水圧計配置支援システムの全体構成図。 水圧計仕様データベースに格納されたデータの一例を示す表図。 水圧計配置指標調整・計算部が行なう処理の全体フローチャート。 水圧計配置位置探索部が行なう処理のフローチャート。 エリア計算部が行なう処理のフローチャート。 水圧変化量計算部が行なう処理の概念について説明する概念図。 漏水位置と各節点の水圧変化量の関係を示す表図。 水圧変化量計算部行なう処理のフローチャート。 エリア計算部の処理の概念について説明する概念図。 漏水位置と各節点の水圧変化量の関係と、どの範囲で目標精度に対応する水圧変化量が検知できるかを示す表図。 配置評価値の意味を説明する概念図。 漏水位置と各節点の水圧変化量の関係と、どの範囲で目標精度に対応する水圧変化量が検知できるかを示す表図。 水圧計配置結果データベースのデータ形式の一例を示す表図。 水圧計配置位置の計算結果表示画面の例を示す平面図。 漏水リスクデータの例を示す表図。 漏水リスクを考慮しないエリア構成の例を説明する概念図。 漏水リスクを考慮したエリア構成の例を説明する概念図。 実施例３に係る水圧計配置支援システムの全体構成図。 管路アセットデータベースのデータ形式の一例を示す表図。 水圧計配置位置探索部が行なう処理のフローチャート。

実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。本発明の思想ないし趣旨から逸脱しない範囲で、その具体的構成を変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。

以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、重複する説明は省略することがある。

同一あるいは同様な機能を有する要素が複数ある場合には、同一の符号に異なる添字を付して説明する場合がある。ただし、複数の要素を区別する必要がない場合には、添字を省略して説明する場合がある。

本明細書等における「第１」、「第２」、「第３」などの表記は、構成要素を識別するために付するものであり、必ずしも、数、順序、もしくはその内容を限定するものではない。また、構成要素の識別のための番号は文脈毎に用いられ、一つの文脈で用いた番号が、他の文脈で必ずしも同一の構成を示すとは限らない。また、ある番号で識別された構成要素が、他の番号で識別された構成要素の機能を兼ねることを妨げるものではない。

図面等において示す各構成の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本発明は、必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。
本明細書において単数形で表される構成要素は、特段文脈で明らかに示されない限り、複数形を含むものとする。

最初に、以下で説明される実施例の一つを説明する。この実施例のシステムでは、水理解析と水圧計の計測データを用いた漏水推定技術の利用ユーザに対し、適切な水圧計配置位置とエリア構成を提示する用途に用いられる。

より具体的には、本実施例のシステムは、対象となる配水管網を模擬した管網モデルと設置可能な水圧計の個数および仕様を、前提データとして利用可能である。そして、与えられた水圧計の数と、エリアの形状・大きさを決定する指標（目標精度）の条件で、前提データに基づき水圧計の配置位置とエリア構成と配置評価値を算出する。

より具体的には、与えられた水圧計の数と目標精度の条件で、可能性のある水圧計の配置位置とエリア構成を複数パターン算出し、そのうち配置評価値が最大になる配置位置とエリア構成を抽出する。そして、水圧計の数、目標精度、および配置評価値の少なくとも２つを関連付けた情報として、ユーザに提示する。ユーザは提示された情報をもとに、水圧計の数、目標精度、および配置評価値の少なくとも１つを選択し、システムはその選択に基づいて水圧計の配置位置やエリア構成を提示する。

なお、本明細書等では、配置評価値が最大値の場合を抽出する例を説明しているが、配置評価値の定義として、逆数を取った場合には最小値となることは自明なので、特に断らない限り最大値の意味は最小値を含むものとする。

目標精度は、対象エリアの漏水推定時における下限漏水量を意味する。すなわち、水圧計のエリア内で発生した目標精度以上の漏水は、システム上その水圧計で検知可能といえる。目標精度が小さいということは、システムとしては高精度の推定を行なっていることになる。以下の実施例によって設定された水圧計配置位置とエリア構成は、その後特許文献１のような従来技術にある漏水推定技術に用いることができる。その際、各エリアで推定をめざす、最小の漏水量を表現したものが目標精度となる。

なお、本実施例では、エリアとは水圧計の計測担当範囲をいうものとする。エリアは、水圧計が目標精度で漏水を計測可能な範囲（計測可能範囲）と等価である。配水管網における水圧計およびエリアの配置をエリア構成という。

＜全体システム構成＞
図１は、実施例１に係る水圧計配置支援システムの全体構成図である。このシステムは、通常のサーバにおいてプログラムを動作させることによって実現するものとした。周知のようにサーバはコンピュータの一種であり、ハードウェア要素として、入力装置、出力装置、処理装置、および記憶装置を備える。本実施例では計算や制御等の機能は、記憶装置に格納されたプログラムが処理装置によって実行されることで、定められた処理を他のハードウェアと協働して実現される。

水圧計配置支援システム１００は、サーバの処理装置がプログラムを実行することによって実現される機能部品として、結果集計・画面出力部１０１、水圧計配置指標調整・計算部１０２、水圧計配置位置探索部１０３、エリア計算部１０４、水圧変化量計算部１０５、管網計算部１０６を備える。また、記憶装置に格納されるデータとして、管網モデルデータベース１０７、水圧計仕様データベース１０８、水圧計配置結果データベース１０９を持つ。また、入力装置１１０と出力装置１１１を備える。入力装置１１０は例えばキーボードであり、出力装置１１１は例えば画像モニタであるが、周知の他の構成を用いても良い。

以上の構成は、単体のサーバで構成してもよいし、あるいは、入力装置、出力装置、処理装置、記憶装置の任意の部分が、ネットワークで接続された他のコンピュータで構成されてもよい。

結果集計・画面出力部１０１は、入力装置１１０と出力装置１１１を制御し、ユーザ１１２から水圧計配置位置を決定するための計算開始の指示を受け付ける。また，得られた計算結果を表示し，ユーザ１１２が水圧計配置位置を決定するための操作を支援する。このために出力装置１１１に表示される情報の詳細は、後に図１１で説明する。

水圧計配置指標調整・計算部１０２は、他の機能部品と協働し、水圧計配置位置の計算結果をユーザに提示するために必要なデータを作成する。本実施例では、水圧計配置指標調整・計算部１０２は、他の機能部品に対して指示を与え、サブルーチンとして用いることにより全体の処理を統括するが、全ての機能を一体の機能部品で構成しても、基本的な概念は変わらない。

水圧計配置位置探索部１０３は、水圧計配置指標調整・計算部１０２から与えられた水圧計数と種類、目標精度に基づき、最適な水圧計配置位置を計算する。

エリア計算部１０４は、水圧計配置位置探索部１０３から与えられた目標精度、水圧計配置位置と水圧計種類に基づき、エリア構成を計算する。

水圧変化量計算部１０５は、エリア計算部１０４から与えられた目標精度の条件で漏水が発生した場合の、管網内の水圧変化を計算する。

管網計算部１０６は、水圧変化量計算部１０５のサブルーチンとして、管網モデルデータベース１０７のデータを用いて管網計算を行う。

管網モデルデータベース１０７は、配水管網を管網モデル化したデータを格納するデータベースである。

水圧計仕様データベース１０８は、設置する水圧計の仕様に関するデータベースである。

水圧計配置結果データベース１０９は、水圧計の配置を計算した結果を格納するデータベースである。

＜管網モデルデータベース＞
本実施例で、管網モデルデータベース１０７は、漏水を監視する対象となる配水管網を管網モデル化したデータを格納する。管網モデルとは、管網の管路接続をグラフ構造、すなわちノード（節点）とリンク（管路）で表現したものである。管網モデルは、節点を結ぶ管路の集まりとしてモデル化したものといえる。

管網モデルデータベース１０７のデータは、管網計算部１０６での管網計算に用いられる。管網計算は、配水管のネットワークをシミュレートし、特定の条件における水の流れを再現するものである。管網モデルデータベース１０７のデータには、例えば、管路情報、節点情報、パターン情報が含まれる。管路情報は、管網を構成する管路のＩＤ、長さ、口径などを纏めたものである。節点情報は、管網内に存在する配置池、タンク、需要家などを表現するものである。パターン情報は管網計算に用いる様々なパターンを表現するものであり、需要量、タンクの水頭、ポンプ圧などの時間別の値を表現可能である。

管網モデル、管網モデルデータベース、および管網計算自体については、特許文献１など公知技術の蓄積があるため詳細な説明は割愛する。本実施例では、管網計算部１０６は水圧変化量計算部１０５と協働し、管網内で漏水の位置と量、および、水圧計の位置を与えたときに、管網モデルデータベース１０７のデータに基づいて、水圧計の位置における水圧の変化が計算できればよい。

＜水圧計仕様データベース＞
本実施例で、水圧計仕様データベース１０８は、設置する水圧計の仕様を表現するデータベースである。

図２に、水圧計仕様データベース１０８に格納されたデータ（水圧計仕様情報）の一例を示す。データベースの見方は、表の左に属性名２０１、右に属性値２０２が配置される。図２の例では、「水圧計ＩＤ」が、「ＰＧ＿１」で特定される種類の水圧計について記述している。水圧計の種類が複数ある場合には、属性値が複数列あることになる。図２の例では、水圧計の種類ごとのデータとしているが、水圧計の固体ごとのデータとしてもよい。

水圧計仕様情報は、設置する水圧計の仕様をまとめたものである。「精度等級」は水圧計の精度を分類したものである。「スパン」は水圧計が測定可能な水圧の範囲を示す。また「最小目盛値」は水圧計が測定可能な水圧の最小値を示す。図２では水圧計のスパンが１Ｍｐａ、最小目盛値が０Ｍｐａと示されており、０〜１Ｍｐａまで測定可能であることが分かる。また、「測定頻度」は設定された水圧測定の頻度である。「設置可能数」は管網に設置することができる水圧計の数、例えば水圧計の在庫数である。データには価格その他のデータを含めても良い。

スパン，計測頻度は各水圧計における有意な水圧変化量を計算するために用いる。また、設置可能数は水圧計配置の計算回数に影響する。設置価格は、計算結果の画面において、目標精度や設置評価値と、水圧計配置費用の関係を表示するために利用することができる。
なお精度等級やスパンの代わりに、あるいは、これに加えて、計測誤差や目盛り幅のデータを備えても良い。

＜全体処理フロー＞
図３は、水圧計配置支援システム１００の水圧計配置指標調整・計算部１０２が行なう処理の、全体フローチャートである。この処理の開始トリガーは、例えばユーザ１１２によって明示の指示があった場合である。あるいは、所定条件をトリガーに自動的に行なってもよい。

この処理では、管網モデルデータベース１０７と水圧計仕様データベース１０８のデータを用い、配置する水圧計の個数と目標精度の組み合わせごとに、可能性のある水圧計の配置とエリアを計算する。その上で、配置評価値を基準にして、水圧計の個数ごとに、最適な水圧計配置位置とそのときの目標精度を計算する。この処理には、各種最適化手法（シンプレックス法等）を利用できる。配置評価値の概念については、後に詳細に説明する。水圧計配置指標調整・計算部１０２の計算結果は、結果集計・画面出力部１０１に入力し、出力装置１１１によりユーザ１１２へ提示する。以下、図３に従って説明する。

処理Ｓ３０１では、水圧計配置指標調整・計算部１０２は、水圧計の個数を初期化する。通常、水圧計数の初期値は「１」であり、これを設置可能な水圧計数の最大数（以下「設置可能最大数」という）まで、処理Ｓ３０２でインクリメントする。設置可能最大数は、図２の水圧計仕様データベース１０８の「設置可能数」の合計値である。あるいは、ユーザ１１２が、設置可能最大数として任意の値を設定しても良い。

処理Ｓ３０３では、水圧計配置指標調整・計算部１０２は、目標精度を初期化する。目標精度は予め与えてあっても良いし、ユーザ１１２がその都度実用的な観点から任意の値を設定しても良い。目標精度は、検知可能な時間当たりの漏水量とし、例えば、５０ｍ^３／ｈのように定める。初期値としては、例えば想定する目標精度の上限（あるいは下限）で設定する。

処理Ｓ３０４では、水圧計配置指標調整・計算部１０２は、水圧計配置位置探索部１０３に水圧計数と目標精度を送る。水圧計配置位置探索部１０３は、水圧計数と目標精度の入力をトリガーに処理を開始する。水圧計配置位置探索部１０３では、与えられた水圧計数と目標精度の条件で、最も配置評価値の高い水圧計配置位置（および各位置に設置する水圧計の種類）を計算し、水圧計配置指標調整・計算部１０２に返す。水圧計配置位置探索部１０３の処理は、後に図４で詳細に説明する。

処理Ｓ３０５では、水圧計配置指標調整・計算部１０２は、水圧計配置位置探索部１０３から、水圧計配置位置と配置評価値を取得する。

処理Ｓ３０６では、処理３０２で設定した水圧計数において、配置評価値が最大になったかどうかを評価する。

処理Ｓ３０７では、配置評価値が最大でない場合に、目標精度を調整する。調整では、例えば精度を所定の値低く（あるいは高く）する。その後、処理Ｓ３０４で、再び水圧計配置位置探索部１０３を起動する。

処理Ｓ３０８では、配置評価値が最大である水圧計配置結果を、水圧計配置結果データベース１０９に保存する。なお、配置評価値が最大のものだけでなく、算出した全ての結果を保存しておいても良い。

処理Ｓ３０９では、水圧計数が設置可能最大数かどうかを判定し、設置可能最大数であった場合には、処理Ｓ３１０で結果をユーザに提示するために、結果集計・画面出力部１０１を起動する。最大数でない場合には、処理Ｓ３０２で水圧計数をインクリメントし、同様の処理を行なう。

処理Ｓ３１０では、水圧計配置指標調整・計算部１０２は、水圧計数ごとに、提示対象となる候補であるエリア構成に目標精度と配置評価を対応づけた計算結果である提示データを、結果集計・画面出力部１０１に送る。結果集計・画面出力部１０１は、提示データを元に表示画面を作成し、出力装置１１１に表示する。

計算結果としては、例えば、水圧計数のそれぞれに対して、最も高い配置評価値を示したエリア構成と目標精度の組が、対応づけられたデータとして送られる。結果集計・画面出力部１０１は計算結果を集計してグラフ化などし、出力装置１１１に表示する。

＜水圧計配置位置探索部の処理（前半）＞
図４は、水圧計配置位置探索部１０３が行なう処理Ｓ３０４を説明する、フローチャートである。水圧計配置位置探索部１０３は、水圧計配置指標調整・計算部１０２から与えられた水圧計数と目標精度の条件下で、最も配置評価値の高い水圧計配置位置（および各位置に設置する水圧計の種類）を計算し返却する。開始トリガーは、水圧計配置指標調整・計算部１０２から水圧計数と目標精度の入力を受けたときである。

処理Ｓ４０１では、処理Ｓ３０２で設定された水圧計の数と、処理Ｓ３０７で調整された目標精度を取得する。

処理Ｓ４０２では、水圧計仕様データベース１０８から、設置可能な各水圧計の仕様と、設置可能最大数を取得する。

処理Ｓ４０３では、処理Ｓ３０２で設定された個数の水圧計を、管網モデルデータベース１０７のモデルで規定される配水管網のランダムな箇所に配置する。水圧計仕様データベース１０８の設置可能な水圧計から、処理Ｓ３０２で設定された個数の水圧計を選択し、水圧計の仕様も同時に割り当ることができる。このとき、予め配置候補となる候補座標を設定しておき、配置位置は候補座標の中からランダムに選択して配置しても良い。候補座標としては、例えば管路の所定長さ（たとえば１００ｍ）ごとに設定してもよい。あるいは管路の節点を候補座標としてもよい。

管路の節点を候補座標とする場合には、全ての節点か、または何らかの方法で限定した節点（需要量のある節点のみ、一日の水圧変動が大きくない節点のみ、その他ユーザ指定など）を対象として行ってもよい。ランダム配置（Ｓ４０３）から配置位置変更（Ｓ４０７）までには、公知の各種組合せ最適化手法（遺伝的アルゴリズムなど）を利用可能である。なお、設置する水圧計の種類もランダムに選択する。ただし，設置した箇所の水圧を計測できない（計測範囲外）の場合は設置をやり直す。

処理Ｓ４０４では、エリア計算部１０４の処理を実行する。エリア計算部１０４では、与えられた目標精度と水圧計配置位置（および各配置位置の水圧計の種類）に基づき、エリア構成を計算する。エリア計算部１０４の処理は、後に図５で詳細に説明する。

処理Ｓ４０５では、エリア構成について、配置評価値を計算する。配置評価値については、別途項を設けて説明する。

処理Ｓ４０６では、配置評価値がいままでで最大かどうかを判定する。最大でない場合には、処理Ｓ４０７で水圧計の配置位置を変更して、再度エリア計算を行なう。配置評価値が最大になったときは、処理Ｓ４０８で水圧計配置位置と配置評価値を返し、終了する。

以上のようにして、水圧計配置位置探索部１０３は、与えられた水圧計数と目標精度の条件下で、複数パターンの水圧計配置位置を想定し、最も配置評価値の高い水圧計配置位置を抽出する。

想定する水圧計配置位置のパターンは、全ての可能性を網羅することが理想的であるが、予めパターン数を制限しておき処理時間を短縮しても良い。その場合には、処理Ｓ４０６の条件に、ＯＲ条件で「配置位置変更回数は上限？」を含めればよい。あるいは、配置評価値に所望の閾値を設定しておき、処理Ｓ４０６の条件を「配置評価値は閾値以上？」とすればよい。

＜エリア計算部の処理（前半）＞
図５は、エリア計算部１０４が行なう処理Ｓ４０４を説明する、フローチャートである。エリア計算部１０４は、水圧計配置位置探索部１０３から与えられた目標精度と水圧計配置位置（および各配置位置の水圧計の種類）に基づき、エリア構成を計算する。

処理Ｓ５０１では、水圧計配置位置探索部１０３より水圧計配置位置と目標精度の入力を受け、以降の処理を開始する。

処理Ｓ５０２では、設定された目標精度で水圧変化量計算部１０５を実行させる。水圧変化量計算部１０５では、配水管網の各所で目標精度の漏水があった場合に、他の箇所における水圧変化量を網羅的に計算する。

＜水圧変化量計算部の処理＞
図６で、水圧変化量計算部１０５が行なう処理の概念について説明する。例えば、図６Ａに示すように、貯水タンク６０１から配水される管網の節点にＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆの各点を定義する。水圧変化量計算部１０５では，目標精度での漏水が各点で発生した場合に、管網内でどのような水圧変化が起きるかを計算する。

図６Ｂは、漏水位置と各節点の水圧変化量の関係を示す表図である。例えば、目標精度が漏水量５０ｍ^３／ｈとし、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆの各点で５０ｍ^３／ｈの漏水が発生した場合、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆの各点での水圧変化量は、図６Ｂのようになる。例えば、Ａ点で５０ｍ^３／ｈの漏水が発生した場合の、Ｂ点における水圧変化量はマイナス０.４ｍ（水柱メートル）、Ｃ点における水圧変化量はマイナス０.１ｍである。

このような、漏水に起因する圧力変化は、水圧変化量計算部１０５が、管網モデルデータベース１０７のデータを用いて、管網計算部１０６の行なう管網計算により求めることができる。このときＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆのような、水圧計の配置箇所や漏水箇所を表す各点は、シミュレーション上、予め設定した座標から選ぶようにすると、計算の負担が軽減できる。座標の選択は任意であるが、本実施例では管網内の節点からこのような点を選択することにする。

図７は、水圧変化量計算部１０５が行なう処理Ｓ５０２を説明する、フローチャートである。開始トリガーは、エリア計算部１０４より目標精度の入力があったときである。ここでは、管網内の各節点で目標精度での漏水が発生した場合，管網全体の水圧はどのように変化するかを計算する。

処理Ｓ７０１では、エリア計算部１０４からの目標精度を取得する。たとえば、漏水量５０ｍ^３／hのごとくである。

処理Ｓ７０２では、管網モデルデータベース１０７から管網モデルのデータを取得する。

処理Ｓ７０３では、管網計算部１０６に管網計算を実行させ、漏水ゼロすなわち漏水がない状態（平常時）の計算結果Ｓ１を得る。計算結果Ｓ１には、管網内の各節点における平常時の水圧値が含まれる。結果Ｓ１は記憶装置に保存しておく。

処理Ｓ７０４では、管網内の節点を一つ選択する。

処理Ｓ７０５では、選択した節点に目標精度（たとえば５０ｍ^３／ｈ）での漏水を割り当てる。この状態で管網計算した結果をＳ２とする。結果Ｓ２も記憶装置に保存する。

処理Ｓ７０６では、Ｓ１とＳ２を比較し、漏水により管網全体でどのように水圧が変化したかを記録する。

処理Ｓ７０７では、全ての節点でシミュレーションが実行されたかを判定する。未計算の節点がある場合は、処理Ｓ７０８でそのうち一つを選択し、シミュレーションを実行する。これを各節点で行い、最後に処理Ｓ７０９で、管網内の各節点で漏水が起きた場合の全節点における水圧変化量の集計結果を集計しエリア計算部１０４に返却する。集計結果は例えば、図６Ｂに示すようなテーブル形式とすることができる。

なお、漏水の設定は全ての節点か、何らかの方法で限定した節点（需要のある節点のみ、その他ユーザ指定など）に行うことができる。また、水圧変化量についても全ての節点か、または限定した節点について集計してもよい。

具体的な水圧の計算手法は、一般的に管網モデルを用いた管網計算として行なわれるものであり、特許文献１など過去の技術の蓄積があるので、説明は割愛する。
以上のようにして、水圧変化量計算部１０５は、目標精度ごとに、例えば図６Ｂに示したような、各節点の水圧変化量の集計結果を算出する。

＜エリア計算部の処理（後半）＞
引き続き、図５によりエリア計算部１０４の処理を説明する。処理Ｓ５０３以降では、水圧変化量計算部１０５から得られた全節点における水圧変化量の集計結果と、水圧計仕様データベース１０８から得られる水圧計仕様に基づいて、それぞれの水圧計ごとに、その水圧計が目標精度に従った漏水を検知できるエリアを計算する。これは目標精度を元にした水圧変化量と、設置する水圧計の仕様に基づく有意な水圧変化量から計算を行う。

図５を再度参照して、具体的に説明する。
処理Ｓ５０３では、処理Ｓ４０３で配置され、入力された水圧計配置位置から、エリア計算対象とする水圧計を一つ選択する。

処理Ｓ５０４では、水圧計仕様データベース１０８から、選択した水圧計の仕様を取得する。

処理Ｓ５０５では、選択した水圧計における有意な水圧変化量を計算する。水圧計には計測誤差があるため、漏水によって水圧が変化したとしても、それが計測できるとは限らない。有意な水圧変化量とは、水圧変化量がその値を上回っていれば、誤差に埋もれず計測可能であることを表す。有意な水圧変化量は、基本的には水圧計仕様から定めることができる。例えば、水圧計仕様から、計測誤差、計測数、目盛り幅を取得することができる。通常、水圧計仕様データベース１０８にある精度等級にもとづいて、スパンから計測誤差と目盛り幅を計算できる。あるいは、精度等級の代わりに、あるいはこれに加えて、直接計測誤差や目盛り幅を水圧計仕様データベース１０８に格納しても良い。

有意な水圧変化量の定め方は特に限定するものではないが、例えば精度等級に対応付けて、実験やシミュレーションによって得た有意な水圧変化量を、予め水圧計に対応付けたデータとして格納しておいても良い。

仕様に基づいてシステム側で有意な水圧変化量を求める場合には、水圧計仕様と統計的検定に基づいて高精度で算出することができる。統計的検定としては、例えば公知のｔ検定が利用できる。ｔ検定の式を用いた場合、計測数から自由度、計測誤差から標準偏差を計算し、統計的検定によって有意となる水圧変化量を計算することができる。

処理Ｓ５０６では、有意な水圧変化量と管網内の水圧変化量に基づきエリアを決定する。

処理Ｓ５０７では、処理Ｓ５０１で入力された水圧計配置位置の全ての水圧計について、エリア計算が完了したかどうかを判定する。完了していない場合には、処理Ｓ５０８で未処理の水圧計を一つ選択する。完了している場合には、処理Ｓ５０９でエリア計算結果を集計して水圧計配置位置探索部１０３に返す。

図８により、エリア計算部の処理の概念を説明する。図８Ａは、図６と同様の配水管網において、処理Ｓ５０３で節点Ａの水圧計を選択した場合である。処理Ｓ５０４では、当該水圧計の仕様を取得し、処理Ｓ５０４で有意な水圧変化量を得る。図８の例では、有意な水圧変化量をプラスマイナス０.２ｍ以上とした。

処理Ｓ５０６では、与えられた水圧計配置位置と水圧計仕様と目標精度と、目標精度に基づく水圧変化量からエリアを計算する。このため、まず水圧変化量計算部１０５から目標精度に対する水圧変化量の計算結果を取得する。このデータは例えば図６Ｂのようなデータになる。

図８Ｂは、漏水位置と各節点の水圧変化量の関係と、どの範囲で目標精度に対する水圧変化量が検知できるかを示す表図であり、内容は図６Ｂのデータと同じである。図８Ｂに示すように、目標精度５０ｍ^３／ｈの漏水が節点Ａ，Ｂ，Ｃそれぞれで発生した場合、節点Ａにおける水圧変化量はそれぞれ−０.７ｍ，−０.５ｍ，−０．１ｍである。従って、プラスマイナス０.２ｍの水圧変化を検知できる節点Ａの水圧計が、５０ｍ^３／ｈの漏水を検出できる範囲は、節点Ｂまでであることが分かる。よって、節点Ａの水圧計は、領域８０１の範囲を計測担当範囲、すなわちエリアとすることができる。そこで、図８Ａに示すように、有意な水圧変化量以上となる節点Ａ、Ｂを抽出し、節点群をもって、節点Ａに配置された水圧計が担当するエリア８０１とする。

以上の処理を、設定された個数の全ての水圧計に対して行なうことで、それぞれの水圧計のエリアを定めることができる。

なお、図８で、節点Ａに水圧計を配置し、その水圧計のエリア８０１内で発生した目標精度以上の漏水は、節点Ａの水圧計で検知可能となる。反対にエリア８０１内で発生した目標精度よりも小さい漏水は、節点Ａの水圧計で検知を保証できない。また、節点Ａの水圧計は、エリア８０１外の漏水は量に関らず検知を保証しない。

目標精度が小さい場合、水圧計から遠くで起きた漏水を検知できないため、エリアは小さくなる。反対に目標精度が大きい場合、漏水による水圧変化の影響範囲が大きくなるためエリアも大きくなる。従って、より小さな漏水（目標精度小）を推定する場合は、多くの水圧計を置かなければ管網全体をカバーできない。ただし、代わりに各エリアではより小さな漏水を推定可能となる。反対に大きな漏水を推定する場合は水圧計の数は、それほど多くなくても問題ない。ただし、代わりに各エリアでは小さな漏水の推定が困難となる。従って、目標精度と水圧計数にはトレードオフの関係が存在する。

＜配置評価値＞
水圧計配置位置探索部１０３が処理Ｓ４０５（図４）で計算する、配置評価値の一例について説明する。本実施例では配置評価値は、管網全体をエリアでカバーし、かつエリア同士の水圧変化量が同程度となる重なりが少ない水圧計配置であるほど高い評価値となるようにしている。

図９で配置評価値の意味を説明する。いま、目標精度５０ｍ^３／ｈで有意な水圧変化量が０.２ｍの、２個の水圧計Ｓ１，Ｓ２があり、図９Ａのように、節点Ａ，Ｄに設置されているとする。また、漏水位置と各節点の水圧変化量は、水圧変化量計算部１０５で計算されており、図９Ｂのようになる。

ここで、水圧計Ｓ１，Ｓ２に着目すると、エリア計算部１０４の計算により、図９Ａに示すように、水圧計Ｓ１のエリアは領域９０１，Ｓ２のエリアは領域９０２のようになる。

図９Ｂを見ると、節点Ａで５０ｍ^３／ｈの漏水が発生した場合、水圧計Ｓ１での水圧変化量は−０．７、水圧計Ｓ２での水圧変化量は−０．０であるから、水圧計Ｓ１のエリア内で漏水が発生していることが判別可能である。同様に、節点Ｃで５０ｍ^３／ｈの漏水が発生した場合、水圧計Ｓ１での水圧変化量は−０．３、水圧計Ｓ２での水圧変化量は−０．８であるから、水圧計Ｓ２のエリア内で漏水が発生している可能性が、より高いことが判別可能である。このような判別を可能とすることで、詳細な漏水調査を行なうエリアを限定することができ、保守コストを削減することが可能である。

しかし、節点Ｂで５０ｍ^３／ｈの漏水が発生した場合、水圧計Ｓ１での水圧変化量は−０．５、水圧計Ｓ２での水圧変化量も−０．５で同じである。そのような状態では、漏水がいずれのエリア内で発生しているかが判別できず、２つのエリアに対して詳細な漏水調査を行なわなければならない。

従って、水圧計配置は死角をなくすために、できるだけ管網全体をエリアでカバーできることが第１の条件であるが、エリア同士が極力重ならないことが第２の条件となる。第２の条件では、特に、ある漏水点が２つの水圧計のエリアに含まれ、かつ、その漏水が２つの水圧計でほぼ同じ水圧変化として測定されることを避けることが望ましい。なぜならば、そのような状態では、漏水がいずれのエリア内で発生しているかが判別できず、２つのエリアに対して詳細な漏水調査を行なわなければならないからである。

具体的な例として、水圧計配置位置探索部で使用する配置評価値f(x,m)（目的関数）は次のように計算することができる。

f(x,m)={(Coverage(x,m) - Overlap(x,m))/AllNodes(m)}・ E(x,m)
ここで、
x: 水圧計配置位置の組み合わせ
m: 管網モデル
Coverage: エリアの管網カバー度
Overlap: エリアの重なり度
AllNodes: 対象管網モデルの節点総数
E: その他目的に合わせた評価関数

ここで、エリアの管網カバー度としては、例えば、何れかのエリアに属している節点の総数を用いることができる。エリアの重なり度としては、例えば、複数のエリアに属している節点で、かつその節点で発生した漏水による水圧変化量が複数の水圧計配置位置で同程度となる節点の総数を用いることができる。同程度とは、差が所定の閾値以下であることと定義することができ、差をどのような値とするかはユーザが経験側で決定することができる。

評価関数Eはオプションであり、E＝１としてもよい。この場合、管網全体をエリアでカバーし、かつエリア同士の水圧変化量が同じとなる重なりが少ない水圧計配置であるほど高い評価値となる。

また、Eを用いて目的に応じた重みをつけることもできる。例えば、各エリアの大きさを同程度にしたい場合、Eを下記のように設定する。
E(x,m)=w・(1/area_size_variance(x,m)）
area_size_varianceは各エリアの大きさ（例えばエリア内管路延長）の分散、wは適当な重み係数である。

その他の評価関数Eの例としては、設置コストを最小化する評価関数がある。これは、設置する水圧計の価格合計の逆数として定義できる。あるいは、エリアの大きさ（管路延長）に制約条件を設けても良い。このためには、エリア計算部１０４の処理で、エリアの大きさが指定値を超える場合に、その水圧計配置を除外する処理を追加すればよい。

水圧計配置位置探索部１０３は、処理Ｓ４０５（図４）において、処理４０１で設定された水圧計数、目標精度の条件で、様々な水圧計の配置に対して配置評価値を計算する。そして、処理Ｓ４０４〜処理Ｓ４０７のループにおいて、配置評価値が最大になる水圧計配置を探索する。探索結果は、水圧計配置指標調整・計算部１０２に送られ、処理Ｓ３０５（図３）で取得される。

水圧計配置指標調整・計算部１０２は、処理３０２で設定された水圧計数の条件で、処理Ｓ３０４〜処理Ｓ３０７のループにおいて、配置評価値が最大になる目標精度（および水圧計配置）を探索する。探索結果は水圧計配置結果データベース１０９として保存される。

以上の例では、漏水の死角を小さくし、かつ漏水調査の労力を低減するための配置評価値の例を示した。ただし、他の観点で任意の配置評価値を設定しても良い。例えば、Coverage(x,m)、あるいは、Overlap(x,m)の片方のみを配置評価値としてもよい。また、コストなど他の観点で配置評価値を定めても良い。本実施例では、ランダムに生成されたエリア構成のなかから、設定された配置評価値の基準に従ったエリア構成を、システムが提示することが可能である。

＜水圧計配置結果データベース＞
図１０は、水圧計配置結果データベース１０９のデータ形式の一例を示す表図である。水圧計配置結果データベース１０９は、水圧計配置指標調整・計算部１０２と水圧計配置位置探索部１０３の計算結果を保存する。図１０の例では、データベースは水圧計配置結果情報１００１と、水圧計配置位置情報１００２の２つのテーブルを含むが、１つのテーブルに纏めても良いし、関連付けされた３以上のテーブルに分けても良い。

水圧計配置結果情報１００１は、ある水圧計数に対する計算結果（目標精度，水圧計配置位置，配置評価値）を保持する。表の左が属性名、右が属性値である。属性値は一例であって、項目の省略、追加は可能である。

図１０の例では、水圧計配置結果情報１００１は、水圧計数が「３個」のデータを示しているが、水圧計数１〜設置可能最大数まで各個数に対して同様のデータを持つことになる。また、目標精度は、処理Ｓ３０６（図３）の条件を満たす、設定水圧計数における配置評価値最大となる目標精度が格納されている。そして、その際の水圧計配置位置は、「Ｒ＿１」で識別される水圧計配置位置情報１００２に格納される。配置評価値は、処理Ｓ３０６の条件を満たす、設定水圧計数における最大の配置評価値である。

水圧計配置位置情報１００２は、テーブルを識別する水圧計配置位置ＩＤにより呼び出し可能である。水圧計配置位置情報１００２は、管網内のどの位置に、どの水圧計を配置するかを保持する。このため、水圧計の配置位置である配置節点ＩＤと、そこに配置された水圧計を識別する配置水圧計ＩＤの組が格納される。また、各水圧計が担当するエリア範囲が、節点ＩＤで規定される。図１０の例では、水圧計配置位置情報１００２に３組のデータが格納されることになる。水圧計配置位置情報１００２のテーブルは、水圧計数によって長さが変化する。

＜計算結果表示画面＞
図１１は、水圧計配置位置の計算結果表示画面の例を示す平面図である。この画面は、結果集計・画面出力部１０１が生成し、モニタ画面などの出力装置１１１に表示し、ユーザ１１２に提示する。

画面１１０１には、対象の管網図面と、水圧計配置位置と、各水圧計に対応するエリア構成が表示されている。この表示データは、管網モデルデータベース１０７に格納される管網モデルと、水圧計配置結果データベースに格納された水圧計配置およびエリア範囲情報を元に生成することができる。表示される水圧計配置位置とエリア構成は、ユーザに選択された内容によって変化する。

画面１１０２には、水圧計配置結果のグラフが表示される。図は一例で、水圧計数に対する目標精度と配置評価値の変化が表示されている。この表示データは、水圧計配置結果データベース１０９の内容を元に生成することができる。図１１の例では、配置する水圧計数である横軸に対応して、配置評価値の最大値と、そのときの目標精度が縦軸に示されている。

マーカ１１０３で所望の水圧計数、目標精度、あるいは配置評価値を選択すると、それに対応した水圧計配置位置とエリア構成が、画面１１０１に表示される。図１１の例では、水圧計数「２」が選択されている。

画面１１０４は、画面１１０２のグラフ表示内容を変更するための設定画面である。選択できるのはグラフ全体の横軸と、上部グラフおよび下部グラフの縦軸の内容である。例では横軸に水圧計数が，上部グラフの縦軸に目標精度が、下部グラフの縦軸に配置評価値が指定されている。上部グラフと下部グラフの縦軸には二つ以上の表示内容を指定でき、二軸以上のグラフを作ることができる。利用可能なデータベースのデータを用いて、縦軸，横軸には水圧計数，目標精度，配置評価値の他に、水圧計配置費用，各エリアの大きさ（管路延長）の平均などを表示しても良い。

先に述べたように、目標精度と水圧計数にはトレードオフの関係が存在する。目標精度が小さければ、小さな漏水まで推定することができるが、多くの水圧計が必要となりコストが増大する。画面１１０２が示すグラフにより、ユーザはこの関係を把握することができる。また、配置評価値をあわせて表示することにより、ニーズにあわせて効果的な配置が判断でき、所望の配置を選択することができる。

以上のように、本実施例では設置する水圧計の個数ごとに、適切な水圧計の配置をユーザに提示することができる。このため、利用可能なリソースを有効に活用でき、また、漏水保守作業のコストを削減することができる。

実施例１では、すべて新規に水圧計を配置してエリアを構築する場合を例に説明した。ただし、既存の水圧計を利用し、さらに新たに水圧計を追加する場合にも、本発明は同様に有効である。

この場合には、ユーザ側で既存の水圧計配置位置の指定やエリア構成の指定を可能とすればよい。例えば、既設の水圧計の位置やエリアは予め設定し、追加する水圧計について、実施例１と同様に処理すればよい。

図３と図４を引用して変更点を説明する。具体的には、水圧計配置指標調整・計算部１０２の処理Ｓ３０１（図３）で、水圧計数の初期化において，１ではなく指定された水圧計の数（既設の水圧計数＋１）に設定する。そして、水圧計配置位置探索部１０３の処理Ｓ４０３（図４）で、水圧計をランダムに配置する際に、指定されている水圧計（既存の水圧計）を先に指定された位置へ配置し、残りをランダムに配置する。また、Ｓ３０９（図３）の、処理水圧計の設置可能最大数は、（既設の水圧計数＋追加で設置可能な水圧計数）に設定する。
このようにすることで、既存設備を利用しつつ、効果的なエリア構成を提示することが可能となる。

実施例１では目標精度での漏水推定が可能で、配置評価値が優れた水圧計配置を抽出しているが、将来の漏水量すなわち漏水リスクについては考慮していない。まず、漏水リスクを考慮するメリットについて説明する。

図１２は、配水管網の各節点における将来の漏水リスクを纏めた漏水リスクデータ１２０１の例を示す表図である。節点Ａ，Ｂ，Ｃ・・ごとに将来の漏水リスクが将来漏水量（ｍ^３／年）単位で表されている。漏水リスクは均一ではなく、場所によって偏りがあることがある。漏水リスクが高い部分は、例えば、老朽化した配管や使用環境の厳しい配管である。図１２は、このような漏水リスクを数値化して示した例である。この例では、節点ＣとＤの漏水リスクが２０ｍ^３／年であり、他の節点の５ｍ^３／年よりも高い。

図１３で、図１２の漏水リスクの例を用いて、漏水リスクを考慮したエリア構成の例を説明する。実施例１により、管網全体をエリアでカバーしつつ、エリアの重なりが少ない水圧計配置方法が提示できる。たとえば、前述の評価関数E(x)を用いて各エリアの大きさを同程度にした場合、図１３Ａのようなエリア構成が提示される。図１３Ａの表には、各エリアの将来漏水量が表示されている。エリアの将来漏水量は、そのエリアに含まれる節点の将来漏水量の合計値である。図１３Ａの例によれば、エリアＡの将来漏水量は5+5+20=30、エリアＢの将来漏水量は20+5+5=30である。

しかし、エリアごとの漏水量を推定する目的の一つは、漏水の多いエリアを推定し、漏水調査を特定し、効率化することで漏水対応のコスト低減を行うためである。その点、図１３Ａのエリア構成方法では、将来的にエリアＡもＢも同じ漏水量となる可能性がある。このため、エリアＡもＢも同じ比率で漏水調査を行なわなければならず、特定のエリアに調査範囲を絞り込むことはできない。

そこで、将来漏水リスクを考慮し図１３Ｂのように、あえてエリアごとの将来漏水リスクを偏らせる。図１３Ｂの例によれば、エリアＡの将来漏水量は5+5+20+20=50、エリアＢの将来漏水量は5+5=10である。これによりエリアＡは図１３Ａのエリア構成より広くなったが、エリアＢに比べ漏水リスクが大きくなっている。このため、将来の漏水調査への対応では、エリアＡに労力を集中することができる。

またエリアを三つに分割しＡ，Ｂ節点をエリアＡとし、Ｃ，Ｄ節点をエリアＢとし、Ｅ，Ｆ節点をエリアＣとすることで，さらに漏水リスクの集中するＣ，Ｄ節点に、漏水調査範囲を絞り込むことも可能である。

図１４は、実施例３に係る水圧計配置支援システムの全体構成図である。図１の例と同様の構成には、同じ符号を付して説明は省略する。実施例３の水圧計配置支援システム１００ａでは、管路アセット情報を格納した管路アセットデータベース１４０１を備えている。そして、水圧計配置位置探索部１０３において、管路アセット情報に基づき漏水リスクを考慮できるようになっている。

図１５に管路アセットデータベース１４０１の構成例を示す。管路アセットデータベース１４０１は、管路の埋設年数や材質など，漏水リスクを計算するための情報を格納したデータベースである。データベースの見方は、表の左が属性名、右が属性値となり、管路を特定する管路ＩＤごとに、データが格納される。例えば、管路の口径、延長、流速係数、埋設年数、管材質などである。属性値は一例である。また実際には、属性値列が管路の数に応じて複数列あると想定される。

各エリアの漏水リスクは，管路アセット情報から例えば以下のように計算する。
まず、管路ごとの漏水事故リスク[件/km/年]を計算する。
risk(t)=at^b

ここで、tは対象管路の埋設年数、a, bは管の材質や口径によって定まる定数である。定数は公知のものを利用する。または、漏水修繕記録から計算してもよい。たとえば、まず管材質と口径で管路をグループ分けし、次にグループごとに埋設年数別の漏水事故の実績値[件/km/年]を算出する。最後に実績値を元に回帰分析等を行うことで定数を得ることができる。

次に管路ごとの漏水リスク[(m^3/h)/年]を計算する。
leak_risk(t)=risk(t) L p^(1/2)
ここでLは管路の延長 [km], pは管路にかかる平均水圧 [m]である。

そして、管路の漏水リスクを各エリアで集計し，エリアの漏水リスクを算出する。
漏水リスクを考慮した配置評価値（目的関数）にて，E(x)に次のような式を導入する。
E(x)=w・leak_risk_variance(x)

ここで、Leak_risk_varianceは各エリア間の漏水リスクの分散、wは重み係数である。このようにして、エリアごとの漏水リスクのばらつきが大きくなる水圧計配置位置およびエリア構成を優先して選択することができる。

上記の例では、管路アセットデータベース１４０１から、システムが各管路の漏水リスクを計算している。別の方式としては、予め漏水リスクデータ１２０１（図１２）を作成しておき、独立のデータベースとして、あるいは、管網モデルデータベース１０７のデータに含めておき、計算に用いても良い。

図１６は、図１４の水圧計配置位置探索部１０３が行なう処理Ｓ３０４を説明する、フローチャートである。図４の構成と同様の構成には同じ符号を付して、説明を省略する。

実施例３では、処理Ｓ１６０１で管路アセットデータベース１４０１から、各管路の漏水リスクを算出する。あるいは、漏水リスクデータ１２０１（図１２）が準備されている場合は、それを直接利用しても良い。

処理Ｓ４０５ａでは、エリア構成について、配置評価値を計算する。配置評価値の計算においては、既述のように評価関数Eとして、各エリアの漏水リスクの分散を項として持つ関数を用いる。

実施例３では、エリアごとの漏水リスクのばらつきが大きくなるような、エリア構成を抽出して提示することができる。このとき、結果集計・画面出力部１０１では、出力装置に表示する画面１１０１（図１１）の各エリアに対応させて、漏水リスクを示す数値あるいは表示を行なってもよい。

以上説明した実施例は、例えば特許文献１に記載のような、水理解析と水圧計の計測データを用いた漏水推定技術の利用ユーザに対し、水圧計配置位置とエリア構成方法を提示することができる。その際に、管網を模擬したモデルと、設置予定の水圧計仕様を入力とし、与えられた水圧計の数と，エリアの形状・大きさを決定する目標精度、および上記入力に基づき水圧計を最適配置し，配置位置とエリア構成とそれらを評価する指標を返す計算部を用いる。実用時には、計算部へ水圧計の数と目標精度の複数の組み合わせを入力し，得られた結果を集計することで水圧計の数と目標精度の関係をユーザに提示し、ユーザの決定した水圧計の数と目標精度に基づいて、水圧計の配置位置とエリア構成方法を提示することができる。

本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることが可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の実施例の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

水圧計配置支援システム１００、結果集計・画面出力部１０１、水圧計配置指標調整・計算部１０２、水圧計配置位置探索部１０３、エリア計算部１０４、水圧変化量計算部１０５、管網計算部１０６、管網モデルデータベース１０７、水圧計仕様データベース１０８、水圧計配置結果データベース１０９、入力装置１１０、出力装置１１１

Claims (15)

1. 情報処理装置を用い、管網への水圧計の配置を支援する水圧計配置支援方法であって、
   前記管網を模擬した管網モデルデータと、前記水圧計の仕様を含む水圧計仕様データを用い、
   水圧計数と目標精度の組み合わせからなる複数の条件ごとに、前記管網モデルデータと前記水圧計仕様データに基づいて、前記管網への前記水圧計の配置位置と当該配置位置に対応するエリアの配置からなる、エリア構成を複数算出する第１の処理、
   前記第１の処理で算出された複数のエリア構成ごとに、配置評価値を算出する第２の処理、
   前記配置評価値に基づいて、前記第１の処理で算出された複数のエリア構成から、水圧計数ごとに、提示対象となる候補を抽出する第３の処理、を行なう、
   水圧計配置支援方法。
2. 前記第３の処理で抽出された提示対象となる候補に対応する、水圧計数と目標精度をユーザに提示する第４の処理、を行なう、
   請求項１記載の水圧計配置支援方法。
3. 前記第４の処理の提示に対してユーザが選択した水圧計数または目標精度に対応する、エリア構成をユーザに提示する第５の処理、を行なう、
   請求項２記載の水圧計配置支援方法。
4. 前記配置評価値は、前記エリアが前記管網をカバーする度合いである管網カバー度と、前記エリアが互いに重なる度合いであるエリアの重なり度の、２つの指標を用いて算出される、
   請求項１記載の水圧計配置支援方法。
5. 前記第３の処理では、
   水圧計数ごとに、前記配置評価値が最大のエリア構成を候補として抽出する、
   請求項１記載の水圧計配置支援方法。
6. 前記第１の処理では、
   前記管網モデルデータに基づいて、管網内の所定の漏水位置で前記目標精度に対応する漏水が発生した際の、管網内の水圧変化をシミュレートし、前記漏水位置と管網内の水圧変化量の関係データを求める水圧変化量計算処理と、
   前記水圧計仕様データと前記関係データに基づいて、前記管網への前記水圧計の配置位置ごとに、当該配置位置に対応するエリアの配置を算出するエリア計算処理と、を行なう、
   請求項１記載の水圧計配置支援方法。
7. 前記配置評価値を目的関数f(x,m)で表したとき、
   f(x,m)={(Coverage(x,m) - Overlap(x,m))/AllNodes(m)}・ E(x,m)
   ここで、
   x: 水圧計の配置位置の組み合わせ
   m: 管網モデルデータに基づく管網モデル
   Coverage: エリアの管網カバー度
   Overlap: エリアの重なり度
   AllNodes: 対象とする管網モデルの節点総数
   E:評価関数
   として表現可能である、
   請求項１記載の水圧計配置支援方法。
8. 前記エリアの管網カバー度は、何れかのエリアに属している管網モデルの節点の数であり、
   前記エリアの重なり度は、複数のエリアに属している管網モデルの節点で、かつ、その節点で発生した漏水による複数の水圧計配置位置での水圧変化量の差が所定閾値以下となる節点の総数である、
   請求項７記載の水圧計配置支援方法。
9. 前記評価関数は、
   E(x,m)=1
   である、
   請求項７記載の水圧計配置支援方法。
10. 前記評価関数は、
    E(x,m)=w・(1/area_size_variance(x,m)）
    であり、
    area_size_varianceは各エリアの大きさの分散、wは重み係数である、
    請求項７記載の水圧計配置支援方法。
11. 前記評価関数は、
    E(x)=w・leak_risk_variance(x,m)
    であり、
    Leak_risk_varianceは各エリアの漏水リスクの分散、wは重み係数である、
    請求項７記載の水圧計配置支援方法。
12. 前記漏水リスクは、
    管網モデルの管路の埋設年数および材質の少なくとも一つを格納した管路アセットデータベースのデータから計算されるか、
    あるいは、予め管網モデルの各節点における将来の漏水リスクを数値化して格納した漏水リスクデータから取得される、
    請求項１１記載の水圧計配置支援方法。
13. 管網を模擬した管網モデルデータを格納する管網モデルデータベースと、
    水圧計の仕様を含む水圧計仕様データを格納する水圧計仕様データベースと、
    水圧計配置指標調整・計算部と、
    入力装置と、
    出力装置と、
    を備え、
    前記水圧計配置指標調整・計算部は、
    水圧計数と目標精度の組み合わせからなる複数の条件ごとに、前記管網モデルデータと前記水圧計仕様データに基づいて、前記管網への前記水圧計の配置位置と当該配置位置に対応するエリアの配置からなる、エリア構成を複数算出し、
    算出された複数のエリア構成ごとに、配置評価値を算出し、
    前記配置評価値に基づいて、算出された複数のエリア構成から、水圧計数ごとに、提示対象となる候補を抽出する、
    水圧計配置支援システム。
14. さらに、結果集計・画面出力部を備え、
    前記水圧計配置指標調整・計算部は、
    前記水圧計数ごとに、前記提示対象となる候補であるエリア構成に目標精度と配置評価を対応づけた提示データを前記結果集計・画面出力部に送り、
    前記結果集計・画面出力部は、
    前記提示データを元に表示画面を前記出力装置に表示する、
    請求項１３記載の水圧計配置支援システム。
15. 前記配置評価値は、前記エリアが前記管網をカバーする度合いである管網カバー度と、前記エリアが互いに重なる度合いであるエリアの重なり度の、２つの指標を用いて算出され、
    前記配置評価値に基づく抽出においては、
    前記エリアが前記管網をカバーする度合いである管網カバー度が大きいものが小さいものより抽出されやすく、かつ、
    前記エリアが互いに重なる度合いであるエリアの重なり度が小さいものが大きいものより抽出されやすい、
    請求項１３記載の水圧計配置支援システム。

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