(57)【要約】  配水網の運用を効率化するような配水計画の修正方針を導出する運用支援システム等を提供する。  運用支援システムは、配水網における配水の状態に関する計画と実績との差異を求める乖離算出手段と、配水の状態に関する計画及び実績の各々に基づいて、配水網に設けられた設備と需要点との各々の配水に関する関係を、計画及び実績の各々について推定する配水範囲推定手段と、差異及び関係に基づいて、運用を修正すべき設備及び設備の運用についての修正方針を導出する修正方針導出手段と、を備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配水網における配水の状態に関する計画と実績との差異を求める乖離算出手段と、
前記配水網における水流及び前記計画又は前記実績の各々に基づいて、前記配水網に設けられた設備と需要点との各々の配水に関する関係を、前記計画又は前記実績の各々について推定する配水範囲推定手段と、
前記差異及び前記関係に基づいて、
運用を修正すべき前記設備及び前記設備の前記運用についての
配水網の設備の運用についての修正方針を導出する修正方針導出手段と、
を備える運用支援システム。
【請求項２】
前記修正方針導出手段は、前記差異の大きさに基づいて、前記運用を修正すべき対象となる前記設備及び当該設備に対する前記修正内容を前記修正方針として導出する、
請求項１に記載の運用支援システム。
【請求項３】
前記修正方針導出手段は、管路の各々における前記差異の大きさに基づいて、前記管路への送水に関連する前記設備を前記対象として、当該対象に対する前記運用の修正内容を求める、
請求項２に記載の運用支援システム。
【請求項４】
前記修正方針導出手段は、前記差異の大きな管路における水量が前記計画に沿うように、前記管路と関連する前記ポンプステーションを前記対象として前記運用の修正内容を求める、
請求項３に記載の運用支援システム。
【請求項５】
前記修正方針導出手段は、前記修正方針の適用の前と後とで前記需要点に対する送水量が同じになるように前記修正方針を導出する、
請求項１から４のいずれか一項に記載の運用支援システム。
【請求項６】
前記配水範囲推定手段は、前記配水網に設けられたポンプステーションによる需要点への配水範囲を、前記設備と前記需要点との各々の配水に関する関係として推定する、
請求項１から５のいずれか一項に記載の運用支援システム。
【請求項７】
前記配水範囲推定手段は、前記管路における水流に基づいて前記配水範囲を推定する、
請求項１から６のいずれか一項に記載の運用支援システム。
【請求項８】
前記修正方針導出手段は、前記対象とした前記ポンプステーションと前記配水範囲が重なる他の前記ポンプステーションを前記対象として前記運用の修正内容を求める、
請求項６又は７に記載の運用支援システム。
【請求項９】
前記修正方針導出手段は、前記ポンプステーションの前記配水範囲を変更する前記修正方針を導出する場合に、前記計画及び前記実績の前記配水範囲に含まれる前記需要点への送水経路に含まれず、かつ、末端の前記管路ではない前記経路に設けられたバルブの送水方向に関する運用を修正するように前記修正方針を導出する、
請求項１から８のいずれか一項に記載の運用支援システム。
【請求項１０】
前記乖離算出手段は、所定の期間における、管路の水量の計画と実績との差の絶対値の和を前記差異として求める、
請求項１から９のいずれか一項に記載の運用支援システム。
【請求項１１】
前記配水網の運用に関する設定値又は前記配水網の構成に関する情報を取得する配水網情報取得手段と、
前記設定値及び前記構成に関する情報に基づいて定められる、前記配水網における配水計画を取得する配水計画取得手段と、
実績値取得手段は、配水網におけるポンプ等を含む設備の運用状態を示す前記実績を取得する実績値取得手段と、
を更に備える、請求項１から１０のいずれか一項に記載の運用支援システム。
【請求項１２】
配水網における配水の状態に関する計画と実績との差異を求め、
前記配水の状態に関する計画及び実績の各々に基づいて、前記配水網に設けられた設備と需要点との各々の配水に関する関係を、前記計画及び前記実績の各々について推定し、
前記差異及び前記関係に基づいて、運用を修正すべき前記設備及び前記設備の前記運用についての修正方針を導出する、
運用支援方法。
【請求項１３】
コンピュータに、
配水網における配水の状態に関する計画と実績との差異を求める処理と、
前記配水の状態に関する計画及び実績の各々に基づいて、前記配水網に設けられた設備と需要点との各々の配水に関する関係を、前記計画及び前記実績の各々について推定する処理と、
前記差異及び前記関係に基づいて、運用を修正すべき前記設備及び前記設備の前記運用についての修正方針を導出する処理と、
を実行させるプログラムを格納した、コンピュータ読み取り可能記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運用支援システム、運用支援方法及びコンピュータ読み取り可能記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
上水道網等の配水網では、需要が満たされるように、浄水量や配水網の各地点における水圧や水の流量が設定される。そして、当該設定を満たすように、配水網に設けられたポンプやバルブ等の設備の運転方法等が計画される。このような配水の計画に際しては、配水網の全体におけるポンプ等の総消費電力量が小さくなるような計画が立案されることが好ましい。【０００３】
特許文献１には、水運用及び配水制御システムが記載されている。特許文献１に記載のシステムは、送配水系統全体で消費電力量が最小となる送水ポンプ及び配水ポンプの運転スケジュールを実現する送配水計画を立案する。【０００４】
特許文献２には、下水マッピングシステムにおいて、ある箇所を起点とした場合の上流域及び下流域を自動的に抽出するネットワーク追跡装置等が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１１４８０４号公報
【特許文献２】特開平１１−９３２５３号公報
【特許文献３】特開２００１−２８８７８２号公報
【特許文献４】特開２００２−２７８６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
配水網は、一般に複雑な構成を有する場合が多い。そのため、配水網の実際の運用は、計画通りに行われない場合がある。この結果として、配水網における消費電力量の増加や、運用上の不具合の発生等の可能性が生じる。しかしながら、配水網における運用の効率を改善するための具体的な対策を求めることは、必ずしも容易ではない。すなわち、各特許文献に記載された技術に対して、配水網において非効率な運用が行われている箇所や、当該箇所の効率を改善するための方針を求める技術が求められている。【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、配水網の運用を効率化するような配水計画の修正方針を導出する運用支援システム等を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様における運用支援システムは、配水網における配水の状態に関する計画と実績との差異を求める乖離算出手段と、配水の状態に関する計画及び実績の各々に基づいて、配水網に設けられた設備と需要点との各々の配水に関する関係を、計画及び実績の各々について推定する配水範囲推定手段と、差異及び関係に基づいて、運用を修正すべき設備及び設備の運用についての修正方針を導出する修正方針導出手段と、を備える。【０００９】
本発明の一態様における運用支援方法は、配水網における配水の状態に関する計画と実績との差異を求め、配水の状態に関する計画及び実績の各々に基づいて、配水網に設けられた設備と需要点との各々の配水に関する関係を、計画及び実績の各々について推定し、差異及び関係に基づいて、運用を修正すべき設備及び設備の運用についての修正方針を導出する。【００１０】
本発明の一態様におけるコンピュータ読み取り可能記録媒体は、コンピュータに、配水網における配水の状態に関する計画と実績との差異を求める処理と、配水の状態に関する計画及び実績の各々に基づいて、配水網に設けられた設備と需要点との各々の配水に関する関係を、計画及び実績の各々について推定する処理と、差異及び関係に基づいて、運用を修正すべき設備及び設備の運用についての修正方針を導出する処理と、を実行させるプログラムを非一時的に格納する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、配水網の運用を効率化するような配水計画の修正方針を導出する運用支援システム等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態において対象とされる配水網の例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態における運用支援システムを示す図である。
【図３】本発明の実施形態における運用支援システムを示す図である。
【図４】配水網の各管路における流量の計画と実績との差異を示す図である。
【図５】配水網におけるポンプステーションと需要点との関係を示す図である。
【図６】配水網におけるポンプステーションの各々の実績での配水範囲を示す図である。
【図７】配水網におけるポンプステーションの各々の計画での配水範囲を示す図である。
【図８】配水網における配水計画の修正の例を示す図である。
【図９】配水網における配水範囲の修正の例を示す図である。
【図１０】配水網における配水範囲の修正の例を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態における運用支援システムの動作を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の実施形態における運用支援システム等を実現する情報処理装置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施形態について、添付の図面を参照して説明する。発明の各実施形態において、各システムの各構成要素は、機能単位のブロックを示している。各システムの各構成要素の一部又は全部は、例えば図１２に示すような情報処理装置１０００とプログラムとの任意の組み合わせにより実現される。情報処理装置１０００は、一例として、以下のような構成を含む。
【００１４】
・ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１００１
・ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１００２
・ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１００３
・ＲＡＭ１００３にロードされるプログラム１００４
・プログラム１００４を格納する記憶装置１００５
・記録媒体１００６の読み書きを行うドライブ装置１００７
・通信ネットワーク１００９と接続する通信インターフェース１００８
・データの入出力を行う入出力インターフェース１０１０
・各構成要素を接続するバス１０１１
各実施形態における各装置の各構成要素は、これらの機能を実現するプログラム１００４をＣＰＵ１００１が取得して実行することで実現される。各装置の各構成要素の機能を実現するプログラム１００４は、例えば、予め記憶装置１００５やＲＡＭ１００３に格納されており、必要に応じてＣＰＵ１００１が読み出す。なお、プログラム１００４は、通信ネットワーク１００９を介してＣＰＵ１００１に供給されてもよいし、予め記録媒体１００６に格納されており、ドライブ装置１００７が当該プログラムを読み出してＣＰＵ１００１に供給してもよい。
【００１５】
各装置の実現方法には、様々な変形例がある。例えば、各装置は、構成要素毎にそれぞれ別個の情報処理装置１０００とプログラムとの任意の組み合わせにより実現されてもよい。また、各装置が備える複数の構成要素が、一つの情報処理装置１０００とプログラムとの任意の組み合わせにより実現されてもよい。
【００１６】
また、各装置の各構成要素の一部又は全部は、プロセッサ等を含む汎用または専用の回路 （ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）や、これらの組み合わせによって実現される。これらは、単一のチップ によって構成されてもよいし、バスを介して接続される複数のチップ によって構成されてもよい。各装置の各構成要素の一部又は全部は、上述した回路等とプログラムとの組み合わせによって実現されてもよい。
【００１７】
各装置の各構成要素の一部又は全部が複数の情報処理装置や回路等により実現される場合には、複数の情報処理装置や回路等は、集中配置されてもよいし、分散配置されてもよい。例えば、情報処理装置や回路等は、クライアントアンドサーバシステム、クラウドコンピューティングシステム等、各々が通信ネットワークを介して接続される形態として実現されてもよい。
【００１８】
最初に、本発明の実施形態において想定される配水網の例を説明する。本発明の各実施形態において説明される各システム等は、図１に示す上水道の配水網５０を対象とすることを想定する。配水網５０においては、取水施設５２−１又は５２−２を介して、河川５１を流れる水が取り入れられる。取り入れられた水は、管路５６を介して浄水場５３−１又は５３−２へそれぞれ送られる。
【００１９】
そして、浄水場５３−１又は５３−２にて浄化された水は、一つ以上の管路５６を介して需要点５５−１から５５−４へ送られる。需要点５５−１から５５−４の各々において水が利用される。
【００２０】
需要点５５−１から５５−４の各々は、配水網５０を介して送られる水を利用する施設等である。需要点５５−１から５５−４の各々には、例えば、一般の家庭、企業等の事務所、商店、工場等が含まれる。すなわち、需要点５５は、配水網５０を介して配水される水を利用する利用者（需要家とも呼ばれる）の集合である。なお、需要点５５−１から５５−４の各々に存在する利用者の数は図１の例に限られず、特に制限されない。
【００２１】
また、浄水場５３−１又は５３−２の各々と需要点５５−１から５５−４の各々との間には、給水所等を含む配水の状態の制御等に関する施設が適宜設けられる。図１に示す例では、給水所５４−１及び５４−２の２つの施設が設けられている。配水網５０の例では、浄水場５３−１又は５３−２や給水所５４−１又は５４−２には、例えば任意の台数のポンプにて構成されるポンプステーションやバルブ等の配水の状態を変化させる設備が設けられていることを想定する。
【００２２】
なお、以下の各実施形態等では、ポンプステーションは、任意の台数のポンプにて構成される設備であることを想定する。ポンプステーションにおけるポンプの台数や種類等は特に限定されない。又は、ポンプステーションは単一のポンプで構成されてもよい。
【００２３】
配水網５０においては、浄水場５３−１若しくは５３−２、給水所５４−１若しくは５４−２等の施設における設定が、需要点５５の各々等における水の需要に応じて運用に関する設定値として定められる。運用に関する設定値には、例えば、需要点５５の各々等における水の需要や、浄水場５３の浄水量や給水所５４の貯水量の上限や下限、特定の管路において固定された流量等が含まれる。運用に関する設定値の対象は上記に限られず、配水網５０に関する他の設定が含まれてもよい。
【００２４】
そして、配水網５０において設定された需要等の設定が満たされるように、浄水場５３−１若しくは５３−２、給水所５４−１若しくは５４−２等の施設に設けられたポンプステーション等の設備の各々に関する配水計画が決定される。
【００２５】
配水計画は、例えば、浄水場５３における一定期間の浄水量や一定時間あたりの管路５６の各々における流量、ポンプステーションの運転方法や、バルブの操作方法等、配水網５０における設備の運用に関する計画を含む。配水計画は、上述した運用に関する設定値に基づいて定められる。つまり、配水計画にて規定されるポンプステーションの運転方法には、設定値で定められた設定が満たされるように送水するためのポンプステーションの稼働時間帯、稼働台数、稼働させるポンプの組み合わせ、回転数等が含まれる。配水計画として定められるバルブの操作方法には、バルブの操作方法が含まれる。すなわち、配水計画には、ポンプステーションやバルブ等の運用に関する各種のパラメータに対する指定が含まれる。
【００２６】
配水網５０においては、一日毎等の予め定めた期間を単位として、当該期間に対して設定値が定められる。そして、設定値を満たすように、上述したポンプの運転等に関するパラメータに対する指定が配水計画として定められる。
【００２７】
策定された配水計画に基づく配水網５０の運用は、例えば後述する図３に示す配水運用システム１０によって行われる。例えば、配水運用システム１０は、配水網５０の配水を制御する。配水運用システム１０は、配水計画の策定を行うための構成を備えてもよい。
【００２８】
まず、本発明の実施形態について説明する。図２は、本発明の実施形態における運用支援システムを示す図である。
【００２９】
図２に示すとおり、本発明の実施形態における運用支援システム１００は、乖離算出部１１０と、配水範囲推定部１２０と、修正方針導出部１３０とを備える。乖離算出部１１０は、配水網における配水の状態に関する計画と実績との差異を求める。配水範囲推定部１２０は、配水の状態に関する計画及び実績の各々に基づいて、配水網に設けられた設備と需要点との各々の配水に関する関係を、計画及び実績の各々について推定する。修正方針導出部１３０は、差異及び関係に基づいて、運用を修正すべき設備及び設備の運用についての修正方針を導出する。
【００３０】
なお、運用支援システム１００は、上述した構成要素にて用いられるデータを取得する構成を更に備えてもよい。図３は、この場合の運用支援システム１００の一例を示す。図３に示すように、運用支援システム１００は、配水網情報取得部１５１と、配水計画取得部１５２と、実績値取得部１５３とを備える。
【００３１】
配水網情報取得部１５１は、配水網の運用に関する設定値や、配水網５０の構成に関する情報を取得する。配水計画取得部１５２は、配水網における配水計画を取得する。実績値取得部１５３は、配水網におけるポンプ等を含む設備の運用状態を示す実績値を取得する。実績値取得部１５３は、配水網の運用を行う配水運用システム１０から通信ネットワーク等を介して実績値を取得する。
【００３２】
続いて、本実施形態における運用支援システム１００の各構成要素について説明する。まず、運用支援システム１００のデータの取得に関する構成要素について説明する。
【００３３】
配水網情報取得部１５１は、配水網の運用に関する設定値や、配水網５０の構成に関する情報を取得する。設定値には、上述のように、配水網５０に含まれる需要点５５の各々における需要やその予測、配水網５０に設けられた設備の各々における運用上の上下限値等が含まれる。
【００３４】
また、配水網情報取得部１５１は、設定値の他に、配水網５０の構成に関する情報を取得する。配水網５０の構成には、管路５６の各々の接続関係や、浄水場５３、給水所５４、需要点５５の接続関係等、浄水場５３、給水所５４等に設けられたポンプステーション等の設備の配置が含まれる。上述したポンプやバルブの特性等、これらの設備の性能に関する情報が配水網５０の構成を表す情報に含まれてもよい。
【００３５】
配水網情報取得部１５１は、上述した情報を、キーボード、マウス、タッチパネル等の任意の入力手段や通信ネットワーク等を介して取得する。なお、配水網情報取得部１５１が取得した運用設定値は、配水運用システム１０にて用いられてもよい。
【００３６】
配水計画取得部１５２は、配水網における配水計画を取得する。上述のように、配水計画は、運用設定値等に基づいて定められる、配水網５０における設備の運用に関する計画である。
【００３７】
配水計画取得部１５２は、配水計画を策定する機構を有し、当該機構が配水計画を策定することで、配水計画を取得してもよい。また、配水計画取得部１５２は、配水運用システム１０や、その他のシステム等において策定された配水計画を、通信ネットワーク等を介して取得してもよい。配水計画取得部１５２が配水計画を決定する機構を有する場合には、決定した配水計画は、配水運用システム１０へ適宜通知されてもよい。なお、配水計画取得部１５２は、例えば修正方針を導出するたびに、配水計画を適宜取得する。
【００３８】
配水計画は、設備の各々に対する設定値及び配水網５０の構成を示す情報に基づいて求められる。つまり、配水計画は、設備の各々に対する設定値が満たされるように求められる。
【００３９】
本実施形態において配水計画取得部１５２は、配水計画として、主に、配水網５０の管路５６の各々における単位期間あたりの水量、配水網５０に設けられたポンプステーションの運転手順やバルブの操作手順等を取得する。
【００４０】
配水計画で定められるポンプステーションの運転方法には、例えば、設定値で定められた設定を満たすように送水されるためのポンプステーションの稼働時間帯、稼働台数、稼働させるポンプの組み合わせ、回転数等が含まれる。この他に、配水網５０に設けられたバルブ等の設備に関するパラメータの指定が配水計画に含まれてもよい。なお、本実施形態において配水計画取得部１５２が取得する配水計画は、上記の例に限られない。
【００４１】
配水計画は、好ましくは、任意の指標を基準として最適化された計画となるように定められる。例えば、設定値が満たされる配水計画のうち、配水網５０における設備の一定の期間における消費電力量が最小となるように配水計画が求められる。例えば、配水計画に沿って配水網５０に設けられたポンプステーションの運転が行われた場合に、当該ポンプステーションにおける一定の期間における消費電力量が小さくなるように配水計画が求められる。
【００４２】
なお、上述した一定の期間は、配水網５０の需要や運用の状況等に応じて適宜定められる。また、配水計画取得部１５２は、配水計画を策定する機構を有する場合には、具体的な配水計画の策定方法として、公知の任意の手法が適宜用いられる。
【００４３】
実績値取得部１５３は、配水網におけるポンプ等を含む設備の運用に関する実績値を取得する。実績値取得部１５３は、例えば、配水網における設備の運用状態に関する実績値を配水運用システム１０等から通信ネットワーク等を介して取得する。取得された実測値は、乖離算出部１１０等の運用支援システム１００の各要素において用いられる。
【００４４】
実績値取得部１５３が取得する情報には、例えば、管路５６の各地点を流れた水量、ポンプステーション等の設備の一定時間における吐出水量、ポンプ等の設備によって一定の期間に消費された消費電力量等が含まれる。ただし、実績値取得部１５３が取得する実績値等はこれらに限られない。実績値取得部１５３は、乖離算出部１１０等によって必要とされる他の実績値を取得してもよい。
【００４５】
続いて、運用支援システム１００の図２に示す各要素について説明する。
【００４６】
乖離算出部１１０は、配水の状態に関する計画と実績との差異を求める。すなわち、配水の状態に関する計画と実績との差異が、乖離の程度を表す。そして、乖離の程度が大きな箇所と関連する設備が、非効率な運用が行われている設備として抽出される。
【００４７】
計画は、配水計画取得部１５２によって得られた配水計画に基づいて配水網５０の運用が行われた場合における、個々の設備の状況等を示す値である。計画には、配水計画に基づいてポンプステーション等の設備が運転した場合の配水網５０の各地点における水圧や流量等が含まれてもよい。計画として用いられる値は、配水計画で定められた値であってもよい。また、実績は、実績値取得部１５３にて取得された配水網５０における実際の配水の状況を示す値である。なお、本実施形態において、計画は、上述のように何らかの基準によって最適化された配水計画に基づく理想的な値が用いられると想定する。
【００４８】
乖離算出部１１０において用いられる計画及び実績の各々には、例えば、配水網５０の管路５６の各地点における水量、ポンプステーション等の設備の一定時間における送水量等が含まれる。ただし、計画及び実績の各々にはこれらに限られず、配水網５０において非効率な運用が行われている設備を抽出する場合に必要となる情報が含まれてもよい。
【００４９】
乖離算出部１１０は、配水網を構成する設備毎に、計画と実績との差異を求める。対象となる設備には、例えば配水網５０を構成する管路５６が含まれる。この場合には、配水の状態として、例えば管路５６を流れる水の流量が用いられる。つまり、乖離算出部１１０は、例えば配水網を構成する管路５６毎に、流量の計画と実績との差異を求める。乖離算出部１１０は、配水網５０に含まれる全ての管路５６についての差異を求めてもよいし、配水網５０に含まれる管路５６のうち、主要な管路５６についての差異を求めてもよい。
【００５０】
配水網５０においては、設備の各々は、それぞれ独立して運用される場合がある。そして、需要の変化等に起因して、配水網５０の状況が計画から変化した場合には、個々の設備において個別に運用が変更される。個々の設備において個別に運用が変更されることで、配水網５０の運用は、配水計画として任意の基準に対して最適化された理想的な計画から乖離する可能性がある。すなわち、配水網５０においては、計画とは異なる非効率な運用が行われる可能性がある。
【００５１】
そこで、運用支援システム１００による運用の修正方針の導出に際して、最初に、乖離算出部１１０が、計画と実績との乖離を求める。乖離算出部１１０によって求められる計画と実績との差異は、計画に沿った効率的な運用がなされているかを評価するための指標となる。すなわち、計画と実績との差異が大きい、すなわち、両者が乖離した管路５６は、非効率な運用が行われている設備として評価される。
【００５２】
乖離算出部１１０は、既知の手法を適宜用いて、配水の状態に関する計画と実績との差異を求める。乖離算出部１１０は、一例として、特定の期間において、管路５６毎に流量の計画と実績との差の絶対値の総和を差異として求める。特定の期間は、例えば一日であるが、これに限られない。特定の期間は、配水網５０の各地点における水の需要の変動等に応じて適宜定められればよい。また、乖離算出部１１０は、管路５６毎に一定の間隔で求められた流量の計画値と実績値との差の絶対値を足し合わせることで差異を求めてもよい。一定の間隔は、例えば１５分毎であるが、これに限られない。
【００５３】
図４は、各々の管路５６における流量の計画値と実績値との例を示す。図４に示す例では、管路５６−１から５６−３の３つの管路に関する流量の計画と実績が示されている。図４に示す例では、点線が流量の計画値を示し、実線が流量の実績値を示す。管路５６−１のグラフに記載された縦方向の矢印は、流量の計画と実績との差の絶対値を示す。乖離算出部１１０は、例えば、この矢印に示すような流量の計画と実績との差の絶対値を足し合わせることで、差異を求める。
【００５４】
なお、乖離算出部１１０は、例えばコサイン類似度や標本相関等、他の既知の手法を用いて差異を求めてもよい。乖離算出部１１０は、これらの手法を用いて計画と実績との差異を求める。
【００５５】
配水範囲推定部１２０は、配水網における水流及び配水の状態に関する計画又は実績の各々に基づいて、配水網に設けられた設備と需要点との各々の配水に関する関係を、当該計画又は実績の各々について推定する。より詳しくは、配水範囲推定部１２０は、管路５６の各々における水流の計画及び実績に基づいて、配水網５０に設けられたポンプステーション５７の各々が配水する需要点５５の範囲を、計画と実績の各々に対して求める。ポンプステーション５７が配水する需要点５５やその他の配水網５０の施設の範囲を、配水範囲と称する。つまり、配水範囲推定部１２０は、ポンプステーション５７の配水範囲を推定する。なお、管路５６の各々における水流には、例えば管路５６の各々における、水の流れの方向である送水方向や水量が含まれる。
【００５６】
配水範囲推定部１２０は、ポンプステーション５７から需要点５５までの管路５６の各々における水流をトレースすることで、配水範囲を推定する。図５を用いて、配水範囲推定部１２０による配水範囲の推定手順の一例を説明する。図５に示すように、浄水場５３又は給水所５４の各々には、ポンプステーション５７−１から５７−５がそれぞれ設けられている。配水範囲推定部１２０は、例えばポンプステーション５７−１から５７−５の配水範囲を推定する。
【００５７】
なお、図５以降の各図において、管路５６の各々に対して付されている枠で囲まれた数値は、管路５６の各々における水量を示す。以下の説明において、水量は、管路５６において単位時間当たりに送水される水の量を表す。水量の値は、絶対的な水の量を表してもよいし、複数の管路５６に流れる水の量の相対的な関係を表す値であってもよい。
【００５８】
また、図５において、管路５６の各々の矢印の向きは、各々の管路５６における送水方向を示す。これらの送水方向又は水量は、計画又は実績のいずれかとして、それぞれ配水計画取得部１５２又は実績値取得部１５３等によって得られた値である。配水範囲推定部１２０は、計画又は実績として得られた水流に基づいて、それぞれの場合について配水範囲を推定する。なお、図５から以降の図に示す例において、配水網５０の要素を接続する管路５６に示された矢印は、管路５６における送水方向を表す。
【００５９】
配水範囲推定部１２０による配水範囲の推定に際しては、配水網５０の分岐点における水流が考慮される必要がある。配水範囲推定部１２０は、まず、分岐点における水流を推定する。考慮すべき分岐点として、一つの管路から水が流入して複数の管路へ送水される場合、複数の管路から水が流入して一つの管路へ送水される場合、複数の管路から水が流入し複数の管路へ送水される場合が含まれる。
【００６０】
図５の例では、分岐点Ａが一つの管路から水が流入して複数の管路へ送水される場合に、分岐点Ｂ又はＤが複数の管路から水が流入して一つの管路へ送水される場合に、分岐点Ｃが複数の管路から水が流入して複数の管路へ送水される場合にそれぞれ対応する。配水範囲推定部１２０は、各々の分岐点の場合に関して、以下の水流を推定する。
【００６１】
分岐点Ａのように、一つの管路から水が流入して複数の管路へ送水される場合、配水範囲推定部１２０は、流入した水は分岐点Ａから分岐した先の水量に応じて分配されると推定する。配水範囲推定部１２０は、分岐点Ａでは、ポンプステーション５７−４から管路５６を介して分岐点Ａへ流入した水量２７０の水は、水量１２０及び１５０として、需要点５５−３及び分岐点Ｃへそれぞれ分配されると推定する。
【００６２】
分岐点Ｂのように、複数の管路５６から流入した水が他の一つの管路へ送水される場合には、配水範囲推定部１２０は、流入した水の全てが当該他の一つの管路へ送水されると推定する。
【００６３】
分岐点Ｂでは、ポンプステーション５７−２及び５７−３からそれぞれ水量１００ずつの水が流入する。そのため、配水範囲推定部１２０は、分岐点Ｂから水量２００の水が分岐点Ｃへ送水されると推定する。また、配水範囲推定部１２０は、分岐点Ｃへ送水される水には、ポンプステーション５７−２及び５７−３から流入した水がそれぞれ１００ずつ含まれると推定する。
【００６４】
分岐点Ｃのように、複数の管路５６から流入した水が複数の管路へ送水される場合、配水範囲推定部１２０は、分岐点Ｃへ流入する水は、分岐後の管路の水量に応じて各々の管路に対して分配されて送水されると推定する。
【００６５】
図５に示す例では、分岐点Ｃに対して、分岐点Ａから水量１５０の水が流入し、かつ、分岐点Ｂから水量２００の水が流入する。そして、分岐点Ｂから分岐点Ｃへ流入する水には、ポンプステーション５７−２及び５７−３から流入した水がそれぞれ１００ずつ含まれる。また、図５に示す例では、分岐点Ｃへ流入した水は、分岐点Ｃから需要点５５−２及び分岐点Ｄの各々に対して送水される。この場合に、分岐点Ｃから需要点５５−２へ水量２８０の水が送水され、分岐点Ｃから分岐点Ｄへ水量７０の水が送水される。すなわち、分岐点Ｃへ流入した水は、４：１の比率で２つの管路へ送水される。
【００６６】
この場合に、配水範囲推定部１２０は、分岐点Ｃへ流入する水は、各々の管路に対して、４：１の比率で分配されて送水されると推定する。すなわち、配水範囲推定部１２０は、ポンプステーション５７−４から送水されて分岐点Ａから流入した水量１５０の水は、需要点５５−２及び分岐点Ｄに対して、それぞれ水量１２０及び水量３０の比率で分配されて送水されると推定する。
【００６７】
同様に、配水範囲推定部１２０は、分岐点Ｂから流入した水量２００の水は、需要点５５−２及び分岐点Ｄに対して、それぞれ水量１６０及び水量４０の比率で分配されて送水されると推定する。また、分岐点Ｂから流入した水には、ポンプステーション５７−２及び５７−３から送水された水が水量１００ずつ含まれる。そこで、配水範囲推定部１２０は、ポンプステーション５７−２及び５７−３のそれぞれから送水された水量１００の水は、需要点５５−２及び分岐点Ｄに対して、それぞれ水量８０及び水量２０の比率でそれぞれ分配されて送水されると推定する。
【００６８】
つまり、配水範囲推定部１２０は、分岐点Ｃから需要点５５−２へ送水される水には、ポンプステーション５７−２、５７−３及び５７−４から送水された水が、それぞれ、水量８０、水量８０、及び水量１２０含まれると推定する。
【００６９】
また、分岐点Ｃのように、複数の管路５６から流入した水が複数の管路へ送水される場合、配水範囲推定部１２０は、分岐点Ｃへ流入する水は、流入の比率に応じて分岐後の各々の管路へ分配されて送水されると推定してもよい。
【００７０】
図５に示す例では、分岐点Ａから水量１５０の水が流入し、かつ、分岐点Ｂから水量２００の水が流入する。そして、分岐点Ｂから流入する水には、ポンプステーション５７−２及び５７−３から流入した水がそれぞれ１００ずつ含まれる。つまり、この場合には、ポンプステーション５７−２、５７−３及び５７−５の各々から分岐点Ｃへは、２：２：３の比率で水が流入する。
【００７１】
そこで、配水範囲推定部１２０は、ポンプステーション５７−２、５７−３及び５７−４の各々から流入した水が、分岐点Ｃから需要点５５−２及び分岐点Ｄの各々に対して２：２：３の比率で分配されて送水されると推定する。
【００７２】
図５に示す例では、分岐点Ｃから需要点５５−２へ、水量２８０の水が送水される。配水範囲推定部１２０は、水量２８０の水には、上述した流入の比率に応じて、ポンプステーション５７−２、５７−３及び５７−４の各々から送水された水がそれぞれ水量８０、水量８０及び水量１２０含まれると推定する。
【００７３】
同様に、図５に示す例では、分岐点Ｃから分岐点Ｄへは、水量７０の水が送水される。配水範囲推定部１２０は、水量７０の水には、上述した流入の比率に応じて、ポンプステーション５７−２、５７−３及び５７−４の各々から送水された水がそれぞれ水量２０、水量２０及び水量３０含まれると推定する。これら結果は、上述したような、複数の管路５６から流入する水が分岐後の管路５６の水量に応じて分配されるとして推定した結果と同様になる。
【００７４】
また、分岐点Ｄは、分岐点Ｂと同様に、複数の管路５６から流入した水が他の一つの管路へ送水される場合に相当する。したがって、配水範囲推定部１２０は、分岐点Ｄから需要点５５−１へ送水される水量３７０の水には、ポンプステーション５７−１から流入した水量３００の水、及び、分岐点Ｃから流入した水量７０の水が含まれると推定する。
【００７５】
上述のように、分岐点Ｃから流入した水量７０の水には、ポンプステーション５７−２、５７−３及び５７−５の各々から流入した水が含まれる。配水範囲推定部１２０は、分岐点Ｃから流入した水量７０の水には、上述のように、それぞれ水量２０、水量２０及び水量３０の水が含まれると推定する。すなわち、分岐点Ｄから需要点５５−１へ送水される水は、ポンプステーション５７−１、５７−２、５７−３及び５７−４から送水された水が含まれる。
【００７６】
配水範囲推定部１２０は、対象となる配水網５０に含まれる分岐点について、上述のように水流を推定する。そして、配水範囲推定部１２０は、上述のように推定した水流に基づいて、ポンプステーション５７の各々が送出した水が到達する需要点５５を求める。そして、配水範囲推定部１２０は、求めた需要点５５を、配水範囲として推定する。なお、配水範囲推定部１２０は、配水範囲として推定された需要点５５への経路となる管路５６やその分岐点を配水範囲として扱ってもよい。
【００７７】
このように、配水範囲推定部１２０によって、ポンプステーション５７が配水する需要点５５である配水範囲が計画値又は実績値の各々に関して推定される。また、配水範囲となる需要点５５やその他の施設において、ポンプステーション５７の各々から送水される水量が併せて推定される。すなわち、配水範囲推定部１２０によって配水範囲が推定されることで、ポンプステーション５７等の配水網５０における設備と需要点５５との関係が求められる。
【００７８】
また、複数のポンプステーション５７の各々の配水範囲は、重複する場合がある。すなわち、需要点５５の各々は、複数のポンプステーション５７から水が供給される場合がある。複数のポンプステーション５７から水が供給される需要点５５へ配水するポンプステーション５７の各々は、需要点５５における需要の変化等に応じて互いの動作に影響を及ぼしあう可能性がある。つまり、配水範囲推定部１２０によって、複数のポンプステーション５７の各々に関する互いの関連性が求められる。
【００７９】
修正方針導出部１３０は、乖離算出部１１０によって求められた差異及び配水範囲推定部１２０によって求められた配水範囲等の配水に関する関係に基づいて、配水網５０に設けられた設備の運用に関する修正方針を導出する。
【００８０】
修正方針導出部１３０において導出される修正方針は、運用を修正すべき配水網５０の設備等や修正された運用の内容を含む。修正方針には、水量を変更すべき管路５６や、当該管路５６における修正後の水量等が含まれる。
【００８１】
より詳しい例として、修正方針には、運転の状態を修正すべきポンプステーション５７や、当該ポンプステーション５７における修正後の運転の状態、ポンプステーション５７の運転に関するパラメータの修正量等が含まれる。また、修正方針には、状態を修正すべきバルブ（不図示）や、当該バルブに対する送水方向の設定の修正等が含まれてもよい。
【００８２】
修正方針導出部１３０は、計画と実績との差異及び配水範囲に基づいて、計画値と実績値との差異を小さくするように修正方針を導出する。すなわち、修正方針導出部１３０は、配水網５０において、計画に沿った理想的な運用が行われるように、運用を修正すべき対象及び当該対象に対する運用の修正内容を導出する。
【００８３】
修正方針導出部１３０は、乖離算出部１１０によって求められた計画と実績との差異の大きさに基づいて、修正方針を導出する対象を決定する。例えば、修正方針導出部１３０は、計画と実績との差異の大きさが予め定めた閾値よりも大きな管路５６を選択する。そして、修正方針導出部１３０は、当該管路５６と関連するポンプステーション５７を、運用を修正すべき対象とする。
【００８４】
また、修正方針導出部１３０は、差異の最も大きな順に所定の数の管路５６を選択し、当該管路５６と関連するポンプステーション５７を、運用を修正すべき対象としてもよい。なお、管路５６と関連するポンプステーション５７は、例えば当該管路５６に対して送水するポンプステーション５７である。
【００８５】
上述の場合においては、複数のポンプステーション５７等の設備が運用を修正すべき対象とされてもよい。複数のポンプステーション５７等の設備が運用を修正すべき対象とされた場合には、修正方針導出部１３０は、例えば、計画と実績との差異が大きな管路５６と関連する設備から順に運用が修正されるように修正方針を導出する。
【００８６】
運用を修正すべきポンプステーション５７等の設備が定めると、修正方針導出部１３０は、各々の設備に対して、運用の修正内容を求める。修正方針導出部１３０は、流量の計画と実績との差異が大きい、言い換えると、計画と実績とが乖離した管路５６における水量が計画に近づくような運用の修正内容を求める。
【００８７】
運用の修正内容の例について、更に説明する。修正方針導出部１３０は、上述の手順にて選択された管路５６の水量が計画値に近づくように、対象とされた設備に対する運用の修正内容を求める。例えば、修正方針導出部１３０は、当該管路５６へ水を供給するポンプステーション５７の送水量を変更するようにポンプステーション５７の稼動状態等の修正内容を求める。
【００８８】
なお、需要点５５の各々において、上述した運用設定値が満たされる必要がある。つまり、需要点５５の各々においては、配水網５０の運用が変更された場合においても需要量は変化せず、同じであると想定される。そこで、修正方針導出部１３０は、需要点５５の各々において、以下の（１）式の関係が成り立つように、運用の修正内容を求める。
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【００８９】
すなわち、修正方針導出部１３０は、一つのポンプステーション５７の送水量を変更するような修正内容を含む修正方針を導出する場合に、修正の前後で需要点５５の各々に対する送水量が同じになるような修正方針を導出する。なお、（１）式において、ｑｄｉは、修正前において需要点ｄに対してポンプステーションｉから送水される水量を表し、ｑ’ｄｉを、運用の修正後において需要点ｄに対してポンプステーションｉから送水される水量を表すとする。
【００９０】
より具体的には、修正方針導出部１３０は、一つのポンプステーション５７の送水量を変更するような修正内容を含む修正方針を導出する場合に、必要に応じて他のポンプステーション５７の送水量が調整されるような修正方針を導出する。一つのポンプステーション５７に対する総水量の変更に起因して総水量の調整が必要となるポンプステーション５７は、当該一つのポンプステーション５７と配水範囲が重複するポンプステーション５７である。
【００９１】
この場合に、修正方針導出部１３０は、上述した一つのポンプステーション５７と配水範囲が重複する他のポンプステーション５７を更に運用を修正すべき対象とする。そして、修正方針導出部１３０は、運用を修正すべき対象とされた他のポンプステーション５７に対する運用の修正内容を求める。修正方針導出部１３０は、他のポンプステーション５７に対して、需要点５５に対する送水量が運用の修正前後で変化しないよう運用の修正内容を求める。このように修正方針が導出されることで、上述した（１）式の関係が成り立つ運用の修正内容が求められる。
【００９２】
以下、図６から図８を参照して、修正方針導出部１３０が運用の修正内容を求める際の手順の例を示す。図６は、ポンプステーション５７−１から５７−３の各々とその配水範囲との関係の実績を示す。実績は、例えば実績値取得部１５３等によって取得される。
【００９３】
図６によると、ポンプステーション５７−１の実績における配水範囲は、需要点５５−１及び５５−２である。また、ポンプステーションから管路５６−１へ送出される水量は５００である。そして、需要点５５−１へ水量３５０、需要点５５−２へ水量１５０の水がポンプステーション５７−１から配水されている。
【００９４】
また、図６に示す例では、ポンプステーション５７−２から、管路５６−２を介して需要点５５−１、５５−４及び５５−５へ配水されていることが示されている。同様に、図６に示す例では、ポンプステーション５７−３から、管路５６−３を介して需要点５５−１、５５−２及び５５−３へ配水されることが示されている。
【００９５】
図７は、図６と同様の配水網５０におけるポンプステーション５７の各々とその配水範囲との関係の理想的な計画の例を示す。図７によると、ポンプステーション５７−１の理想的な計画の例における配水範囲は、実績値と同様に、需要点５５−１及び５５−２である。しかしながら、理想的な計画に沿ってポンプステーションの運転が行われる場合に、ポンプステーションから管路５６−１へ送出される水量は４００である。そして、この場合には需要点５５−１へ水量２２０、需要点５５−２へ水量１８０の水がポンプステーション５７−１から送水されることが想定されている。
【００９６】
また、図７に示す例では、理想的な計画の例として、ポンプステーション５７−２から、管路５６−２を介して需要点５５−４及び５５−５へ配水されることが示されている。同様に、図６においては、理想的な計画の例として、ポンプステーション５７−３から、管路５６−３を介して需要点５５−１、５５−２、５５−３及び５５−４へ配水されることが示されている。
【００９７】
この例において、管路５６−１から５６−３のうち、管路５６−１における水量の計画と実績との乖離が最も大きい場合を想定する。そこで、修正方針導出部１３０は、管路５６−１へ送水するポンプステーション５７−１の水量が理想的な計画に沿うような修正方針を導出する。
【００９８】
すなわち、修正方針導出部１３０は、ポンプステーション５７−１から水量４００が送水されるように、ポンプステーション５７−１の運用に関する修正内容を求める。より詳しくは、修正方針導出部１３０は、需要点５５−１へ水量２２０の水が送水され、需要点５５−２へ水量１８０の水が送水されるように、ポンプステーション５７−１の運用に関する修正内容を求める。
【００９９】
修正方針導出部１３０は、上述した水量が需要点５５の各々へ送水されるように、例えば、ポンプステーション５７−１において稼動するポンプの台数や、ポンプの回転数等を変更するような修正内容を求める。また、修正方針導出部１３０は、その他の設備の運用に関する修正内容を求めてもよい。
【０１００】
一方、需要点５５の各々においては、配水網５０の運用が変更された場合においても需要量は変化しないと想定される。そこで、修正方針導出部１３０は、需要点５５−１及び５５−２へ送水される総送水量が不変となるように、ポンプステーション５７−１に限らず、ポンプステーション５７−２及び５７−３の運転状態を変更する修正方針を導出する。
【０１０１】
図６及び図７に示す例では、ポンプステーション５７−１から需要点５５−１に対する送水量が、水量１３０減少している。また、ポンプステーション５７−１から需要点５５−２に対する送水量が、水量３０増加している。そこで、修正方針導出部１３０は、例えばこれらの水量の増減がポンプステーション５７−２及び５７−３の各々に均等に割り当てられるように修正方針を導出する。図８は、修正方針の導出の例を示す。
【０１０２】
図８に示すように、各々のポンプステーション５７からの配水範囲を実績値のままとする場合には、ポンプステーション５７−２及び５７−３から需要点５５−１に対する送水量をそれぞれ水量６５増加させる運用の修正内容が想定される。また、この場合には、ポンプステーション５７−３から需要点５５−２に対する送水量を水量３０減少させる運用の修正内容が想定される。
【０１０３】
すなわち、修正方針導出部１３０は、ポンプステーション５７−２及び５７−３を更に運用を修正すべき対象とする。そして、修正方針導出部１３０は、ポンプステーション５７−２及び５７−３の各々について、上述のように送水する水量を変更するような運用の修正内容を求める。
【０１０４】
なお、上述の例では、水量の増減がポンプステーション５７−２及び５７−３の各々に均等に割り当てられる場合が想定された。しかしながら、複数のポンプステーション５７の各々に割り当てられる水量の増減は、異なってもよい。
【０１０５】
例えば、ポンプステーション５７の各々の性能に応じて、複数のポンプステーション５７の各々に異なる水量の増減が割り当てられてもよい。また、ポンプステーション５７の各々が送水する管路５６における計画と実績との差異の大きさに基づいて、複数のポンプステーション５７の各々に割り当てられる水量の増減が変えられてもよい。
【０１０６】
また、ポンプステーション５７の配水範囲が計画と実績とで異なる場合に、修正方針導出部１３０は、配水範囲を変更する修正方針を導出する場合がある。つまり、運用計画の修正の前後において、あるポンプステーション５７の配水範囲に含まれる需要点５５が変化する場合がある。
【０１０７】
この場合には、修正方針導出部１３０は、修正の前又は後のいずれか一方に含まれる需要点５５に対する配水経路としてのみ含まれる管路５６の送水方向を変更するように修正方針を導出する。言い換えると、修正方針導出部１３０は、修正前後の双方に含まれる需要点５５への配水経路として含まれない管路５６の送水方向を変更するように修正方針を導出する。図９又は図１０は、この場合における修正方針導出部１３０による修正方針の導出例を示す。
【０１０８】
図９は、ポンプステーション５７の配水範囲の実績が計画よりも大きい場合の修正方針の導出例を示す。すなわち、図９は、ポンプステーション５７による配水範囲を小さくする場合の例である。
【０１０９】
図９の上側にて囲まれた領域にて示されるように、実績では、ポンプステーション５７−２の配水範囲は、需要点５５−１、５５−４及び５５−５である。一方、図９の下側にて囲まれた領域が示すように、計画では、ポンプステーション５７−２の配水範囲は、需要点５５−４及び５５−５である。この場合に、修正方針導出部１３０は、ポンプステーション５７−２の配水範囲を需要点５５−４及び５５−５の２つとするように修正方針を導出する。
【０１１０】
この場合に、修正方針導出部１３０は、まず、ポンプステーション５７−２から需要点５５−１までの送水経路となる管路５６を特定する。そして、修正方針導出部１３０は、送水経路となる管路５６を分岐点ごとに分割する。
【０１１１】
続いて、修正方針導出部１３０は、分割した管路５６のうち、計画及び実績の双方の配水範囲に含まれる需要点（以下、「不変需要点」と称する場合がある）への送水経路に含まれず、かつ、末端の管路ではない管路５６を特定する。すなわち、修正方針導出部１３０は、ポンプステーション５７の配水範囲に含まれる管路５６のうち、実績にのみ含まれる需要点５５への経路となる末端の管路ではない管路５６を特定する。なお、末端の管路となる管路５６は、需要点と接続された管路５６である。
【０１１２】
図９に示す例では、分岐点ＤとＥとの間を接続し、他の管路５６と比較して太く表された管路５６が、不変需要点への送水経路に含まれず、末端の管路ではない管路に相当する。修正方針導出部１３０は、当該管路５６の送水方向を変更するように、修正方針を導出する。
【０１１３】
この場合には、修正方針導出部１３０は、例えば、上述した管路５６に設けられたバルブ等の設定を変更するような修正方針を導出する。すなわち、修正方針導出部１３０は、上述した管路５６に設けられたバルブを、運用を修正すべき対象とする。そして、修正方針導出部１３０は、当該管路５６における送水方向を変更するように、当該バルブの制御に関する運用の修正内容を求める。
【０１１４】
なお、この場合に、修正方針導出部１３０は、送水方向の変更と併せて、需要点５５−４及び５５−５への送水量が計画に沿うように、上述した手順等によって修正方針を導出する。
【０１１５】
図１０は、ポンプステーション５７の配水範囲の実績が計画よりも小さい場合を示す。すなわち、図１０は、ポンプステーション５７による配水範囲を大きくする場合の例である。
【０１１６】
図１０の上側にて囲まれた領域にて示されるように、実績では、ポンプステーション５７−３の配水範囲は、需要点５５−１、５５−２及び５５−３である。一方、図１０の下側にて囲まれた領域にて示されるように、計画では、ポンプステーション５７−３の配水範囲は、需要点５５−１、５５−２、５５−３及び５５−４である。この場合に、修正方針導出部１３０は、ポンプステーション５７−２の配水範囲を需要点５５−１、５５−２、５５−３及び５５−４の４つに広げるように修正方針を導出する。
【０１１７】
修正方針導出部１３０は、上述した例と同様に、不変需要点への送水経路に含まれず、末端の管路ではない管路５６を特定する。図１０に示す例においても、図９に示す例と同様に、分岐点ＤとＥとの間を接続し、他の管路５６と比較して太く表された管路５６が不変需要点への送水経路に含まれない経路に相当する。修正方針導出部１３０は、当該管路５６の送水方向を変更するように、修正方針を導出する。修正方針導出部１３０は、例えば、上述した管路５６に設けられたバルブ等の送水方向に関する設定を変更するような修正方針を導出する。また、修正方針導出部１３０は、元の配水範囲から新たに配水範囲となる需要点５５へ接続される管路５６を特定することで、送水方向を変更すべき管路５６を求め、当該管路５６の送水方向を変更する修正方針を導出してもよい。
【０１１８】
なお、修正方針導出部１３０は、上述した手順とは異なる手順となるような修正方針を導出してもよい。修正方針導出部１３０は、計画と実績との差異が小さくなるように、ポンプステーション５７の運転方法を変更する方針とは異なる修正方針を導出してもよい。修正方針導出部１３０は、計画と実績との差異が小さくなるような、配水網５０に設けられた他の設備の運転方法を変更する修正方針を導出してもよい。
【０１１９】
上述のように、配水網５０においては、設備の各々は、それぞれ独立して運用される場合がある。そして、例えば需要の変化等に起因して配水網の状況が計画から変化した場合には、個々の設備において個別に運用が変更される。そのため、配水網５０の全体を理想的な計画に近づくように運用の状態を変更することは困難な場合がある。
【０１２０】
これに対して、修正方針導出部１３０は、例えば上述のように、計画と実績との差異が大きい、言い換えると、非効率な運用が行われている可能性が高い設備に関する運用の修正内容を個々に求める。そして、求められた修正内容は、各々の設備において個々に適用される。修正方針導出部１３０によって、現実の配水網の運用に適用可能であり、かつ、配水網５０の運用を改善しうる運用の修正方針の導出が可能となる。
【０１２１】
続いて、図１１に示すフローチャートを参照して、本実施形態に置ける運用支援システム１００の動作例を説明する。
【０１２２】
ステップＳ１０１からＳ１０３までの処理は、修正方針の導出に際して必要となるデータを取得する処理である。最初に、配水網情報取得部１５１は、配水網５０における設定値や、配水網５０の構成に関する情報を取得する（ステップＳ１０１）。
【０１２３】
次に、配水計画取得部１５２は、配水網５０における配水計画を取得する（ステップＳ１０２）。
【０１２４】
次に、実績値取得部１５３は、配水網５０における設備の運用状態に関する実績値を取得する（ステップＳ１０３）。
【０１２５】
ステップＳ１０４からＳ１０６までの処理は、ステップＳ１０１からＳ１０３によって取得されたデータを用いて、運用支援システム１００が修正方針を導出する処理である。
【０１２６】
乖離算出部１１０は、ステップＳ１０２にて取得された配水計画及びステップＳ１０３にて求められた実績に基づいて、配水の状態に関する計画と実績との差異を求める（ステップＳ１０４）。
【０１２７】
配水範囲推定部１２０は、ステップＳ１０２にて取得された配水計画及びステップＳ１０３にて求められた実績に基づいて、計画と実績との各々について、各々のポンプステーションの配水範囲を推定する（ステップＳ１０５）。配水範囲推定部１２０は、計画値と実績値との各々に関して、配水範囲を推定する。
【０１２８】
修正方針導出部１３０は、ステップＳ１０４にて求められた配水の状態に関する計画と実績との差異と、ステップＳ１０５にて求められた配水範囲とに基づいて、運用の修正方針を導出する（ステップＳ１０６）。
【０１２９】
導出された運用の修正方針は、例えば配水運用システム１０や、配水網５０の各々の設備へ送信される。そして、配水網５０の各々の設備において、修正方針に沿った配水網５０の運用が行われる。
【０１３０】
また、上述した運用支援システム１００の動作は、繰り返し行われてもよい。例えば、上述の動作によって配水網５０のいくつかの設備に対する修正方針が導出されると、当該設備の運用が修正される。運用が修正されることで、計画と実績との差異が変化する可能性がある。この場合に、運用支援システム１００が動作することで、他の設備に対する修正方針が導出される。運用支援システム１００の動作と設備の運用の修正が繰り返し行われることで、配水網５０の運用の実績が計画に近づくことが想定される。
【０１３１】
以上のとおり、本実施形態における運用支援システム１００は、配水網の設備の各々における計画と実績との差異と、設備と需要点との各々の配水に関する関係とに基づいて、配水網の運用に関する修正方針を導出する。配水網脳運用に関る修正方針には、運用を修正すべき設備や修正内容が含まれる。
【０１３２】
上述のように、配水網は一般に、複雑な構成を有する。また、配水網の状態は、需要等に応じて変化する。そして、配水網の設備の各々の操作は個別に行われる場合がある。そのため、配水網全体の運用を最適化するような運用計画が求められた場合であっても、このような計画を実際の運用に適用することは困難な場合がある。
【０１３３】
本実施形態において、運用支援システム１００は、例えば最適化された理想的な計画と運用との差異等に基づいて、運用を修正すべき設備を特定する。そして、運用支援システム１００は、当該設備に対する運用の修正方針を導出する。
【０１３４】
個々の設備に対する修正方針が導出されることで、配水網の設備の各々の操作が個別に行われる場合においても、導出された修正方針は、実際の運用に容易に適用される。また、修正方針は、例えば最適化された理想的な計画等に基づいて導出される。そのため、導出された修正方針に沿って配水網の運用が行われることで、配水網における運用が、最適化された理想的な配水計画に近づくことが想定される。
【０１３５】
すなわち、運用支援システム１００は、配水網の運用を効率化するような設備の運用に関する修正方針の導出を可能にする。
【０１３６】
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、各実施形態における構成は、本発明のスコープを逸脱しない限りにおいて、互いに組み合わせることが可能である。
【０１３７】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
【０１３８】
（付記１）
配水網における配水の状態に関する計画と実績との差異を求める乖離算出手段と、
前記配水網における水流及び前記計画又は前記実績の各々に基づいて、前記配水網に設けられた設備と需要点との各々の配水に関する関係を、前記計画又は前記実績の各々について推定する配水範囲推定手段と、
前記差異及び前記関係に基づいて、
運用を修正すべき前記設備及び前記設備の前記運用についての
配水網の設備の運用についての修正方針を導出する修正方針導出手段と、
を備える運用支援システム。
【０１３９】
（付記２）
前記修正方針導出手段は、前記差異の大きさに基づいて、前記運用を修正すべき対象となる前記設備及び当該設備に対する前記修正内容を前記修正方針として導出する、
付記１に記載の運用支援システム。
【０１４０】
（付記３）
前記修正方針導出手段は、管路の各々における前記差異の大きさに基づいて、前記管路への送水に関連する前記設備を前記対象として、当該対象に対する前記運用の修正内容を求める、
付記２に記載の運用支援システム。
【０１４１】
（付記４）
前記修正方針導出手段は、前記差異の大きな管路における水量が前記計画に沿うように、前記管路と関連する前記ポンプステーションを前記対象として前記運用の修正内容を求める、
付記３に記載の運用支援システム。
【０１４２】
（付記５）
前記修正方針導出手段は、前記修正方針の適用の前と後とで前記需要点に対する送水量が同じになるように前記修正方針を導出する、
付記１から４のいずれか一項に記載の運用支援システム。
【０１４３】
（付記６）
前記配水範囲推定手段は、前記配水網に設けられたポンプステーションによる需要点への配水範囲を、前記設備と前記需要点との各々の配水に関する関係として推定する、
付記１から５のいずれか一項に記載の運用支援システム。
【０１４４】
（付記７）
前記配水範囲推定手段は、前記管路における水流に基づいて前記配水範囲を推定する、
付記１から６のいずれか一項に記載の運用支援システム。
【０１４５】
（付記８）
前記修正方針導出手段は、前記対象とした前記ポンプステーションと前記配水範囲が重なる他の前記ポンプステーションを前記対象として前記運用の修正内容を求める、
付記６又は７に記載の運用支援システム。
【０１４６】
（付記９）
前記修正方針導出手段は、前記ポンプステーションの前記配水範囲を変更する前記修正方針を導出する場合に、前記計画及び前記実績の前記配水範囲に含まれる前記需要点への送水経路に含まれず、かつ、末端の前記管路ではない前記経路に設けられたバルブの送水方向に関する運用を修正するように前記修正方針を導出する、
付記１から８のいずれか一項に記載の運用支援システム。
【０１４７】
（付記１０）
前記乖離算出手段は、所定の期間における、管路の水量の計画と実績との差の絶対値の和を前記差異として求める、
付記１から９のいずれか一項に記載の運用支援システム。
【０１４８】
（付記１１）
前記配水網の運用に関する設定値又は前記配水網の構成に関する情報を取得する配水網情報取得手段と、
前記設定値及び前記構成に関する情報に基づいて定められる、前記配水網における配水計画を取得する配水計画取得手段と、
実績値取得手段は、配水網におけるポンプ等を含む設備の運用状態を示す前記実績を取得する実績値取得手段と、
を更に備える、付記１から１０のいずれか一項に記載の運用支援システム。
【０１４９】
（付記１２）
配水網における配水の状態に関する計画と実績との差異を求め、
前記配水の状態に関する計画及び実績の各々に基づいて、前記配水網に設けられた設備と需要点との各々の配水に関する関係を、前記計画及び前記実績の各々について推定し、
前記差異及び前記関係に基づいて、運用を修正すべき前記設備及び前記設備の前記運用についての修正方針を導出する、
運用支援方法。
【０１５０】
（付記１３）
コンピュータに、
配水網における配水の状態に関する計画と実績との差異を求める処理と、
前記配水の状態に関する計画及び実績の各々に基づいて、前記配水網に設けられた設備と需要点との各々の配水に関する関係を、前記計画及び前記実績の各々について推定する処理と、
前記差異及び前記関係に基づいて、運用を修正すべき前記設備及び前記設備の前記運用についての修正方針を導出する処理と、
を実行させるプログラムを格納した、コンピュータ読み取り可能記録媒体。
【符号の説明】
【０１５１】
１０    配水運用システム
１００    運用支援システム
１１０    乖離算出部
１２０    配水範囲推定部
１３０    修正方針導出部
１５１    配水網情報取得部
１５２    配水計画取得部
１５３    実績値取得部
５０    配水網
５１    河川
５２    取水施設
５３    浄水場
５４    給水所
５５    需要点
５６    管路
５７    ポンプステーション
【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】
2018179117.tif 000008
【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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【手続補正書】
【提出日】令和1年9月3日(2019.9.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配水網における配水の状態に関する計画と実績との差異を求める乖離算出手段と、
前記配水網における水流及び前記計画又は前記実績の各々に基づいて、前記配水網に設けられた設備と需要点との各々の配水に関する関係を、前記計画又は前記実績の各々について推定する配水範囲推定手段と、
前記差異及び前記関係に基づいて、
運用を修正すべき前記設備及び前記設備の前記運用についての
配水網の設備の運用についての修正方針を導出する修正方針導出手段と、
を備える運用支援システム。
【請求項２】
前記修正方針導出手段は、前記差異の大きさに基づいて、前記運用を修正すべき対象となる前記設備及び当該設備に対する前記修正内容を前記修正方針として導出する、
請求項１に記載の運用支援システム。
【請求項３】
前記修正方針導出手段は、管路の各々における前記差異の大きさに基づいて、前記管路への送水に関連する前記設備を前記対象として、当該対象に対する前記運用の修正内容を求める、
請求項２に記載の運用支援システム。
【請求項４】
前記修正方針導出手段は、前記差異の大きな管路における水量が前記計画に沿うように、前記管路と関連する前記ポンプステーションを前記対象として前記運用の修正内容を求める、
請求項３に記載の運用支援システム。
【請求項５】
前記修正方針導出手段は、前記修正方針の適用の前と後とで前記需要点に対する送水量が同じになるように前記修正方針を導出する、
請求項１から４のいずれか一項に記載の運用支援システム。
【請求項６】
前記配水範囲推定手段は、前記配水網に設けられたポンプステーションによる需要点への配水範囲を、前記設備と前記需要点との各々の配水に関する関係として推定する、
請求項１から５のいずれか一項に記載の運用支援システム。
【請求項７】
前記修正方針導出手段は、前記対象とした前記ポンプステーションと前記配水範囲が重なる他の前記ポンプステーションを前記対象として前記運用の修正内容を求める、
請求項６に記載の運用支援システム。
【請求項８】
前記修正方針導出手段は、前記ポンプステーションの前記配水範囲を変更する前記修正方針を導出する場合に、前記計画及び前記実績の前記配水範囲に含まれる前記需要点への送水経路に含まれず、かつ、末端の前記管路ではない前記経路に設けられたバルブの送水方向に関する運用を修正するように前記修正方針を導出する、
請求項１から７のいずれか一項に記載の運用支援システム。
【請求項９】
配水網における配水の状態に関する計画と実績との差異を求め、
前記配水の状態に関する計画及び実績の各々に基づいて、前記配水網に設けられた設備と需要点との各々の配水に関する関係を、前記計画及び前記実績の各々について推定し、
前記差異及び前記関係に基づいて、運用を修正すべき前記設備及び前記設備の前記運用についての修正方針を導出する、
運用支援方法。
【請求項１０】
コンピュータに、
配水網における配水の状態に関する計画と実績との差異を求める処理と、
前記配水の状態に関する計画及び実績の各々に基づいて、前記配水網に設けられた設備と需要点との各々の配水に関する関係を、前記計画及び前記実績の各々について推定する処理と、
前記差異及び前記関係に基づいて、運用を修正すべき前記設備及び前記設備の前記運用についての修正方針を導出する処理と、
を実行させるプログラム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、運用支援システム、運用支援方法及びプログラムに関する。
【国際調査報告】
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