(57)【要約】  配管の内部の状態を精度良く分析することができる状態分析装置等を提供する。  状態分析装置は、配管から流出する流体の流速及び配管の２以上の地点における配管内部の流体圧力に基づいて、配管の状態を示す指標を求める指標算出手段と、指標に基づいて、配管の状態を判定する判定手段と、を備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管から流出する流体の流速及び前記配管の２以上の地点における前記配管内部の流体の圧力に基づいて、前記配管の状態を示す指標を求める指標算出手段と、
前記指標に基づいて、前記配管の状態を判定する判定手段と、
を備える状態分析装置。
【請求項２】
前記指標算出手段は、前記圧力と、前記流速と、前記配管の内面と前記流体との摩擦との関係に基づいて、前記指標を求める、
請求項１に記載の状態分析装置。
【請求項３】
前記指標算出手段は、前記流速の変化又は前記配管から流出する前記流体の流量の変化に応じて変化する前記圧力に基づいて前記指標を求める、
請求項１又は２に記載の状態分析装置。
【請求項４】
前記判定手段は、前記指標の大きさに基づいて、配管の劣化の程度を分析する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の状態分析装置。
【請求項５】
前記判定手段は、前記指標の変化に基づいて前記配管の状態の変化の傾向を分析する、
請求項１から４のいずれか一項に記載の状態分析装置。
【請求項６】
前記判定手段は、前記指標及び前記流体の温度に基づいて、前記配管の状態を分析する、
請求項１から５のいずれか一項に記載の状態分析装置。
【請求項７】
前記指標算出手段は、前記流速及びシミュレーションにより求められた前記圧力に基づいて前記指標を求める、
付記１から６のいずれか一項に記載の状態分析装置。
【請求項８】
配管における振動と前記圧力及び前記流速の各々との関係に基づいて、前記振動の大きさに応じた前記圧力を推定する推定手段をさらに備える、
請求項１から７のいずれか一項に記載の状態分析装置。
【請求項９】
前記指標は、前記配管の内面の摩擦係数、及び、前記流出が生じていない場合における前記配管の流体の流速を含む、
請求項１から８のいずれか一項に記載の状態分析装置。
【請求項１０】
前記指標算出手段は、前記流体の流速及び複数の前記配管の各々における前記流体の圧力に基づいて、前記配管または前記流体の状態に関連する値を求め、
前記判定手段は、前記関連する値に基づいて、複数の前記配管の各々の状態を分析する、請求項１から９のいずれか一項に記載の状態分析装置。
【請求項１１】
前記配管の状態についての分析の結果を出力する出力手段を備える、請求項１から１０のいずれか一項に記載の状態分析装置。
【請求項１２】
配管から流出する流体の流速及び前記配管の２以上の地点における前記配管内部の流体の圧力に基づいて、前記配管の状態を示す指標を求め、
前記指標に基づいて、前記配管の状態を判定する、
状態分析方法。
【請求項１３】
コンピュータに、
配管から流出する流体の流速及び前記配管の２以上の地点における前記配管内部の流体圧力に基づいて、前記配管の状態を示す指標を求める処理と、
前記指標に基づいて、前記配管の状態を判定する処理と、
を実行させるプログラムを記録する記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、状態分析装置、状態分析方法及び記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
上下水道網やパイプライン等を構成する配管に対して、予防保全の観点から、劣化の状況についての予測が行われつつある。劣化の状況が予測される場合には、例えば、予測の結果に基づいて配管の更新等が行われる。【０００３】
特許文献１には、導管の劣化診断設備等が記載されている。特許文献１に記載の導管の劣化診断設備は、内部が液体によって満たされた導管の劣化を、衝撃波を利用して診断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２３０４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
劣化の予測に基づいて配管の更新が行われる際には、想定外の局所的で急速な劣化に対応できない場合や、実際の劣化と比較して劣化が進んでいると予測することにより、更新が不要な配管を交換してしまう場合等がある。すなわち、特許文献１に記載の技術等に対して、配管の内部の状態を精度良く推定する技術が求められている。【０００６】
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、配管の内部の状態を精度良く分析することができる状態分析装置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】
【０００７】
本発明の一態様における状態分析装置は、配管から流出する流体の流速及び配管の２以上の地点における配管内部の流体の圧力に基づいて、配管の状態を示す指標を求める指標算出手段と、指標に基づいて、配管の状態を判定する判定手段と、を備える。【０００８】
また、本発明の一態様における状態分析方法は、配管から流出する流体の流速及び配管の２以上の地点における配管内部の流体の圧力に基づいて、配管の状態を示す指標を求め、指標に基づいて、配管の状態を判定する。【０００９】
また、本発明の一態様における記録媒体は、コンピュータに、配管から流出する流体の流速及び配管の２以上の地点における配管内部の流体の圧力に基づいて、配管の状態を示す指標を求める処理と、指標に基づいて、配管の状態を判定する処理と、を実行させるプログラムを記録する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、配管の内部の状態を精度良く分析することができる状態分析装置等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態における状態分析装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における状態分析装置によって水道網の配管の状態が分析される場合の構成例を示す図である。
【図３】状態分析装置に接続される圧力検知部の構成例を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における状態分析装置にて求められた指標が変化する場合の例を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態における状態分析装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施形態における状態分析装置の構成を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における状態分析装置によって水道網の配管の状態が分析される場合の構成例を示す図である。
【図８】状態分析装置に接続される振動検知部の構成例を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施形態における状態分析装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第３の実施形態における状態分析装置の構成を示す図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態における状態分析装置によって水道網の配管の状態が分析される場合の構成例を示す図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態における状態分析装置の構成を示す図である。
【図１３】本発明の第４の実施形態における状態分析装置によって水道網の配管の状態が分析される場合の構成例を示す図である。
【図１４】本発明の第５の実施形態における状態分析装置の構成を示す図である。
【図１５】本発明の第５の実施形態における状態分析装置出力部が出力する情報の一例を示す図である。
【図１６】本発明の各実施形態における状態分析装置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】
【００１２】
本発明の各実施形態について、添付の図面を参照して説明する。本発明の各実施形態において、各装置の各構成要素は、機能単位のブロックを示している。各装置の各構成要素の一部又は全部は、例えば図１６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。
【００１３】
・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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
なお、以下の各実施形態において、配管は水道網を構成する配管であり、配管の内部の流体は水であることを想定する。しかしながら、各実施形態における状態分析装置は、他の配管を分析の対象とすることができる。
【００１８】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態における状態分析装置を示す図である。
【００１９】
図１に示すとおり、本発明の第１の実施形態における状態分析装置１００は、指標算出部１１０（指標算出手段の一例）と、判定部１２０（判定手段の一例）とを備える。指標算出部１１０は、配管から流出する流体の流速及び配管の２以上の地点における配管内部の流体の圧力に基づいて、配管または流体の状態に関する指標を求める。判定部１２０は、指標に基づいて、配管の状態を判定する。
【００２０】
なお、状態分析装置１００は、以下に説明する図２に記載されるように、配管情報記憶部１８０を備えてもよい。配管情報記憶部１８０には、例えば、分析対象となる配管の直径や長さ等の配管に関する情報が記憶される。また、配管情報記憶部１８０は、分析に際して必要となるその他の配管に関する情報を記憶してもよい。状態分析装置１００と配管情報記憶部１８０とは、バスや通信ネットワークを介して互いに接続される。
【００２１】
図２は、配管の分析が行われる場合の状態分析装置１００の構成の一例を示す。状態分析装置１００には、圧力検知部１１−１及び１１−２と、擬似漏洩制御部１４とが接続されている。圧力検知部１１−１及び１１−２と、擬似漏洩制御部１４との各々は、配管８０１に接続された弁栓部８０２−１から８０２−３にそれぞれ取り付けられている。なお、弁栓部８０２は、例えば、消火栓、空気弁、閉止弁等の配管８０１と接続する弁や栓である。
【００２２】
圧力検知部１１−１及び１１−２の各々は、配管の内部の流体の圧力のデータを取得する。図２に示す例では、圧力検知部１１は、取り付けられた弁栓部８０２の付近における流体の圧力を検知する。
【００２３】
圧力検知部１１の構成の一例が、図３に示される。図３に示すように、圧力検知部１１は、圧力センサ１２及び処理部１３を有する。圧力センサ１２は、配管の内部の圧力を検知する。圧力センサ１２として、例えば半導体方式のセンサが用いられる。ただし、圧力センサ１２として、他の種類のセンサが用いられてもよく、種類は問われない。
【００２４】
処理部１３は、圧力センサ１２によって検知された圧力のデータに対する処理を行う。処理部１３は、信号処理等を行うプロセッサやメモリ、データの送受信を行う通信機構等から構成されるが、具体的な構成は特に限定されない。また処理部１３によって行われる処理の種類は特に限定されない。処理部１３は、例えば、圧力センサ１２によって検知された圧力のデータを状態分析装置１００の各構成要素において利用しやすい形式とするようなデータの処理等を行う。
【００２５】
また、擬似漏洩制御部１４は、配管８０１からの流体の流出を制御する。以下において、配管８０１からの流体の流出は、配管８０１の内部から、地上等を含む配管８０１の外部への放出を指す。擬似漏洩制御部１４は、弁栓部８０２に設けられた弁栓等の開閉を制御することによって、流体の流出の有無や、流出させる量を制御する。すなわち、擬似漏洩制御部１４によって、配管からの流体の漏洩が擬似的に再現される。
【００２６】
なお、図２に示す例では、状態分析装置１００は、２つの圧力検知部１１と接続されている。しかしながら、状態分析装置１００は、３つ以上の圧力検知部１１と接続されてもよい。
【００２７】
続いて、本実施形態における状態分析装置１００の各構成要素について説明する。
【００２８】
指標算出部１１０は、配管から流出する流体の流速及び配管の２以上の地点における配管内部の流体圧力に基づいて、配管の状態に関する指標を求める。
【００２９】
一例として、指標算出部１１０は、流体が配管から流出していない場合の複数の地点の流体の圧力と、配管から流体が流出している場合の複数の地点の流体の圧力と、配管から流出する流体の流速とに基づいて配管の状態に関する指標を求める。配管の状態に関する指標を求める際には、単位時間当たりに流出する流体の量が異なる２つ以上の場合における流体の圧力及び流体の流速が用いられる。また、複数の地点として、少なくとも２点における流体の圧力が取得されればよい。
【００３０】
圧力検知部１１にて配管から流体が流出している場合の流体の圧力が検知される場合に、配管から流出する水等の流体の量は、上述した擬似漏洩制御部１４等によって制御される。なお、配管から流出する流体の量は他の手順で制御されてもよい。例えば、弁栓部８０２に設けられた弁栓等が人為的に制御されることで、配管から流出する流体の量が制御されてもよい。
【００３１】
また、圧力検知部１１にて配管から流体が流出している場合の流体の圧力が検知される場合に、配管から流出する水等の流体の量は、一定でもよいし、圧力が検知されている期間において変化してもよい。配管から流出する流体の量が一定である場合には、配管から流出する流体の量は、配管の種類や想定される配管の状態等に応じて適宜定められる。配管から流出する流体の量が変化する場合の例は後述する。
【００３２】
指標算出部１１０は、配管の内部の流体の圧力と、配管から流出する流体の流速と、配管の内面と流体との摩擦との関係に基づいて、配管の状態を示す指標の値を求める。指標算出部１１０は、配管の状態を示す指標として、例えば配管８０１の内部の表面と水等の流体との間の摩擦を表す係数と、配管の内部の流体の流速とを求める。
【００３３】
配管の内部の流体が持つエネルギーに関して、以下の（１）式の関係が成り立つ。（１）式は、ベルヌーイの定理を用いて求められる。指標算出部１１０は、一例として、（１）式に示す関係に基づいて配管の状態を示す指標を求める。
【００３４】
【数１】
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【００３５】
（１）式において、ρは配管の内部の流体の密度、ｇは重力加速度、ｚは配管の位置を表す。ｖ１及びｖ２は、それぞれ、圧力検知部１１−１及び１１−２が取り付けられている弁栓部８０２−１及び８０２−２が設けられた地点における配管８０１を流れる流体の流速を表す。ｐ１及びｐ２は、それぞれ、圧力検知部１１−１及び１１−２の各々にて検知される流体の圧力を表す。ｆは配管８０１の内部の表面と水等の流体との間の摩擦を表す摩擦係数、Ｌは配管の長さ、Ｄは配管の直径をそれぞれ表す。
【００３６】
分岐の無い配管８０１においては、ｖ１とｖ２は等しいとみなすことができる。そこで、（１）式に対して、ｖ１とｖ２を等しいとして扱う。また、流体が配管８０１から流出していない場合の配管８０１の流体の流速をＶ０とし、流体が配管８０１から流出する場合の流出する流体の流速をＶ１とする。Ｖ０及びＶ１を用いると、流体が流出する場合における配管の内部の流体の流速は、Ｖ０＋Ｖ１と表される。更に、擬似的な漏洩が発生していない場合に圧力検知部１１−１及び１１−２の各々にて検知される流体の圧力をそれぞれＰ１０及びＰ２０とする。擬似的な漏洩を発生させた場合に圧力検知部１１−１及び１１−２の各々にて検知される流体の圧力をそれぞれＰ１及びＰ２とする。この場合に、（１）式から以下の（２）式が得られる。
【００３７】
【数２】
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【００３８】
（２）式において、Ａ及びＢの各々は、以下の（３）式及び（４）式のように表される。
【００３９】
【数３】
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【００４０】
【数４】
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【００４１】
すなわち、（２）式は、Ｖ１を変数とした関数となる。
【００４２】
（２）式から（４）式のそれぞれにおいて、Ｐ１０、Ｐ２０、Ｐ１及びＰ２の各々は、例えば圧力検知部１１−１及び１１−２によって検知される。Ｖ１は、単位時間当たりに流出する流体の流量と、配管の断面積に基づいて求められる。つまり、単位時間当たりに流出する流体の量を配管８０１の断面積にて除することで、流速であるＶ１が求められる。また、配管の長さであるＬや配管の直径であるＤは、例えば配管情報記憶部１８０に記憶されている情報を参照する等によって求められる。したがって、（２）式から（４）式のそれぞれにおいて、未知のパラメータは摩擦係数ｆ及び流速Ｖ０となる。これらのパラメータは配管の状態を示す指標となる。指標算出部１１０は、一例として、（２）式から（４）式を用いて、これらのパラメータを配管の状態を示す指標として求める。
【００４３】
指標算出部１１０が上述のパラメータを求める手順について、更に説明する。弁栓部８０２等から流出する流体の流量が変化することで、Ｖ１、Ｐ１０及びＰ２０が変化する。流出する流体の流量の変化に応じて変化したＶ１、Ｐ１０及びＰ２０を（２）式に代入することで、摩擦係数ｆ及び流速Ｖ０が変数として残る、複数の式が得られる。このようにして得られた式に基づいて、指標算出部１１０はこれらの摩擦係数ｆ及び流速Ｖ０を求める。
【００４４】
例えば、指標算出部１１０は、弁栓部８０２等から流出する２段階の流体の流量に応じて得られた２つの式に関する連立方程式を解くことで、摩擦係数ｆ及び流速Ｖ０を求める。
【００４５】
また、指標算出部１１０は、弁栓部８０２等から流出する３段階以上の流体の流量に応じてそれぞれ得られた３つの以上の式に基づいて、摩擦係数ｆ及び流速Ｖ０を求めてもよい。圧力検知部１１の各々において得られたＰ１０、Ｐ２０等の値や、流出する流体の流速であるＶ１には、誤差が含まれる場合がある。指標算出部１１０が３つの以上の式に基づいて摩擦係数ｆ及び流速Ｖ０を求めることで、誤差の影響等を軽減することができる。指標算出部１１０は、３つ以上の圧力検知部１１にて求められた流体の圧力に基づいて、摩擦係数ｆ及び流速Ｖ０を求めてもよい。
【００４６】
なお、指標算出部１１０は、上述した式の各々を用いる手法とは異なる手法に基づいて配管の状態に関する指標を求めてもよい。指標算出部１１０は、例えば、予め実験的に又はシミュレーション等によって求められたモデルを用いて、上述したパラメータ等を求めてもよい。
【００４７】
指標算出部１１０は、上述したパラメータとは異なるパラメータを、配管の状態を示す指標として求めてもよい。例えば、対象となる配管が古い場合等には、配管の直径であるＤが不明である可能性がある。このような場合に、指標算出部は、上述した摩擦係数ｆに代えて、ｆ／Ｄを求めてもよい。すなわち、指標算出部１１０は、摩擦係数ｆを配管の直径であるＤで割った値に相当する値を算出してもよい。ｆ／Ｄの値は、摩擦係数ｆと同様の傾向で変化する。また、後述する判定部１２０においてその他の配管の状態を示す指標が用いられる場合には、必要となる指標を求めてもよい。
【００４８】
また、指標算出部１１０は、配管から流出させる流体の流量が変化している場合に圧力検知部１１によって検知された圧力に基づいて、配管の状態を示す指標を求めてもよい。すなわち、擬似漏洩制御部１４を適宜制御することで、配管から流出させる流体の流量を変化させる。配管から流出させる流体の流量が変化している間、圧力検知部１１は圧力を検知する。この場合の圧力は、一般に、流量の変化に応じて変化する。そして、指標算出部１１０は、このように検知された圧力に基づいて、配管の状態を示す指標を求める。
【００４９】
状態の分析対象となる配管が水道網を構成する配管である場合に、水使用量は、概ね１日を周期として周期的に変動する。配管を流れる水の水圧は、水使用量の変動に応じて変動する。水使用量や圧力の変動が大きい場合には、指標算出部１１０で求められる配管の状態を示す指標は、当該変動の影響を受ける可能性がある。
【００５０】
また、水道網においては、水圧は、水の使用等に起因する外乱等によっても変動する。指標算出部１１０で求められる配管の状態を示す指標は、周期的な水使用量の変動に限らず、外乱の影響を受ける可能性がある。これらの結果として、後述する判定部１２０による分析結果に誤差が生じる可能性がある。
【００５１】
そこで、指標算出部１１０は、配管から流出させる流量を意図的に変動させつつ検知された圧力に基づいて、配管の状態を示す指標を求める。このようにすることで、分析の対象が例えば水道網の配管である場合に、周期的な変動や水の使用等に起因する外乱等の影響を軽減することができる。
【００５２】
この例において、指標算出部１１０は、例えば、流出させる水等の流量の変動に応じて変動する圧力の成分に基づいて、配管の状態を示す指標を求める。流量の変動に応じて変動する圧力の成分は、検知された圧力のデータを周波数分析し、流出させる水量に合致する成分を抽出することで得られる。
【００５３】
配管から流出させる水等の流量を変動させつつ圧力検知部１１が圧力を検知する場合、流量の変動は、通常の水の使用において生じない周期で行われる。例えば、１分を周期として、配管から流出させる水等の流量が変化するように流量の変動が行われる。通常の水の使用にて生じない周期で配管から流出させる水量が変動することで、通常の水の使用に起因する使用量の変動等の影響が軽減される。
【００５４】
更に、指標算出部１１０は、圧力検知部１１にて検知された圧力のデータに代えて、シミュレーション又はその他の手法で求められた圧力のデータに基づいて、上述した配管の状態を示す指標を求めてもよい。この場合に、圧力のデータは、例えば事前にシミュレーションモデル等を用いて計算されて配管情報記憶部１８０等に格納される。シミュレーション等で求められた圧力のデータが用いられる場合においても、指標算出部１１０は、上述した手順と同様の手順によってパラメータを求める。
【００５５】
シミュレーション等で求められた圧力のデータが用いられることで、圧力検知部１１が所望の場所に設置されていない場合においても、上述した配管の状態を示す指標を求めることが可能となる。すなわち、このようなデータが用いられることで、圧力検知部１１が所望の場所に設置されていない場合においても、配管の状態が分析可能となる。
【００５６】
判定部１２０は、指標算出部１１０によって求められた、配管または流体の状態に関する指標に基づいて、配管の状態を判定する。
【００５７】
判定部１２０は、一例として、配管８０１の内部の表面と水等の流体との間の摩擦に基づいて配管の状態を分析する。判定部１２０は、例えば、判定部１２０は、指標算出部１１０によって求められた配管８０１の摩擦係数ｆを用いて配管の状態を分析する。より詳しくは、判定部１２０は、摩擦係数ｆの大きさに基づいて、配管の劣化の程度等の配管の状態を分析する。
【００５８】
摩擦係数ｆの大きさは、配管の腐食や経年によって変化する。流量計が設置されていない配管においては、摩擦係数ｆを求めるために、カメラを挿入することや、配管を掘り出すこと等が行われる。しかしながら、コストや、配管を介した水等の安定的な供給等の観点において、これらの作業の実行は、一般に困難な場合が多い。
【００５９】
これに対して、状態分析装置１００においては、指標算出部１１０によって摩擦係数ｆが求められる。そして、判定部１２０は、摩擦係数ｆに基づいて状態を分析する。このように分析が行われることで、配管の状態を容易に把握することが可能となる。
【００６０】
判定部１２０は、上述した指標の大きさに基づいて配管の状態を分析する。また、判定部１２０は、指標の変化に基づいて配管の状態を分析する。すなわち、判定部１２０は、摩擦係数ｆの大きさやその変化に基づいて、配管の状態を分析する。
【００６１】
上述した摩擦係数ｆ等の配管の状態を示す指標の変化に基づいて分析を行う場合に、判定部１２０は、例えば、定期的に求められた指標に基づいて配管の状態を分析する。摩擦係数ｆ等の指標が定期的に求める場合、当該指標は、一定間隔で求められてもよいし、異なる間隔で求められてもよい。
【００６２】
指標の変化に基づいて配管の状態を分析する場合には、判定部１２０は、求められた摩擦係数ｆと閾値との比較によって配管の状態を分析する。閾値は、例えば、過去に分析対象となる配管と同じ種類の配管が破裂する事故が生じた場合における配管の状態等に基づいて定められる。
【００６３】
摩擦係数ｆ等を含む配管の状態を示す指標と閾値との比較として、判定部１２０は、例えば、摩擦係数ｆが閾値を超えているかに基づいて分析する。判定部１２０は、摩擦係数ｆが閾値を超えて大きな値である場合に配管が劣化していると分析する。
【００６４】
また、判定部１２０は、配管の状態を示す指標の変化の様子に基づいて配管の状態を分析してもよい。つまり、判定部１２０は、それまでに求められた摩擦係数ｆの値を利用し、摩擦係数ｆの時間的な変化に基づいて、摩擦係数ｆが閾値に達する時期を予測してもよい。
【００６５】
配管の状態を示す指標の経年変化の様子は、事前の実験やシミュレーションによって求められる。摩擦係数ｆの時間的な変化と、実験やシミュレーション等で求められた、摩擦係数ｆ等を含む配管の状態を示す指標の経年変化の様子とを用いることで、分析対象となる配管８０１の余寿命が求められる。そのため、判定部１２０による分析によって、配管８０１の適切な交換時期等が求められる。また、判定部１２０は、摩擦係数ｆが一般的な配管と比較して急激に変化している場合に、配管の状態に問題が生じていると分析してもよい。すなわち、判定部１２０によって、配管８０１の状態の変化の傾向等が求められる。
【００６６】
図４は、摩擦係数ｆが定期的に求められた場合における摩擦係数ｆの変化を示すグラフの一例である。図４において、縦軸は摩擦係数ｆの大きさを表す。また、図４の横軸は、摩擦係数ｆを求めるために、配管８０１の内部の流体の圧力が検知された時間を示す。閾値は、配管が劣化したと判断するための閾値である。更に、図中の丸の印は、複数回の圧力の検知が行われ、検知された圧力の各々に対して、指標算出部１１０によって複数の摩擦係数ｆが求められた場合の値を示す。図４に示す例では、図中の左側から順に四回の検知が行われていたことを示す。なお、複数回の圧力の検知が行われた場合に、検知された圧力の情報や算出された配管の状態を示す指標は、図２に示す配管情報記憶部１８０に必要に応じて格納される。
【００６７】
図４に示す例において、判定部１２０は、摩擦係数ｆの値が閾値を超える値となる場合に、配管が劣化した状態にあると分析することを想定する。この場合には、図中の丸の印を参照すると、判定部１２０は、四回目の検知において、配管が劣化した状態にあると分析する。
【００６８】
また、この例において、判定部１２０が指標の変化の様子に基づいて分析することを想定する。この場合に、判定部１２０は、三回目までの圧力の検知によって求められた摩擦係数ｆの値の変化の様子及び閾値に基づいて、配管の劣化が進んでおり、まもなく劣化した状態になると分析する。
【００６９】
なお、また、判定部１２０は、摩擦係数ｆに代えて、先に説明したｆ／Ｄを用いて配管の状態を分析してもよい。摩擦係数ｆに代えてｆ／Ｄが用いられる場合においても、判定部１２０は、摩擦係数ｆが用いられる場合と同様に、例えばｆ／Ｄの変化に基づいて状態の分析を行う。
【００７０】
判定部１２０は、また、配管の状態を示す指標として、配管８０１の内部の流体の流速を用いてもよい。つまり、判定部１２０は、指標算出部１１０によって求められたＶ０に基づいて配管の状態を分析する。
【００７１】
状態分析装置１００によって分析対象となる配管が、水道網を構成する配管である場合、流速Ｖ０が求められることで、設計時に想定したとおりの流速で水が流れているかを知ることが可能となる。また、求められた流速Ｖ０は、配管網の再設計や、ポンプ等の配管網に設けられた設備の運転計画の立案等における有用な情報として用いられる。そこで、判定部１２０は、予め想定した流速と、流速Ｖ０とを比較することで、配管の状態を分析する。判定部１２０は、例えば、流速Ｖ０が予め定められた流速を下回る場合に、配管の状態に何らかの問題が生じている可能性があることを分析する。
【００７２】
続いて、図５に示すフローチャートを参照して、本実施形態における状態分析装置１００の動作を説明する。なお、この動作例においては、状態分析装置１００は、図２に示すように、２つ以上の圧力検知部１１及び擬似漏洩制御部１４と接続されていることを想定する。
【００７３】
最初に、圧力検知部１１の各々によって、配管の内部の流体の圧力の検知が行われる（ステップＳ１０１）。この場合に、流体が配管から流出していない場合の流体の圧力と、配管から流体が流出している場合の流体の圧力とが検知される。流体の流出は、擬似漏洩制御部１４によって制御される。また、流体の圧力と併せて、流出する流体の流速が任意の手法で適宜計測される。指標算出部１１０は、ステップＳ１０１にて得られた圧力及び流出する流体の流速の計測値を取得する。
【００７４】
続いて、指標算出部１１０は、ステップＳ１０１にて求められた配管の内部の流体の圧力と配管から流出する流体の流速とに基づいて、配管の状態に関する指標を求める（ステップＳ１０２）。上述のように、指標算出部１１０は、例えば、流体が配管から流出していない場合の配管の流体の流速を示すＶ０と、配管の内部の表面と水等の流体との間の摩擦係数ｆとを、配管の状態を示す指標として求める。
【００７５】
続いて、判定部１２０は、ステップＳ１０２において求められた、配管の状態に関する指標に基づいて配管の状態を分析する（ステップＳ１０３）。判定部１２０は、例えば、上述した摩擦係数ｆや他の配管の状態に関する指標に基づいて、配管の内部の状態を分析する。判定部１２０は、配管情報記憶部１８０等に格納された、複数回の圧力の検知によって求められたパラメータを適宜参照して、配管の内部の状態を分析してもよい。
【００７６】
以上のとおり、本実施形態における状態分析装置１００は、振動検知部１５等によって検知された配管の内部の圧力等に基づいて、配管又は配管の内部の流体の状態に関する指標を求める。そして、状態分析装置１００は、配管の状態を分析する。このような分析が行われることにより、配管の現時点での状態や、配管の状態の変化の傾向が求められる。したがって、状態分析装置１００は、配管の内部の状態を精度良く分析することができる。
【００７７】
また、圧力や流出する流速の検知は、配管の内部へのカメラの挿入等と比較して容易に行うことができる。したがって、状態分析装置１００によって、配管の状態を容易に把握することが可能となる。
【００７８】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図６は、本発明の第２の実施形態における状態分析装置を示す図である。
【００７９】
図６に示すとおり、第２の実施形態における状態分析装置２００は、推定部２３０（推定手段の一例）と、指標算出部１１０と、判定部１２０とを備える。指標算出部１１０及び判定部１２０は、第１の実施形態における状態分析装置１００が備える指標算出部１１０及び判定部１２０と同様の要素である。推定部２３０は、配管における振動と、配管の内部の流体の圧力及び配管から流出する流体の流速の各々との関係に基づいて、配管において検知された振動に応じた配管の内部の流体の圧力を推定する。
【００８０】
図７は、配管の分析が行われる場合の状態分析装置２００の構成の一例を示す。状態分析装置１００には、振動検知部１５−１及び１５−２と、擬似漏洩制御部１４とが接続されている。振動検知部１５−１及び１５−２と、擬似漏洩制御部１４との各々は、配管８０１に接続された弁栓部８０２−１から８０２−３にそれぞれ取り付けられている。振動検知部１５の各々は、例えば磁石等で弁栓部８０２の各々に取り付けられる。なお、図７に示す例は、状態分析装置２００に配管情報記憶部１８０が接続されている。
【００８１】
振動検知部１５−１及び１５−２の各々は、配管の内部の流体の振動のデータを取得する。また、図７に示す擬似漏洩制御部１４は、図２に示す擬似漏洩制御部１４と同様の要素である。
【００８２】
図８は、振動検知部１５の構成の一例を示す。図８に示すように、振動検知部１５は、振動センサ１６及び処理部１３を有する。振動センサ１６は、配管の内部の振動を検知する。振動センサ１６として、例えば圧電型加速度センサや半導体型加速度センサが用いられる。ただし、振動センサ１６として、他の種類のセンサが用いられてもよく、種類は問われない。振動センサ１６及び処理部１３は、例えば、一つの筐体に収容される構成であってもよいし、各々別個の筐体に収容される構成であってもよい。
【００８３】
処理部１３は、圧力検知部１１が有する処理部１３と同様に、振動センサ１６によって検知された振動のデータに対する処理を行う。すなわち、処理部１３は、信号処理等を行うプロセッサやメモリ、データの送受信を行う通信機構等から構成されるが、具体的な構成は特に限定されない。また処理部１３によって行われる処理の種類は特に限定されない。処理部１３は、例えば、振動センサ１６によって検知された振動のデータを状態分析装置１００の各構成要素において利用しやすい形式とするようなデータの処理等を行う。
【００８４】
続いて、本実施形態における状態分析装置２００の各構成要素について説明する。
【００８５】
推定部２３０は、上述のように、配管に生じる振動と配管の内部の流体の圧力及び流量の各々との関係に基づいて、配管において検知された振動に応じた圧力及び流量の各々を推定する。流体の圧力に関して、推定部２３０は、振動が検知された地点及びその近傍における配管の内部の流体の圧力を推定する。
【００８６】
図７に示す例では、振動検知部１５−１及び１５−２の各々は、配管８０１の弁栓部８０２−１及び８０２−２の各々に設けられている。そのため、この例では、推定部２３０は、配管８０１の弁栓部８０２−１及び８０２−２の各々の近傍における流体の圧力を推定する。
【００８７】
推定部２３０は、配管に生じる振動と配管の内部の流体の圧力及び配管から流出する流体の流速との事前に求められた関係を用いて、配管の内部の流体の圧力を推定する。事前に求められた関係は、配管に生じる振動と、配管の内部の流体の圧力及び配管から流出する流体の流速との関係を示す関係式として表される。関係式は、配管において事前に計測された各々の値に基づいて定められる。
【００８８】
配管に生じる振動と配管の内部の流体の圧力及び流量との関係は、関係式以外の形式にて表されてもよい。例えば、これらの関係は、表形式等の関係式以外の形式にて表されてもよい。配管の内部の流体の圧力を示す理論的にモデルが構築可能であれば、当該モデルを用いて推定が行われてもよい。いずれの場合においても、配管に生じる振動と配管の内部の流体の圧力及び配管から流出する流体の流速との関係は、例えば配管情報記憶部１８０に予め格納される。
【００８９】
本実施形態において、指標算出部１１０は、上述の推定部２３０によって推定された配管の内部の流体の圧力及び流速を用いて、配管の状態に関する指標を求める。この場合に、配管の状態に関する指標は、第１の実施形態において説明した例と同様に求められる。すなわち、指標算出部１１０は、配管から流出する流体の流速及び推定部２３０が推定した圧力に基づいて、上述した摩擦係数ｆや流速Ｖ０等の配管の状態を示す指標を求める。
【００９０】
また、判定部１２０は、第１の実施形態において説明した例と同様に、配管の状態を分析する。
【００９１】
続いて、図９に示すフローチャートを参照して、本実施形態における状態分析装置２００の動作を説明する。
【００９２】
最初に、振動検知部１５の各々は、配管に生じる振動を検知する（ステップＳ２０１）。この場合には、流体が配管から流出していない場合に配管に生じる振動と、配管から流体が流出している場合の配管に生じる振動とが検知される。流体の流出は、擬似漏洩制御部１４によって制御される。また、流出する流体の流速が、任意の手法で適宜計測される。推定部２３０は、検知された振動に関する情報を取得する。
【００９３】
続いて、推定部２３０は、配管に生じる振動と配管の内部の流体の圧力及び流量の各々との関係に基づいて、ステップＳ２０１にて検知された振動に応じた配管の内部の流体の圧力を推定する（ステップＳ２０２）。上述のように、配管に生じる振動と配管の内部の流体の圧力及び流量の各々との関係として、予め求められた関係が用いられる。
【００９４】
続いて、指標算出部１１０は、配管から流出する流体の流速と、ステップＳ２０２にて推定された配管の内部の流体の圧力とに基づいて、配管の状態に関する指標を求める（ステップＳ２０３）。
【００９５】
続いて、判定部１２０は、ステップＳ２０３にて求められた配管の状態に関する指標に基づいて、配管の状態を分析する（ステップＳ２０４）。ステップＳ２０３及びＳ２０４の処理は、上述したステップＳ１０２及びＳ１０３の処理とそれぞれ同様に行われる。
【００９６】
以上のとおり、本実施形態における状態分析装置２００は、上述した第１の実施形態における状態分析装置１００と同様の効果を奏する。すなわち、状態分析装置２００は、配管の内部の状態を精度良く分析することができる。
【００９７】
また、振動検知部１５は、上述のように、例えば磁石等によって配管８０１の弁栓部８０２に取り付けられる。すなわち、振動検知部１５は、圧力検知部１１と比較して、配管に容易かつ低コストに取り付けることが可能である。したがって、状態分析装置２００は、低コストでの簡便な配管の状態の分析を可能とする。
【００９８】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図１０は、本発明の第３の実施形態における状態分析装置を示す図である。
【００９９】
図１０に示すとおり、第３の実施形態における状態分析装置３００は、指標算出部１１０と、判定部３２０とを備える。指標算出部１１０は、第１又は第２の実施形態における状態分析装置１００又は２００の各々が備える指標算出部１１０と同様の要素である。判定部３２０は、配管の状態に関する指標と、配管の内部の流体の温度とに基づいて、配管の状態を分析する。
【０１００】
図１１は、配管の分析が行われる場合の状態分析装置３００の構成の一例を示す。状態分析装置３００には、圧力検知部１１−１及び１１−２と、温度検知部１７−１及び１７−２と、擬似漏洩制御部１４とが接続されている。圧力検知部１１−１及び１１−２と、擬似漏洩制御部１４との各々は、接続された弁栓部８０２−１から８０２−３にそれぞれ取り付けられている。なお、図１１に示す例は、状態分析装置３００に配管情報記憶部１８０が接続されている。
【０１０１】
温度検知部１７の各々は、配管の内部の流体の温度を検知する。温度検知部１７として、温度を検知する一般的な機構が適宜用いられる。
【０１０２】
また、温度検知部１７は、配管の温度を検知してもよい。この場合に、後述する判定部３２０は、検知された配管の温度を配管の内部の流体の温度としてもよいし、配管の温度と配管の内部の流体の温度との関係等に基づいて、配管の内部の流体の温度を推定してもよい。
【０１０３】
続いて、本実施形態における状態分析装置３００の各構成要素について説明する。
【０１０４】
指標算出部１１０は、第１の実施形態において説明した例と同様に、配管から流出する流体の流速及び配管の複数の地点における流体の圧力に基づいて、配管の状態に関する指標を求める。
【０１０５】
判定部３２０は、指標算出部１１０にて求められた配管の状態に関する指標と、配管の内部の流体の温度とに基づいて、配管の状態を分析する。
【０１０６】
一般に、水等の流体は、温度が変わることで粘性が変化する。そして、水が低温である場合に、上述した摩擦係数ｆが大きくなる傾向がある。したがって、配管の状態の分析に際して温度を考慮することで、配管の状態をより高い精度で分析できる可能性がある。
【０１０７】
そこで、判定部３２０は、指標算出部１１０にて求められた配管の状態に関する指標に加えて、配管の内部の流体の温度に基づいて、配管の状態を分析する。
【０１０８】
判定部３２０は、温度と摩擦係数ｆとの関係に基づいて摩擦係数ｆの大きさを補正し、補正した摩擦係数ｆに基づいて配管の状態を分析してもよい。指標の変化の様子に基づいて配管の状態の分析が行われる場合には、判定部３２０は、複数の摩擦係数ｆの大きさを適宜補正し、温度の変化に起因する影響を低減させて、配管の状態を分析してもよい。
【０１０９】
また、上述した摩擦係数ｆ等の配管の状態を示す指標と閾値との比較によって配管の状態の分析が行われる場合には、判定部３２０は、温度に応じて閾値等を適宜変化させて配管の状態を分析してもよい。判定部３２０においては、上述した手順とは異なる手順によって、配管の内部の流体の温度が考慮されてもよい。
【０１１０】
また、本実施形態において、温度と摩擦係数ｆとの関係は、例えば図１１に示す配管情報記憶部１８０に予め格納される。この場合に、判定部３２０は、配管情報記憶部１８０に格納された温度と摩擦係数ｆとの関係を示す情報を適宜参照して、配管の状態を分析する。温度と摩擦係数ｆとの関係として、予め理論的に求められた関係が用いられる。又は、温度と摩擦係数ｆとの関係として、実験的に求められた関係が用いられてもよい。
【０１１１】
なお、状態分析装置３００は、圧力の検知と併せて更に温度の計測が行われる点、判定部３２０による配管の状態の分析に際し、流体の温度が更に考慮される点を除き、第１の実施形態における状態分析装置１００と概ね同様に動作する。すなわち、状態分析装置３００は、上述の点に関する動作が行われる他は、概ね図５に示すフローチャートに沿って動作する。
【０１１２】
以上のとおり、本実施形態における状態分析装置３００は、配管の内部の圧力等に加えて、配管の内部の流体の温度に基づいて配管の状態を分析する。上述のように、摩擦係数等の配管の状態に関する指標には、配管の内部の流体の温度に応じて変化する指標が含まれる。そのため、配管の状態の分析が行われる場合に、温度が考慮されることで、配管の状態に関するより適切な分析が可能となる。したがって、状態分析装置３００は、第１の実施形態における状態分析装置１００等と比較して、配管の内部の状態を更に精度良く分析することが可能となる。
【０１１３】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。図１２は、本発明の第４の実施形態における状態分析装置を示す図である。
【０１１４】
図１２に示すとおり、第４の実施形態における状態分析装置４００は、指標算出部４１０と、判定部４２０とを備える。指標算出部４１０は、配管から流出する流体の流速、及び、複数の配管のうち、それぞれ異なる配管にある２以上の地点における流体の圧力に基づいて、配管の状態に関連する値を求める。判定部４２０は、配管の状態に関連する値に基づいて、配管の状態を分析する。
【０１１５】
上述した各実施形態において説明した状態分析装置は、一つの配管を分析の対象としている。一方、状態分析装置による分析の対象となる配管は、一般に、水道網のように複数の配管が接続して構成される配管網の一部である。そのため、状態分析装置は、これらの配管網に対して効率的に配管の状態を分析することが可能であることが好ましい。
【０１１６】
異なる配管に設けられた２つの圧力検知部１１による検知結果に基づいて、上述した摩擦係数ｆや流速Ｖ０の算出手順と同様に値が求められる。これらの値をそれぞれｆ’やＶ０’とする。求められた値ｆ’及びＶ０’は、いずれかの配管の摩擦係数ｆやＶ０そのものを表すものではない。しかしながら、配管の状態と、値ｆ’やＶ０’の各々との関係は、配管の状態と摩擦係数ｆや流速Ｖ０の各々との関係と類似している。
【０１１７】
そこで、本実施形態において、状態分析装置４００は、一例として、それぞれ異なる配管にある２以上の地点における流体の圧力に基づいて、配管の状態に関連する値を配管の状態に関する指標として求める。そして、状態分析装置４００は、このようにして求められた値に基づいて、配管の状態を分析する。このようにすることで、配管網に対して効率的に配管の状態を分析することが可能となる。
【０１１８】
本実施形態において想定されている配管網及び圧力検知部の配置の一例を、図１３に示す。配管網８００は、状態分析装置４００による状態の分析の対象となる配管網である。配管網８００は、水道網であることを想定する。配管網８００は、配管８０１−１〜８０１−７を含む。また、配管網８００は、配管８０１−３に設けられたインレットバルブ１８又はアウトレットバルブ１９を介して他の配管網（図１３において不図示）と接続されている。
【０１１９】
そして、状態分析装置４００には、圧力検知部１１−３から１１−５の各々と、擬似漏洩制御部１４とが接続されている。これらは、上述した各実施形態において説明した圧力検知部１１又は擬似漏洩制御部１４と同様の要素である。圧力検知部１１−３は配管８０１−３に、圧力検知部１１−４は配管８０１−４に、圧力検知部１１−５は配管８０１−５にそれぞれ取り付けられている。なお、圧力検知部１１−３から１１−５の各々は、配管８０１−３から８０１−５の各々の図示しない弁栓部等に取り付けられていてもよい。また、擬似漏洩制御部１４は、第１の実施形態の例と同様にして、圧力検知部１１にて圧力が検知される場合に、流出する流体の流量を制御する。そして、状態分析装置４００には、圧力検知部１１−３から１１−５において検知された流体の圧力に基づいて、配管の状態を分析する。
【０１２０】
なお、状態分析装置４００が配管網８００に含まれる配管８０１の各々の状態を分析する場合には、圧力検知部１１や擬似漏洩制御部１４の配置は、図１３に示す例に限られない。圧力検知部１１や擬似漏洩制御部１４の配置は、配管網８００の構成に応じて適宜決定されればよい。また、配管網８００に設置される圧力検知部１１の数は、３つより多くてもよく、その数は特に制限されない。また、状態分析装置４００は、図１３に示す配管網８００とは異なる構成の配管網を対象として、当該配管網に含まれる配管の状態を分析してもよい。
【０１２１】
続いて、本実施形態における状態分析装置４００の各構成要素について説明する。
【０１２２】
指標算出部４１０は、上述のように、配管から流出する流体の流速、及び、複数の配管のうち、それぞれ異なる配管にある２以上の地点における流体の圧力に基づいて、配管の状態に関連する値を求める。
【０１２３】
指標算出部４１０は、各々異なる配管に設けられた２つ以上の圧力検知部にて求められた流体の圧力に基づいて、第１の実施形態における状態分析装置１００の指標算出部１１０と同様に指標を求める。つまり、指標算出部４１０は、各々異なる配管に設けられた２つ以上の圧力検知部にて求められた流体の圧力に基づいて、（２）式から（４）式を用いて、摩擦係数ｆや流速Ｖ０の算出手順と同様にして、摩擦係数ｆ又は流速Ｖ０に相当する値を求める。先に説明したように、これらの値をそれぞれｆ’やＶ０’とする。
【０１２４】
なお、図１３に示す例では、圧力検知部１１がそれぞれ異なる配管に設けられている。この場合に、指標算出部４１０は、例えば、圧力検知部１１−３にて検知された圧力を基準として、圧力検知部１１−４又は１１−５の各々にて検知された圧力に関して、それぞれ上述したように値ｆ’及びＶ０’を求める。
【０１２５】
なお、値ｆ’及びＶ０’を求める際の圧力検知部１１の選択手順はこの例に限られず、状態の分析対象となる配管に取り付けられた圧力検知部１１が適宜定められればよい。
【０１２６】
なお、指標算出部４１０は、先に説明した（２）式から（４）式の各々を用いる手法とは異なる手法に基づいて、これらの指標を求めてもよい。また、指標算出部４１０は、上述した値ｆ’及びＶ０’とは異なる他の指標を求めてもよい。指標算出部４１０は、指標算出部１１０が利用可能な手法を適宜用いて、指標算出部１１０が算出可能な指標に相当する値を算出すればよい。
【０１２７】
判定部４２０は、指標算出部１１０によって求められた配管の状態に関連する値に基づいて、配管の状態を分析する。
【０１２８】
上述のように、値ｆ’又はＶ０’等は、摩擦係数ｆ又は流速Ｖ０のように、配管の状態を直接に示す値ではない。しかしながら、値ｆ’及びＶ０’等の値の大きさは、これらを求める際に用いられた圧力検知部１１が設けられた配管の状態の変化に応じて、摩擦係数ｆ又は流速Ｖ０と同様の傾向で変化する。そこで、判定部４２０は、ｆ’及びＶ０’等の配管の状態に関連する値に基づいて、配管の状態を分析する。
【０１２９】
判定部４２０は、第１の実施形態における状態分析装置１００の判定部１２０と類似の手順によって配管の状態を分析する。一例として、判定部４２０は、配管の状態に関連する値の変化に基づいて、配管の状態を分析する。この場合には、圧力検知部１１が設けられた配管に関して配管の状態が分析される。
【０１３０】
例えば、値ｆ’が繰り返し求められた場合において、値ｆ’の変化の割合が予め定めた基準を超える、又は値ｆ’の値の大きさの差分が予め定めた基準を超える等が生じると、判定部４２０は、配管の状態が劣化したと分析する。
【０１３１】
また、複数の配管に対する計測値等に基づいて、値ｆ’に関して配管が劣化しているか否かの閾値を定める事が可能である場合には、判定部４２０は、指標ｆ’が閾値を超えたか否か等に基づいて配管の状態を分析してもよい。
【０１３２】
なお、状態分析装置４００は、第１の実施形態における状態分析装置１００と概ね同様の手順にて動作する。すなわち、状態分析装置１００は、例えば図５に示すフローチャートに沿って動作する。
【０１３３】
以上のとおり、本実施形態における状態分析装置４００は、配管の状態に関連する値に基づいて、配管の状態を分析する。配管の状態に関連する値は、上述した配管の摩擦係数ｆ等の指標のように、配管の状態を直接に示すものではない。しかしながら、これらの値は、配管の状態に対して、上述した摩擦係数ｆ等と同様の傾向を示す場合がある。したがって、これらの値に基づいて配管の状態を分析することで、本実施形態における状態分析装置４００は、第１の実施形態における状態分析装置１００と同様の効果を奏する。
【０１３４】
また、配管の状態に関連する値は、一つの配管に複数の圧力検知部１１がもうけられていない場合においても求められる。すなわち、状態分析装置４００は、一つの配管に複数の圧力検知部１１が設けられていない場合においても、配管の状態の分析を可能とする。したがって、状態分析装置４００は、配管網を構成する配管の各々の状態についての効率的な分析を可能とする。
【０１３５】
なお、本実施形態の構成には、上述した第２又は第３の実施形態における状態分析装置の構成が組み合わせて用いられてもよい。
【０１３６】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。図１４は、本発明の第５の実施形態における状態分析装置を示す図である。
【０１３７】
図１４に示すとおり、第５の実施形態における状態分析装置５００は、指標算出部１１０と、判定部１２０と、出力部５４０（出力手段の一例）とを備える。指標算出部１１０及び判定部１２０は、第１の実施形態における状態分析装置１００が備える指標算出部１１０及び判定部１２０と同様の要素である。出力部５４０は、配管の状態についての分析の結果を出力する。すなわち、状態分析装置５００は、出力部５４０を備える点が、第１の実施形態における状態分析装置１００と異なる。
【０１３８】
なお、本実施形態の構成は、他の実施形態の構成と互いに組み合わせて用いられてもよい。つまり、上述した第２から第４の実施形態における状態分析装置の要素と、出力部５４０とが組み合わされてもよい。
【０１３９】
出力部５４０は、配管の状態についての分析の結果を出力する。出力した結果は、例えば、状態分析装置５００を実現する情報処理装置のディスプレイ等の表示装置に出力される。なお、出力の対象はコンピュータのディスプレイに限られず、その他の任意の表示装置であってもよい。出力部５４０は、通信ネットワークを介して他のコンピュータのディスプレイ等に分析の結果を出力してもよい。
【０１４０】
一例として、出力部５４０は、配管の状態の程度に応じて分析の結果を整理して出力する。この例において、複数の配管に対して、上述した摩擦係数ｆが配管の状態を示す指標として用いられて配管の状態の分析が行われた場合を想定する。この場合に、出力部５４０は、上述した摩擦係数ｆが大きい所定の本数の配管を特定し、摩擦係数ｆの大きな順に並べて出力する。この場合には、順位の高い配管が、優先して更新すべき配管とみなされる。
【０１４１】
図１５は、この場合に出力される情報の例を示す。図１５に示す例では「順位」は、指標の大きな順に配管を並べた場合の順位を示す。「配管」は、表示の対象となる配管を示す。図１５に示す例では、配管を特定する符号にて配管が示されている。「指標」は、摩擦係数ｆの値を示す。このような表示が出力されることで、更新すべき配管が容易に把握可能となる。そして、この結果として、配管の更新を高い費用効率にて行うことが可能となる。
【０１４２】
出力部５４０は、配管の状態の程度に応じて分析の結果を整理する場合に、配管の状態を示す他の指標を用いてもよい。また、出力部５４０は、その他の基準で分析の結果を整理して出力してもよい。例えば、出力部５４０は、配管の種類やその他の基準毎に分析の結果をまとめて出力してもよい。
【０１４３】
以上のとおり、本実施形態における状態分析装置５００は、第１の実施形態における状態分析装置１００等と同様に状態の分析を行う。したがって、状態分析装置５００は、状態分析装置１００等と同様の効果を奏する。さらに、状態分析装置５００は、分析の結果を出力する。分析の結果は、適宜整理されて出力される。したがって、状態分析装置５００は、配管の状態の把握や費用効率の高い配管の更新を可能とする。
【０１４４】
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。
【０１４５】
この発明の一部又は全部は、以下の付記のようにも表されるが、以下に限られない。
【０１４６】
（付記１）
配管から流出する流体の流速及び前記配管の２以上の地点における前記配管内部の流体の圧力に基づいて、前記配管の状態を示す指標を求める指標算出手段と、
前記指標に基づいて、前記配管の状態を判定する判定手段と、
を備える状態分析装置。
【０１４７】
（付記２）
前記指標算出手段は、前記圧力と、前記流速と、前記配管の内面と前記流体との摩擦との関係に基づいて、前記指標を求める、
付記１に記載の状態分析装置。
【０１４８】
（付記３）
前記指標算出手段は、前記流速の変化又は前記配管から流出する前記流体の流量の変化に応じて変化する前記圧力に基づいて前記指標を求める、
付記１又は２に記載の状態分析装置。
【０１４９】
（付記４）
前記判定手段は、前記指標の大きさに基づいて、配管の劣化の程度を分析する、
付記１から３のいずれか一項に記載の状態分析装置。
【０１５０】
（付記５）
前記判定手段は、前記指標の変化に基づいて前記配管の状態の変化の傾向を分析する、
付記１から４のいずれか一項に記載の状態分析装置。
【０１５１】
（付記６）
前記判定手段は、前記指標及び前記流体の温度に基づいて、前記配管の状態を分析する、
付記１から５のいずれか一項に記載の状態分析装置。
【０１５２】
（付記７）
前記指標算出手段は、前記流速及びシミュレーションにより求められた前記圧力に基づいて前記指標を求める、
付記１から６のいずれか一項に記載の状態分析装置。
【０１５３】
（付記８）
配管における振動と前記圧力及び前記流速の各々との関係に基づいて、前記振動の大きさに応じた前記圧力を推定する推定手段をさらに備える、
付記１から７のいずれか一項に記載の状態分析装置。
【０１５４】
（付記９）
前記指標は、前記配管の内面の摩擦係数、及び、前記流出が生じていない場合における前記配管の流体の流速を含む、
付記１から８のいずれか一項に記載の状態分析装置。
【０１５５】
（付記１０）
前記指標算出手段は、前記流体の流速及び複数の前記配管の各々における前記流体の圧力に基づいて、前記配管または前記流体の状態に関連する値を求め、
前記判定手段は、前記関連する値に基づいて、複数の前記配管の各々の状態を分析する、付記１から９のいずれか一項に記載の状態分析装置。
【０１５６】
（付記１１）
前記配管の状態についての分析の結果を出力する出力手段を備える、付記１から１０のいずれか一項に記載の状態分析装置。
【０１５７】
（付記１２）
配管から流出する流体の流速及び前記配管の２以上の地点における前記配管内部の流体の圧力に基づいて、前記配管の状態を示す指標を求め、
前記指標に基づいて、前記配管の状態を判定する、
状態分析方法。
【０１５８】
（付記１３）
コンピュータに、
配管から流出する流体の流速及び前記配管の２以上の地点における前記配管内部の流体の圧力に基づいて、前記配管の状態を示す指標を求める処理と、
前記指標に基づいて、前記配管の状態を判定する処理と、
を実行させるプログラムを記録する記録媒体。
【０１５９】
この出願は、２０１７年８月７日に出願された日本出願特願２０１７−１５２６１３を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【０１６０】
１１    圧力検知部
１２    圧力センサ
１３    処理部
１４    擬似漏洩制御部
１５    振動検知部
１６    振動センサ
１７    温度検知部
１８    インレットバルブ
１９    アウトレットバルブ
１００、２００、３００、４００、５００    状態分析装置
１１０、４１０    指標算出部
１２０、３２０、４２０    判定部
２３０    推定部
５４０    出力部
【図１】
2019031371.tif 000007
【図２】
2019031371.tif 000008
【図３】
2019031371.tif 000009
【図４】
2019031371.tif 000010
【図５】
2019031371.tif 000011
【図６】
2019031371.tif 000012
【図７】
2019031371.tif 000013
【図８】
2019031371.tif 000014
【図９】
2019031371.tif 000015
【図１０】
2019031371.tif 000016
【図１１】
2019031371.tif 000017
【図１２】
2019031371.tif 000018
【図１３】
2019031371.tif 000019
【図１４】
2019031371.tif 000020
【図１５】
2019031371.tif 000021
【図１６】
2019031371.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】令和2年1月20日(2020.1.20)
【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】
配管から流出する流体の流速及び前記配管の２以上の地点における前記配管内部の流体の圧力に基づいて、前記配管の状態を示す指標を求める指標算出手段と、
前記指標に基づいて、前記配管の状態を判定する判定手段と、
を備える状態分析装置。
【請求項２】
前記指標算出手段は、前記圧力と、前記流速と、前記配管の内面と前記流体との摩擦との関係に基づいて、前記指標を求める、
請求項１に記載の状態分析装置。
【請求項３】
前記指標算出手段は、前記流速の変化又は前記配管から流出する前記流体の流量の変化に応じて変化する前記圧力に基づいて前記指標を求める、
請求項１又は２に記載の状態分析装置。
【請求項４】
前記判定手段は、前記指標の大きさに基づいて、配管の劣化の程度を分析する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の状態分析装置。
【請求項５】
前記判定手段は、前記指標の変化に基づいて前記配管の状態の変化の傾向を分析する、
請求項１から４のいずれか一項に記載の状態分析装置。
【請求項６】
前記判定手段は、前記指標及び前記流体の温度に基づいて、前記配管の状態を分析する、
請求項１から５のいずれか一項に記載の状態分析装置。
【請求項７】
前記指標算出手段は、前記流速及びシミュレーションにより求められた前記圧力に基づいて前記指標を求める、
請求項１から６のいずれか一項に記載の状態分析装置。
【請求項８】
配管における振動と前記圧力及び前記流速の各々との関係に基づいて、前記振動の大きさに応じた前記圧力を推定する推定手段をさらに備える、
請求項１から７のいずれか一項に記載の状態分析装置。
【請求項９】
配管から流出する流体の流速及び前記配管の２以上の地点における前記配管内部の流体の圧力に基づいて、前記配管の状態を示す指標を求め、
前記指標に基づいて、前記配管の状態を判定する、
状態分析方法。
【請求項１０】
コンピュータに、
配管から流出する流体の流速及び前記配管の２以上の地点における前記配管内部の流体圧力に基づいて、前記配管の状態を示す指標を求める処理と、
前記指標に基づいて、前記配管の状態を判定する処理と、
を実行させるプログラム。
【国際調査報告】
2019031371.tif 000023
2019031371.tif 000024
2019031371.tif 000025
2019031371.tif 000026