(57)【要約】【課題】分流式の管渠における不明水の流入位置の推定をより精度高く行うこと。【解決手段】管渠の送水系統における不明水の仮定流入位置を設定し、仮定流入位置において不明水が流入していると仮定した場合の、不明水が流入してから所定の時間が経過した後の、送水系統の終端地点における流量を算出し、不明水が流入してから所定の時間が経過した後の、送水系統の終端地点において実際に測定された流量実測値と、算出された流量との差が、予め設定された閾値よりも大きい場合に、処理を繰り返し実行すると判定し、仮定流入位置を新たな仮定流入位置として置き換えて設定し、新たに設定された仮定流入位置に基づいて流量を算出し、閾値が小さい場合に、繰り返し処理を終了すると判定し、この時点で設定されている仮定流入位置を推定位置とする。【選択図】図１
2010048055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管渠の送水系統における不明水の仮定流入位置を設定する仮定流入位置設定部と、
前記仮定流入位置において不明水が流入していると仮定した場合の、前記不明水が流入してから所定の時間が経過した後の、前記送水系統の終端地点における流量を算出する流量算出部と、
前記不明水が流入してから前記所定の時間が経過した後の、前記送水系統の終端地点において実際に測定された流量実測値と、算出された前記流量との差が、予め設定された閾値よりも大きい場合に、前記仮定流入位置設定部及び前記流量算出部に処理を繰り返させると判定し、前記閾値が小さい場合に、前記仮定流入位置設定部及び前記流量算出部の繰り返し処理を終了すると判定し、この時点で設定されている仮定流入位置を推定位置とする終了判定部と、を備え、
前記仮定流入位置設定部は、前記終了判定部が処理の繰り返しを判定した場合、前記仮定流入位置を新たな仮定流入位置として置き換えて設定し、
前記流量算出部は、前記終了判定部が処理の繰り返しを判定した場合、新たに設定された仮定流入位置に基づいて前記流量を算出する、流入位置推定装置。
【請求項２】
前記仮定流入位置設定部は、処理を繰り返す際に、前記算出された流量よりも前記流量実測値の方が大きい場合には、直前の処理で設定されていた仮定流入位置よりも下流側の地点を新たな仮定流入位置として置き換えて設定し、前記算出された流量よりも前記流量実測値の方が小さい場合には、直前の処理で設定されていた仮定流入位置よりも上流側の地点を新たな仮定流入位置として置き換えて設定する、
請求項１に記載の流入位置推定装置。
【請求項３】
前記仮定流入位置設定部は、まず、前記送水系統における主管の始端を始点とし、前記主管の終端を終点とし、前記始点と前記終点との中間点を前記仮定流入位置として設定し、処理を繰り返す際に、前記算出された流量よりも前記流量実測値の方が大きい場合には、直前の処理で設定されていた仮定流入位置を前記始点とし前記終点はそのままで前記始点と前記終点との中間点を新たな前記仮定流入位置として置き換えて設定し、前記算出された流量よりも前記流量実測値の方が小さい場合には、直前の処理で設定されていた仮定流入位置を前記終点とし前記始点はそのままで前記始点と前記終点との中間点を新たな仮定流入位置として置き換えて設定する、請求項２に記載の流入位置推定装置。
【請求項４】
前記仮定流入位置設定部は、処理を繰り返す際に、前記下流側に合流位置が存在する当該他の管の始端を始点とし、前記合流位置を終点とし、前記始点と前記終点との中間点を新たな前記仮定流入位置として設定する、
請求項３に記載の流入位置推定装置。
【請求項５】
流入位置推定装置が、管渠の送水系統における不明水の仮定流入位置を設定する仮定流入位置設定ステップと、
前記流入位置推定装置が、前記仮定流入位置において不明水が流入していると仮定した場合の、前記不明水が流入してから所定の時間が経過した後の、前記送水系統の終端地点における流量を算出する流量算出ステップと、
前記流入位置推定装置が、前記不明水が流入してから前記所定の時間が経過した後の、前記送水系統の終端地点において実際に測定された流量実測値と、算出された前記流量との差が、予め設定された閾値よりも大きい場合に、前記仮定流入位置設定ステップ及び前記流量算出ステップの処理を繰り返し実行すると判定し、前記閾値が小さい場合に、前記仮定流入位置設定ステップ及び前記流量算出ステップの繰り返し処理を終了すると判定し、この時点で設定されている仮定流入位置を推定位置とする終了判定ステップと、を有し、
前記流入位置推定装置は、前記終了判定ステップにおいて処理の繰り返しを判定した場合、前記仮定流入位置設定ステップにおいて、前記仮定流入位置を新たな仮定流入位置として置き換えて設定し、
前記流入位置推定装置は、前記終了判定ステップにおいて処理の繰り返しを判定した場合、前記流量算出ステップにおいて、新たに設定された仮定流入位置に基づいて前記流量を算出する、
流入位置推定方法。
【請求項６】
管渠の送水系統における不明水の仮定流入位置を設定する仮定流入位置設定ステップと、
前記仮定流入位置において不明水が流入していると仮定した場合の、前記不明水が流入してから所定の時間が経過した後の、前記送水系統の終端地点における流量を算出する流量算出ステップと、
前記不明水が流入してから前記所定の時間が経過した後の、前記送水系統の終端地点において実際に測定された流量実測値と、算出された前記流量との差が、予め設定された閾値よりも大きい場合に、前記仮定流入位置設定ステップ及び前記流量算出ステップの処理を繰り返し実行すると判定し、前記閾値が小さい場合に、前記仮定流入位置設定ステップ及び前記流量算出ステップの繰り返し処理を終了すると判定し、この時点で設定されている仮定流入位置を推定位置とする終了判定ステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラムであり、
前記終了判定ステップにおいて処理の繰り返しを判定した場合、前記仮定流入位置設定ステップにおいて、前記仮定流入位置を新たな仮定流入位置として置き換えて設定し、
前記終了判定ステップにおいて処理の繰り返しを判定した場合、前記流量算出ステップにおいて、新たに設定された仮定流入位置に基づいて前記流量を算出する、
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分流式の管渠における不明水の流入位置を推定する推定装置、推定方法、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生活排水等の汚水と道路や敷地内に降った雨水とを、それぞれ異なる管渠で流す分流式下水道が実現されている。分流式下水道では、汚水用の管渠と雨水用の管渠とがそれぞれ独立して構成されているが、管渠の老朽化に伴い損傷箇所が生じてしまうと、雨水や地下水（以下、これらを合わせて「不明水」という）が汚水用管渠に流入してしまうことがある。
【０００３】
このような不明水は、下水処理場における運用コストの上昇や、浄化能力の低下や、管渠内に石灰成分が付着することによる下水流下能力の低下などの悪影響を招く。そのため、下水処理場における流入水の増加などのように不明水が流入している可能性を示す現象が確認された場合には、不明水による悪影響を避けるために、不明水の流入位置を特定し修復などの処置を行う必要がある。
【０００４】
しかしながら、従来は、不明水の流入位置を特定するためには、広域基礎調査及び詳細調査を行う必要があり、多額の費用、多くの人的資源、多くの調査時間を必要としていた。そのため、不明水の流入位置の絞込みを簡易に行うための技術に対する要求が高まっている。
【０００５】
このような要求に対し、推定対象となる各地区における雨量の時系列変化を示す雨量データと、これらの地区よりも下流に位置する基点における不明水量の時系列変化を示す不明水量データと、に基づいて、各地区における雨量データと不明水量との間の相関値を算出し、この相関値を各地区における不明水発生分布として出力する技術が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−２３７６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の技術では、不明水の流入位置が地区単位で推定されていたため、多くの管渠が密集しているような地区が推定結果として得られた場合には、その後に実際に不明水の流入が生じている管渠の具体的な箇所を特定する処理（詳細調査）に多くの時間や費用を要してしまうという問題があった。
【０００７】
そこで上記事情に鑑み、本発明は、分流式の管渠における不明水の流入位置の推定をより精度高く行うことを可能とする流入位置推定装置、流入位置推定方法、プログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
［１］上記の課題を解決するため、本発明の一態様による流入位置推定装置は、管渠の送水系統における不明水の仮定流入位置を設定する仮定流入位置設定部と、前記仮定流入位置において不明水が流入していると仮定した場合の、前記不明水が流入してから所定の時間が経過した後の、前記送水系統の終端地点における流量を算出する流量算出部と、前記不明水が流入してから前記所定の時間が経過した後の、前記送水系統の終端地点において実際に測定された流量実測値と、算出された前記流量との差が、予め設定された閾値よりも大きい場合に、前記仮定流入位置設定部及び前記流量算出部に処理を繰り返させると判定し、前記閾値が小さい場合に、前記仮定流入位置設定部及び前記流量算出部の繰り返し処理を終了すると判定し、この時点で設定されている仮定流入位置を推定位置とする終了判定部と、を備え、前記仮定流入位置設定部は、前記終了判定部が処理の繰り返しを判定した場合、前記仮定流入位置を新たな仮定流入位置として置き換えて設定し、前記流量算出部は、前記終了判定部が処理の繰り返しを判定した場合、新たに設定された仮定流入位置に基づいて前記流量を算出する。
【０００９】
［２］また、本発明の一態様による流入位置推定装置における前記仮定流入位置設定部は、処理を繰り返す際に、前記算出された流量よりも前記流量実測値の方が大きい場合には、直前の処理で設定されていた仮定流入位置よりも下流側の地点を新たな仮定流入位置として置き換えて設定し、前記算出された流量よりも前記流量実測値の方が小さい場合には、直前の処理で設定されていた仮定流入位置よりも上流側の地点を新たな仮定流入位置として置き換えて設定するように構成されても良い。
【００１０】
［３］また、本発明の一態様による流入位置推定装置における前記仮定流入位置設定部は、まず、前記送水系統における主管の始端を始点とし、前記主管の終端を終点とし、前記始点と前記終点との中間点を前記仮定流入位置として設定し、処理を繰り返す際に、前記算出された流量よりも前記流量実測値の方が大きい場合には、直前の処理で設定されていた仮定流入位置を前記始点とし前記終点はそのままで前記始点と前記終点との中間点を新たな前記仮定流入位置として置き換えて設定し、前記算出された流量よりも前記流量実測値の方が小さい場合には、直前の処理で設定されていた仮定流入位置を前記終点とし前記始点はそのままで前記始点と前記終点との中間点を新たな仮定流入位置として置き換えて設定する、ように構成されても良い。
【００１１】
［４］また、本発明の一態様による流入位置推定装置における前記仮定流入位置設定部は、処理を繰り返す際に、前記下流側に合流位置が存在する当該他の管の始端を始点とし、前記合流位置を終点とし、前記始点と前記終点との中間点を新たな前記仮定流入位置として設定する、ように構成されても良い。
【００１２】
また、本発明の一態様は、上述した流入位置推定装置が行う流入位置推定方法として特定されても良い。また、本発明の一態様は、コンピュータに対し上記流入位置推定方法を実行させるためのコンピュータプログラムとして特定されても良い。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、分流式の管渠における不明水の流入位置の推定をより精度高く行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、流入位置推定装置１の機能構成を表す機能ブロック図である。図示するように、流入位置推定装置１は、送水系統データ記憶部１１、仮定流入位置設定部１２、初期値記憶部１３、流量算出部１４、終了判定部１５を備える。
【００１５】
送水系統データ記憶部１１は、不明水の流入位置の推定対象となる管渠のネットワーク（送水系統）に関するデータ（送水系統データ）を記憶する。送水系統データは、例えば、管渠の長さ、管渠の管径、管渠の勾配、主管と副管との合流位置に関する情報を含む。
【００１６】
仮定流入位置設定部１２は、送水系統データに基づいて、不明水が流入していると仮定される位置（仮定流入位置）を送水系統上に設定する。また、仮定流入位置設定部１２は、新たに仮定流入位置を設定すべき管渠がない場合には、流入位置推定装置１全体における処理を終了する。
【００１７】
初期値記憶部１３は、流量算出部１４における計算で用いられる種々の初期値を記憶する。
流量算出部１４は、仮定流入位置設定部１２によって設定された仮定流入位置で不明水が流入していると仮定した場合の、不明水が流入してから所定の時間が経過した後の送水系統の終端地点における流量を算出する。送水系統の終端とは、例えばポンプ場や下水処理場である。
【００１８】
終了判定部１５は、流量算出部１４における算出結果と、外部から入力される流量実測値とに基づいて、現在処理中の管渠についての処理を終了するか否か判定する。流量実測値とは、不明水が流入してから所定の時間が経過した後の送水系統の終端地点における流量の実測値である。終了判定部１５が処理を終了しないと判定した場合には、この管渠について仮定流入位置設定部１２が新たな仮定流入位置を設定し、この仮定流入位置に基づいて流量算出部１４が流量を算出する。一方、終了判定部１５は、処理を終了すると判定した場合には、現在の仮定流入位置を流入位置推定結果に追加する。
【００１９】
次に、流量算出部１４の処理について説明する。管渠内が水に満たされていない開水路である場合、管渠内の水の流れを密度が一定の一次元流と仮定すると流体の質量保存式は式１のように表される。
【００２０】
【数１】
2010048055.tif 000003
【００２１】
式１において、ｘは処理の対象となっている管渠の始端からの距離、Ａは流水断面積、Ｖは平均流速、ｑは外部から管渠内への単位体積当たりの流入率を表す。具体的には、不明水の流入発生時（例えば雨天時）の終端位置における流入流量から、不明水の流入が発生していない時（例えば晴天時）の終端位置における流入流量を差し引き、単位体積当たりの流入率に変換することによってｑの値を得る。なお、不明水の流入が発生していない時の流入流量は日によってパターンが異なるため、この値は一般化して用いられても良い。例えば、同じ曜日毎の流入流量を複数用いて平均値を算出することによって、曜日毎に一般化させても良い。また、同様に平均値を算出することによって、月や季節毎に一般化させても良い。
【００２２】
次に、管渠内の水の流れを密度が一定の一次元流と仮定すると、流体の運動量保存式は式２のように表される。
【００２３】
【数２】
2010048055.tif 000004
【００２４】
式２において、ｇは重力加速度、ｆ’は摩擦抵抗係数、ｈは管渠の底から水面までの高さ、Ｒは径深を表す。径深とは、流水断面積を潤辺長という水に接している底面の長さで割った値である。式１及び式２の偏微分方程式を、特性曲線法によって常微分方程式に変換することによって、Ｃ＋の場合の基礎方程式（式３及び式４）と、Ｃ−の場合の基礎方程式（式５及び式６）を得ることができる。
【００２５】
【数３】
2010048055.tif 000005
【００２６】
【数４】
2010048055.tif 000006
【００２７】
【数５】
2010048055.tif 000007
【００２８】
【数６】
2010048055.tif 000008
【００２９】
式３〜式６において、ｙは水深、Ｓは勾配、ｃは重力波の伝播速度、Ａｙは流水断面積を水深で偏微分したものを表す。基礎方程式の式３〜式６を差分法で離散化することによって、式７〜式１０を得ることができる。
【００３０】
【数７】
2010048055.tif 000009
【００３１】
【数８】
2010048055.tif 000010
【００３２】
【数９】
2010048055.tif 000011
【００３３】
【数１０】
2010048055.tif 000012
【００３４】
式７におけるＶｉ及びｙｉが、それぞれΔｔ秒後のｉ地点における平均流速Ｖ及び水深ｙを表す。このとき、式７〜式１０におけるＶＲｉ、ＶＳｉ、ｙＲｉ、ｙＳｉの各値は、規定時間間隔法によって算出することができる。図２は、規定時間間隔法の概念を表す概念図である。規定時間間隔法により、上述した各値は、以下の式１１〜式１４のように表すことができる。
【００３５】
【数１１】
2010048055.tif 000013
【００３６】
【数１２】
2010048055.tif 000014
【００３７】
【数１３】
2010048055.tif 000015
【００３８】
【数１４】
2010048055.tif 000016
【００３９】
なお、数１１〜数１４において、ｔ０のときのＶｉ、Ｖｉ、ｙｉ、ｙｉの各値が必要となるが、これらの値は初期値として初期値記憶部１３が予め記憶している。これらの値は、不明水が流入していない自然流下の状態で実測された管渠の流量データに基づいて算出された値である。各値は、以下の式１５〜式１９をＶ及びｙについて解くことにより予め算出され、初期値記憶部１３によって記憶されている。また、その他の各パラメータの値も、初期値記憶部１３が予め記憶している。
【００４０】
【数１５】
2010048055.tif 000017
【００４１】
【数１６】
2010048055.tif 000018
【００４２】
【数１７】
2010048055.tif 000019
【００４３】
【数１８】
2010048055.tif 000020
【００４４】
【数１９】
2010048055.tif 000021
【００４５】
式１５〜式１９において、Ｑは流量、Ａは流水断面積、Ｖは流速、ｙは水深、ｄは管の半径、ｎはマニングの粗度係数、Ｒは径深で流水断面積を潤辺長（横断面内で水が壁面と接触する長さ）で割った値、Ｉは動水勾配を表す。また、ψは、管の断面における円の中心から水面と管の壁面との接点へ伸ばした線分と、円の中心を通り水面に垂直な線分との角度を表す。図３は、管の断面図であり、ｄ、ψ、Ａ、ｙの値を表す図である。図３（Ａ）はｙがｄ以下の場合を表し、図３（Ｂ）はｙがｄより大きい場合を表す。
【００４６】
式７〜式１４を用いた処理を繰り返すことによって、ｔ０の時点から流入時間が経過した時点の各地点における流量を算出することができる。したがって、流量算出部１４は、式７〜式１４を用いた処理を繰り返し実行することにより、ｔ０の時点から流入時間が経過した時点の終端における流量を算出する。
【００４７】
図４は、送水系統の概略を表す概略図である。図４では、ポンプ場が終端となっており、ポンプ場から左方向に伸びる帯が主管を表し、主管を表す帯の下に表示される目盛りが主管の始端（左端）からの距離を表す。また、主管の始端から１０００ｍの地点から上方向に伸びる帯が副管を表し、副管を表す帯の左に表示される目盛りが副管の始端（上端）からの距離を表す。また、副管の始端から１７０ｍの地点から左方向に伸びる帯が、副管を主管としたときの副管（以下、「副副管」という）を表し、副副管を表す帯の上に表示される目盛りが副副管の始端（左端）からの距離を表す。副副管を流れる水は、その始端から副管へ向けて流れ合流し、副管を流れる水は、その始端から主管へ向けて流れ合流し、主管を流れる水はその始端からポンプ場（終端）へ向けて流れる。
【００４８】
図５は、流入位置推定装置１の動作例を表すフローチャートである。以下、図４及び図５を用いて流入位置推定装置１の動作について説明する。
まず、流入位置推定装置１に流量実測値が入力される（ステップＳ１０１）。この入力は、不図示の入力部によって行われ、使用者によってキーボード等の入力装置が操作されることによって入力されても良いし、ネットワークを介して他の情報処理装置から送信されることによって入力されても良いし、記録媒体に記憶されている値が読み出されることによって入力されても良い。
【００４９】
次に、仮定流入位置設定部１２は、処理対象となる管として主管を選択する（ステップＳ１０２）。そして、仮定流入位置設定部１２は、主管に対し、二分法アルゴリズムを用いて仮定流入位置を設定する（ステップＳ１０３）。具体的には、仮定流入位置設定部１２は、まず処理対象となる管（現時点では主管）の始端を始点とし、処理対象となる管の終端を終点とし、始点と終点との中間点を仮定流入位置として設定する。図４の場合は、主管における７５０ｍの地点が仮定流入位置として最初に設定される。
【００５０】
流量算出部１０４は、現在設定されている仮定流入位置に基づいて、流入開始時点から流入時間経過後の主管の終端位置における流量（以下、「流量推定値」という）を算出する（ステップＳ１０４）。流入開始時点及び流入時間については後述する。
【００５１】
次に、終了判定部１０５は、流量算出部１０４によって算出された流量推定値から流量実測値を減算し、推定実測差を算出する（ステップＳ１０５）。推定実測差が、予め設定された閾値以上の場合（ステップＳ１０６−ＮＯ）、終了判定部１０５は現在処理中の管渠についての処理を終了しないと判定する。
【００５２】
この場合、仮定流入位置設定部１２は、新たに仮定流入位置を設定する。仮定流入位置設定部１２は、直前に設定された仮定流入位置よりも新たな仮定流入位置を上流側と下流側のいずれに設定すべきかについて、流量算出部１４における直前の算出結果に基づいて判断する。具体的には、直前の流量推定値が流量実測値より大きい場合、即ち推定実測差が０以上である場合（ステップＳ１０７−ＮＯ）、仮定流入位置設定部１２は直前に設定された仮定流入位置よりも上流側に新たな仮定流入位置を設定すると判断する。そして、仮定流入位置設定部１２は、始点は直前と同じままで、終点を直前の仮定流入位置とし、始点と終点との中間点を新たな仮定流入位置として設定する（ステップＳ１０８）。図４の場合は、直前の仮定流入位置が７５０ｍであった場合、終点が７５０ｍの地点となり、新たな仮定流入位置は３７５ｍの地点となる。
【００５３】
一方、直前の流量推定値が流量実測値よりも小さい場合、即ち推定実測差が０未満である場合（ステップＳ１０７−ＹＥＳ）、仮定流入位置設定部１２は直前に設定された仮定流入位置よりも下流側に新たな仮定流入位置を設定すると判断する。そして、仮定流入位置設定部１２は、終点は直前と同じままで、始点を直前の仮定流入位置とし、始点と終点との中間点を新たな仮定流入位置として設定する（ステップＳ１０９）。図４の場合は、直前の仮定流入位置が７５０ｍであった場合、始点が７５０ｍ地点となり、新たな仮定流入位置は１１２５ｍ地点となる。
【００５４】
そして、ステップＳ１０８又はステップＳ１０９において新たに設定された仮定流入位置に基づいて、ステップＳ１０４以降の処理が繰り返し実行される。
ステップＳ１０６の処理において、推定実測値が閾値未満である場合（ステップＳ１０６−ＹＥＳ）、終了判定部１５は、現在処理中の管渠についての処理を終了すると判定し、現在の仮定流入位置を推定結果に追加する（ステップＳ１１０）。
【００５５】
次に、仮定流入位置設定部１２は、直前に処理中であった管渠における副管（例えば、直前に処理中であった管渠が副管である場合には、この副管に対し合流する副副管）のうち、その合流位置が直前に設定された仮定流入位置よりも下流側にある副管が存在するか否か判断する（ステップＳ１１１）。このような副管が存在する場合、仮定流入位置設定部１２は、この副管を次に処理を行う管渠として選択し（ステップＳ１０２）、この副管に対し仮定流入位置を設定する（ステップＳ１０３）。このとき、仮定流入位置設定部１２は、最初に主管に対して行った設定処理と同様に、この副管の始端を始点とし、この副管の終端（合流地点）を終点とし、始点と終点との中間点を仮定流入位置として設定する。そして、流入位置推定装置１は、ステップＳ１０４以降の処理を繰り返し実行する。
【００５６】
一方、直前に処理中であった管渠における副管のうち、その合流位置が直前に設定された仮定流入位置よりも下流側にある副管が存在しない場合（ステップＳ１１１−ＹＥＳ）、仮定流入位置設定部１２は仮定流入位置の設定を行わず、終了判定部１５が現時点の推定結果を出力する（ステップＳ１１２）。
【００５７】
図４の場合、直前に処理中であった管渠が主管であり、直前に設定された仮定流入位置が１０００ｍよりも下流側であった場合（１０００ｍ〜１５００ｍの間であった場合）、仮定流入位置設定部１２は副管及び副副管に対する処理を行わない。一方、直前に処理中であった管渠が主管であり、直前に設定された仮定流入位置が１０００ｍよりも上流側であった場合（０ｍ〜１０００ｍの間であった場合）、仮定流入位置設定部１２は副管に対する処理を行う。さらに、直前に処理中であった管渠が副管であり、直前に設定された仮定流入位置が１７０ｍよりも上流側であった場合（０ｍ〜１７０ｍの間であった場合）、仮定流入位置設定部１２は副副管に対する処理を行い、下流側であった場合（１７０ｍ〜７５０ｍの間であった場合）、仮定流入位置設定部１２は副副管に対する処理を行わない。
【００５８】
図６は、流量算出部１４の算出結果を表すグラフである。図６における流量実測値は、大量の不明水が流入し始めた時点（以下、「流入開始時点」という）から所定の時間（以下、「流入時間」という）が経過後の終端地点における流量の実測値である。大量の不明水の流入が始まる時点は、例えば雨量の時系列変化を示す雨量データに基づき、処理対象としている管渠が設置された地域の雨量が閾値を超えた時点として設定することができる。また、流入時間の長さは、大量の不明水が流入し始めた時点から、不明水が終端に到達し終端における流量が増加し始める時点までの時間よりも長く、終端における流量が一定となる時点までの時間よりも短い時間として予め設定される。この流入時間は、流量実測値の時系列データに基づいて、使用者によって適宜決定される。例えば、時刻Ｔ１に閾値以上の降雨量が観測され、終端における流量の実測値が時刻Ｔ２に増加し始め、終端における流量の実測値が時刻Ｔ３に一定になった場合、時刻Ｔ１が流入開始時点となり、（Ｔ２−Ｔ１）から（Ｔ３−Ｔ１）の間の値が流入時間となる。流入時間は、例えば１００秒や、４００秒や１００００秒のように設定される。また、このときの雨量データに基づいて、不明水の流入量が推定され、初期値として予め設定され、初期値記憶部１３が予め記憶している。
【００５９】
図６のグラフは、副管に流入位置が設定された場合の、流入開始時点から上記の流入時間経過後の、主管の各地点における流量の算出結果（推定量）を表すグラフであり、横軸が主管の始端からの距離を表し、縦軸が各地点における流量の算出結果を表し、横軸の最右端は主管の終端を表す。図６の場合、副管に流入位置が設定されているため、副管が主管に合流する１０００ｍの地点で急激に流量が増加する。そして、合流地点から終端にかけて、流量が減少する。そのため、不明水の流入位置が終端に近ければ近いほど、同時点における終端の流量が大きくなる。したがって、流量の算出結果が流量実測値よりも大きい場合は、その時点で設定されている仮定流入位置が実際の流入位置よりも終端に近く（即ち下流側に）設定されている。逆に、流量の算出結果が流量実測値よりも小さい場合は、その時点で設定されている仮定流入位置が実際の流入位置よりも終端から遠く（即ち上流側に）設定されている。そのため、上述したように仮定流入位置設定部１２が動作することにより、徐々に仮定流入位置が実際の流入位置に近い位置に設定される。そして、その差が閾値未満となったときの仮定流入位置が不明水の流入位置として推定されることにより、より精度の高い推定結果を得ることが可能となる。
【００６０】
＜変形例＞
以上説明した流入位置推定装置１では、流入位置の推定結果として管毎に流入位置が推定されるため、複数の流入位置が出力される場合がある。例えば、図２に表される送水系統において、主管と副管との合流地点から主管の上流６００ｍ地点と、同合流地点から副管の上流４００ｍ地点との二地点が推定結果として得られる場合がある。この場合、実際に不明水の流入が発生している地点はこの二箇所のうちいずれか一方であるにもかかわらず、その両方の地点付近において不明水の流入が発生しているか否かの調査を行う必要が生じてしまう。
【００６１】
図７は、流入位置推定装置１の機能構成の変形例を表す機能ブロック図である。上述したような問題に対し、流入位置推定装置１は図７に表されるように、流入位置推定部１６を更に備えるように構成されても良い。
【００６２】
流入位置推定部１６は、複数の推定結果の中から一つの流入位置を推定する。具体的には、流入位置推定部１６は、推定結果に含まれる各流入位置について、流入開始時点から安定時間が経過するまでの主管の終端地点における流量の時間変化（即ち、各時点における流量）を算出する。安定時間とは、流入時間よりも長い時間であり、流入開始時点から主管の終端地点における流量が一定となるまでに要する時間である。安定時間の値は、流量実測値の時系列データに基づいて、使用者によって適宜決定される。例えば、時刻Ｔ１に閾値以上の降雨量が観測され、終端における流量の実測値が時刻Ｔ２に増加し始め、終端における流量の実測値が時刻Ｔ３に一定になった場合、（Ｔ３−Ｔ１）よりも大きな値が安定時間となる。安定時間は、例えば２００秒や、６００秒や１５０００秒のように設定される。
【００６３】
図８は、主管の終端地点における流量の時間変化を表すグラフである。図８の横軸は時間を表し、左端は流入開始時点、右端は安定時間の経過時点を表す。また、図８の縦軸は、各時点での主管の終端地点における流量を表す。図８の実線（符号イ）のグラフは、図２に表される送水系統において、主管と副管との合流地点から主管の上流６００ｍ地点に不明水の流入位置がある場合のグラフである。また、図８の破線（符号ロ）のグラフは、同合流地点から副管の上流４００ｍ地点に不明水の流入位置がある場合のグラフである。なお、図８において破線のグラフは一部分（時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間）にしか現れていないが、ｔ０〜ｔ１の間、及びｔ２〜ｔ３の間は、破線のグラフは実線のグラフに重なって存在する。
【００６４】
符号イ及び符号ロは、時間ｔ２以降は流量の変化が同じである。そのため、ｔ２以降の流量を流量算出部１４が算出している場合には、上述したようにこの二つの地点が推定結果として得られる。しかしながら、図８から明らかなように、符号イのグラフと符号ロのグラフとは、過渡状態（特に時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間の状態）での傾きが相違する。したがって、流入位置推定部１６は、各推定結果の仮定流入位置の過渡状態における傾きのうち、実測値の過渡状態における傾きと最も近い値を有する仮定流入位置を選択し出力することによって、複数の推定結果を一つに絞ることが可能となる。
【００６５】
さらに具体的には、流量位置推定部１６は、主管の終端地点における流量の時間変化の実測値の入力を受ける。また、流量位置推定部１６は、ステップＳ１１１の処理の後に、推定結果に含まれる全ての仮定流入位置について、主管の終端地点における流量の時間変化を算出する。そして、流入位置推定部１６は、推定結果に含まれる全ての仮定流入位置と入力された実測値について、その過渡状態における傾きを算出し、実測値における傾きに最も近い傾きに対応する仮定流入位置を推定結果として選択する。この場合、流入位置推定装置１は、流量位置推定部１６によって選択された仮定流入位置のみを出力しても良いし、流量位置推定部１６によって選択された仮定流入位置を最有力候補として出力し、さらに他の推定結果も他候補として出力しても良い。
【００６６】
上述した実施形態における流入位置推定装置１の機能をコンピュータで実現するようにしても良い。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】流入位置推定装置の機能構成を表す機能ブロック図である。
【図２】規定時間間隔法の概念を表す概念図である。
【図３】管の断面図であり、ｄ、ψ、Ａ、ｙの値を表す図である。
【図４】送水系統の概略を表す概略図である。
【図５】流入位置推定装置の動作例を表すフローチャートである。
【図６】流量算出部の算出結果を表すグラフである。
【図７】流入位置推定装置の機能構成の変形例を表す機能ブロック図である。
【図８】主管の終端地点における流量の時間変化を表すグラフである。
【符号の説明】
【００６８】
１…流入位置推定装置，  １１…送水系統データ記憶部，  １２…仮定流入位置設定部，  １３…初期値記憶部，  １４…流量算出部，  １５…終了判定部，  １６…流入位置推定部
【図１】
2010048055.tif 000022
【図２】
2010048055.tif 000023
【図３】
2010048055.tif 000024
【図４】
2010048055.tif 000025
【図５】
2010048055.tif 000026
【図６】
2010048055.tif 000027
【図７】
2010048055.tif 000028
【図８】
2010048055.tif 000029