(57)【要約】【課題】管路ネットワークにおける管新設にともなって圧力損失が大きくなる既設管路（入替対象管路）を、データベース上の管路単位（＝複数の既設管からなるレコ−ド単位）ではなく、現実の管レベルの単位で効率的に抽出することを目的とする。【解決手段】データファイル１の、ガス管や水道管などの既設管からなる管路ネットワーク２のデータベースに基づくコンピュータ解析処理を実行して、管新設にともなう各既設管路の圧力損失を算出する。次に、この管路圧力損失をそれぞれ基準長さあたりの比較用圧力損失ＰＣに換算し、これと、所定の基準圧力損失ＰＳとを比較して「ＰＣ≧ＰＳ」となる既設ガス管路を入替対象管路として特定する。また、この入替対象管路が所定数以上（複数）生じた場合には、「長さが短い」，「口径が小さい」，「上流管路」，「材質や埋設年の古さ」などの管路項目データに基づいて入替対象をさらに絞り込んでいく。【選択図】図１
2006155226.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が通る複数の既設管からなる管路ネットワークでの管路の新設に基づく圧力低下を補償するため既設管の一部を入れ替える場合に、管路単位の少なくとも長さ，口径を含む管属性についての、データファイルに格納済みの既設管路データと、新たに指示される新設管路データとを用いたコンピュータのデ−タ処理により、この入替えの対象となる既設管路を自動抽出するシステムにおいて、
前記データファイルから取得した前記既設管路データおよび、指示に基づく前記新設管路データを保持する記憶手段と、
前記記憶手段の前記既設管路データおよび前記新設管路データを用いた管路ネットワーク解析処理により、管路新設後の各既設管路の圧力損失を求める圧力解析手段と、
前記圧力解析手段で得られる圧力損失および前記既設管路データ中の長さ要素の各データを用いた演算処理により、前記圧力損失を基準長さあたりの比較用圧力損失に換算する圧力換算手段と、
前記圧力換算手段で得られる各既設管路の比較用圧力損失および、別途設定される基準圧力損失の各データを用いた比較処理により、当該基準圧力損失以上の当該比較用圧力損失を示す前記既設管路を入替対象管路として特定する管路抽出手段と、
を備えたことを特徴とする管路ネットワークの入替対象管路自動抽出システム。
【請求項２】
前記管路抽出手段は、前記基準圧力損失以上の前記比較用圧力損失を示す前記既設管路が複数存在する場合には、それぞれの管路属性のデ−タに基づいて当該既設管路から入替対象管路を絞り込む、
ことを特徴とする請求項１記載の管路ネットワークの入替対象管路自動抽出システム。
【請求項３】
流体が通る複数の既設管からなる管路ネットワークでの管路の新設に基づく圧力低下を補償するため既設管の一部を入れ替える場合に、管路単位の少なくとも長さ，口径を含む管属性についての、データファイルに格納済みの既設管路データと、新たに指示される新設管路データとを用いたコンピュータのデ−タ処理により、この入替えの対象となる既設管路を自動抽出する方法において、
圧力解析手段により、前記データファイルの前記既設管路データおよび、指示に基づく前記新設管路データを用いた管路ネットワーク解析処理を実行して、管路新設後の各既設管路の圧力損失を求め、
圧力換算手段により、前記圧力損失および、前記既設管路データ中の長さ要素の各データを用いた演算処理を実行して、当該圧力損失を基準長さあたりの比較用圧力損失に換算し、
管路抽出手段により、各既設管路の前記比較用圧力損失および、別途設定される基準圧力損失の各データを用いた演算処理を実行して、当該基準圧力損失以上の当該比較用圧力損失を示す前記既設管路を入替対象管路として特定する、
ことを特徴とする管路ネットワークの入替対象管路自動抽出方法。
【請求項４】
前記管路抽出手段は、前記基準圧力損失以上の前記比較用圧力損失を示す前記既設管路が複数存在する場合には、それぞれの管路属性のデ−タに基づいて当該既設管路から入替対象管路を絞り込む、
ことを特徴とする請求項３記載の管路ネットワークの入替対象管路自動抽出方法。
【請求項５】
流体が通る複数の既設管からなる管路ネットワークでの管路の新設に基づく圧力低下を補償するため既設管の一部を入れ替える場合に、管路単位の少なくとも長さ，口径を含む管属性についての、データファイルに格納済みの既設管路データと、新たに指示される新設管路データとに基づくコンピュータ処理により、この入替えの対象となる既設管路を自動抽出するためのプログラムであって、
前記データファイルの前記既設管路データおよび、指示に基づく前記新設管路データを用いて、管路新設後の各既設管路の圧力損失を求める管路ネットワーク解析を実行する処理と、
前記圧力損失および、前記既設管路データ中の長さ要素の各データを用いて、当該圧力損失を基準長さあたりの比較用圧力損失に換算する処理と、
各既設管路の前記比較用圧力損失および、別途設定される基準圧力損失の各データを用いて、当該基準圧力損失以上の当該比較用圧力損失を示す前記既設管路を入替対象管路として特定する処理とを、
コンピュータに実行させることを特徴とする管路ネットワークの入替対象管路自動抽出用プログラム。
【請求項６】
前記入替対象管路を特定する処理は、前記基準圧力損失以上の前記比較用圧力損失を示す前記既設管路が複数存在する場合には、それぞれの管路属性のデ−タに基づいて当該既設管路から入替対象管路を絞り込む処理をともなうものである、
ことを特徴とする請求項５記載の管路ネットワークの入替対象管路自動抽出用プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体用の既設管（ガス管や水道管など）からなる管路ネットワークにおいて、需要増加などに対応して管路を新設することにより生じる既設管路の圧力低下を補償するためその一部を入れ替えるときの、入替対象管路の自動抽出に関する。
【０００２】
この自動抽出処理は、既設管路のそれぞれや新設管路の各管路単位の長さ，口径やそこでの圧力，流量などを示す管路データからなるデータベースを用いたコンピュータ処理により実行される。
【０００３】
なお、管路データは、現実の個々の既設管（例えば長さ４ｍのガス管）からなる管網における、例えばそれぞれの口径，材質や設置年が同一の複数の管を任意の連続範囲でまとめた経路（＝管路）ごとのレコ−ドデータになっている。この長さ４ｍはあくまで本明細書において便宜的に用いる数値にすぎない。
【０００４】
したがってレコ−ド単位の各管路の長さは、個々の既設管単体自体の長さよりも大きな種々の値（６０ｍ，１００ｍなど）となる。
【０００５】
一般に、既存の管路ネットワークにガス管などを新設すると、既設の各管路におけるそれまでの流量が変化し、それぞれの圧力損失（＝各管路の起点圧力と終点圧力との差）も変動してしまう。
【０００６】
そのため、ガス管などの新設後の管路ネットワークにおける各既設管路の圧力損失をコンピュータによる管路網解析処理で求め、当該圧力損失が大きな管路部分については新たな管と入れ替えることを検討しなければならない。
【０００７】
また、この入替えに際しては、データベース上でのまとまりにすぎない管路よりも、実際の設置単位である個々の管を基準にしてその入れ替えを検討するのが望ましく、本発明はこのような要請に応えるものである。
【背景技術】
【０００８】
従来、コンピュータ処理により、ガス管などの管網（管路ネットワーク）の圧力分布および流量分布を管網データに基づいて求めることが行われている。
【０００９】
この管網解析処理は、ループ構造部と(ループを含まない)木構造部とからなるガス管網上の当該木構造部については、ガス圧力を考慮することなく需要量から一意にガス流量を決定することができ、木構造部の根となっているノードの圧力さえ求まればそこから当該木構造部の末端に向かって順次各ノードの圧力を求めることができる、すなわちループ構造部と木構造部とを含む管網全体に対しての連立方程式を解く必要はない、点に着目したものである。
【００１０】
ここでは、管網中の木構造部をその根となっているノードで代表させて管網全体を縮約し、この縮約後のネットワークを対象としたコンピュータ解析の実行により、大規模なガス管網に対しても十分な精度の管網解析結果が利用者サイドからみたときの実用時間内に得られるようにしている。
【特許文献１】特開平０８−０２１５９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
このような従来のコンピュータによる管網解析は、例えば管路や整圧機などの水道，ガス輸送施設の新増設計画に際して、その設計段階で管網上の圧力分布や流量分布を把握することなどを対象としている。
【００１２】
この解析手法は、各管路の流量や各ノードの圧力などを算出するものの、上述したようにガス管などの新設後の管路ネットワークにおける既設管路の圧力損失変化にともなう実効的な入替対象管路を決定するといったことまでを対象とするものではない。
【００１３】
本発明では、ガス管や水道管などの既設管からなる管路ネットワークのコンピュータ解析処理により、管新設にともなう各既設管路の圧力損失を算出してからこれを基準長さあたりのデータに変換し、この変換後の圧力損失データに基づいて入替対象管路を抽出するようにしている。
【００１４】
すなわち、管新設にともなう既設管路の圧力損失変化を調べる場合の単位として、既設管路データベースにおける上述の管路単位を用いるのではなく、いわば現実に設置済みの例えば長さ４ｍの物理的な個々の管単位に（管路単位よりは）近いものを用いるようにし、これにより当該既設管路における圧力損失が大きくなる部分を現実の管レベルで効率的に抽出することを目的とする。
【００１５】
例えていえば、２５個の管からなる長さ１００ｍの管路Ａの圧力損失が0.12kpaで、これとは別の４個の管からなる長さ１６ｍの管路Ｂの圧力損失が0.03kpaの場合に、管路データベースからいわば直接的に求まるこれらの一次データ（圧力損失）に基づき管路Ａを入替対象部分として抽出する代わりに、この一次データを管単位相当の二次データに換算した上でその圧力損失値が大きな値となる管路Ｂを入替対象部分として抽出するようにしたものである。ここでの管単位の圧力損失は、管路Ａでは0.0048kpa（＝0.12／25）となり、管路Ｂでは0.0075kpa（＝0.03／4）となる。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、以上の課題を次のようにして解決する。
（１）流体が通る複数の既設管からなる管路ネットワークでの管路の新設に基づく圧力低下を補償するため既設管の一部を入れ替える場合に、管路単位の少なくとも長さ，口径を含む管属性についての、データファイル（例えば後述のデータファイル１）に格納済みの既設管路データと、新たに指示される新設管路データとを用いたコンピュータのデ−タ処理により、この入替えの対象となる既設管路を自動抽出するシステムにおいて、
前記データファイルから取得した前記既設管路データおよび、指示に基づく前記新設管路データを保持する記憶手段（例えば後述のメモリ４）と、
前記記憶手段の前記既設管路データおよび前記新設管路データを用いた管路ネットワーク解析処理により、管路新設後の各既設管路の圧力損失を求める圧力解析手段（例えば後述の圧力解析部５ａ）と、
前記圧力解析手段で得られる圧力損失および前記既設管路データ中の長さ要素の各データを用いた演算処理により、前記圧力損失を基準長さあたりの比較用圧力損失（例えば後述のＰＣ）に換算する圧力換算手段（例えば後述の圧力換算部５ｂ）と、
前記圧力換算手段で得られる各既設管路の比較用圧力損失および、別途設定される基準圧力損失（例えば後述のＰＳ）の各データを用いた比較処理により、当該基準圧力損失以上の当該比較用圧力損失を示す前記既設管路を入替対象管路として特定する管路抽出手段（例えば後述のガス管路抽出部）と、を備える。
（２）上記（１）の前記管路抽出手段として、前記基準圧力損失以上の前記比較用圧力損失を示す前記既設管路が複数存在する場合には、それぞれの管路属性のデ−タに基づいて当該既設管路から入替対象管路を絞り込むものを用いる。
（３）流体が通る複数の既設管からなる管路ネットワークでの管路の新設に基づく圧力低下を補償するため既設管の一部を入れ替える場合に、管路単位の少なくとも長さ，口径を含む管属性についての、データファイル（例えば後述のデータファイル１）に格納済みの既設管路データと、新たに指示される新設管路データとを用いたコンピュータのデ−タ処理により、この入替えの対象となる既設管路を自動抽出する方法において、
圧力解析手段（例えば後述の圧力解析部５ａ）により、前記データファイルの前記既設管路データおよび、指示に基づく前記新設管路データを用いた管路ネットワーク解析処理を実行して、管路新設後の各既設管路の圧力損失を求め、
圧力換算手段（例えば後述の圧力換算部５ｂ）により、前記圧力損失および、前記既設管路データ中の長さ要素の各データを用いた演算処理を実行して、当該圧力損失を基準長さあたりの比較用圧力損失（例えば後述のＰＣ）に換算し、
管路抽出手段（例えば後述のガス管路抽出部）により、各既設管路の前記比較用圧力損失および、別途設定される基準圧力損失（例えば後述のＰＳ）の各データを用いた演算処理を実行して、当該基準圧力損失以上の当該比較用圧力損失を示す前記既設管路を入替対象管路として特定する。
（４）上記（３）の前記管路抽出手段において、前記基準圧力損失以上の前記比較用圧力損失を示す前記既設管路が複数存在する場合には、それぞれの管路属性のデ−タに基づいて当該既設管路から入替対象管路を絞り込む。
【００１７】
本発明は、このような構成からなる、管路ネットワークの入替対象管路自動抽出システムおよび入替対象管路自動抽出方法を対象とし、さらには上述の各管路の圧力損失および比較用圧力損失の算出処理や、この比較用圧力損失に基づく入替対象管路の抽出処理をコンピュータに実行させるためのプログラムも対象にしている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、管新設にともなう既設管路の圧力損失変化を調べる場合の単位として、既設管路データベースにおける管路単位を用いるのではなく、いわば現実に設置済みの個々の物理的な例えば４ｍの管単位に近いものを用いるようにしているので、管新設により既設管路の圧力損失が大きくなる部分を現実の管レベルで効率的に抽出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１乃至図２１を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【００２０】
なお、上述のように、本発明はガス管や水道管などの流体用の既設管からなる任意の管路ネットワークを対象とするが、以下の記載では、説明の便宜上、ガス管の管路ネットワークを前提とする。水道管の場合は以下の圧力を水圧とみなせばよい。
【００２１】
図１乃至図２１において、
図１は、入替対象ガス管路抽出システムの概要を示し、
図２は、パイプ（ガス管路）およびそれぞれの両端ノード（始点ノードおよび終点ノード）からなる既設の現ネットワークの概要を示し、
図３は、図２の現ネットワークのパイプＰ１〜Ｐ３３の口径および延長（長さ）を示し、
図４は、このパイプＰ１〜Ｐ３３の材質および埋設年を示し、
図５は、図２の現ネットワークをハーディ・クロス法により解析した後の各ノードの圧力を示し、
図６は、同じく解析後の各パイプの流量を示し、
図７は、図２の現ネットワークのノードデータリストを示し、
図８は、図２の現ネットワークのパイプデータリストを示し、
図９は、図２の現ネットワークにパイプ（ガス管路）の新設部分を反映させた拡大ネットワークを示し、
図１０は、図９の拡大ネットワークをハーディ・クロス法により解析した後の各ノードの圧力を示し、
図１１は、同じく解析後の各パイプの流量を示し、
図１２は、図９の拡大ネットワークのノードデータリストを示し、
図１３は、図９の拡大ネットワークのパイプデータリストを示し、
図１４は、図１３のパイプデータリストの各パイプの始点圧力および終点圧力の単純差圧および、当該単純差圧を基準長さ（ここでは100m）あたりになおした換算差圧の各データを示し、
図１５は、入替後ネットワークの解析結果（ノード圧力）を示し、
図１６は、入替後ネットワークの解析結果（パイプ流量）を示し、
図１７は、入替後ネットワークのノードデータリストを示し、
図１８は、入替後ネットワークのパイプデータリストを示し、
図１９は、図９の拡大ネットワークの入替対象パイプ（Ｐ１０，Ｐ３２，Ｐ３３）を抽出するときの処理手順を示し、
図２０は、入替対象パイプ抽出後の図１７および図１８のデータリストを作成するときの処理手順を示し、
図２１は、使用するハ−ドウェアの構成例を示している。
【００２２】
これらの図において、
１は後述の現ネットワークや入替後ネットワークのガス管路のデータベースなどを格納したデータファイル（例えば図７，８，１７，１８参照），
２は簡単化した形のガス管路ネットワーク（例えば図２の現ネットワーク），
３はガス管路データベースに対するデータ出力指示，当該出力データなどに基づくガス管路ネットワーク２の解析実行指示および、新設ガス管データや各ガス管ノードでの需要量データの入力処理などを、利用者が行うための入力装置（キーボードやマウスなど），
４はガス管路ネットワーク２の解析に用いるガス管路データや、解析結果データなどを保持するメモリ，
５はガス管路データベースや、例えばオペレータが作成（入力）する需要量データ，新設ガス管路データなどに基づくガス管路ネットワーク２の解析処理を実行して、ガス管新設にともなう基準長さあたりの圧力損失が大きい既設ガス管路を入替対象として抽出するデータ処理装置，５ａは圧力解析部（ネットワーク解析部），５ｂは圧力換算部，５ｃはガス管路抽出部，
６はガス管路ネットワーク２やその解析結果（入替対象のガス管路，後述の入替後ネットワークの解析結果）などを画面表示する表示手段，
をそれぞれ示している。
【００２３】
なお、データ処理装置５はガス管路ネットワーク２の解析途中データなどを保持するためのワーク領域（図示省略）を備えている。
【００２４】
ここでの基本的特徴は、データ処理装置５における入替対象ガス管路の抽出基準として、ガス管新設にともなう各管路単位の圧力損失自体ではなく、この各管路単位の圧力損失を基準長さあたりになおした換算圧力損実を用いていることである。
【００２５】
この基準長さあたりの換算圧力損実は、各ガス管路の構成要素である個々のガス管単位の圧力損失に（管路単位の圧力よりも）近い。
【００２６】
そのため、ガス管網をコンピュータ解析する上で有効な管路に代えて、現実に設置済みの個々のガス管を対象とした入替部分を効率的に抽出することができる。
【００２７】
なお、ガス管路は、上述のように同一性状の複数のガス管（例えば口径，材質，設置年などが同一のガス管）をまとめた連続経路であり、ガス管網のデータベース化に際しての基本単位となっている。
【００２８】
この基本単位はガス管路ネットワーク２を構成する各パイプに相当し、当該パイプのそれぞれはその両端のノード（丸印）によって特定される（図５参照）。
【００２９】
ここで、ガス管の新設にともなうデータ処理装置５における入替対象ガス管の抽出手順は次のようになっている。
(1)圧力解析部５ａで、既設のガス管路データベースと利用者の入力データ（新設ガス管路データなど）とを用いて例えば後述のハーディ・クロス法の演算処理を実行することにより、新設ガス管付加後の管路網（＝例えば図９の拡大ネットワーク）におけるガス供給状態を解析して各既設ガス管路（パイプ）の圧力損失を算出する。
(2)この各既設ガス管路の圧力損失を基準長さ（例えば１００ｍ）あたりの比較用圧力損失ＰＣに換算する。
(3)この比較用圧力損失ＰＣが基準圧力損失ＰＳ以上の値となるガス管路（を構成する各ガス管）を入替対象ガス管として抽出する。なお、基準圧力損失ＰＳは利用者が入力装置３からあらかじめ指示するか、または入替対象ガス管抽出プログラムに記述することにより設定される。
【００３０】
図２は、パイプ（ガス管路）およびそれぞれの両端ノード（始点ノードおよび終点ノード）からなる既設の現ネットワークの概要を示す説明図であり、Ｐ１〜Ｐ３３はパイプ，Ｎ１〜Ｎ２５は当該各パイプのノードをそれぞれ示している。なお、ノードＮ１は供給ノードである。
【００３１】
ここで、パイプとノードとの関係は図２で示すように、
・パイプＰ１のノードは始点ノードＮ１および終点ノードＮ２
・パイプＰ２のノードは始点ノードＮ２および終点ノードＮ１０
・パイプＰ３のノードは始点ノードＮ４および終点ノードＮ７
・パイプＰ４のノードは始点ノードＮ５および終点ノードＮ６
・パイプＰ５のノードは始点ノードＮ６および終点ノードＮ１３
・パイプＰ６のノードは始点ノードＮ３および終点ノードＮ４
・パイプＰ７のノードは始点ノードＮ７および終点ノードＮ２１
・パイプＰ８のノードは始点ノードＮ８および終点ノードＮ３
・パイプＰ９のノードは始点ノードＮ７および終点ノードＮ２２
・パイプＰ１０のノードは始点ノードＮ８および終点ノードＮ２５
・パイプＰ１１のノードは始点ノードＮ９および終点ノードＮ２
・パイプＰ１２のノードは始点ノードＮ１０および終点ノードＮ３
・パイプＰ１３のノードは始点ノードＮ１１および終点ノードＮ９
・パイプＰ１４のノードは始点ノードＮ１０および終点ノードＮ１１
・パイプＰ１５のノードは始点ノードＮ１２および終点ノードＮ１１
・パイプＰ１０のノードは始点ノードＮ８および終点ノードＮ２５
・パイプＰ１１のノードは始点ノードＮ９および終点ノードＮ２
・パイプＰ１２のノードは始点ノードＮ１０および終点ノードＮ３
・パイプＰ１３のノードは始点ノードＮ１１および終点ノードＮ９
・パイプＰ１４のノードは始点ノードＮ１０および終点ノードＮ１１
・パイプＰ１５のノードは始点ノードＮ１２および終点ノードＮ１１
・パイプＰ１６のノードは始点ノードＮ１３および終点ノードＮ２０
・パイプＰ１７のノードは始点ノードＮ１４および終点ノードＮ１７
・パイプＰ１８のノードは始点ノードＮ１２および終点ノードＮ１９
・パイプＰ１９のノードは始点ノードＮ１５および終点ノードＮ１３
・パイプＰ２０のノードは始点ノードＮ１３および終点ノードＮ１６
・パイプＰ２１のノードは始点ノードＮ１６および終点ノードＮ１４
・パイプＰ２２のノードは始点ノードＮ１７および終点ノードＮ５
・パイプＰ２３のノードは始点ノードＮ１６および終点ノードＮ１８
・パイプＰ２４のノードは始点ノードＮ１８および終点ノードＮ１７
・パイプＰ２５のノードは始点ノードＮ１９および終点ノードＮ１５
・パイプＰ２６のノードは始点ノードＮ２０および終点ノードＮ８
・パイプＰ２７のノードは始点ノードＮ２１および終点ノードＮ１４
・パイプＰ２８のノードは始点ノードＮ１９および終点ノードＮ２０
・パイプＰ２９のノードは始点ノードＮ２０および終点ノードＮ２１
・パイプＰ３０のノードは始点ノードＮ２２および終点ノードＮ８
・パイプＰ３１のノードは始点ノードＮ９および終点ノードＮ２３
・パイプＰ３２のノードは始点ノードＮ１２および終点ノードＮ２４
・パイプＰ３３のノードは始点ノードＮ２４および終点ノードＮ２５
にそれぞれ設定されている。
【００３２】
図３は現ネットワーク（図２）のパイプＰ１〜Ｐ３３の口径および延長（長さ）を示し、図４は当該パイプそれぞれの材質および埋設年を示している。これらの各データはデータファイル１に保持済みである。
【００３３】
図５の材質表示において、
・ＴＭはＴＭ型ダクタイル鋳鉄管
・ＤＧはＧ型ダクタイル鋳鉄管
・ＫＳは亜鉛メッキ鋼管
・ＰＥはポリエチレン管
・ＫＰはＰＬＰ鋼管
をそれぞれ示している。この中ではポリエチレン管が最新のものである。
【００３４】
コンピュータによる図２のネットワーク解析では、各パイプの口径，延長，接続状況および、需要量分に基づいて、ガスの流れの連続条件や圧力の均衡条件を満足するような繰り返し計算により、各ノードのガス圧力や各パイプの流量を算出する。
【００３５】
ガス流の連続条件とは各ノードでの流入ガス量と流出ガス量は相等しいということであり、また、圧力の均衡条件とは各ループを１回りしたときの圧力降下の和が「０」になることである。
【００３６】
このネットワーク解析は、流れの連続条件に基づいて流量を仮定し、その計算圧力に矛盾が生じれば先の仮定流量を修正してまた圧力を計算するという作業を繰り返して実行する。この場合の手法としては、１９３６年にイリノイ大学のハーディ・クロス教授により発表されたハーディ・クロス法を用いる。
【００３７】
いずれにしても、このようなネットワーク解析の手法は周知の事項であり、例えば「本支管指針（設計編）ＪＡＳ指−２０１−８５，社団法人日本ガス協会，昭和６０年１１月２５日発行，２０〜２２頁」に示されている。
【００３８】
また、各パイプの流量計算式も同書１６〜１９頁に記されており、このネットワーク解析では次の式を用いた。
【００３９】
【数１】
2006155226.tif 000003
【００４０】
図５は図２の現ネットワークをハーディ・クロス法により解析した後の各ノードの圧力を示し、図６は同じく解析後の各パイプの流量を示している。
【００４１】
図７は図２の現ネットワークのノードデータリストを示し、図８は図２の現ネットワークのパイプデータリストを示している。
【００４２】
図７および図８のデータリストは、データファイル１にもともと保持されていた（または利用者が入力した）ノードの需要量やパイプの始点・終点ノード，口径，延長，容積，材質，埋設年などの各データと、ネットワーク解析により求めた始点・終点ノード圧力，パイプ流量からなっている。このネットワーク解析後のデータリストもデータファイル１に保持される。
【００４３】
図７および図８において、例えば、
・ノードＮ２のレコ−ドは「圧力2.25kpa，需要量（需要流量）4.13m3／h」であり、
・ノードＮ２５のレコ−ドは「圧力2.10kpa，需要量（需要流量）0.56m3／h」であり、
・パイプＰ１のレコ−ドは「始点ノードＮ１，終点ノードＮ２，始点ノード圧力2.26kpa，終点ノード圧力2.25kpa，流量240.00m3／h，口径200mm，延長60m，容積1.995m3，材質ＴＭ，埋設年１９８４」であり、
・パイプＰ８のレコ−ドは「始点ノードＮ８，終点ノードＮ３，始点ノード圧力2.07kpa，終点ノード圧力2.16kpa，流量107.08m3／h，口径100mm，延長60m，容積0.513m3．材質ＴＭ，埋設年１９８４」である。
【００４４】
なお、例えばパイプＰ８のように始点ノード圧力よりも終点ノード圧力が大きくなっているパイプでは、その中を、終点ノードＮ３から始点ノードＮ８の方へとガスが流れることになる。上述のように、各パイプの二つのノードについての始点・終点はあくまで当該二つのノードをデータ処理の際に識別できるように、任意に決めたものにすぎない。
【００４５】
また、図７および図８の各データは上述のガス流の連続条件および、圧力の均衡条件を満足している。このことは、後述のネットワーク解析データのそれぞれの場合にも勿論あてはまる。
【００４６】
ガス流の連続条件についてみれば、例えばノードＮ２へのガス流入量であるパイプＰ１の流量（240）の値と、ノードＮ２からのガス流出量である需要量（4.13），パイプＰ２の流量（160.75）およびパイプＰ１１の流量（75.12）の合計値が一致する。
【００４７】
同じく圧力の均衡条件についてみれば、例えばパイプ〔Ｐ６−Ｐ３−Ｐ９−Ｐ３０−Ｐ８〕の閉ループにおける圧力変化の合計値は「（2.16−2.06）＋（2.06−2.05）＋（2.05−2.06）＋（2.06−2.07）＋（2.07−2.16）＝０」となっている。
【００４８】
図９は、図２の現ネットワークにパイプ（ガス管路）の新設部分を反映させた拡大ネットワークを示す説明図である。ここでは現ネットワークのノードＮ１４に口径75mmのＰＥ管を新たに設け、その需要量（需要流量）を25.00m3／hとしている。
【００４９】
利用者は、当該ＰＥ管のパイプ番号，口径，延長，材質，埋設年などのパイプデータおよび、当該ＰＥ管の新たなノードの番号，（当該ノードでの）需要量などのノードデータを入力する（図１２，１３のノードデータ，パイプデータ参照）。
【００５０】
なお、パイプ番号やノード番号はプログラム処理により付与してもよい。パイプの容積はその口径データおよび延長データに基づいて自動算出される。
【００５１】
図１０は、図９の拡大ネットワークをハーディ・クロス法により解析した後の各ノードの圧力を示し、図１１は同じく解析後の各パイプの流量を示している。
【００５２】
図１２は、図９の拡大ネットワークのノードデータリストを示し、図１３はこの拡大ネットワークのパイプデータリストを示している。
【００５３】
図１２および図１３の各データリストは、図７および図８のそれと同一の各フィールドからなり、形式的にはノードＮ２６のノードレコ−ドおよびパイプＰ３４のパイプレコ−ドを追加した内容になっている。
【００５４】
このデータリスト中のノード圧力およびパイプ流量の各フィールドデータは勿論、図9の拡大ネットワークに対する新たなプログラム解析により求めたデータである。図１２および図１３のデータリストをデータファイル１に保持してもよい。
【００５５】
図１２および図１３において、例えば、
・ノードＮ２６のレコ−ドは「圧力1.74kpa，需要量25.00m3／h」であり、
・パイプＰ３４のレコ−ドは「始点ノードＮ１４，終点ノードＮ２６，始点ノード圧力1.76kpa，終点ノード圧力1.74kpa，流量25.00m3／h，口径75mm，延長20m，容積0.081m3，材質ＰＥ，埋設年２００４」である。
【００５６】
なお、ノードＮ８，Ｎ１２，Ｎ１３，Ｎ２４およびＮ２５の需要量の値が図７のそれと異なっているが、この点に特別の意味はない。
【００５７】
図１４は、図１３のパイプデータリストの各パイプの始点圧力および終点圧力の単純差圧および、当該単純差圧を基準長さ（ここでは100m）あたりになおした換算差圧の各データを示している。
【００５８】
本発明では、この換算差圧が所定値（例えば0.15kpa）以上のパイプを入替対象パイプの候補として選択する。
【００５９】
図１４のパイプ中、この入替対象候補に該当するのはＰ８，Ｐ１０．Ｐ１８，Ｐ３２，Ｐ３３の各パイプである。
【００６０】
なお、これまでのように、単純差圧が所定値（例えば0.06kpa）以上のパイプということで抽出すれば、Ｐ２，Ｐ６．Ｐ７，Ｐ８，Ｐ１６，Ｐ１８．Ｐ２０，Ｐ２５，Ｐ２６，Ｐ２７．Ｐ３３の各パイプが入替対象候補となる。
【００６１】
換算差圧に基づいて選択したパイプＰ８，Ｐ１０．Ｐ１８，Ｐ３２，Ｐ３３の中から、ここではさらに延長が所定値（例えば40m）以下という二次基準により、Ｐ１０，Ｐ３２，Ｐ３３の各パイプを抽出している。
【００６２】
ここで二次基準としてパイプの延長（長さ）を用いるのは、パイプ入替工事のコスト削減を図るためである。
【００６３】
図１５および図１６は、この入替対象パイプＰ１０，Ｐ３２，Ｐ３３の部分をそれぞれ口径100mmのＰＥガス管で入れ替えた後のネットワークに対するコンピュータ解析結果を示す説明図である。図１５は各ノードの圧力を示し、図１６は各パイプの流量を示している。
【００６４】
図１７および図１８は、この入替後ネットワークのノードデータリストおよびパイプデータリストをそれぞれ示している。
【００６５】
これらのデータリストはそれぞれ、図１２および図１３と同一の各フィールドを持つレコードからなるものであって、データファイル１に保持される。
【００６６】
図１９は、図９の拡大ネットワークの入替対象パイプを抽出するときの処理手順を示す説明図であり、その内容は次のようになっている。なお、実行主体はデータ処理装置５や後述のＣＰＵ１２などである。
【００６７】
(s11)データファイル１，後述の外部記憶装置１４またはメモリ４，後述の内部記憶装置１３から図２の現ネットワークのノードデータリストおよびパイプデータリスト（図７，図８参照）を読み出してワーク領域に保持する。
(s12)現ネットワークを画面表示する。
(s13)図９の新設パイプＰ３４についてオペレータが入力したフィールドデータ（パイプ番号，始点ノード番号，終点ノード番号，口径，容積，材質，埋設年，需要量など）をステップ(s11)の各データリストにポインタなどで追加する。
(s14)この追加後の拡大データリストにおける特定フィールドデータ（＝ノード圧力およびパイプ流量の項目を除くデータ）を用いたネットワーク解析（ハーディ・クロス法）により、図９の拡大ネットワークの各ノード圧力（始点圧力，終点圧力）および各パイプ流量を演算する。すなわち図１２および図１３の各データリストの算出対象フィールドのデータを求める。
(s15)図１３のパイプデータリストの各パイプについてその始点圧力と終点圧力との単純差圧（差分）を算出する。
(s16)この単純差圧を基準長さあたりの換算差圧（図１４参照）に変換する。基準長さは任意の値でよく、ここでは100mとしている。
(s17)この換算差圧が所定値（例えば0.15kpa）以上のパイプが存在するかどうかを判断して、「YES」の場合は次のステップに進み、「NO」の場合はステップ(s20)に進む。
(s18)すべての該当パイプ（換算差圧が例えば0.15kpa以上のパイプ）を特定してそれが複数個であるかどうかを判断して「YES」の場合は次のステップに進み、「NO」の場合はステップ(s21)に進む。なお、ここでの判断基準を「ｎ個以上（ｎは３以上の整数）」にしてもよい。
(s19)この該当パイプの中に延長が所定値以下（例えば40m以下）のものが存在するかどうかを判断して、「YES」の場合はステップ(s22)に進み、「NO」の場合はステップ(s21)に進む。
(s20)0.15kpa以上の換算差圧を呈するパイプが存在しない旨を画面表示して、一連の処理を終える。
(s21)ステップ(s18)で特定される該当パイプの拡大ネットワークにおける位置を画面上で強調表示するとともに、そのパイプの換算差圧，延長，口径，材質，埋設年などのパイプデータを画面表示して、一連の処理を終える。
(s22)延長が例えば40m以下の該当パイプをすべて特定し、それぞれの拡大ネットワークにおける位置を画面上で強調表示するとともに、そのパイプの換算差圧，延長，口径，材質，埋設年などのパイプデータを画面表示して、一連の処理を終える。
【００６８】
なお、ステップ(s19)における入替対象パイプのさらなる絞込み要素として、延長の代わりに口径，上流側，材質，埋設年などのデータを用いるようにしてもよい。
【００６９】
また、これらのデータ項目に対する優先順位にしたがって入替対象パイプを絞り込んでいく、例えば図９の拡大ネットワークで換算差圧が0.15kpa以上の各パイプに対し、
(1)延長が短いパイプを優先
(2)延長が同一レベル（例えば数ｍの差）なら口径が小さいパイプを優先
(3)同一口径なら上流パイプを優先または、材質や埋設年からみて古いパイプを優先
といったルールに基づき、入替対象パイプを絞り込むようにしてもよい。
【００７０】
ステップ(s21)および(s22)において、特定パイプ以外のパイプデータも（この特定パイプのパイプデータと）区別できる形で同様の表示を行なってもよい。
【００７１】
図２０は、入替対象パイプ（Ｐ１０，Ｐ３２，Ｐ３３）抽出後の図１７および図１８のデータリストを作成するときの処理手順を示す説明図であり、その内容は次のようになっている。なお、図１２および図１３のノードデータリストおよびパイプデータリストはワーク領域に保持されているものとする。実行主体はデータ処理装置５や後述のＣＰＵ１２，入出力インタフェース１６などである。
【００７２】
(s31)入替対象パイプＰ１０，Ｐ３２，Ｐ３３の口径，材質，埋設年の各フィールドデータをそれぞれ、オペレータの入力データ「100」，「ＰＥ」，「2004」で更新する。
(s32)パイプＰ１０，Ｐ３２，Ｐ３３の容積を口径および延長の各フィールドデータから算出して、この算出値で当該パイプそれぞれの容積データを更新する。
(s33)更新後のパイプデータリストおよび、ノードデータリストを用いたネットワーク解析（ハーディ・クロス法）により、パイプＰ１〜Ｐ３４それぞれの始点圧力，終点圧力とパイプ流量とを算出して、この算出値で当該パイプそれぞれの対応フィールドデータを更新する。
【００７３】
図２１は、本発明において使用するハ−ドウェアの構成例を示す説明図であり、１１はマウスやキーボードなどからなる入力装置、１２はプログラムの走行によりネットワーク解析（ハーディ・クロス法）や図１９，図２０の処理などを実行するＣＰＵ、１３は各種データを保持する内部記憶装置（メモリ）、１４はネットワーク解析処理，入替パイプ抽出処理，ノード・パイプデータリスト作成処理などを実行するプログラムやガス管路データベース（ノードデータリスト，パイプデータリスト）などを格納する外部記憶装置、１５は各種表示手段やプリンタなどの出力装置、１６はＣＰＵに対する入出力インタフェースをそれぞれ示している。
【００７４】
以上の処理プログラムを格納する記録媒体としては、
・プログラム提供者側のデータベース（ＤＡＳＤなどの回線先メモリ）
・各種形式の可搬型記録媒体
・コンピュータ本体部側のＲＡＭやハードディスク
などのいずれでもよい。当該プログラムはコンピュータ本体部にローディングされてその主メモリ上で実行される。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】入替対象ガス管路抽出システムの概要を示す説明図である。
【図２】パイプ（ガス管路）およびそれぞれの両端ノード（始点ノードおよび終点ノード）からなる既設の現ネットワークの概要を示す説明図である。
【図３】図２のパイプＰ１〜Ｐ３３の口径および延長（長さ）を示す説明図である。
【図４】図２のパイプＰ１〜Ｐ３３の材質および埋設年を示す説明図である。
【図５】図２の現ネットワークをハーディ・クロス法により解析した後の各ノードの圧力を示す説明図である。
【図６】図２の現ネットワークをハーディ・クロス法により解析した後の各パイプの流量を示す説明図である。
【図７】図２の現ネットワークのノードデータリストを示す説明図である。
【図８】図２の現ネットワークのパイプデータリストを示す説明図である。
【図９】図２の現ネットワークにパイプ（ガス管路）の新設部分を反映させた拡大ネットワークを示す説明図である。
【図１０】図９の拡大ネットワークをハーディ・クロス法により解析した後の各ノードの圧力を示す説明図である。
【図１１】図９の拡大ネットワークをハーディ・クロス法により解析した後の各パイプの流量を示す説明図である。
【図１２】図９の拡大ネットワークのノードデータリストを示す説明図である。
【図１３】図９の拡大ネットワークのパイプデータリストを示す説明図である。
【図１４】図１３のパイプデータリストの各パイプの始点圧力および終点圧力の単純差圧および、当該単純差圧を基準長さ（ここでは100m）あたりになおした換算差圧を示す説明図である。
【図１５】入替後ネットワークの解析結果（ノード圧力）を示す説明図である。
【図１６】入替後ネットワークの解析結果（パイプ流量）を示す説明図である。
【図１７】入替後ネットワークのノードデータリストを示す説明図である。
【図１８】入替後ネットワークのパイプデータリストを示す説明図である。
【図１９】図９の拡大ネットワークの入替対象パイプ（Ｐ１０，Ｐ３２，Ｐ３３）を抽出するときの処理手順を示す説明図である。
【図２０】入替対象パイプ抽出後の図１７および図１８のデータリストを作成するときの処理手順を示す説明図である。
【図２１】使用するハ−ドウェアの構成例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７６】
１：データファイル
２：ガス管路ネットワーク
３：入力装置
４：メモリ
５：データ処理装置
５ａ：圧力解析部（ネットワーク解析部）
５ｂ：圧力換算部
５ｃ：ガス管路抽出部
６：表示手段
１１：入力装置
１２：ＣＰＵ
１３：内部記憶装置（メモリ）
１４：外部記憶装置
１５：出力装置
１６：入出力インタフェース
【図１】
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【図２】
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【図３】
2006155226.tif 000006
【図４】
2006155226.tif 000007
【図５】
2006155226.tif 000008
【図６】
2006155226.tif 000009
【図７】
2006155226.tif 000010
【図８】
2006155226.tif 000011
【図９】
2006155226.tif 000012
【図１０】
2006155226.tif 000013
【図１１】
2006155226.tif 000014
【図１２】
2006155226.tif 000015
【図１３】
2006155226.tif 000016
【図１４】
2006155226.tif 000017
【図１５】
2006155226.tif 000018
【図１６】
2006155226.tif 000019
【図１７】
2006155226.tif 000020
【図１８】
2006155226.tif 000021
【図１９】
2006155226.tif 000022
【図２０】
2006155226.tif 000023
【図２１】
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