(57)【要約】【課題】計画対象日の運用計画に対応させた上水道計画を利用者に負担をかけないで立案する上水道運用計画作成装置を提供する。【解決手段】各ノード（取水場１４１、浄水場１４０、および配水池１４２）と、各ノードを結ぶ管路１４３とを有する上水道システム１３１に対し、各管路１４３に流す水の流量の計画を立案する上水道運用計画作成装置１３３に、管路毎の過去の日間計画情報を記憶する記憶手段と、計画立案対象日の管路の接続状態を示す接続情報と、各管路および各ノードの制約情報とを含む制約条件を記憶する運用情報記憶手段と、計画立案対象日における水の需要量の入力を受付ける手段と、過去の日間計画情報と、運用情報記憶手段に記憶されている制約条件と、受付けた需要量とを用いて、管路毎に、1日当たりに流す水の流量を示した日間計画を算出する手段と、を設ける。【選択図】図１
2006285397.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
取水場、浄水場、および配水池（取水場、浄水場、および配水池を「ノード」という）と、各ノードを結ぶ複数の管路とを有する上水道の導送水管網に対して、各管路に流す水の流量の計画を立案する上水道運用計画作成装置であって、
前記管路毎に、過去の１日当たりの流量計画を対応付けた過去の日間計画情報を記憶する計画データ記憶手段と、
前記導送水管網を構成する管路を示す情報であって、計画立案対象日の管路の接続状態を示す接続情報と、前記各管路および前記各ノードの制約情報とを含む制約条件を記憶する運用情報記憶手段と、
前記ノード毎に、計画立案対象日における水の需要量の入力を受付ける手段と、
前記計画データ記憶手段に記憶されている過去の日間計画情報と、前記運用情報記憶手段に記憶されている制約条件と、前記受付けたノード毎の水の需要量とを用いて、管路毎に、1日当たりに流す水の流量を示した日間計画を算出する日間計画作成手段と、
前記算出した日間計画を利用者に提示する手段と、を有すること
を特徴とする上水道運用計画作成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の上水道運用計画作成装置であって、
前記日間計画作成手段は、
前記各管路の１日当たりの流量を示す日間目標を生成する日間目標生成手段と、
前記生成した管路毎の日間目標に対して所定の最適化計算を行い、該管路毎の日間計画を生成する日間計画最適化手段と、を有し、
前記日間目標生成手段は、
前記受付けたノード毎の水の需要量用いて当日・日間総需要量を算出し、前記過去の日間計画情報を用いて過去・日間総需要量を算出し、前記当日・日間総需要量を前記過去・日間総需要量で除算した値を求め、当該求めた値に前記管路毎の過去の日間計画を乗算し、該管路毎に、1日当たりに流す水の流量を示す日間目標を生成すること
を特徴とする上水道運用計画作成装置。
【請求項３】
請求項２に記載の上水道運用計画作成装置であって、
前記日間計画最適化手段は、
前記制約条件を利用して前記管路毎の日間目標に対して所定の最適化演算を行うこと
を特徴とする上水道運用計画作成装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の上水道運用計画作成装置であって、
前記計画データ記憶手段には、前記過去の日間計画情報に加えて、前記管路毎に、過去の１時間毎の流量計画を対応付けた過去の時間計画情報が記憶されていて、
前記計画データ記憶手段に記憶されている前記過去の日間計画情報および前記過去の時間計画情報と、前記運用情報記憶手段に記憶されている制約条件と、前記日間計画作成手段が作成した管路毎の日間計画とを用いて、管路毎に、時間毎の管路に流す水の流量を示した時間計画を算出する時間計画作成手段と、
前記算出した時間計画を利用者に提示する手段と、を有すること
を特徴とする上水道運用計画作成装置。
【請求項５】
請求項４に記載の上水道運用計画作成装置であって、
前記時間計画作成手段は、
前記各管路の１日当たりの流量を示す時間目標を生成する時間目標生成手段と、
前記生成した管路毎の時間目標に対して所定の最適化演算を行い、該管路毎の時間計画を生成する時間計画最適化手段と、を有し、
前記時間目標生成手段は、
前記日間計画作成手段が作成した管路毎の日間計画と、前記過去の日間計画との比に前記過去の時間計画を乗算することにより前記時間目標を生成し、
前記時間計画最適化手段は、
前記制約条件を利用して前記管路毎の時間目標に対して所定の最適化演算を行うこと
を特徴とする上水道運用計画作成装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の上水道運用計画作成装置であって、
前記各ノードには、それぞれ、当該ノードに接続されている管路に流す水の流量を制御する送受信装置が設置されていて、
前記送受信装置は、前記上水道運用計画作成装置と通信可能に構成されていて、
前記上水道運用計画作成装置は、
前記各送受信装置との間で通信を行う通信手段を有し、
前記通信手段は、
前記時間計画作成手段が作成した時間計画を前記制御装置に送信すること
を特徴とする上水道運用計画作成装置。
【請求項７】
請求項６に記載の上水道運用計画作成装置であって、
前記送受信装置は、自身が設置されているノードに貯えられている水の水位を計測する手段と、自身が設置されているノードに接続されている管路を流れる水の水量を計測する手段とを有し、
前記通信手段は、
前記送受信装置が送信した前記計測した水位および流量を受信し、当該受信した水位および流量を前記運用情報記憶手段に制約条件として記憶させること
を特徴とする上水道運用計画作成装置。
【請求項８】
取水場、浄水場、および配水池（取水場、浄水場、および配水池を「ノード」という）と、各ノードを結ぶ複数の管路とを有する上水道の導送水管網に対して、各管路に流す水の流量の計画を立案する情報処理装置が行う上水道運用計画作成方法であって、
前記情報処理装置には、前記管路毎に、過去の１日当たりの流量計画を対応付けた過去の日間計画情報を記憶する計画データ記憶手段と、前記導送水管網を構成する管路を示す情報であって、計画立案対象日の管路の接続状態を示す接続情報と、前記各管路および前記各ノードの制約情報とを含む制約条件を記憶する運用情報記憶手段とが設けられていて、
前記情報処理装置は、
前記ノード毎に、計画立案対象日における水の需要量の入力を受付けるステップと、
前記計画データ記憶手段に記憶されている過去の日間計画情報と、前記運用情報記憶手段に記憶されている制約条件と、前記受付けたノード毎の水の需要量とを用いて、管路毎に、1日当たりに流す水の流量を示した日間計画を算出するステップと、
前記算出した日間計画を利用者に提示するステップと、を実行すること
を特徴とする上水道運用計画作成方法。
【請求項９】
請求項８に記載の上水道運用計画作成方法であって、
前記計画データ記憶手段には、前記過去の日間計画情報に加えて、前記管路毎に、過去の１時間毎の流量計画を対応付けた過去の時間計画情報が記憶されていて、
前記情報処理装置は、
前記計画データ記憶手段に記憶されている前記過去の日間計画情報および前記過去の時間計画情報と、前記運用情報記憶手段に記憶されている制約条件と、前記算出した管路毎の日間計画とを用いて、管路毎に、時間毎の管路に流す水の流量を示した時間計画を算出するステップと、
前記算出した時間計画を利用者に提示するステップと、を実行すること
を特徴とする上水道運用計画作成方法。
【請求項１０】
取水場、浄水場、および配水池（取水場、浄水場、および配水池を「ノード」という）の各々に設けられた送受信装置と、前記各ノードおよび該各ノードを結ぶ複数の管路を有する上水道の導送水管網を管理する水運用計画センタに設けられた上水道運用計画作成装置と、を有する上水道運用計画作成システムであって、
前記送受信装置は、
自身が設置されているノードに貯えられている水の水位を計測する手段と、
自身が設置されているノードに接続されている管路を流れる水の水量を計測する手段と、
前記計測した水位および流量を前記上水道運用計画装置に送信する手段と、を有し、
前記上水道運用計画装置は、
前記管路毎に、過去の１日当たりの流量計画を対応付けた過去の日間計画情報と、前記管路毎に、過去の１時間毎の流量計画を対応付けた過去の時間計画情報とを記憶する計画データ記憶手段と、
前記導送水管網を構成する管路を示す情報であって、計画立案対象日の管路の接続状態を示す接続情報と、前記各管路および前記各ノードの制約情報とを含む制約条件を記憶する運用情報記憶手段と、
前記ノード毎に、計画立案対象日における水の需要量の入力を受付ける手段と、
前記計画データ記憶手段に記憶されている過去の日間計画情報と、前記運用情報記憶手段に記憶されている制約条件と、前記受付けたノード毎の水の需要量とを用いて、管路毎に、1日当たりに流す水の流量を示した日間計画を算出する日間計画作成手段と、
前記計画データ記憶手段に記憶されている前記過去の日間計画情報および前記過去の時間計画情報と、前記運用情報記憶手段に記憶されている制約条件と、前記日間計画作成手段が作成した管路毎の日間計画とを用いて、管路毎に、時間毎の管路に流す水の流量を示した時間計画を算出する時間計画作成手段と、
前記作成した管路毎の時間計画を前記各送受信装置に送信する手段と、を有し、
前記前記送受信装置は、
前記上水道運用計画装置が送信した前記時間計画を受信する手段と、
前記受信した時間計画を利用して、対応する管路に流す流量を制御する手段と、を有すること
を特徴とする上水道運用計画作成システム。
【請求項１１】
取水場、浄水場、および配水池（取水場、浄水場、および配水池を「ノード」という）と、該各ノードを結ぶ複数の管路とを有する上水道の導送水管網を管理する水運用計画センタであって、
前記各ノードには、それぞれ、当該ノードに接続されている管路に流す水の流量を制御する装置であって、前記水運用計画センタと通信可能に構成されている
送受信装置が設けられていて、
前記水運用計画センタは、
前記管路毎に、過去の１日当たりの流量計画を対応付けた過去の日間計画情報と、前記管路毎に、過去の１時間毎の流量計画を対応付けた過去の時間計画情報とを記憶する計画データ記憶手段と、
前記導送水管網を構成する管路を示す情報であって、計画立案対象日の管路の接続状態を示す接続情報と、前記各管路および前記各ノードの制約情報とを含む制約条件を記憶する運用情報記憶手段と、
前記ノード毎に、計画立案対象日における水の需要量の入力を受付ける手段と、
前記計画データ記憶手段に記憶されている過去の日間計画情報と、前記運用情報記憶手段に記憶されている制約条件と、前記受付けたノード毎の水の需要量とを用いて、管路毎に、1日当たりに流す水の流量を示した日間計画を算出する日間計画作成手段と、
前記計画データ記憶手段に記憶されている前記過去の日間計画情報および前記過去の時間計画情報と、前記運用情報記憶手段に記憶されている制約条件と、前記日間計画作成手段が作成した管路毎の日間計画とを用いて、管路毎に、時間毎の管路に流す水の流量を示した時間計画を算出する時間計画作成手段と、
前記作成した管路毎の時間計画を前記各送受信装置に送信し、該各送受信装置に対して、前記送信した管路毎の時間計画を利用した管路の流量制御を実行させること
を特徴とする水運用計画センタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上水道の導送水管網における運用計画を立案するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、上水道運用計画の立案を、計算機を利用することにより、計画立案者の負担を軽減させる手法が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１では、上水道運用計画の立案に必要な諸条件（導送水管網の管路の流量の目標値等）を計画立案者が手動で計算機に設定する。計算機は、その設定された諸条件により上水道運用計画に必要なデータを算出し、その計画を計画立案者に提示する。
【０００３】
また、従来から、水系全体の需要予測を基に予め定められている分担比で各配水池に配分する手法が知られている（例えば、特許文献２）。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２３０８２９号公報
【特許文献２】特開２０００−６６７３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上水道の導送水管網において、日々の異なる需要や水系に対して、流量が平滑化され施設への負荷が少なく配水池の水位を所定範囲内として、安全・安定するような導送水施設を効率的に利用できるように、各管路の流量が定められた運用計画が求められている。そして、運用対象の上水道導送水管網が広域にわたる場合、日々の運用計画立案操作が難しくなり、運用計画立案に多くの時間を要することとなる。特に近年は、上水道導送水管網の広域化により、運用計画立案の手間や時間が増加する傾向にある。
【０００６】
上記特許文献１は、手間と時間がかかる導送水管網の各管路の流量の目標値を計画立案者（オペレータ）が手動で装置に設定するようにしている。そのため、特許文献１では、上水道運用計画を立案する際、計画立案者（オペレータ）に過大な処理負担を負わせてしまうことがある。
【０００７】
また、上記特許文献２は、当日の運用条件が変更されることについて、特に考慮されていない。そのため、特許文献２では、当日の運用条件の変更に対応した上水道運用計画を立案することが困難である。例えば、特許文献２では、水系全体の需要予測以外の当日運用条件の変更を考慮していないため、各需要点の需要量の比の変化に合わせた計画立案を行うことができない。また、例えば、上記特許文献２では、管路の接続関係が変更された場合、予め分担比を設定しておくことが不可能であることから、結果的に試行錯誤的に分担比を設定し直さざるを得ず、運用計画を立案する作業が煩雑なものとなる。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、当日（計画対象日）の運用計画に対応させた上水道計画を利用者に負担をかけないで立案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の一態様は、取水場、浄水場、および配水池（取水場、浄水場、および配水池を「ノード」という）と、各ノードを結ぶ複数の管路とを有する上水道の導送水管網に対して、各管路に流す水の流量の計画を立案する上水道運用計画作成装置に適用される。
【００１０】
そして、前記上水道運用計画作成装置は、前記管路毎に、過去の１日当たりの流量計画を対応付けた過去の日間計画情報を記憶する計画データ記憶手段と、前記導送水管網を構成する管路を示す情報であって、計画立案対象日の管路の接続状態を示す接続情報と、前記各管路および前記各ノードの制約情報とを含む制約条件を記憶する運用情報記憶手段と、前記ノード毎に、計画立案対象日における水の需要量の入力を受付ける手段と、前記計画データ記憶手段に記憶されている過去の日間計画情報と、前記運用情報記憶手段に記憶されている制約条件と、前記受付けたノード毎の水の需要量とを用いて、管路毎に、1日当たりに流す水の流量を示した日間計画を算出する日間計画作成手段と、前記算出した日間計画を利用者に提示する手段と、を有する。
【発明の効果】
【００１１】
このように本発明によれば、各ノードの需要量を入力することで、上水道運用計画作成装置が、計画立案対象日の管路の接続状態等を考慮して自動的に各管路に流す水の流量を算出するようにしている。すなわち、本発明によれば、計画立案者は、管路毎に流量の目標値を設定する必要がないため、当日の運用計画に対応させた上水道計画を簡単に立案することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１３】
最初に本発明の実施形態が適用された上水道システムの概略構成について、図１を用いて説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態の上水道システムの概略構成を説明するための図である。
【００１５】
図示するように、上水道システム１３１は、取水源から原水を取得して貯水する取水場１４１ａ〜ｂと、取水場１４１ａ〜ｂから原水を取得して浄化する浄水場１４０ａ〜ｂと、浄水場１４０ａ〜ｂから浄化された水を取得し、その取得した水を貯水し、需要家に配水する配水池１４２ａ〜ｃと、上水道システム全体の管理を行う水運用計画センタ１３０と、を有する。また、上水道システム１３１は、取水場１４１ａ〜ｂ、浄水場１４０ａ〜ｂ、および配水池１４２ａ〜ｃの各々に設置されている送受信装置１３５ａ〜ｇと、水運用計画センタ１３０に設置されている上水道運用計画作成装置１３３と、を有する上水道運用計画作成システムを有する。なお、以下の説明において、取水場１４１ａ〜ｂ、浄水場１４０ａ〜ｂ、および配水池１４２ａ〜ｃを「施設」ということもある。
【００１６】
ここで、上水道システム１３１が有する取水場１４１ａ〜ｂ、浄水場１４０ａ〜ｂ、および配水池１４２ａ〜ｃについて簡単に説明する。取水場１４１ａと浄水場１４０ａとは、管路１４３ａにより接続されていて、取水場１４１ａに貯水されている原水は、管路１４３ａを介して浄水場１４０ａに供給される。取水場１４１ｂと浄水場１４０ｂとは、管路１４３ｆにより接続されていて、取水場１４１ｂで貯水されている原水は、管路１４３ｆを介して浄水場１４０ｂに供給される。
【００１７】
また、浄水場１４０ａは、管路１４３ｂ、分岐部１４６、および管路１４３ｃを介して配水池１４２ａと接続されている。また、浄水場１４０ａは、管路１４３ｂ、分岐部１４６、および管路１４３ｄにより配水池１４２ｂと接続されている。そして、浄水場１４０ａで浄化された水は、配水池１４２ａおよび配水池１４２ｂの両者に供給される。具体的には、配水池１４２ａには、浄水場１４０ａからの水が「管路１４３ｂ、分岐部１４６、および管路１４３ｃ」を介して供給される。配水池１４２ｂには、浄水場Ａ１４０ａからの水が「管路１４３ｂ、分岐部１４６、および管路１４３ｄ」を介して供給される。さらに、配水池１４２ｂは、配水池１４２ｃに管路１４３ｅで接続されていて、配水池１４２ｂに貯水されている水は、管路１４３ｅを介して配水池１４２ｃに供給される。浄水場１４０ｂは、配水池１４２ｃと管路１４３ｇにより接続されている。浄水場１４０ｂで浄化された水は、管路１４３ｇを介して配水池１４２ｃに供給される。
【００１８】
また、各施設の各々には、貯水している水の水位を測定する水位計１４５が設けられている。また、管路１４３ａ〜ｆには、それぞれの管路を流れる水の流量を測定するための流量計１４４が設けられている。
【００１９】
続いて、上水道運用計画作成システムの概略を説明する。具体的には、上水道運用計画作成システムは、水運用計画センタ１３０に設置されている上水道運用計画作成装置１３３と、取水場１４１ａに設置されている送受信装置１３５ａと、取水場１４１ｂに設置されている送受信装置１３５ｅと、浄水場１４０ａに設置されている送受信装置１３５ｂと、浄水場１４０ｂに設置されている送受信装置１３５ｆと、配水池１４２ａに設置されている送受信装置１３５ｃと、配水池１４２ｂに設置されている送受信装置１３５ｄと、配水池１４２ｃに設置されている送受信装置１３５ｇとを有する。送受信装置１３５ａ〜ｇは、各々、ネットワーク１３２ａ〜１３２ｇを介して上水道運用計画作成装置１３３に接続されている。そして、送受信装置１３５ａ〜ｇの各々と、上水道運用計画作成装置１３３とは、相互に通信を行うことができる。
【００２０】
なお、本実施形態では、ネットワーク１３２の具体的な構成について特に限定しない。ネットワーク１３２は、送受信装置１３５ａ〜ｇの各々と、上水道運用計画作成装置１３３とが相互に通信を行えるものであればよく、有線であっても無線であってもかまわない。例えば、ネットワーク１３２に、電話回線やインターネットを利用するようにしてもよい。また、ネットワーク１３２に、送受信装置１３５ａ〜ｇの各々と、上水道運用計画作成装置１３３とを通信するための専用線を用いるようにしてもよい。また、本実施形態では、上水道運用計画作成装置１３３に７台の送受信装置１３５ａ〜ｇがネットワーク１３２により接続されている場合を例にしているが、送受信装置１３５の数は、例示に過ぎない。送受信装置１３５の数は、上水道システム１３１が有する施設の数により異なる（各施設毎に送受信装置１３５が設けられる）。
【００２１】
送受信装置１３５は、自身が設置されている施設に設けられている水位計１４５および当該施設に接続されている管路１４３の流量計１４４が計測した実測値を上水道運用計画作成装置１３３に送信する。また、送受信装置１３５は、上水道運用計画作成装置１３３から「時間計画（「時間計画」の具体的な構成は後述する）」を取得し、取得した「時間計画」にしたがい管路１４３に流す流量を制御する。
【００２２】
具体的には、送受信装置１３５は、自身が設置されている施設に設けられている水位計１４５と、例えば、信号線により接続されていて、定期的に水位計１４５により計測された「水位を示すデータ」を取得する。また、送受信装置１３５は、自身が設置されている施設に接続されている管路１４３に設けられた流量計１４４と、例えば、信号線により接続されていて、定期的に流量計１４４により計測された「流量を示すデータ」を取得する。そして、送受信装置１３５は、ネットワーク１３２を介して、取得した「水位を示すデータ」および「流量を示すデータ」を上水道運用計画作成装置１３３に送信する。また、送受信装置１３５は、ネットワーク１３２を介して、上水道運用計画作成装置１３３が送信する「時間計画」を受信する。そして、送受信装置１３５は、受信した「時間計画」にしたがい管路１４３に流す水量を制御する。
【００２３】
なお、上記では、送受信装置１３５と水位計１４５（又は流量計１４４）とが信号線により接続されている場合について説明したが、特にこれに限定するものではない。送受信装置１３５と水位計１４５（又は流量計１４４）と間で、データを送受信できればよい（例えば、送受信装置１３５と水位計１４５（又は流量計１４４）と間を無線で通信しもよい）。
【００２４】
上水道運用計画作成装置１３３は、管路１４３毎の「時間計画」を作成し、その作成した「時間計画」を送受信装置１３５に送信する。具体的には、上水道運用計画作成装置１３３は、ネットワーク１３２を介して、各施設の「水位を示すデータ」および各管路１４３の「流量を示すデータ」を送受信装置１３５から取得する。また、オペレータから各種データの設定を受付けて、オペレータから受付けた各種データと、取得した「水位を示すデータ」および「流量を示すデータ」を利用して、「時間計画」を作成する。
【００２５】
続いて、本実施形態の上水道運用計画作成装置１３３および送受信装置１３５の具体的な構成について説明する。なお、以下の説明において、取水場１４１ａ〜ｂ、浄水場１４０ａ〜ｂ、配水池１４２ａ〜ｃ、および分岐部１４６を「ノード」ということもある。
【００２６】
先ず、上水道運用計画作成装置１３３の機能について説明する。図２は、本発明の実施形態の上水道運用計画作成装置１３３の機能ブロック図である。
【００２７】
図示するように、上水道運用計画作成装置１３３は、上水道計画の立案処理を行う情報処理装置１５０と、オペレータからの各種データの入力や各種指示を受付けるための入力装置１８０と、情報処理装置１５０からのデータをオペレータに提示するための出力装置１９０とを有する。なお、本実施形態では、入力装置１８０に、キーボード１８１およびマウス１８２を用いる場合を例にする。また、出力装置１９０に、液晶ディスプレイ等の表示装置１９１およびプリンタ等の印刷装置１９２を用いる場合を例にする（図３参照）。
【００２８】
情報処理装置１５０は、通信処理部１２０、グラフィカルユーザインターフェース部１６０、運用条件記憶部１６１、過去日間計画記憶部１６２、過去時間計画記憶部１６７、日間目標生成部１６３、日間計画最適化処理部１６５、時間目標生成部１６８、および時間計画最適化処理部１７０を有する。
【００２９】
運用条件記憶部１６１は、当日の運用条件を示す運用条件情報（図８参照）を記憶する。具体的には、運用条件記憶部１６１は、各ノードに関するデータを示す管路情報（例えば、ノードの接続関係を示す情報）と、配水池の貯水量に関するデータを示す情報と、各ノードの時間毎の需要値（その時間に使われる水の量）を示した予測需要量と、実測値（各施設の水位を示すデータおよび管路１４３の流量を示すデータ）とを記憶する。
【００３０】
過去日間計画記憶部１６２は、過去（例えば前日）の管路毎の１日当たりの流量を示した日間計画情報（図９参照）を記憶する。過去時間計画記憶部１６７は、過去（例えば前日）の管路１４３毎の１時間当たりの流量を示した時間計画情報（図１０参照）を記憶する。
【００３１】
グラフィカルユーザインターフェース部１６０は、表示装置１９１に各種の表示画面（オペレータからの各種操作を受付ける画面や、作成した運用計画を表示する画面）を表示する。また、グラフィカルユーザインターフェース部１６０は、入力装置１８０を介して、オペレータが入力する各種のデータおよび指示を受付ける。具体的には、グラフィカルユーザインターフェース部１６０は、入力装置１８０を介して、オペレータから当日の運用条件を示す運用条件情報の入力を受付けた場合、受付けた運用条件情報を運用条件記憶部１６１に格納する。
【００３２】
また、グラフィカルユーザインターフェース部１６０は、後述する日間計画最適化処理部１６５が出力する「日間計画」および時間計画最適化処理部１７０が出力する「時間計画」を受信する。グラフィカルユーザインターフェース部１６０は、受信した「日間計画」および「時間計画」を示すデータを表示装置１９１に出力する。
【００３３】
通信処理部１２０は、ネットワーク１３２を介して、送受信装置１３５と通信を行う。通信処理部１２０は、送受信装置１３５が送信する実績値（各施設の水位を示すデータおよび管路１４３の流量を示すデータ）を受信し、その受信した実績値を運用条件記憶部１６１に記憶する。また、通信処理部１２０は、ネットワーク１３２を介して、後述する時間計画最適化処理部１７０が生成した「時間計画」を送受信装置１３５に送信する。
【００３４】
日間目標生成部１６３は、過去日間計画記憶部１６２、および、運用条件記憶部１６１に記憶されたデータを用いて、各管路１４３の１日当たりに流す水量を示す「日間目標」を生成する。日間計画最適化処理部１６５は、日間目標生成部１６３が生成した「日間目標」に後述する演算処理を施して、日間計画を生成し、生成した日間計画をグラフィカルユーザインターフェース部１６０および時間目標生成部１８０に出力する。
【００３５】
時間目標生成部１６８は、運用条件記憶部１６１、過去日間計画記憶部１６２、および過去時間計画記憶部１６７に記憶されたデータと、日間計画最適化処理部１６５が出力する「日間計画」とを用いて、各管路１４３の１時間当たりに流す流量を示す「時間目標」を生成する。
【００３６】
時間計画最適化処理部１７０は、時間目標生成部１６８が生成した「時間目標」に後述する演算処理を施し、時間目標を最適化（修正）した「時間計画」をグラフィカルユーザインターフェース部１６０に出力する。
【００３７】
続いて、上水道運用計画作成装置１３３が有する情報処理装置１５０のハードウェア構成について、図３を用いて説明する。
【００３８】
図３は、本実施形態の上水道運用計画作成装置１３３が有する情報処理装置１５０のハードウェア構成を説明するための図である。
【００３９】
図示するように、情報処理装置１５０は、各種の処理を実行する中央処理装置(ＣＰＵ)１８３と、ワークエリアとして機能する主記憶装置１８４と、送受信装置１３５との間で行う通信を制御する通信インターフェース１８５と、入力装置１８０（キーボード１８１、マウス１８２）および出力装置（表示装置１９１、印刷装置１９２）との間で行うデータの送受信を制御するＩ／Ｏインターフェース１８６と、各種データおよびＣＰＵ１８３が実行するプログラムを格納するための補助記憶装置１８８と、システムバス１８７とを有する。ＣＰＵ１８３、主記憶装置１８４、通信インターフェース１８５、Ｉ／Ｏインターフェース１８６、および補助記憶装置１８８は、それぞれ、システムバス１８７に接続されている。
【００４０】
補助記憶装置１８８には、上述した情報処理装置１５０が有する各部（通信処理部１２０、グラフィカルユーザインターフェース部１６０、日間目標生成部１６３、日間計画最適化処理部１６５、時間目標生成部１６８、時間計画最適化処理部１７０）の機能を実現するためのプログラムが記憶されている。具体的には、補助記憶装置１８８には、通信処理部１２０の機能を実現するための通信処理プログラム１２００と、グラフィカルユーザインターフェース部１６０の機能を実現するためのグラフィカルユーザインターフェースプログラム１６００と、日間目標生成部１６３の機能を実現するための日間目標生成プログラム１６３０と、日間計画最適化処理部１６５の機能を実現するための日間計画最適化処理プログラム１６５０と、時間目標生成部１６８の機能を実現するための時間目標生成プログラム１６８０と、時間計画最適化処理部１７０の機能を実現するための時間計画最適化プログラム１７００と、が記憶されている。さらに、補助記憶装置１８８の所定の領域には、上述した運用条件記憶部１６１、過去日間計画記憶部１６２、および過去時間計画記憶部１６７に記憶されるデータが記憶されている。
【００４１】
そして、上述した情報処理装置１５０が有する各部（通信処理部１２０、グラフィカルユーザインターフェース部１６０、日間目標生成部１６３、日間計画最適化処理部１６５、時間目標生成部１６８、時間計画最適化処理部１７０）の機能は、ＣＰＵ１８３が補助記憶装置１８８に記憶された各プログラム（通信処理プログラム１２００、グラフィカルユーザインターフェースプログラム１６００、日間目標生成プログラム１６３０、日間計画最適化処理プログラム１６５０、時間目標生成プログラム１６８０、時間計画最適化プログラム１７００）を主記憶装置１８４にロードして実行することにより実現される。
【００４２】
続いて、各施設に設置されている送受信装置１３５について説明する。図４は、本発明の実施形態の送受信装置１３５の機能ブロック図である。
【００４３】
図示するように、送受信装置１３５は、データ取得部２０１、通信処理部２０２、制御部２０３、実測値記憶部２１０、および時間計画記憶部２１１を有する。
【００４４】
実測値記憶部２１０は、送受信装置１３５が設置されている施設の水位計１４５が計測した「水位を示すデータ」と、送受信装置１３５が設置されている施設に接続されている管路１４３の流量計１４４が計測した「流量を示すデータ」とを記憶する。また、時間計画記憶部２１１は、上水道運用計画作成装置１３３から送信された「時間計画」を記憶する。
【００４５】
データ取得部２０１は、送受信装置１３５が設置されている施設に設けられている水位計１４５から「水位を示すデータ」を取得する。また、データ取得部２０１は、送受信装置１３５が設置されている施設に接続されている管路１４３に設けられている流量計１４４から、管路を流れる「流量を示すデータ」を取得する。なお、浄水場１４０ａのように、複数の管路１４３ｂ〜ｄが接続されている施設の場合には、それぞれの管路１４３に設けられた流量計１４４から「流量を示すデータを取得する。そして、データ取得部２０１は、実測値記憶部２１０に取得した「水位を示すデータ」および「流量を示すデータ」を格納する。
【００４６】
通信処理部２０２は、ネットワーク１３２を介して、実績記憶部２１０に記憶されている「水位を示すデータ」および「流量を示すデータ」を上水道運用計画作成装置１３３に送信する。また、通信処理部２０２は、ネットワーク１３２を介して、上水道運用計画作成装置１３３から送信された「時間計画」を受信し、その受信した「時間計画」を時間計画記憶部２１１に格納する。
【００４７】
制御部２０３は、時間計画記憶部２１１に記憶されている「時間計画」を用いて管路１４３に流す水の流量を調整する。なお、制御部２０３が行う管路１４３に流す水の流量を調整する処理について特に限定しない。例えば、制御部２０３に、施設および管路１４３に設けられたポンプ（図示せず）およびバルブ（図示せず）の動作を制御する制御機器（図示せず）を接続しておく。そして、制御部２０３は、「時間計画」を制御機器に送信し、制御機器に管路１４３に流す水の流量を調整する処理を行わせる。
【００４８】
続いて、送受信装置１３５のハードウェア構成を説明する。図５は、本発明の実施形態の送受信装置１３５のハードウェア構成を説明するための図である。
【００４９】
図示するように、送受信装置１３５は、中央処理装置(ＣＰＵ)２１８と、ワークエリアつして機能する主記憶装置２１３と、上水道運用計画作成装置１３３との間で行う通信を制御する通信インターフェース２１４と、水位計１４５および流量計１４４と信号線２１６により接続されていて、水位計１４５および流量計１４４との間で行うデータの送受信を制御する計測制御インターフェース２１５と、補助記憶装置２１７と、システムバス２１２とを有する。ＣＰＵ２１８、主記憶装置２１３、通信インターフェース２１４、計測制御インターフェース２１５、および補助記憶装置２１７は、それぞれ、システムバス２１２に接続されている。
【００５０】
補助記憶装置２１７には、送受信装置１３５が有する各部（データ取得部２０１、通信処理部２０２、制御部２０３）の機能を実現するためのプログラムが記憶されている。具体的には、補助記憶装置２１７には、データ取得部２０１の機能を実現するためのデータ取得プログラム２０１０と、通信処理部２０２の機能を実現するための通信処理プログラム２０２０と、制御部２０３の機能を実現するための制御プログラム２０３０と、が記憶されている。さらに、補助記憶装置１８８の所定の領域には、実測値記憶部２１０および時間計画記憶部２１１に記憶されるデータが格納される。
【００５１】
そして、上述した情報処理装置１５０が有する各部（データ取得部２０１、通信処理部２０２、制御部２０３）の機能は、ＣＰＵ２１８が補助記憶装置２１７に記憶された各プログラム（データ取得プログラム２０１０、通信制御プログラム２０２０、制御プログラム２０３０）を主記憶装置２１３にロードして実行することにより実現される。
【００５２】
続いて、本実施形態の上水道運用計画作成装置１３３が有する運用条件記憶部１６１、過去日間計画記憶部１６２、過去時間計画記憶部１６７に記憶されるデータについて説明する。
【００５３】
先ず、運用条件記憶部１６１に記憶されるデータ（運用条件情報）のデータ構成いついて、図８を用いて説明する。
【００５４】
図８は、本実施形態の上水道運用計画作成装置１３３の運用条件記憶部１６１に記憶される運用条件情報のデータ構成を模擬的に示した図である。なお、運用条件記憶部１６１には、ノード毎に図示する運用条件情報が記憶されるが、図示する例では、説明を簡略化するために１つのノードに対する運用条件情報だけを示す。
【００５５】
運用条件情報は、情報の種類を登録するためのエントリ８００と、エントリ８００に対応する情報の項目を登録するためのエントリ８０２と、エントリ８０２に対応する具体的な情報の内容を登録するためのエントリ８０４とを有する。
【００５６】
図示する例では、エントリ８００に、「管路情報」、「配水池情報」、「予測需要量」、および「実績値」が登録されている場合を示している。そして、エントリ８００の「管路情報」に対応付けられたエントリ８０２および８０４には、「接続関係」、「指定流量の有無」、「平滑化処理の有無」、「施設上限値」を示す情報が登録されている。エントリ８００の「配水池情報」に対応付けられたエントリ８０２および８０４は、「施設上限値」、「運用上限値」を示す情報が登録されている。エントリ８００の「予測需要量」に対応付けられたエントリ８０２および８０４には、「ノードの時間需要値」を示す情報が登録されている。また、エントリ８００の「実績値」に対応付けられたエントリ８０２および８０４には、管路１４３の「現在流量」および「現在水位」を示す情報が登録されている。
【００５７】
「管路情報」に対応付けられて登録されている「接続関係」、「指定流量の有無」、および「平滑化処理の有無」は、ノード（浄水場１４０、配水池１４２等）に接続されている管路１４３に関する情報を示す。また、「管路情報」に対応付けられて登録されている「施設上限値」は、ノード（浄水場１４０等）に関する情報を示す。なお、「接続関係」は、ノード間の管路１４３の接続状態を示している。情報処理装置１５０は、ノード毎に記憶されている「接続関係」により、各ノードの接続関係を把握する。また、「指定量の有無」、「平滑化処理対象の有無」、および「施設上限値（そのノードでの貯水量の上限）」は、報処理装置１５０が管路毎の流量（日間計画、時間計画）を生成する際に考慮する情報である。
【００５８】
「配水池情報」とは、ノードに接続されている配水池１４２に貯水できる水量に関する情報をいう。なお、ノードに配水池１４２が複数接続されている場合（図1では、取水場Ａおよび浄水場Ａ）には、複数の配水池１４２に関するデータが登録されることとなる。
【００５９】
「予測需要量」に対応付けられて登録されている「各ノードの時間需要値」とは、各ノードの時間毎に使われる水の量（例えば、浄水場１４０から各管路に流水する量）を示す情報をいう。なお、図示する例では、説明を簡単にするため、「各ノードの時間需要値」を１つだけ示しているが、実際は、時間毎の時間需要値が登録される。「実績値」とは、施設および管路１４３で計測器（流量計１４４、水位計１４５）により計測されたデータのことをいう。
【００６０】
なお、「管路情報」および「配水池情報」に対応付けられた情報は、上水道運用計画作成装置１３３の初期設定の際、オペレータが入力装置１８０（図２参照）を介して、運用条件記憶部１６１に登録しておくものとする。なお、オペレータは、「管路情報」および「配水池情報」に対応付けられた情報に変更がある場合、入力装置１８０を介して、運用条件記憶部１６１に登録されている「管路情報」および「配水池情報」の変更を行う。また、「予測需要量」に対応付けられている「各ノードの時間需要値」は、例えば、オペレータが上水道運用計画作成装置１３３に運用計画の立案処理を行わせる際、運用条件記憶部１６１に登録する。
【００６１】
「実績値」は、上水道運用計画装置１３３が各送受信装置１３５から取得した「実績値」を運用条件記憶部１６１に登録する。例えば、オペレータが上水道運用計画作成装置１３３に運用計画を作成させる指示を与えた場合、上水道運用計画装置１３３は、ネットワーク１３２を介して、各送受信装置１３５から実績値（「水位を示すデータ」および「流量を示すデータ」）を取得する。上水道運用計画装置１３３は、取得した実績値（「水位を示すデータ」および「流量を示すデータ」）を運用条件記憶部１６１に登録する。
【００６２】
続いて、過去日間計画記憶部１６２に記憶される過去の日間計画情報のデータ構成いついて、図９を用いて説明する。
【００６３】
図９は、本実施形態の上水道運用計画作成装置１３３の過去日間計画記憶部１６２に記憶される過去の日間計画情報のデータ構成を模擬的に示した図である。
【００６４】
図示するように、過去の日間計画情報は、管路１４３を識別する「管路名」を登録するためのエントリ９００と、エントリ９００に対応付けて過去の日間計画である１日当たり「流量」を登録するためのエントリ９０１と、を有する。図示する例では、「管路Ａ」の過去の日間計画を示す「１日当たりの流量」が「１００００ｔ」であり、「管路Ｂ」の過去の日間計画を示す１日当たりの「流量」が「１１０００ｔ」であることを示すデータが登録されている。
【００６５】
なお、過去の日間計画情報は、上水道運用計画作成装置１３３が「日間計画」を生成した際に、自動的に過去日間計画記憶部１６２に登録するようにしてもよい。また、過去の日間計画情報は、オペレータにより過去日間計画記憶部１６２に登録されるようにしてもよい（入力装置１８０を介して登録される）。
【００６６】
続いて、過去時間計画記憶部１６７に記憶される過去の時間計画情報のデータ構成いついて、図１０を用いて説明する。
【００６７】
図１０は、本実施形態の上水道運用計画作成装置１３３の過去時間計画記憶部１６７に記憶される過去の時間計画情報のデータ構成を模擬的に示した図である。なお、過去時間計画記憶部１６７には、管路１４３毎に図示する過去の時間計画情報が記憶されるが、ここでは、説明を簡略化するために、１つの管路１４３（管路Ａ）に対する時間計画情報だけを示している。
【００６８】
図示するように、過去の時間計画情報は、管路を識別する「管路名」を登録するためのエントリ１０００と、エントリ１０００に対応付けて「時間」を登録するためのエントリ１００１と、エントリ１００１に対応付けて過去の時間計画である「１時間当たりの流量」を登録するためのエントリ１００２と、を有する。例えば、図示する「過去の時間計画情報」の行１００３のデータは、「管路Ａ」の「時刻０時」からの１時間当たりの「流量」が「５００ｔ」であることを示している。
【００６９】
なお、過去の時間計画情報は、上水道運用計画作成装置１３３が「時間計画」を生成した際に自動的に過去時間計画記憶部１６７に登録するようにしてもよいし、オペレータにより過去時間計画記憶部１６７に登録されるようにしてもよい。
【００７０】
続いて、本実施形態の上水道運用計画作成装置１３３が行う時間計画作成処理
について詳細に説明する。
【００７１】
図６は、本実施形態の上水道運用計画作成装置１３３が行う当日の時間計画を作成する処理のフローを説明するための図である。なお、以下では、上水道運用計画装置１３３の過去日間計画記憶部１６２および過去時間計画記憶部１６７の各々には、「過去の日間計画情報」および「過去の時間計画情報」が記憶されているものとする。また、運用条件記憶部１６１には、「管路情報」、「配水池情報」、および「実績値」が記憶されているものとする。
【００７２】
先ず、上水道運用計画作成装置１３３が有する情報処理装置１５０は、上水道運用計画の作成に利用するデータを取得する（Ｓ１０１）。具体的には、情報処理装置１５０のグラフィカルユーザインターフェース部１６０は、表示装置１９１に「当日の運用条件」の入力を受付けるための入力画面を表示し、オペレータが入力装置１８０により入力する「各ノードの時間需要値」を取得する。グラフィカルユーザインターフェース部１６０は、取得した「各ノードの時間需要値」を運用条件記憶部１６１に記憶する。
【００７３】
なお、オペレータは、運用条件記憶部１６１に記憶されている「管路情報」および「配水池情報」を変更する場合、入力装置１８０を介して「管路情報」および「配水池情報」を変更するためのデータを入力する。グラフィカルユーザインターフェース部１６０は、上記の変更するためのデータを受付けた場合、運用条件記憶部１６１の「管路情報」および「配水池情報」を変更する。
【００７４】
続いて、情報処理装置１５０の日間目標生成部１６３は、過去日間計画記憶部１６２から「過去の日間計画情報（図９参照）」を取得し、運用条件記憶部１６１から「運用条件情報（図８参照）」を取得する。そして、日間目標生成部１６３は、オペレータから「日間目標」を生成する管路１４３の選択を受付ける。また、日間目標生成部１６３は、取得した「過去の日間計画情報」および「運用条件情報」を利用して、選択を受付けた管路１４３毎の「日間目標」を生成し、その生成した「日間目標」を日間計画最適化処理部１６５に送信する（Ｓ１０２）。
【００７５】
具体的には、Ｓ１０２では、取得した「運用条件情報」の「管路情報」を利用して、グラフィカルユーザインターフェース部１６０を介して、日間目標を算出する管路１４３の選択を受付けるための管路選択画面を表示装置１９１に表示する。日間目標生成部１６３は、グラフィカルユーザインターフェース部１６０を介して、オペレータが選択した管路１４３を特定する。
【００７６】
そして、日間目標生成部１６３は、上記の特定した管路１４３（オペレータが選択した管路）毎に、取得した「過去の日間計画情報」、「運用条件情報」、および下記（式１）を利用して、例えば、図１１に示す「日間目標」を生成する（なお、日間目標生成部１６３は、日間目標を作成する際、各管路に「管路番号」を割り当てる）。図１１に示すように、「日間目標」は、「管路名１１００」に管路を識別する「管路番号１１０１」および「流量１１０２」を示すデータが対応付けられている。そして、日間目標生成部１６３は、生成した「日間目標」を日間計画最適化処理部１６５に送信する。
Ｄ１＝（ＹＤ１×ＴＤ１）/ＹＤＤ…（式１）
なお、（式１）では、「Ｄ１」が「日間目標（管路毎の日間目標）」を示し、「ＹＤ１」が過去の管路毎の日間計画（図９に例示する情報）を示し、「ＴＤ１」が「当日（計画立案の対象日）の日間総需要量」を示し、「ＹＤＤ」が「過去（例えば前日）の日間総需要量」を示す。なお、「当日の日間総需要量（ＴＤ１）」とは、日間目標生成部１６３が「運用条件情報（図８）」の中の「各ノードの時間需要値」から求める値である。具体的には、日間目標生成部１６３は、ノード毎の時間需要値を合計した「各ノードの日間需要量」を求め、その求めた「各ノードの日間需要量」を総和して「当日の日間総需要量（ＴＤ１）」を求める。また、「過去の日間総需要量（ＹＤＤ）」は、日間目標生成部１６３が過去日間情報記憶部１６２に記憶されている「過去の日間計画」を総和して求める値である（「過去の時間計画」を総和することにより求めてもよい）。
【００７７】
ここで、Ｓ１０２の処理について、管路Ａの日間目標を生成する場合を例に説明する。なお、本例では、「過去の日間計画情報」の中の「管路Ａ」の「過去の日間計画（ＹＤ１）」が「１００００ｔ」であり、「当日の日間総需要量（ＴＤ１）」が「３３００００ｔ」であり、「過去の日間総需要量（ＹＤＤ）」が「３０００００ｔ」であったとする。この場合、上記の「過去の日間計画（ＹＤ１）」、「当日の日間総需要量（ＴＤ１）」、および「過去の日間計画（ＹＤ１）」を上記（式１）に代入することで、管路Ａの「日間目標（Ｄ１）」として、「１１０００ｔ」が求まる。
【００７８】
なお、過去の日間計画（ＹＤ１）が存在しない管路１４３が在る場合、日間目標生成部１６３は、オペレータからの「日間目標」の入力を受付け、その受付けた「日間目標」をその管路１４３の「日間目標」とする。具体的には、日間目標生成部１６３は、上記の特定した管路１４３の中に過去の日間計画（ＹＤ１）が存在しない管路１４３が在る場合、グラフィカルユーザインターフェース部１６０を介して、その管路１４３（過去の日間計画が存在しない管路１４３）の「日間目標」の入力を促す表示画面を表示装置１９１に表示する。そして、日間目標生成部１６３は、ラフィカルユーザインターフェース部１６０を介して、オペレータが入力する「過去の日間計画が存在しない管路１４３」の「日間目標」を受付ける。
【００７９】
続いて、日間計画最適化処理部１６５による「日間目標」の最適化処理が行われる。日間計画最適化処理部１６５は、Ｓ１０２で求めた「日間目標」の最適化処理を行い、管路毎の「日間計画」を算出して、Ｓ１０４の処理に進む（Ｓ１０３）。
【００８０】
具体的には、Ｓ１０３では、日間計画最適化処理部１６５は、日間目標生成部１６３が出力した管路１４３毎の「日間目標（Ｄ１）」を取得する（例えば、管路Ａの「日間目標」は、１日当たり１１０００ｔ）。また、日間計画最適化処理部１６５は、運用条件記憶部１６１から「運用条件情報（管路情報、配水池情報、予測需要量、および実績値）」を読込む。そして、日間計画最適化処理部１６５は、取得した「日間目標（Ｄ１）」および読込んだ「運用条件情報」を利用して、例えば、下記（式２）を評価式とした最適化計算を行うことにより、図１２に示す管路毎の「日間計画」を作成する。図１２に示すように、「日間計画」は、上述した「日間目標」と同様、「管路名１１００」に管路を識別する「管路番号１１０１」および「流量１１０２」を示すデータが対応付けられている。例えば、管路Ａの「日間計画」は、「管理番号」が「１」で、「１２０００ｔ」を示す流量が対応付けられている。なお、本ステップ（Ｓ１０３）において、日間計画最適化処理部１６５は、読込んだ「運用条件情報」の中に、流量を指定する条件（例えば、その管路を流れる日間流量の指定等）があれば、その指定された条件にしたがい管路の日間計画を作成する。
【００８１】
2006285397.tif 000003
【００８２】
Ｓ１０４では、日間計画最適化処理部１６５は、作成した「日間計画」を時間目標生成処理部１６５およびグラフィカルユーザインターフェース部１６０に送信する。グラフィカルユーザインターフェース部１６０は、時間目標生成処理部１６８が出力した「日間計画」を受信し、受信した「日間計画」を示すデータを表示装置１９１に表示する（或いは、印刷装置１９０ａに印刷させる）。
【００８３】
Ｓ１０５では、時間目標生成部１６８により「時間目標」を生成する処理が行われる。具体的には、時間目標生成部１６８は、日間計画最適化処理部１６５が出力した管路毎の「日間計画」を取得する（例えば、管路Ａでは１日当たり１２０００ｔ）。また、時間目標生成部１６８は、過去時間計画記憶部１６７から「過去の時間計画」を読込む（例えば、管路Ａの時刻０では４００ｔ時刻１では５００ｔ等）。また、時間目標生成部１６８は、運用条件記憶部１６１から「運用条件情報（図８参照）」を取得する。さらに、時間目標生成部１６８は、過去日間計画記憶部１６７から過去の日間計画情報を読込む（例えば、管路Ａの日間計画が「１００００ｔ」）。そして、時間目標生成部１６８は、取得した「日間計画」と、読込んだ「過去の時間計画」および「過去の日間計画」とを下記（式３）に代入して、例えば図１３に示すような「時間目標」を生成する。図１３に示すように、「時間目標」は、「管路名１３００、管路番号１３０１、および時間１３０１」に、「流量１３０２」を示すデータが対応付けられている。例えば、図示する最上段の行１３０４には、「管路Ａ」の「管路番号」は「１」であり、「管路Ａ」の「時刻０」から１時間の流量が「４８０ｔ」であることを示す時間目標を示している。そして、時間目標生成部１６８は、生成した「時間目標」を時間計画最適化処理部１７０に送信する。
Ｔ１＝（ＹＴ×ＴＤ）/ＹＤ…（式３）
なお、（式３）では、「Ｔ１」が生成される「時間目標」を示し、「ＹＴ」が「過去の時間計画」を示し、「ＴＤ」が「当日の日間計画」を示し、「ＹＤ」が「過去の日間計画」を示す。もし、過去の計画がなく「ＹＴ」および「ＹＤ」が存在しない場合、「ＹＴ」を「１」として、「ＹＤ」は、日間の総時間数(例えば２４)とする。
【００８４】
ここで、Ｓ１０５の処理について、図７を用いて説明する。図７は、本実施形態の時間目標生成部１６８が行う時間目標の生成処理を説明するための図である。図７では、（ａ）図に過去の計画（日間計画および時間計画）がある場合における、時間目標の生成処理を説明するための図を示し、（ｂ）図に過去の計画（日間計画および時間計画）がない場合における、時間目標の生成処理を説明するための図を示している。また、図７に示すグラフ７０１〜７０４は、いずれも、横軸を時間、縦軸を流量としている。
【００８５】
さて、図７（ａ）では、時間目標生成部１６８が、「過去の時間計画（グラフ７０１）」、「過去の日間計画」、および「当日の日間計画」から「時間目標（グラフ７０２）」を生成していることを示している。なお、グラフ７０１に示す実線７１０およびグラフ７０２に示す点線７１１は、ある管路における「過去の時間計画」を示している。また、グラフ７０２に示す実線７１２は、「過去の時間計画」および「作成した日間計画」の比から得た「時間目標」を示している。
【００８６】
また、図７（ｂ）に示すように、過去の計画（日間計画および時間計画）が存在しない場合、時間目標生成部１６８は、作成した日間計画を総時間数で割ったものを時間目標としている。
【００８７】
なお、「時間目標」の生成処理では、「過去の時間計画」、「過去の日間計画」、および「当日の日間計画」を利用する場合を示したが、本実施形態は、特にこれに限定するものではない。例えば、「過去の時間計画」および「過去の日間計画」に代えて、前日に求めた「時間目標」および「日間目標」を利用し、すなわち、前日に求めた「時間目標」および「日間目標」と、「当日の日間計画」とにより、当日の「時間目標」を算出するようにしてもかまわない。
【００８８】
図６に戻り、説明を続ける。Ｓ１０６では、時間計画最適化処理部１７０は、Ｓ１０５で求めた「時間目標」の最適化処理を行い、管路毎の「時間計画」を算出して、Ｓ１０７の処理に進む（Ｓ１０３）。
【００８９】
具体的には、時間計画最適化処理部１７０は、時間目標生成部１６８が出力した時間目標（例えば、管路Ａの時刻０では４８０ｔ時刻１では６００ｔ）を取得する。また、時間計画最適化処理部１７０は、運用条件記憶部１６１から当日運用条件情報（管路情報、配水池情報、予測需要量、および実績値）を読み込み、例えば、下記（式４）を評価式とした最適化計算を行うことにより「時間計画（例えば、管路Ａの時刻０では４８０ｔ時刻１では６００ｔ）」を作成する。そして、時間計画最適化処理部１７０は、作成した「時間計画」をグラフィカルユーザインターフェース部１６０に送信する。
2006285397.tif 000004
（式４）において、「ｃ」は、各管路に対するコスト係数（管路の流れにくさを示す係数）を示す。また、「ｘ（ｔ）」が時刻ｔにおける流量であり、「j」が管路番号、「Ｎ」が管路総数を表し、各管路での「ｘ」と「ｃ」の積の総和の最小化を目指す。なお、コスト係数「ｃ」が大きい管路１４３ほど、管路を流れる水の流量「ｘ」を減らそうとする。コスト係数「ｃ」は、オペレータにより管路情報と共に運用条件記憶部１６１に登録するようにしてもよいし、或いは、予め定めたコスト係数「ｃ」を時間計画最適化処理部１７０に保持させるようにしてもよい。
【００９０】
また、本ステップ（Ｓ１０６）において、日間計画最適化処理部１６５は、読込んだ「運用条件情報」の中に、流量を指定する条件があれば（例えば、その管路を流れる時間流量の指定等）、その指定された条件にしたがい管路の日間計画を作成する。
【００９１】
Ｓ１０７では、グラフィカルユーザインターフェース部１６０は、時間計画最適化処理部１７０が出力した「時間計画」を受信し、受信した「時間計画」を示すデータを表示装置１９１に表示する（或いは、印刷装置１９２に印刷させる）。
【００９２】
また、通信処理部１２０は、時間計画最適化処理部１７０から管路毎の「時間計画」を取得する。通信処理部１２０は、運用条件記憶部１６１のデータを利用して、各送受信装置１３５ａ〜ｇが流量を制御する管路を特定する。そして、通信処理部１２０は、各管路の「時間計画」をその管路を制御する送受信装置１３５ａ〜ｇに送信する。
【００９３】
最後にグラフィカルユーザインターフェース部１６０が行う処理について説明する。グラフィカルインターフェース部１６０は、運用条件記憶部１６１から当日運用条件情報を取得し、日間計画最適化処理部１６５から「日間計画（各管路の日間計画）」を取得し、時間計画最適化処理部１７０から「時間計画（各管路の時間計画）」を取得する。そして、グラフィカルインターフェース部１６０は、取得した「当日運用条件情報」、「日間計画」、および「時間計画」を用いて、オペレータに提示するための画像データを生成する。グラフィカルインターフェース部１６０は、生成した画像データを用いて、例えば、図１４に示す表示画面を表示装置１９１に表示する。
【００９４】
図１４は、本実施形態の上水道運用計画作成装置が表示装置に表示する表示画面を例示したイメージ図である。
【００９５】
図示するように、表示画面２０には、「当日の運用条件」の入力を受付けるための運用条件入力ボタン２１と、「日間計画の計算」の指示を受付けるための日間計画計算ボタン２２と、「時間計画の計算」の指示を受け付けるための時間計画計算ボタン２３と、対象の水系図を表示する領域２４と、生成した管路毎の日間計画を表示する領域２５と、生成した時間計画を実行した場合の配水池の水位を提示するための領域２６を、が設けられている。
【００９６】
なお、表示画面２０には、管路Ａの日間計画および時間計画を実行した場合の配水池の水位を表示しているが、他の管路（管路Ｂ〜Ｅ）に関する情報を画面２０に表示してもよい。このように、オペレータは、表示画面２０により、管路毎の流量計画を確認できる。
【００９７】
また、グラフィカルユーザインターフェース部１６０は、表示画面２０上にカーソル３０を表示して、入力装置１８０からの指示により、カーソル３０により運用条件入力ボタン２１、日間計画計算ボタン２２、時間計画計算ボタン２３の選択を受付けるように構成されている。そして、グラフィカルユーザインターフェース部１６０は、カーソル３０により運用条件入力ボタン２１の選択を受け付けた場合、「当日の運用条件」の入力を受付けるための画面に表示画面を遷移させる。また、グラフィカルユーザインターフェース部１６０が、カーソル３０により日間計画計算ボタン２２の選択を受け付けた場合、情報処理装置１５０は、日間計画算出処理を行う。また、グラフィカルユーザインターフェース部１６０が、カーソル３０により時間計画計算ボタン２３の選択を受け付けた場合、情報処理装置１５０は、時間計画算出処理を行う。このように、本実施形態では、オペレータは、管路毎の流量を変更したい場合は、表示画面２０から当日の運用条件を変更することにより、簡単に管路毎の流量をミュレーションすることができる。
【００９８】
なお、本発明は、以上で説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形が可能である。上述の実施形態では、上水道運用計画装置１３３が１日分の各管路の時間毎の流量を求めているが、特にこれに限定するものではない。例えば、上水道運用計画装置１３３は、数日分（例えば、２日分）の各管路の時間毎の流量を求めるようにしてもよい。この場合、オペレータが、上水道運用計画装置１３３に数日分の「各ノードの時間需要値」を入力しておくようにすればよい。このように構成することで、休日（土曜日、日曜日）に上水道計画を立案する作業をなくすことができる。
【００９９】
また、本実施形態の上水道運用計画作成装置１３３にオペレータからの管路毎の「日間目標」、および管路毎の「時間目標」の入力を受付け、その受付けた管路毎の「日間目標」、および管路毎の「時間目標」により、管路毎の「時間計画」を生成する機能を設けるようにしてもよい。具体的には、上水道運用計画作成装置１３３が、上述した図１４の表示画面において、各管路の「日間目標」および「時間目標」の変更を受付けるための「変更ボタン」を表示する。上水道計画作成装置１３３は、「変更ボタン」の選択を受付けた場合、各管路の「日間目標」および「時間目標」の変更を受付けるための変更画面を表示装置１９１ａに表示する。そして、上水道計画作成装置１３３は、オペレータが入力する各管路の「日間目標」および「時間目標」の変更、或いは、「日間目標」および「時間目標」のうちいずれかの変更を受付け、変更された「日間目標」および「時間目標」にしたがい、「日間計画」および「時間計画」を作成して表示する。
【０１００】
このように構成することにより、オペレータは、上水道運用計画装置１３３が作成した計画に満足できない場合に、管路毎の計画の微調整を行うことができるようになる。
【０１０１】
また、本実施形態では、各施設（取水場、浄水場、配水池）に設けられた送受信装置１３５に、施設および管路１４３に設けられたポンプ等の動作を制御する制御機器を接続して、制御機器により管路１４３に流す水の流量を調整する場合を例にしたが特にこれに限定するものではない。送受信装置１３５に上述した制御機器が有する機能を設けておいて、送受信装置１３５自身が管路１４３に流す水の流量を調整するようにしてもよい。
【０１０２】
また、図８に示す例では、予測需要量として、各ノードの時間需要値を用いる場合を例にしたが、特にこれに限定するものではない。上水道運用計画作成装置１３３が、各ノードの日間需要値（一日当たりの需要予測）を利用者から受付けて、運用条件として、運用条件記憶部１６１に記憶させるようにしてもよい。また、例えば、利用者から、上水道システム全体で必要な需要量（一日当たりの需要予測）を受付けて、運用条件記憶部１６１に記憶させるようにしてもよい。
【０１０３】
また、本実施形態では、運用条件記憶部１６１に記憶する「管路情報」として、「接続関係」、「指定流量の有無」、「平滑化処理対象の有無」、および「施設上限値」を示す情報を示したが、これは例示に過ぎない。管路情報として、例えば、上述した管路情報に加えて、さらに、他の制限情報を利用するようにしてもよい。
【０１０４】
また、本実施形態では、日間目標生成部１６３がオペレータからの選択を受付けた管路１４３の「日間目標」を生成するようにしているが、全ての管路１４３について、「日間目標」を生成するようにしてもよい。なお、この場合、オペレータは、「日間目標」を作成する管路１４３を選択する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の実施形態の上水道システムの概略構成を説明するための図である。
【図２】本発明の実施形態の上水道計画装置１３３の機能ブロック図である。
【図３】本発明の実施形態の上水道計画装置１３３のハードウェア構成を説明するための図である。
【図４】本発明の実施形態の送受信装置１３５の機能ブロック図である。
【図５】本発明の実施形態の送受信装置１３５のハードウェア構成を説明するための図である。
【図６】本発明の実施形態の上水道運用計画作成装置１３３が行う処理のフローを説明するための図である。
【図７】本発明の実施形態の時間目標生成部１６８が行う時間目標を生成する処理を説明するための図である。
【図８】本発明の実施形態の運用条件情報のデータ構成を模擬的に示した図である。
【図９】本発明の実施形態の上水道運用計画作成装置１３３の過去日間計画記憶部１６２に記憶される過去の日間計画のデータ構成を模擬的に示した図である。
【図１０】本発明の実施形態の上水道運用計画作成装置１３３の過去時間計画記憶部１６７に記憶される過去の時間計画のデータ構成を模擬的に示した図である。
【図１１】本発明の実施形態の上水道運用計画作成装置１３３が生成する日間目標のデータ構成を模擬的に示した図である。
【図１２】本発明の実施形態の上水道運用計画作成装置１３３が生成する日間計画のデータ構成を模擬的に示した図である。
【図１３】本発明の実施形態の上水道運用計画作成装置１３３が生成する時間目標のデータ構成を模擬的に示した図である。
【図１４】本発明の実施形態の上水道運用計画作成装置が表示装置に表示する表示画面を例示したイメージ図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１２０…通信処理部、１３０…水運用計画センタ、１３１…上水道システム、１３２…ネットワーク、１３３…上水道運用計画作成装置、１３５…送受信装置、１４０…浄水場、１４１…取水場、１４２…配水池、１４３…管路、１４４…流量計、１４５…水位計、１５０…情報処理装置、１６０…グラフィカルユーザインターフェース部、１６１…運用条件記憶部、１６２…過去日間計画記憶部、１６３…日間目標生成部、１６５…日間計画最適化処理部、１６７…過去時間計画記憶部、１６８…時間目標生成部、１７０…時間計画最適化処理部、１８０…入力装置、１８１…キーボード、１８２…マウス、１８３…中央処理装置（ＣＰＵ）、１８４…主記憶装置、１８５…通信インターフェース、１８６…Ｉ／Ｏインターフェース、１８７…システムバス、１８８…補助記憶装置、１９０…出力装置、１９１…表示装置、１９２…印刷装置、２０１…データ取得部、２０２…通信処理部、２０３…制御部、２１０…実績値記憶部、２１１…時間計画記憶部
２１２…システムバス、２１３…主記憶装置、２１４…通信インターフェース
２１５…計測制御インターフェース、２１６…流量計や水位計や制御機器に繋がる信号線、２１７…補助記憶装置、１２００…通信処理プログラム、１６００…グラフィカルユーザインターフェースプログラム、１６３０…日間目標生成プログラム、１６５０…日間計画最適化プログラム、１６８０…時間目標生成プログラム、１７００…時間計画最適化プログラム、２０１０…データ取得プログラム、２０２０…通信処理プログラム、２０３０…制御プログラム
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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