(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの供給源ノードと複数のノードとが抵抗を有するパイプによって接続された管網において、
工事箇所などの特異箇所に対応のパイプにバルブ以外のノードで順次接続されているパイプ部分を供給断パイプ域として抽出し、
この供給断パイプ域以外の各パイプについて供給源ノードから各ノードまでの全抵抗が最少となるような経路を求め、これらの経路に選択されたパイプ部分を供給可能パイプ域として抽出するようにした、
ことを特徴とする供給可能域特定方法。
【請求項２】
前記供給断パイプ域を示すフラグと、この供給断パイプ域以外で前記経路に選択されないパイプ部分からなる孤立パイプ域を示すフラグとを区別して用い、孤立パイプ域に属するバルブについては工事中にもそれを閉鎖する必要がないことを表示する、
ことを特徴とする請求項１記載の供給可能域特定方法。
【請求項３】
前記経路を特定するに際し、供給断パイプ域以外の各パイプについて、それの上流側ノードの前記全抵抗に当該パイプの抵抗を加算した値と、それの下流側ノードの前記全抵抗とを比較して当該加算値の方が小さい場合には、当該パイプを当該下流側ノードの上流側パイプとして設定する、
ことを特徴とする請求項１または２記載の供給可能域特定方法。
【請求項４】
請求項１，２または３記載の方法により求められる供給可能域に対する流量計算と、管網全体に対する流量計算とをおこない、
前記パイプごとにこれらの流量計算結果を比較して両者の間に、異常流の発生に相当する程度の流量の大きさの変化や、流れ方向の変化があるかどうかを判断する、
ことを特徴とする異常流パイプ推定方法。
【請求項５】
前記流量計算に際し、
各ノードの上流側パイプに指定されないパイプを、管網をツリー構造にするにあたっての基準パイプとし、
この基準パイプを無視した状態で、各ノードが供給源ノードから何番目の下流側のノードであるかを示すノード順位を各パイプの上流側ノードおよび下流側ノードを基にして求め、
前記基準パイプの端点からこのノード順位を順次下げていくことにより供給源ノードにいたる基準経路を選定し、
この選定された各基準経路からなるツリー構造の流量計算用管網の各パイプの初期流量を設定する、
ことを特徴とする請求項４記載の異常流パイプ推定方法。
【請求項６】
少なくとも１つの供給源ノードと複数のノードとが抵抗を有するパイプによって接続された管網における工事箇所などの特異箇所を指示する入力部と、
パイプ関係データおよびノード関係データを保持したデータファイルと、
入力部およびデータファイルからのデータに基づいて、前記特異箇所に対応のパイプにバルブ以外のノードで順次接続されているパイプ部分を供給断パイプ域として抽出するとともに、この供給断パイプ域以外の各パイプについて供給源ノードから各ノードまでの全抵抗が最少となるような経路を求め、これらの経路に選択されたパイプ部分を供給可能パイプ域として抽出するプロセッサと、
プロセッサの処理結果を表示する表示部と、
を備えたことを特徴とする供給可能域特定装置。
【請求項７】
前記プロセッサは、前記供給断パイプ域を示すフラグと、この供給断パイプ域以外で前記経路に選択されないパイプ部分からなる孤立パイプ域を示すフラグとを区別して用い、孤立パイプ域に属するバルブについては工事中にもそれを閉鎖する必要がない旨の表示を表示部に指示する、
ことを特徴とする請求項６記載の供給可能域特定装置。
【請求項８】
前記プロセッサは、前記経路を特定するに際し、供給断パイプ域以外の各パイプについて、それの上流側ノードの前記全抵抗に当該パイプの抵抗を加算した値と、それの下流側ノードの前記全抵抗とを比較して当該加算値の方が小さい場合には、当該パイプを当該下流側ノードの上流側パイプとして設定する、
ことを特徴とする請求項６または７記載の供給可能域特定装置。
【請求項９】
請求項６，７または８記載の装置で求められる供給可能域に対する流量計算と、管網全体に対する流量計算とをおこない、前記パイプごとにこれらの流量計算結果を比較して両者の間に、異常流の発生に相当する程度の流量の大きさの変化や、流れ方向の変化があるかどうかを判断するプロセッサと、
プロセッサの処理結果を表示する表示部と、
を備えたことを特徴とする異常流パイプ推定装置。
【請求項１０】
前記プロセッサは、流量計算に際し、
各ノードの上流側パイプに指定されないパイプを、管網をツリー構造にするにあたっての基準パイプとし、
この基準パイプを無視した状態で、各ノードが供給源ノードから何番目の下流側のノードであるかを示すノード順位を各パイプの上流側ノードおよび下流側ノードを基にして求め、
前記基準パイプの端点からこのノード順位を順次下げていくことにより供給源ノードにいたる基準経路を選定し、
この選定された各基準経路からなるツリー構造の流量計算用管網の各パイプの初期流量を設定する、
ことを特徴とする請求項９記載の異常流パイプ推定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、供給可能域特定方法および異常流パイプ推定方法ならびにそのための装置に関し、特に少なくとも１つの供給源ノードと複数のノードとが抵抗を有するパイプによって接続された管網において供給源ノードから各ノードにいたる経路の全抵抗に基づいて孤立パイプ域を抽出するようにしたものである。
【０００２】
また、供給可能域に対する流量計算と、管網全体に対する流量計算とをおこない、パイプごとにこれらの流量計算結果を比較して両者の間に所定の変化がある場合にはそのパイプで濁水などの異常流が発生しているものと判断している。
【０００３】
【従来の技術】
近年、水道、ガス、出来などの各種の供給系統は複雑で広範囲なシステムとなっており、事故や工事などによる断水などの供給断となる箇所が発生するとその影響も大きく、またどの程度まで影響が及ぶかといったことの把握が困難になっている。
【０００４】
従来、コンピュータにより給水系統に関する配水設備データベースを用いて断水区域や給水可能区域を抽出する方式としては、例えば本件出願人などが提案した「断水区域抽出方式（特開平６−108500号公報参照）」がある。
【０００５】
ここでは、アプリケーションが配水設備データベースを参照して走行することにより、先ず断水箇所に対応の配水管を特定し、続いてこれに順に接続される各方面の配水管の内で最初のバルブに出会うまでの配水管経路部分を各配水管とその端点との関係を示す配水設備データに基づいて求め、これを断水区域としている。
【０００６】
また、この断水区域を特定した後で、仮給水源から各方面に延びる配水管経路を配水設備データに基づいて求めていき、そのときの新たな配水管が「断水区域の配水管」となるまでの配水管経路部分をそれぞれ給水可能区域としている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の、例えば水道における断水区域・給水可能区域の抽出方式では、ある箇所で工事を行うときの断水区域および孤立区域ならびに給水可能区域が配水設備データを用いたコンピュータ処理により自動的に特定され、給水系統の管理者や保守担当者にとって使い勝手の良いシステム構成となっている。
【０００８】
しかしながら、ここで開示されるのは給水不能区域・給水可能区域の抽出のみを対象にしたものであって、例えば給水可能区域の各配水管の流量計算との関連性や、さらには工事中の給水可能区域における各配水管の流れが濁水状態となっているかどうかまでを考慮したものとはなっていない。
【０００９】
そこで、本発明では、供給可能区域抽出に際しては、供給系統を構成している各パイプの流量計算などのためにもともとデータ化されているパイプ抵抗を用い、また工事中の供給可能区域に対する流量計算と工事前の供給系統全体に対する流量計算をおこなってパイプごとの両者の計算結果の変化状況からパイプ単位での濁水などの異常流発生を推定することにより、より効率的でより利便性の高い供給可能区域抽出システムを提供することを目的とする。
【００１０】
なお、本発明は、水道、ガス、電気などの各種の供給系統に適用できるものであるが、以下の記載では、説明の便宜上、給水系統を前提にして進めていく。
また、本明細書で用いる「パイプ」は電力供給線を含み、「バルブ」は電力遮断器を含む概念である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
図１は、本発明の原理説明図である。
図において、
１は、プロセッサであり、システム利用者が指示した工事箇所などに対応のパイプを特定し、この工事パイプに起因する給水不能域（断水パイプ域および孤立パイプ域）や給水可能パイプ域をパイプ関係データ、ノード関係データやパイプ抵抗に基づいて求め、また給水可能パイプ域の各パイプに濁水が発生していないかどうかを推定している。
２は、入力部であり、給水管網を記した図面上で工事箇所などの特異箇所を指示してプロセッサ１に工事箇所などの位置データを送るためのもので、デジタイザやタブレットなどが用いられる。
３は、データファイルであり、パイプ関係データやノード関係データを保持している（図４および図５参照）。
４は、表示部であり、プロセッサ１の処理結果に基づいて断水パイプ域、孤立パイプ域や給水可能パイプ域、さらには濁水が予測されるパイプ部分を表示している。
【００１２】
図２は、本発明を説明する上での管網を示す説明図であり、管網自体は、
・〔１〕から〔17〕までの番号（ＮＮ）を持つノード
・〔１〕から〔20〕までの番号（ＰＮ）を持つパイプ
で構成され、ノード〔１〕および〔４〕は給水源ノード、ノード〔11〕、〔12〕、〔14〕、〔15〕および〔16〕はバルブである。
【００１３】
すなわち、ここでは「バルブ」を含む概念として「ノード」を用いている。
そして、各パイプのパイプ抵抗が与えられており、例えば、
・パイプ〔１〕はパイプ抵抗「10」
・パイプ〔15〕はパイプ抵抗「３」
であり、パイプ〔15〕の部分で工事が行われることを示している。
【００１４】
プロセッサ１の処理手順は次のようになっている。
▲１▼特異パイプ（工事パイプ〔15〕など）を特定する。
▲２▼この工事パイプ〔15〕に、バルブ以外のノードを介して順次接続されているパイプ部分を断水パイプ域として抽出する（抽出手順自体は図３参照）。
▲３▼断水パイプ域以外の部分について、各パイプの上流側ノードおよび下流側ノードと、各ノードの上流側パイプとを、給水源ノードから各ノードまでの全抵抗を計算してそれが最小となるような態様で決定する。
▲４▼決定結果に基づいて孤立パイプ域を抽出する。
▲５▼給水可能パイプ域についての流量計算と、図面上の管網全体についての流量計算とを実行する。
▲６▼両者の計算結果に基づいて給水可能パイプ域中の濁水パイプを推定する。
【００１５】
ここで、ステップ▲３▼および▲４▼は、実質的には、「断水パイプ域以外の各パイプについて給水源ノードから各ノードまでの全抵抗が最少となるような経路を求め、この経路に特定されたパイプ部分を給水可能パイプ域として抽出する」ことであり、その抽出手順自体と図６で示される。
【００１６】
また、ステップ▲６▼で濁水パイプを推定するときの判断基準は、「パイプごとにこれらの流量計算結果を比較して両者の間に所定の変化がある場合にはそのパイプで濁水が発生している」である。
【００１７】
この所定の変化とは、
・流量の大きさの比が例えば「２」を越えていること、
・流れの方向が反転したこと、
などである。
【００１８】
表示部４での表示態様としては、給水可能パイプ域、断水パイプ域および孤立パイプ域を色や線種などで識別する任意のものが用いられ、またプロセッサ１において、断水パイプ域を示すフラグと孤立パイプ域を示すフラグとを区別して用いることにより、孤立パイプ域に属するバルブについては工事中にもそれを閉鎖する必要がないことを表示するようにもしている。
【００１９】
本発明の、供給可能域特定方法としての基本的構成は、
「少なくとも１つの供給源ノードと複数のノードとが抵抗を有するパイプによって接続された管網において、工事箇所などの特異箇所に対応のパイプにバルブ以外のノードで順次接続されているパイプ部分を供給断パイプ域として抽出し、この供給断パイプ域以外の各パイプについて供給源ノードから各ノードまでの全抵抗が最少となるような経路を求め、これらの経路に選択されたパイプ部分を供給可能パイプ域として抽出するようにしたこと」
である。
【００２０】
本発明の、供給可能域特定装置としての基本的構成は、
「少なくとも１つの供給源ノードと複数のノードとが抵抗を有するパイプによって接続された管網における工事箇所などの特異箇所を指示する入力部と、パイプ関係データおよびノード関係データを保持したデータファイルと、入力部およびデータファイルからのデータに基づいて、前記特異箇所に対応のパイプにバルブ以外のノードで順次接続されているパイプ部分を供給断パイプ域として抽出するとともに、この供給断パイプ域以外の各パイプについて供給源ノードから各ノードまでの全抵抗が最少となるような経路を求め、この経路に特定されたパイプ部分を供給可能パイプ域として抽出するプロセッサと、プロセッサの処理結果を表示する表示部と、を備えたこと」
である。
【００２１】
本発明の、異常流パイプ推定方法の基本的構成は、
「前記供給可能域特定方法により求められる供給可能域に対する流量計算と、管網全体に対する流量計算とをおこない、前記パイプごとにこれらの流量計算結果を比較して両者の間に、異常流の発生に相当する程度の流量の大きさの変化や、流れ方向の変化があるかどうかを判断すること」
である。
【００２２】
本発明の、異常流パイプ推定装置の基本的構成は、
「前記供給可能域特定装置で求められる供給可能域に対する流量計算と、管網全体に対する流量計算とをおこない、前記パイプごとにこれらの流量計算結果を比較して両者の間に、異常流の発生に相当する程度の流量の大きさの変化や、流れ方向の変化があるかどうかを判断するプロセッサと、プロセッサの処理結果を表示する表示部と、を備えたこと」
である。
【００２３】
【作用】
本発明は、このように、各パイプの流量計算などに用いられるパイプ抵抗を利用するかたちで給水可能パイプ域／孤立パイプ域を求め、さらには給水可能パイプ域に対する流量計算と工事開始前の管網全体に対する流量計算とを給水可能パイプ域のパイプごとに比較して例えば流量の大きさの比が「２」をこえる程度に変化したパイプについては濁水が発生している推定するものである。
【００２４】
この濁水の発生は流量の急激な変化や流れ方向の反転などによって、それまでの使用によりパイプ内周面に付着していたものが剥がされて流れの中に入り込むためである。
【００２５】
【実施例】
図３〜図13を参照して本発明の実施例を説明する。
図３は、工事箇所の影響を受ける断水パイプ域を抽出するときの処理手順を示す説明図であり、その内容は次のようになっている。
(1) 以下の初期設定をして、次のステップに進む。
・パイプ〔15〕の断水パイプフラグＰＦを「１」
・ノード〔11〕、〔12〕、〔14〕、〔15〕および〔16〕の各バルブ確認フラグＶＦを「１」
・収束フラグＳを「１」
・パイプ総数ＰＰを「２０」
・その他の変数を「０」
(2) 収束フラグＳが「０」であるかどうかを判断し、「YES」の場合は一連の処理を終了し、「NO」の場合は次のステップに進む。
(3) 以下の設定をして、次のステップに進む。
・パイプ番号ＰＮを「１」
・収束フラグＳを「１」
(4) 「ＰＮ＞ＰＰ（＝２０）」であるかどうかを判断し、「YES」の場合はステップ(2) に戻り、「NO」の場合は次のステップに進む。
(5) パイプ番号ＰＮを持つパイプの断水パイプフラグＰＦに「１」がたっているかどうかを判断し、「YES」の場合は次のステップに進み、「NO」の場合はステップ(11)に進む。
(6) パイプ番号ＰＮを持つパイプの上流側ノード番号ＵＮＮと下流側ノード番号ＤＮＮをパイプ関係データから求めて、次のステップに進む。
(7) 以下の設定をして、次のステップに進む。
・この上流側ノードの閉ノードフラグＮＦを初期値「０」から「１」に変更
・この下流側ノードの閉ノードフラグＮＦを初期値「０」から「１」に変更
・収束フラグＳに「１」
(8) この上流側ノードのバルブ認識フラグＶＦ／この下流側ノードのバルブ認識フラグＶＦに「０」がたっているかどうかを判断し、「YES」の場合は次のステップに進み、「NO」の場合はステップ(11)に進む。
(9) 該当ノードを端点とするパイプの中に断水パイプフラグＰＦが初期値「０」のままのものがあるかどうかを判断し、「YES 」の場合は次のステップに進み、「NO」の場合はステップ(11)に進む。
(10)以下の設定をして、次のステップに進む。
・該当パイプの断水パイプフラグＰＦに「１」
・収束フラグＳに「１」
(11)パイプ番号ＰＮを「１」だけインクリメントして、ステップ(4) に戻る。
【００２６】
なお、ステップ(7) および(10)において収束フラグＳに「１」が設定されるのはそれぞれ閉ノードフラグＮＦおよび断水パイプフラグＰＦが初期値「０」から「１」に新たに変更された場合のみである。
【００２７】
図４は、断水パイプ域抽出の際のパイプ関係デ−タを示す説明図であり、パイプ番号ＰＮ〔１〕〜〔20〕のそれぞれに対し、
・パイプ抵抗（Ｒ）
・上流側ノード番号（ＵＮＲ）
・下流側ノード番号（ＤＮＲ）
・断水パイプフラグ（ＰＦ）
が設定されている。
【００２８】
なお、当該抽出処理の開始時点でのノード番号の上流側と下流側との区別は任意に設定された仮のものであり、両者の関係が間違って設定されたパイプについては図６の処理により正しい上流側と下流側とに修正される。
【００２９】
断水パイプフラグＰＦの初期値は、
・工事パイプ〔15〕が「１」
・その外のパイプが「０」
にそれぞれ設定され、その後の抽出処理でパイプ〔14〕、〔16〕および〔17〕が初期値の「０」から「１」に変更される。
【００３０】
図５は、断水パイプ域抽出の際のノード関係デ−タを示す説明図であり、ノード番号ＮＮ〔１〕〜〔17〕のそれぞれに対し、
・上流側パイプ番号（ＵＰＮ）
・上流側の全抵抗（ＳＲ）
・バルブ認識フラグ（ＶＦ）
・閉ノードフラグ（ＮＦ）
が設定されている。
【００３１】
なお、当該抽出処理の開始時点での各ノードの上流側パイプ番号と上流側の全抵抗はともに「有意のデ−タ」ではなく、図６の処理によって正しいデ−タが設定されることになる。
【００３２】
バルブ認識フラグＶＦの初期値は、図２のノード中の、
・バルブ〔11〕、〔12〕、〔14〕、〔15〕および〔16〕が「１」
・その他のノードが「０」
にそれぞれ設定され、この初期値はその後も変化しない。
【００３３】
また、閉ノードフラグＮＦの初期値はすべて「０」に設定されており（図示省略）、断水パイプ域抽出の実行にともなって図示のように変化していき、最終的にはノード〔10〕〜ノード〔14〕が「１」となって当該ノードを両側の端点とするパイプの部分が断水パイプ域として抽出される。
【００３４】
図３の断水パイプ域抽出の処理では、先ずパイプ〔１〕からパイプ〔20〕までの各パイプに対しパイプ番号順にその断水パイプフラグＰＦが「１」であるかどうかをパイプ関係デ−タに基づいて調べ〔ステップ(5) 〕、この断水パイプフラグＰＦに「１」がたっているパイプが見つかることにより初めてステップ(6) 以後の処理に移行する。
【００３５】
すなわち、パイプ〔１〕からパイプ〔20〕までの各パイプに対する最初の処理が終わるまでの１巡目（Ｌ＝１）の場合、パイプ〔15〕で初めてステップ(6) 以後の処理が実行され、ステップ(7) および(10)において、
・パイプ〔15〕のノード〔12〕および〔13〕の閉ノードフラグＮＦに「１」
・（バルブではない）ノード〔13〕を端点とするパイプ〔16〕および〔17〕の断水パイプフラグＰＦに「１」
がたつことになる。
【００３６】
続いて、断水パイプフラグＰＦが「１」に変更されたパイプ〔16〕に、またその次にはパイプ〔17〕に対しパイプ〔15〕のときと同じ処理がおこなわれ、
・パイプ〔16〕のノード〔10〕の閉ノードフラグＮＦに「１」
・（バルブではない）ノード〔10〕を端点とするパイプ〔14〕の断水パイプフラグＰＦに「１」
がたち、さらには、
・パイプ〔17〕のノード〔14〕の閉ノードフラグＮＦに「１」
がたつ。なお、パイプ〔17〕に対する処理では、「１」の閉ノードフラグＮＦが新たにたったノードがバルブであるため断水パイプフラグＰＦが初期値「０」から「１」に変更されるパイプは存在しない。
【００３７】
そして、パイプ〔18〕〜パイプ〔20〕ではステップ(6) 以後の処理は行われずステップ(4) の判断結果が「YES 」となってステップ(2) に戻るが、先のパイプ〔15〕〜パイプ〔17〕に対するステップ(7) ／ステップ(10)の処理で収束フラグＳが「１」に設定されているのでステップ(2) の判断結果は「NO」となり、パイプ〔１〕からの二巡目の断水パイプ域抽出処理がはじまる。
【００３８】
二巡目の処理（Ｌ＝２）で新たなフラグ変更が発生するのは、パイプ〔14〕に対するステップ(7) のおいてそのノード〔11〕の閉ノードフラグＮＦに「１」がたつことだけである。
【００３９】
そして、パイプ〔20〕までの処理が終わってステップ(4) からステップ(2) に戻ることにより二巡目の処理を終了するが、この場合も先のノード〔11〕の閉ノードフラグＮＦが新たに「１」に変更されて収束フラグＳには「１」がたっているので、ステップ(2) の判断結果は「NO」となり、パイプ〔１〕からの三巡目の断水パイプ域抽出処理がはじまることになる。
【００４０】
この三巡目の処理（Ｌ＝３）では新たなフラグ変更が発生せず、パイプ〔20〕までの処理が終わってステップ(4) からステップ(2) に戻ったときの当該ステップでの判断結果が初めて「YES 」となり、一連の断水パイプ域抽出処理を終了する。
【００４１】
この終了時点での断水パイプフラグＰＦおよび閉ノードフラグＮＦは図４、図５に示すように、
・パイプ〔14〕〜パイプ〔17〕の断水パイプフラグＰＦに「１」がたち、
・ノード〔10〕〜ノード〔14〕の閉ノードフラグＮＦに「１」がたっている。
【００４２】
図６は、断水パイプ域に続いて孤立パイプ域を抽出する処理手順を示す説明図であり、その内容は次のようになっている。なお、ノード〔１〕とノード〔４〕は給水源である。
【００４３】
(21)以下の初期設定をして、次のステップに進む。なお、ＳＲは各ノードのその上流側の全抵抗を示す値であり、例えばＳＲ(1) はノード〔１〕の上流側の全抵抗を示している。また、ここで用いる「１００」は現実にはありえないという意味での任意の数値である。
・ＳＲ〔１〕およびＳＲ〔４〕を「０」
・その他のＳＲ〔ＮＮ〕を「１００」
・パイプ総数ＰＰを「２０」
・変数ＳＷ３を「１００」
(22)変数のＳＷ１とＳＷ２を「０」に設定して、次のステップに進む。
(23)パイプ番号ＰＮを「１」に設定して、次のステップに進む。
(24)パイプ番号ＰＮを持つパイプの断水パイプフラグＰＦに「１」がたっているかどうかを判断し、「YES 」の場合はステップ(35)に進み、「NO」の場合は次のステップに進む。
【００４４】
(25)パイプ番号ＰＮを持つパイプの上流側ノード番号ＵＮＮと下流側ノード番号ＤＮＮとをパイプ関係データから求めて、次のステップに進む。
(26)「（上流側ノードのＳＲ）＞（下流側ノードのＳＲ）」であるかどうかを判断し、「YES 」の場合は次のステップに進み、「NO」の場合はステップ(28)に進む。ここで、「YES 」となるのは、この判断時点での給水源からの上流側ノードノードまでの全抵抗が、下流側ノードまでのそれよりも大きいということで、この上流側、下流側の設定が正しくない場合である。
(27)パイプ番号ＰＮを持つパイプの上流側ノード番号ＵＮＮと下流側ノード番号ＤＮＮとを交換して、次のステップに進む。
(28)下流側ノードのＳＲが「１００」であるかどうかを判断し、「YES 」の場合は次のステップに進み、「NO」の場合はステップ(30)に進む。
【００４５】
(29)変数のＳＷ１を「１」だけインクリメントして、次のステップに進む。
(30)「上流側ノードのＳＲ」に「パイプＰＮのパイプ抵抗Ｒ」を加算した値であるＳＲ′を求めて、次のステップに進む。なお、パイプ抵抗Ｒはパイプ関係デ−タから求める。
(31)「（下流側ノードのＳＲ）＞ＳＲ′」であるかどうかを判断し、「YES 」の場合は次のステップに進み、「NO」の場合はステップ(35)に進む。ここでの判断結果が「YES 」となるのは、当該下流側ノードにとってパイプＰＮを上流側パイプに選択すれば自らのＳＲがより小さな値に変更されることを意味する。
(32)変数のＳＷ２を「１」に設定して、次のステップに進む。この設定は、下流側ノードのＳＲが変更されることを示すものである。
【００４６】
(33)下流側ノードのＳＲをステップ(30)で求めたＳＲ′に変更して、次のステップに進む。
(34)パイプ番号ＰＮを下流側ノードの上流側パイプ番号ＵＰＮに設定して、次のステップに進む。
(35)パイプ番号ＰＮを「１」だけインクリメントして、次のステップに進む。
(36)「ＰＮ＞ＰＰ（＝２０）」であるかどうかを判断し、「YES 」の場合は次のステップに進み、「NO」の場合はステップ(24)に戻る。
【００４７】
(37)「ＳＷ２＝０」であるかどうかを判断し、「YES 」の場合は次のステップに進み、「NO」の場合はステップ(22)に戻る。
(38)ＳＷ１とＳＷ３の値が等しくなっているかどうかを判断し、「YES 」の場合はステップ(40)に進み、戻り、「NO」の場合は次のステップに進む。
(39)ＳＷ３の値をＳＷ１のそれに変更して、ステップ(22)に戻る。
(40)以下の設定をして、一連の処理を終了する。
・ＳＲが初期値「１００」のままでその閉ノードフラグＮＦに「１」がたっていないノードの閉ノードフラグＮＦを「２」
・このノードを端点とするパイプの断水パイプフラグＰＦを「２」
【００４８】
以上の処理の結果、図７および図８に示すように、
・パイプ〔３〕、〔８〕および〔９〕の上流側ノード番号ＵＮＮと下流側ノード番号ＤＮＮとがそれぞれ交換され、
・パイプ〔18〕および〔20〕に孤立パイプを示す断水パイプフラグＰＦ「２」がたち、
・ノード〔15〕および〔17〕に孤立ノードを示す閉ノードフラグＮＦ「２」がたつ、
ことになる。
【００４９】
また、ノード〔２〕、〔３〕、〔５〕〜〔９〕および〔16〕のそれぞれには上流側パイプ番号ＵＰＮと上流側の全抵抗ＳＲとが設定され、結果的に、それぞれの閉ノードフラグＮＦは初期値「０」のままとなっている。
【００５０】
図５の孤立パイプ域抽出においては、先ずパイプ〔１〕からパイプ〔20〕までの各パイプに対しパイプ番号順にその断水パイプフラグＰＦが「１」であるかどうかをパイプ関係デ−タに基づいて調べ〔ステップ(24)〕、この断水パイプフラグＰＦに「０」がたっているパイプに対してのみステップ(25)以後の処理に移行する。
【００５１】
すなわち、パイプ〔１〕からパイプ〔20〕までの各パイプに対する最初の処理が終わるまでの１巡目（Ｌ′＝１）の場合、図３の断水パイプ域の抽出処理で断水パイプフラグＰＦに「１」がたっている断水パイプ〔14〕〜〔17〕を除いた他の各パイプが処理対象となる。
【００５２】
この１巡目では、先ずパイプ〔１〕に対するステップ(25)以後の処理が、
・ステップ(26)で、その上流側ノード〔１〕と下流側ノード〔２〕とのＳＤの大きさ（両者はともに初期値のまで前者は「０」、後者は「１００」）を比較して「N0」の判断結果を出し、
・ステップ(30)で、上流側ノード〔１〕のＳＤとパイプ〔１〕の抵抗Ｒとを加算（「０」＋「１０」＝「１０」）してＳＤ′（＝「１０」）を求め、
・ステップ(31)〜(34)で、下流側ノード〔２〕の上流側パイプ番号ＵＰＮにパイプ〔１〕を設定し、かつそのＳＤを初期値「１００」から「１０」に変更している。
【００５３】
続いて、パイプ〔２〕、〔３〕・・・と前記処理対象の各パイプに対してそのパイプ番号順に同様の処理が実行され、それぞれの下流側ノードの上流側パイプ番号ＵＰＮおよび上流側全抵抗ＳＤが、次のように設定される。
【００５４】
なお、パイプ〔３〕および〔８〕に対する処理では、ステップ(26)の判断結果が「YES 」となって当該パイプのそれまでの上流側ノード番号ＵＮＮと下流側ノード番号ＤＮＮとが交換される。
【００５５】
すなわち、
・パイプ〔２〕では、下流側ノード〔３〕のＵＰＮにパイプ〔２〕を設定し、かつそのＳＤを初期値「１００」から「２１（＝１０＋１１）」に変更し、
・パイプ〔３〕では、下流側ノード〔３〕のＵＰＮをパイプ〔２〕の処理で設定されたパイプ〔２〕からパイプ〔３〕に変更し、かつそのＳＤを同じように前記の「２１」から「１２（＝０＋１２）」に変更し、
・パイプ〔４〕では、下流側ノード〔５〕のＵＰＮにパイプ〔４〕を設定し、かつそのＳＤを初期値「１００」から「２０（＝０＋２０）」に変更し、
・パイプ〔５〕では、下流側ノード〔７〕のＵＰＮにパイプ〔５〕を設定し、かつそのＳＤを初期値「１００」から「２７（＝１２＋１５）」に変更する。
【００５６】
また、
・パイプ〔６〕では、下流側ノード〔16〕のＵＰＮにパイプ〔６〕を設定し、かつそのＳＤを初期値「１００」から「２（＝０＋２）」に変更し、
・パイプ〔７〕では、下流側ノード〔６〕のＵＰＮにパイプ〔７〕を設定し、かつそのＳＤを初期値「１００」から「３５（＝２０＋１５）」に変更し、
・パイプ〔８〕では、すでに、上流側ノード〔６〕のＳＲがパイプ〔７〕の処理で「３５」に、下流側ノード〔７〕のＳＲがパイプ〔５〕の処理で「２７」にそれぞれ設定されているので、ステップ(26)および(26)によって当該パイプの上流側ノード番号ＵＮＮと下流側ノード番号ＤＮＮとが交換され、そして、この交換後の上流側ノード〔７〕と下流側ノード〔６〕を用いたステップ(31)の判断結果が「NO」となるので当該下流側ノードのＵＰＮおよびＳＲはパイプ〔７〕の処理結果のままであり、
・パイプ〔９〕では、下流側ノード〔８〕のＵＰＮにパイプ〔９〕を設定し、かつそのＳＤを初期値「１００」から「３５（＝２７＋８）」に変更する。
【００５７】
また、
・パイプ〔10〕では、下流側ノード〔11〕のＵＰＮにパイプ〔10〕を設定し、かつそのＳＤを初期値「１００」から「５３（＝３５＋１８）」に変更し、
・パイプ〔11〕では、下流側ノード〔12〕のＵＰＮにパイプ〔11〕を設定し、かつそのＳＤを初期値「１００」から「３８（＝３５＋３）」に変更し、
・パイプ〔12〕では、下流側ノード〔９〕のＵＰＮにパイプ〔12〕を設定し、かつそのＳＤを初期値「１００」から「８（＝０＋８）」に変更し、
・パイプ〔13〕では、ステップ(31)の判断結果が「NO」となるので下流側ノード〔２〕のＵＰＮおよびＳＲはパイプ〔１〕の処理結果のままである。
【００５８】
また、
・パイプ〔18〕では、上流側ノード〔14〕および下流側ノード〔15〕のＳＲがともに初期値「１００」のままであってステップ(31)の判断結果が「NO」となるので、下流側ノード〔15〕のＵＰＮおよびＳＲの設定はおこなわれず、
・パイプ〔19〕では、下流側ノード〔８〕のＵＰＮをパイプ〔９〕の処理で設定されたパイプ〔９〕からパイプ〔19〕に変更し、かつそのＳＤを同じように前記の「３５」から「５（＝２＋３）」に変更し、
・パイプ〔20〕では、上流側ノード〔14〕および下流側ノード〔15〕のＳＲがともに初期値「１００」のままであってステップ(31)の判断結果が「NO」となるので、下流側ノード〔15〕のＵＰＮおよびＳＲの設定はおこなわれない。
【００５９】
以上の１巡目（Ｌ′＝１）のすべての処理が終わるとステップ(37)の判断結果が「NO」となりステップ(38)に進むが、この１巡の間にＳＲの変更があった場合にはステップ(32)でＳＷ２に「１」が設定されるので、ステップ(38)の判断結果は「NO」となってステップ(22)に戻り２巡目（Ｌ′＝２）の処理が開始されることになる。
【００６０】
２巡目の処理では、図７および図８に示したように、
・パイプ〔９〕のそれまでの上流側ノード番号と下流側ノード番号とを交換すること、
・パイプ〔９〕の新下流側ノード〔７〕のＵＰＮをそれまでのパイプ〔５〕からパイプ〔９〕に変更し、かつそのＳＤを同じように「２７」から「１３（＝５＋８）」に変更すること、
・パイプ〔11〕の下流側ノード〔12〕のＳＤをそれまでの「３８」から「８（＝５＋３）」に変更すること、
が新たにおこわれる。
【００６１】
なお、１番目の処理および３番目の処理は１巡目のパイプ〔19〕における下流側ノード〔８〕のＳＤが「３５」から「５」へ変更されたことにともなうものであり、２番目の処理は１番目の上流側ノード番号と下流側ノード番号との交換にともなうものである。
【００６２】
この２巡目の処理が終わってステップ(38)に進んだときの判断結果は１巡目の処理と同じように「NO」となってステップ(22)に戻り３巡目（Ｌ′＝２）の処理が開始されることになる。
【００６３】
３巡目の処理では、図８に示したように、
・パイプ〔８〕の下流側ノード〔６〕のＵＰＮをそれまでのパイプ〔７〕からパイプ〔８〕に変更し、かつそのＳＤを同じように「３５」から「２３（＝１３＋１０）」に変更すること、
・パイプ〔10〕の下流側ノード〔11〕のＳＤをそれまでの「５３」から「４１（＝２３＋１８）」に変更すること、
が新たにおこなわれる。
【００６４】
なお、１番目の処理は２巡目のパイプ〔９〕における下流側ノード〔７〕のＳＤが「２７」から「１３」へ変更されたことにともなうものであり、２番目の処理は１番目の下流側ノード〔６〕のＳＲの変更にともなうものである。
【００６５】
この３巡目の処理が終わってステップ(38)に進んだときの判断結果は１巡目および２巡目の処理と同じように「NO」となってステップ(22)に戻り４巡目（Ｌ′＝４）の処理が開始されることになる。
【００６６】
４巡目の処理では、ステップ(31)の判断結果が「YES 」となることはなくＳＷ２は「０」のままでステップ(37)に進み、孤立パイプ域の抽出処理を開始してからはじめてステップ(38)に進むことになる。
【００６７】
一方、ステップ（29) ではＳＲが初期値「１００」のままのノード、すなわちノード〔10〕、〔13〕、〔14〕、〔15〕および〔17〕の個数をカウントしてＳＷ１が「５」に設定されているので、ステップ（38) の判断結果は「N0」となり、次のステップ(39)でＳＷ３を初期値「１００」から「５」に変更してからステップ(22)に戻って５巡目の処理に移行する。
【００６８】
５巡目の処理では、４巡目のときと同じようにＳＷ２は「０」のままでステップ(37)、(38)に進んでステップ(38)の判断結果も「YES 」となるので、ステップ「40」が実行されてノード〔15〕およびノード〔17〕の閉ノードフラグＮＦおよびパイプ〔18〕および〔20〕の断水パイプフラグＰＦのそれぞれに「２」がたつことになる。
【００６９】
以上の図３および図６の一連の処理により各ノードの閉ノードフラグＮＦおよび各パイプの断水パイプフラグＰＦは、
・給水可能パイプ域については「０」
・断水パイプ域については「１」
・孤立パイプ域については「２」
がそれぞれたち、これに基づいて図９で示すような各パイプ域を区別したかたちの表示がおこなわれる。
【００７０】
また、このようにして求めた給水可能域に対する流量計算と、管網全体に対する流量計算とをおこない、パイプごとにこれらの流量計算結果を比較して両者の変化の程度に基づき、工事のために給水可能域のどのパイプで濁水が発生するかを推定している。
【００７１】
このときに用いる流量計算手法は基本的には任意のものでよいが、計算効率の高い流量計算手法としては例えば本件出願人が提案した「管網のループ選定方法、初期値決定方法、および管網の計算方法（特開平６−203008号公報参照）」がある。
【００７２】
ここでは、
・各ノードの上流側パイプに指定されないパイプを、管網をツリー構造にするにあたっての基準パイプとし、
・この基準パイプを無視した状態で、各ノードが供給源ノードから何番目の下流側のノードであるかを示すノード順位を各パイプの上流側ノードおよび下流側のノードを基にして求め、
・基準パイプの端点からこのノード順位を順次下げていくことにより供給源ノードにいたる基準経路を選定し、
・基準パイプの流量を「０」としたときの各基準経路のツリー構造としてから初期値を与える、
といった計算手順を用いる。
【００７３】
なお、「基準パイプ」は特開平６−203008号公報の「ループ源パイプ」に対応する用語であり、また「基準経路」は特開平６−203008号公報の「ループ」に対応する用語である。
【００７４】
ここで、「基準パイプ」とは、図６の孤立パイプ域抽出の処理手順の実行の結果、最終的な上流側パイプ番号ＵＰＮとして選択されなかったパイプ、すなわち工事中に対応の流量計算においてはパイプ〔２〕、〔５〕、〔７〕および〔13〕のことである。
【００７５】
上流側パイプ番号ＵＰＮとして選択されなかったということは、給水可能パイプ域の各ノードから給水源ノード〔１〕または〔４〕にいたる任意のルートの中で給水源ノードまでの全抵抗が最少となるルートの構成要素ではないことを示している。
【００７６】
そこで、この基準パイプは他のパイプよりも流量が少ないであろうと推定してこれを外したかたちの流量計算用管網を設定し、この流量計算用管網において各基準パイプの両端のノードからその上流側パイプを前記ノード順位に基づいて順次求めていき給水源ノードにいたるまでの基準経路を選定する。
【００７７】
次に、この基準経路からなるツリー構造の流量計算用管網の各ノードに需要量を与えることにより各パイプの初期流量が設定され、ハーディークロス法等により、基準パイプの流量を逐次、解に近づけるよう変更して前回の計算値との差がある閾値以下になるまで流量計算が繰り返される。
【００７８】
なお、このときの管網計算については、例えば「上水道送配水管の設計法と計算例、現代理工額出版、松田暢夫、昭和４７年２月１０日発行、８１頁」に詳述されている。
【００７９】
図９は、供給可能パイプ域および供給不能パイプ域（断水パイプ域、孤立パイプ域）を示す説明図であり、
・パイプ〔１〕〜〔13〕およびパイプ〔19〕が供給可能パイプ域
・パイプ〔14〕〜〔17〕が断水パイプ域
・パイプ〔18〕および〔19〕が孤立パイプ域
となっている。
【００８０】
図１０は、工事前に対応の基準パイプとノード順を示す説明図であり、パイプ〔２〕、〔５〕、〔７〕、〔10〕および〔13〕が基準パイプに設定され、これらに対応の基準経路は、
・ノード〔１〕−ノード〔９〕
・ノード〔１〕−ノード〔２〕
・ノード〔１〕−ノード〔５〕
・ノード〔４〕−ノード〔３〕
・ノード〔４〕−ノード〔16〕−ノード〔８〕−ノード〔７〕−ノード〔６〕
・ノード〔４〕−ノード〔16〕−ノード〔８〕−ノード〔12〕−ノード〔13〕−ノード〔10〕−ノード〔11〕
・ノード〔４〕−ノード〔16〕−ノード〔８〕−ノード〔12〕−ノード〔13〕−ノード〔14〕−ノード〔15〕−ノード〔17〕
の７つである。なお、基準パイプ〔10〕の両端のノードからノード順位を順に下げていってノード〔８〕で両者が一致した時点でその基準経路が決定されたとしてもよい。
【００８１】
そして、基準経路ごとにその構成要素である各ノードにはノード順位が設定されており、例えば５番目の基準経路では、ノード〔４〕のノード順位「１」からはじまってノード〔８〕、ノード〔７〕、ノード〔６〕の順に「１」だけインクリメントするかたちで設定されている。
【００８２】
なお、バルブノードであるノード〔16〕などについては後述の流量計算の際にここでの需要量を入力しないのでノード順位を設定していないが、ここにノード順位「２」を設定するようにしてもよいことは勿論である。
【００８３】
図１１は、工事中に対応の基準パイプとノード順を示す説明図であり、パイプ〔２〕、〔５〕、〔７〕および〔13〕が基準パイプに設定され、これらに対応の基準経路は、
・ノード〔１〕−ノード〔９〕
・ノード〔１〕−ノード〔２〕
・ノード〔１〕−ノード〔５〕
・ノード〔４〕−ノード〔３〕
・ノード〔４〕−ノード〔16〕−ノード〔８〕−ノード〔７〕−ノード〔６〕
の５つの経路となり、図１０の場合と同じように基準経路ごとにその構成要素である各ノードにノード順位が設定されている。
【００８４】る。
図１２は、工事前の流量計算例を示す説明図であり、
・流量計算式としては図示の「Ｐ＝ＫＱ2 」を用い、
・各給水源の圧力を「４kg/cm2」とし、
・各ノードにおける需要量を「１０００t/hr」と、
している。
【００８５】
図１３は、工事中の流量計算例を示す説明図であり、流量計算式や初期条件は工事前の流量計算のときと同じに設定してある。なお、いずれの流量計算においても、給水可能パイプ域のバルブは開いたままで、少なくとも給水可能パイプ域と給水不能パイプ域との接点となるバルブは閉じられることが前提となる。
【００８６】
また、図示の計算結果は、ハーディークロス法等による繰り返し計算を１０回ほど実行した段階のもので、ノードによってはそこでの入力量と出力量とがバランスしていないが、これは繰り返し回数を増やすことによって許容できる範囲に抑えられる。
【００８７】
この流量計算結果からは、
・パイプ〔15〕での工事にともなって流れの方向が変わったパイプはないこと
・パイプ〔７〕の流量が「６１２」から「２５６」へと変化しその程度が「２」を越えていること
・他のパイプの流量変化の程度は「２」を越えていないこと
などが分かり、濁水発生の推定基準が「２」に設定されている場合には、工事によってパイプ〔７〕に濁水が発生するものと推定して表示部の該当部分を識別できるように表示する。
【００８８】
【発明の効果】
本発明は、このように、各パイプの流量計算などに用いられるパイプ抵抗を利用するかたちで工事などにともなう供給可能パイプ域／供給不能パイプ域を求め、さらには供給可能パイプ域に対する流量計算と工事開始前の管網全体に対する流量計算とを給水可能パイプ域のパイプごとに比較して例えば流量の大きさの比が「２」をこえる程度に変化したパイプについては濁水などの異常流が発生していると推定するものである。
【００８９】
さらには、孤立パイプ域の抽出処理の段階で、先に提案した効率的な流量計算方式（特開平６−203008号公報参照）において必要となる各ノードの上流パイプを決定している
【００９０】
そのため、水道、ガス、電気などの各種の設備デ−タベースを用いたコンピュータ処理により、工事箇所が指示された場合にはその影響を受ける区域とそうでない区域とを人手によらずに決定できることに加えて、より効率的でより利便性の高い供給可能区域抽出システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の、原理説明図である。
【図２】本発明の、説明対象としての管網を示す説明図である。
【図３】本発明の、断水パイプ域を抽出する処理手順を示す説明図である。
【図４】本発明の、断水パイプ域抽出の際のパイプ関係デ−タを示す説明図である。
【図５】本発明の、断水パイプ域抽出の際のノード関係デ−タを示す説明図である。
【図６】本発明の、断水パイプ域に続いて孤立パイプ域を抽出する処理手順を示す説明図である。
【図７】本発明の、孤立パイプ域抽出の際のパイプ関係デ−タを示す説明図である。
【図８】本発明の、孤立パイプ域抽出の際のノード関係デ−タを示す説明図である。
【図９】本発明の、断水パイプ域および孤立パイプ域を示す説明図である。
【図１０】本発明の、工事前に対応の基準パイプとノード順位を示す説明図である。
【図１１】本発明の、工事中に対応の基準パイプとノード順位を示す説明図である。
【図１２】本発明の、工事前の流量計算例を示す説明図である。
【図１３】本発明の、工事中の流量計算例を示す説明図である。
【符号の説明】
図１において、
１・・・プロセッサ
２・・・入力部
３・・・デ−タファイル
４・・・表示部
【図１】
0003641701.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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