(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管路施設図面の需要家属性および管路属性の属性情報を含む給配水管図面情報をディジタル情報化して格納する給配水図ファイルと、前記給配水図ファイルに格納されている給配水管路図面情報を表示するディスプレイ装置と、前記給配水図ファイルに格納されている前記給配水管図面情報から作成した各管路の端点と交点及び接続点の接続点情報を格納する接続点情報ファイルと、前記給配水管図面情報を用いて作成した管網計算を行うための節点情報を有する管網図面情報を格納する管網図ファイルと、前記管網図ファイルに格納されている管網図面情報を用いて管網計算を行う管網計算手段と、前記給配水管図面情報と前記管網計算手段で求めた管網計算結果を同時に前記ディスプレイ装置に表示する計算結果給配水図表示手段とを具備し、前記計算結果給配水図表示手段は前記給配水管図面情報と管網計算結果を表示後に指定された需要家から最も近い節点を前記給配水管図面情報と前記接続点情報により検索し、検索した最も近い節点の圧力から当該需要家での推定圧力を求め前記ディスプレイ装置に表示されている給配水図に表示することを特徴とする管路施設図面の表示装置。
【請求項２】
請求項１において、前記計算結果給配水図表示手段は前記需要家から最も近い節点までの管路口径、管路長を含むルート管路情報と前記需要家の標高情報から前記需要家での推定圧力を求めることを特徴とする管路施設図面の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道やガス等の管路施設図面をディジタル情報化して管理する管路施設図面の表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、水道の配水管、給水管の管路施設図面をディジタル情報化して管理することが提案され、既に実用に供されている。管路施設図面をディジタル情報化して管理するにはファイル装置に階層化して記憶されている多数の管路施設図面をディスプレイ装置に表示して行っている。また、修正作業もディスプレイ装置に表示して行っている。このようなことは、例えば特許第２６５６４８９号掲載公報に記載されている。
【０００３】
ところで、管路施設においては、管路網（管網）の管網特性、需要分布傾向の定量的解析による水圧管理、管路計画の支援などを行うために管網計算を行う必要がある。
【０００４】
従来、管網計算は配水管などを地図に記載した管路施設図面（管路図面）と別個に管網計算用として節点と節点を接続する配水管路で構成される管網図面を用いて行っている。管網計算結果は簡略化された管網図面に表示している。
【０００５】
管網図面の管網図面情報（データ）は管路の接続点（ノード）とそこで分割された管路（ブランチ）の形式で記述されている。なお、管路施設図面の管路図面情報には管路の口径、工事年度等の属性情報が含まれている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
管網図面は管路の接続点（ノード）とそこで分割された管路（ブランチ）の形式で記述されているだけである。このため、管路図面を工事のために用いる際には、管路図面と管網図面の対応関係が理解しずらく工事関係者にとって大きな負担になっている。
【０００７】
本発明は上記点に対処してなされたもので、その目的とするところは管路図面で管網計算結果を簡単に把握することのできる管路施設図面の表示装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴とするところは、管路図面情報を用いて管網計算を行うための節点情報を有する管網図面情報を管路図面情報に対応付けて作成して記憶しておき、管網図面情報により求めた管網計算結果を管路図面情報と同時にディスプレイ装置に表示するようにしたことにある。
【０００９】
本発明によれば、管路、管路機器の配管系統と管網計算結果の関係を簡単に把握できるので工事関係者の負担を著しく低減することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明による実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１１】
図１に本発明の一実施例を示す。
【００１２】
図１において、中央処理装置１は、データ管理部１０、管網解析・表示制御部２０および各種データを格納するファイル３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００から構成されている。
【００１３】
データ管理部１０は、検針情報入力部１１０、給配水図面（管路施設図面）入力部１２０および管網計算用管網図生成部１３０から構成され、また、管網解析・表示制御部２０は、管網計算部２１０、計算結果表示部２２０および計算結果給配水図重畳表示部２３０〜構成されている。
【００１４】
まず、検針情報入力部１１０は、図２に示すように、ステップ１１０１の「検針情報読込み」の処理により需要家の検針データが格納されている検針情報格納媒体７(例えば磁気テープ)から、入出力装置６(例えば磁気テープ装置)を介して取得する。
【００１５】
ステップ１１０２の「検針データ格納」の処理では取得した需要家検針データである水栓番号７０１、使用水量７０２等を検針データファイル７０に格納し、属性データベース８０にある需要家属性８１の使用水量８１２を水栓番号８１１をキーにして更新する。
【００１６】
給配水図面(施設図面)入力部１２０は、マウス２、キーボード３およびタブレット装置５などの入力装置から入力される操作信号に基づき給配水図（管路図面）の入力や修正を行うものであり、例えば、図３に示すようにステップ１２０１の「給配水図面入力」の処理により給配水図３１０に対して、給水管、配水管および各種水道施設図形の入力や修正を実行する。
【００１７】
ステップ１２０２の「施設属性入力」処理では、施設属性データベース８０に格納される需要家属性情報８１、管路属性情報８３を含む各種属性情報の入力を行うものであり、例えば給配水図３１０における需要家３１０１の図形をマウス２で指示し、ディスプレイ表示装置４に表示される属性入力画面より水栓番号８１１等を入力する。
【００１８】
ステップ１２０１、１２０２の処理により「図面入力終了か」をステップ１２０３で判断し、未了の場合にはステップ１２０１、１２０２の処理を繰返し実行する。ステップ１２０３で図面入力終了と判断すると、ステップ１２０４の「入力情報格納」の処理により給配水図ファイル３０に格納すると共に施設属性データベース８０にも格納する。
【００１９】
図４に、施設属性データベース８０の需要家属性情報８１と管路属性情報８３のデータベース構造例を示す。
【００２０】
需要家属性情報８１としては、水栓番号８１１、使用水量８１２、検針区分８１３、使用者番号８１４、使用者名称８１５、使用者住所８１６、装置所在地８１７、開閉区分８１８、開閉日８１９、メータ口径８２０等が格納される。
【００２１】
また、管路属性情報８３としては、図面番号８３１、工事番号８３２、管区分８３３、工事年度８３４、管種８３５、口径(mm)８３６、延長８３７、取得年月日８３８、取得価格８３９、耐用年数８４０、撤去年月日８４１等が格納される。
【００２２】
図５に、給配水図（管路図）３１０から管網計算用の管網図５１０の生成する概念図を示す。
【００２３】
給配水図３１０には、実線で示される配水管３１０３や破線で示される給水管３１０４および需要家３１０１、仕切弁３１０２等の各種水道施設図形が入力されている。
【００２４】
給配水図３１０から全給配水管の管網図を作成するには、各管路の端点と交点、および水道施設設置箇所を接続点３１０５、３１０６等として扱う接続点情報ファイル４０を作成する。
【００２５】
管網計算用管網図５１０は、給配水図３１０の配水管３１０３に対して見ると配水管３１０３に接続する配水管３１０７および配水管３１０８の端点より生成される接続点３１０５に対応する節点５１０５により配水管３１０３は配水管５１０３と５１０９に分割される。他に管網計算用管網図５１０は節点５１０６、配水管５１０７、５１０８および仕切弁５１０２等の管路施設から構成されている。
【００２６】
このようにして給配水図３１０から管網図５１０を作成することが必要かについて図６を用いて説明する。
【００２７】
図６（ａ）の給配水図３１０の入力修正例に示すように、口径200の管路D200で挟まれている口径100の管路D100があり、さらに、管路D100は途中２ヶ所で同一口径の管路で分岐しているとする。また、管路D200とD100の接続箇所には口径変更点３１０９が入力されているとする。
【００２８】
通常の水道工事において、口径変更点３１０９で挟まれる管路D100をD150に変更する場合を考えると（図中、楕円で囲った部分）、給配水図３１０では、管路D100を管路D150一本で引き直せばよいことになる。
【００２９】
ところが、管網計算用の管網図５１０においては図６（ｂ）に示すように、常に節点・管路の関係でデータを構築しておかなければならない。
【００３０】
図６（ｂ）の管網図５１０では管路交点において必ず節点５１１０及びその左側３個所の４節点が発生するため、給配水図３１０で一本引き直せばよかった所が３ヶ所修正しなければならなくなる。
このように工事で扱う管路図面と管網計算で扱う管網図面が異なる場合、図面データ管理は煩雑になり、誤入力や正しい管網計算結果が得られなくなることがある。
【００３１】
本発明では通常使用している給配水図（管路施設図面）を維持、管理するようにして、管網計算の実行と、管網計算結果を管路図面と同時に表示できるようにしている。
【００３２】
図７にこのような考えに基づき管網図を作成する管網計算用の管網図生成部１３０の動作説明図を示す。
【００３３】
管網図生成部１３０は、まず、ステップ１３０１「交点，施設記号探索にて接続点情報の作成」の処理にて、給配水図ファイル３０の給配水図の給水管や配水管の管路端点および管路交点と、水道施設記号より、接続点情報ファイル４０に格納する接続点情報を作成する。
【００３４】
接続点情報の一例を図８に示す。
【００３５】
図８において、接続点情報はＸ座標４０２、Ｙ座標４０３が接続点位置を示すキー情報になり、該当点に接続する図形数を要素数４０４に格納する。管網計算用節点・管路ＮＯ４０１は、後述する処理で該当接続点が管網計算用管網の節点または、管路上の点になる場合に該当節点ＮＯまたは管路ＮＯを格納し、給配水図の図形と管網計算情報の対応関係をとるためのもので、本処理では初期値を０（ゼロ）にセットする。
【００３６】
該当点に接続する各要素情報は、給配水図がエリア毎に分割されている場合の図面番号４０５、図形区分４０６に折線端点（＝０）、線中間（＝１）、記号（＝２）等の区分を格納する。
【００３７】
また、図面情報を階層化して層管理しており、層大分類４０７，層中分類４０８，層小分類４０９の３つに分類している。
【００３８】
構成点番号４１０は接続要素が折線図形である場合、接続点位置が折線上のどの構成点間にあるかを格納する。さらに、接続要素図形の図形整理番号を図形ＩＤ４１１に登録する。
【００３９】
図７に戻り、次に、全給配水管路を対象にして管網計算用の管網図情報の構築について説明する。
【００４０】
まず、ステップ１３０２「該当管路は計算対象か」の処理で、該当配水管を管網計算に使用するか否か判定する。通常は、計算所要時間を短くするために、口径１００ｍｍ以上など口径値で判定するが、配水管路の接続状態により管網計算上で供給源につながらない管路が出る可能性がある。このため、施設属性データベース８０の計算要否８４１に「計算要」が設定されている管路は口径値に関わらず管網計算対象になるようにしている。
【００４１】
ステップ１３０３の「該当管路図形を接続点情報で分割し分割点で節点図形を生成」では、管網計算対象の管路に対して該当管路図形が要素として登録されている接続点レコードを接続点情報ファイル４０から検索し、該当管路の中間点に別の管路が接続されている点を該当管路以外要素の層大分類４０７、層中分類４０８、層小分類４０９から抽出し、抽出点と該当管路の始点・終点を節点及び管路分割点とする。
【００４２】
この結果により管路図形を分割して管網計算用管網図ファイル５０の管路情報として登録すると同時に節点図形を登録する。この時、節点に対応する接続点レコードの管網計算要節点・管路ＮＯ４０１に既に節点ＮＯが入っている場合は節点登録をせず、また後述するステップ１３０５「各節点図形に対する節点属性を作成」を実行しない。これは１つの節点に複数管路が接続される場合の２重登録を防止するためである。
【００４３】
この時、同時に計算用施設属性データベース１００の管路ＮＯ１０２１と節点ＮＯ１０１１をそれぞれ決定し、節点となる接続点レコードの管網計算要節点・管路ＮＯ４０１に節点ＮＯを、節点以外に該当管路が要素として登録されている接続点レコードには管路ＮＯを負値（節点ＮＯと区別するため）で設定する。
【００４４】
その後、ステップ１３０４「各分轄管路に対する配水管路属性を作成」の処理において、施設属性データベース８０を基本に計算用施設属性データベース１００の配水管路属性２０２を作成する。各管路を独自に管理する管路ＮＯ１０２１と、始点節点番号１０２２、終点節点番号１０２３に管路端点の節点ＮＯを格納する。
【００４５】
また、計算用施設属性データベース１００の口径１０２４には、対応する管路属性８３の口径(mm)８３６を格納し、延長１０２５には対応する管路属性８３の延長８３７に、管路属性８３が対象とする管路図形の総延長と、設定しようとしている配水管路属性１０２に対応する図形の始点節点から終点節点までの図形長の比率を乗じた値を格納する。
【００４６】
さらに、管路抵抗係数１０２８に管路抵抗値であるＣ値（初期状態はデフォルト値とし、例えば110）を格納し管網計算時の計算条件として使用する。
【００４７】
次に、ステップ１３０５「各節点図形に対応する節点属性を作成」では、節点属性１０１に節点ＮＯ１０１１を設定し、標高１０１２を標高データファイル１００に格納されている、メッシュ標高データと、節点位置情報より各節点での標高を求め標高２０１２に設定する。なお、設定した標高は必要に応じ、個々に属性修正による修正を可能とする。また、割付需要量２０１３には初期値０を設定する。
【００４８】
以上のステップ１３０１〜１３０５の処理を全給配水管路図形に対して実施し、ステップ１３０６で「全配水管路処理済か」を判断して済の場合にはステップ１３０７に移行する。
【００４９】
ステップ１３０７「孤立管路チェック」は生成された管網計算用管路データに供給源からの接続ルートがない孤立管路をエラー抽出する。万一、孤立管路があると管網計算が収束しないなどの問題が生じるため、ステップ１３０７でエラーとなった管路の周囲を見直し、施設属性データベース８０の管路属性８３にある計算要否８４１を“計算要”にするなどを行った後、図１の管網計算用管網図生成部１３０を再動作させ、エラーがなくなるまで繰り返す実行する。
【００５０】
ステップ１３０８の「バルブ等の管路上施設変換」処理においては管路以外の管網計算対象要素である配水池などの供給源と管路上のバルブやポンプ施設を変換する。バルブ等の対象全図形に対して、接続点情報ファイル４０に該当要素が格納されているレコードを検索し、該当レコードの管網計算用節点・管路ＮＯ４０１に管路ＮＯが格納されている施設のみ、該当施設図形と属性データを管網計算用管網図ファイル５０に格納し、対応する管路ＮＯ付加して計算用施設データベース１００に格納する。なお、これらの図形及び属性データは給配水図３０、施設属性データベース８０の情報を共用することも可能である。
【００５１】
最後に、ステップ１３０９「各節点への需要割付計算」の処理によって、作成した配水管網図の節点に対して管網計算実施条件の一つである需要割付を行う。
【００５２】
ステップ１３０９の「各節点への需要割付計算」の処理は図１０のようにして行われる。
【００５３】
図１０において、ステップ１３０９１の「需要家座標を求める」処理によって、施設属性データベース８０の需要家属性８１と、給配水図ファイル３０の給配水図面より、需要家属性に対応する図形の（ｘ，ｙ）座標を求める。
【００５４】
ステップ１３０９２の「需要家から配水管網図上の最近節点探索」の処理により、ステップ１３０９１で求めた需要家の（ｘ，ｙ）座標と接続点情報ファイル４０の接続点情報から、配水管網図上の節点の内、当該需要家から最も近い節点を探索する。
【００５５】
ステップ１３０９２からステップ１３０９３の「需要家使用水量を最近節点の節点属性−割付需要量に設定」の処理に移行して、施設属性データベース８０の需要家属性８１に格納されている当該需要家の使用水量８１２を、節点属性１０１の割付需要量１０１３に加算する。
【００５６】
以上、需要割付処理をステップ１３０９４の「全需要家実施」の判定により全需要家分繰り返し実行する。
図９に、管網計算用管網図の概念図を示す。
【００５７】
図９は、給配水図面が管網計算用管網管網へ変換された状態を示すものであり、管網計算用管網図は管網計算で必要な節点・管路形式のデータ構造となっている事がわかる。
【００５８】
なお、図中、３１０６および５１０４は配水池等の供給点を示す。
【００５９】
以上のようにして作成された管網計算用管網図５１０および計算用施設属性データベース１００を用いて、管網計算部２１０により管網計算を実施し、計算結果を計算結果ファイル６０に格納する。
【００６０】
計算結果表示部２２０は、計算結果ファイル６０と管網計算用管網図ファイル５０に格納されている管網図データを用いて、ディスプレイ表示装置4に圧力分布や流量分布等の計算結果を給配水管図と同時表示つまり重畳表示する。
【００６１】
また、計算結果給配水図重畳表示部２３０は、図11に示すように表示図面を一定以上に拡大することにより、給配水図ファイル３０に格納されている給配水図をディスプレイ表示装置４に表示後、給配水図においてマウスで指示された需要家３１０１から、給配水図形情報と接続点情報ファイル５０を使用して接続先管路を順次サーチして行き、配水管網図上の最近節点を検索し、対応する計算結果を計算結果ファイル６０から取得する。
このようなサーチの過程で得た需要家から節点までのルート管路情報(口径、管路長)および標高情報を用いて、当該需要家３１０１での推定圧力を求め、給配水図上に圧力値の表示する。
【００６２】
この時、施設属性データベース８０に格納される需要家属性８１に建物の階数（高さ）を設けておく事により、２階建て以上の家屋における最上階での推定給水圧力を求めることが出来、直結給水の判断などが可能となる。
【００６３】
このようにして管網計算結果を管路図面情報と同時にディスプレイ装置に表示するのであるが、管路図面情報を用いて管網計算を行うための節点情報を有する管網図面情報を管路図面情報に対応付けて作成して記憶しておき、管網図面情報により求めた管網計算結果を管路図面情報と同時にディスプレイ装置に表示するようにしている。してがって、管路、管路機器の配管系統と管網計算結果の関係を簡単に把握できるので工事関係者の負担を著しく低減することができる。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、管路図面情報を用いて管網計算を行うための節点情報を有する管網図面情報を管路図面情報に対応付けて作成して記憶しておき、管網図面情報により求めた管網計算結果を管路図面情報と同時にディスプレイ装置に表示するようにしているので、管路、管路機器の配管系統と管網計算結果の関係を簡単に把握でき工事関係者の負担を著しく低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】検針情報取得の説明図である。
【図３】給配水図面と施設属性構築の説明図である。
【図４】施設属性データベースの一例を示す構造図である。
【図５】給配水図面から管網計算用管網図面を生成する説明図である。
【図６】給配水図面と管網計算用管網図面の相違点の説明図である。
【図７】管網計算用管網図面の抽出動作説明図である。
【図８】接続点情報の構造説明図である。
【図９】管網計算用管網図面の概念図である。
【図１０】管網計算用需要割付の動作説明図である。
【図１１】計算結果給配水図重畳表示の動作説明図である。
【符号の説明】
１…システム装置、２…マウス、３…キーボード、４…ディスプレイ表示装置、５…タブレット装置、６…入出力装置、７…検針情報格納媒体、１０…データ管理機能、２０…管網解析・表示制御機能、３０…給配水図ファイル、４０…接続点情報ファイル、５０…管網計算用管網図、６０…計算結果ファイル、７０…検針データファイル、８０…施設属性データベース、９０…標高データファイル、１００…計算用施設属性データベース、１１０…検針情報入力部、１２０…給配水図面（施設図面）入力部、１３０…管網計算用管網図生成部、１４０…管網計算用管網図抽出部、２００…計算用施設属性データベース、２１０…管網計算部、２２０…計算結果表示部、２３０…計算結果給配水図重畳表示部
【図１】
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【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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