(57)【要約】【課題】下水道管内に布設した光ファイバーケーブルから得られる測定データに基づいて下水道管浸入水の流入箇所、流入時間等の情報を簡易にかつ効率よく把握できる推定方法等を提供する。【解決手段】推定方法は、上記光ファイバーケーブルにレーザ光を入射させたときに温度の状況に応じて発生する散乱光を受光し、測定開始の基準時刻からの各時刻および測定開始の基準位置からの各位置に対応した温度の第１測定データとして得る測定工程と、第１測定データのうち時刻および位置の座標系で示すデータ部分を座標変換し、その変換後の温度のデータ部分を時間で積分する処理を行う第１データ処理工程と、温度の時間積分値における各位置の値からその各位置の１つ手前位置の値を差し引いた各差分値を算出し、その各差分値のうち大小の順位が所定範囲の上位順になる大きい差分値に該当する位置を下水道管浸入水の流入位置として推定する位置推定工程とを有する。【選択図】図１
2018084070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象区間の下水道管内を流下する下水の中に沈めて布設した光ファイバーケーブルにレーザ光を入射させたときに温度の状況に応じて発生する散乱光を受光し、測定開始の基準時刻からの各時刻および測定開始の基準位置からの各位置に対応した温度の第１測定データとして得る第１測定工程と、
前記第１測定工程で得られた第１測定データのうち時刻および位置の座標系で示すデータ部分を座標変換し、その変換後における温度のデータ部分を所要の時間帯にわたって時間で積分する処理を、所要の距離間隔をあけたそれぞれの位置について行う第１データ処理工程と、
前記第１データ処理工程で得られた温度の時間積分値における各位置の値からその各位置の１つ手前位置の値を差し引いた各差分値を算出し、その各差分値の正または負のいずれかの数値領域に現れる値のうち大小の順位が所定範囲の上位順になる単数または複数の大きい差分値に該当する単数または複数の位置を、前記下水道管に浸入する浸入水の流入位置として推定する位置推定工程と、
を有する下水道管浸入水の流入箇所、流入時間等の推定方法。
【請求項２】
前記第１測定工程で得られた第１測定データのうち時刻および位置の座標系で示すデータ部分を座標変換し、その変換後における温度のデータ部分を前記位置推定工程で推定された浸入水の単数または複数の流入位置を含む所要の区間にわって距離で積分する処理を、所要の時間間隔をあけたそれぞれの時刻について行う第２データ処理工程と、
前記第２データ処理工程で得られた温度の距離積分値における各時刻の値からその各時刻の１つ手前時刻の値を差し引いた各差分値を算出し、その各差分値の正または負のいずれかの数値領域に現れる値のうち大小の順位が所定範囲の上位順になる単数または複数の大きい差分値に該当する単数または複数の時刻を求めた後、その求めた時刻について前記座標変換の逆変換をして得られる単数または複数の時刻を、前記流入位置の浸入水の流入開始時刻および流入停止時刻として推定する時刻推定工程と、
を更に有する請求項１に記載の推定方法。
【請求項３】
前記第１測定工程で得られる第１測定データのうち前記位置推定工程で推定した浸入水の単数または複数の流入位置と前記時刻推定工程で推定した前記流入位置の浸入水の流入開始時刻から所要の経過時間帯に対応するデータ部分を、その経過時間帯の各時刻ｔでの浸入水の流量をｖxt、前記水温をＴit、前記下水道管の近辺における地中の温度をＴxt、前記浸入水が流入した後の前記下水の水温をＴft、前記浸入水が流入する前の前記下水の流量をＶitとしたときの下記数式（１）、
ｖxt＝−[（Ｔft−Ｔit）／（Ｔft−Ｔxt）]・Ｖit  …（１）
に代入したときに得られる流量ｖxtの値を、前記浸入水の流入位置での前記経過時間帯の各時刻ｔにおける浸入水の流量として推定する浸入水流量推定工程を更に有する請求項２に記載の推定方法。
【請求項４】
測定対象区間の下水道管内を流下する下水の中に沈めて布設した光ファイバーケーブルにレーザ光を入射させたときに温度の状況に応じて発生する散乱光を受光し、測定開始の基準時刻からの各時刻および測定開始の基準位置からの各位置に対応した温度の測定データとして得る際に、前記下水道管における単数または複数の注入箇所から前記下水の温度とは異なる温度のトレーサ水を所定の流量および時間で流入させながら測定したときの温度の第２測定データとして得る第２測定工程と、
前記第２測定工程で得られる第２測定データのうち予め選定する前記下水道管内の所望の位置および測定時間帯に対応するデータ部分を、その測定時間帯の各時刻ｔにおける前記下水の流量をＶit、前記下水の温度をＴit、前記トレーサ水の温度をＴxt、前記トレーサ水が流入した後の前記下水の温度をＴft、および前記トレーサ水の流量をｖxtとしたときの下記数式（２）、
Ｖit＝−[（Ｔft−Ｔxt）／（Ｔft−Ｔit）]・ｖxt  …（２）
に代入して得られる各流量Ｖitの値を、前記所望の位置での前記所望の測定時間帯の各時刻ｔにおける前記トレーサ水の流量を除いた下水の流量として推定する下水流量推定工程と、
を有する推定方法。
【請求項５】
測定対象区間の下水道管内を流下する下水の中に沈めて布設する光ファイバーケーブルと、前記光ファイバーケーブルにレーザ光を入射させたときに温度の状況に応じて発生する散乱光を受光し、測定開始の基準時刻からの各時刻および測定開始の基準位置からの各位置に対応した温度の第１測定データとして得るデータ取得機器とを有する第１測定手段と、
前記第１測定手段のデータ取得機器で得られた第１測定データのうち時刻および位置の座標系で示すデータ部分を座標変換し、その変換後における温度のデータ部分を所要の時間帯にわたって時間で積分する処理を、所要の距離間隔をあけたそれぞれの位置について行う第１データ処理部と、前記第１データ処理部で得られた温度の時間積分値における各位置の値からその各位置の１つ手前位置の値を差し引いた各差分値を算出し、その各差分値の正または負のいずれかの数値領域に現れる値のうち大小の順位が所定範囲の上位順になる単数または複数の大きい差分値に該当する単数または複数の位置を、前記下水道管に浸入する浸入水の流入位置として推定する位置推定部とを有する第１解析手段と、
を備えている下水道管浸入水の流入箇所、流入時間等の調査システム。
【請求項６】
前記第１解析手段は、
前記第１測定手段のデータ取得機器で得られた第１測定データのうち時刻および位置の座標系で示すデータ部分を座標変換し、その変換後における温度のデータ部分を前記第１解析手段の位置推定部で推定された浸入水の単数または複数の流入位置を含む所要の区間にわって距離で積分する処理を、所要の時間間隔をあけたそれぞれの時刻について行う第２データ処理部と、
前記第２データ処理部で得られた温度の距離積分値における各時刻の値からその各時刻の１つ手前時刻の値を差し引いた各差分値を算出し、その各差分値の正または負のいずれかの数値領域に現れる値のうち大小の順位が所定範囲の上位順になる単数または複数の大きい差分値に該当する単数または複数の時刻を求めた後、その求めた時刻について前記座標変換の逆変換をして得られる単数または複数の時刻を、前記流入位置の浸入水の流入開始時刻および流入停止時刻として推定する時刻推定部と、
を更に備えている請求項５に記載の調査システム。
【請求項７】
前記第１解析手段は、
前記第１測定手段のデータ取得機器で得られる第１測定データのうち前記位置推定部で推定した浸入水の単数または複数の流入位置と前記時刻推定部で推定した前記流入位置の浸入水の流入開始時刻から所要の経過時間帯に対応するデータ部分を、その経過時間帯の各時刻ｔでの浸入水の流量をｖxt、前記下水の水温をＴit、前記下水道管の近辺における地中の温度をＴxt、前記浸入水が流入した後の前記下水の水温をＴft、前記浸入水が流入する前の前記下水の流量をＶitとしたときの下記数式（１）、
ｖxt＝−[（Ｔft−Ｔit）／（Ｔft−Ｔxt）]・Ｖit  …（１）
に代入したときに得られる流量ｖxtの値を、前記浸入水の流入位置での前記経過時間帯の各時刻ｔにおける浸入水の流量として推定する浸入水流量推定部を
更に備えている請求項６に記載の調査システム。
【請求項８】
測定対象区間の下水道管内を流下する下水の中に沈めて布設する光ファイバーケーブルと、前記光ファイバーケーブルにレーザ光を入射させたときに温度の状況に応じて発生する散乱光を受光し、測定開始の基準時刻からの各時刻および測定開始の基準位置からの各位置に対応した温度の測定データとして得るデータ取得機器と、前記下水道管における単数または複数の注入箇所から前記下水の温度とは異なる温度のトレーサ水を所定の流量および時間で流入させるトレーサ水投入機器とを有し、前記データ取得機器が前記温度の測定データを得る際に前記トレーサ水を流入させながら測定したときの温度の第２測定データとして得るよう構成された第２測定手段と、
前記第２測定手段で得られる第２測定データのうち予め選定する前記下水道管内の所望の位置および測定時間帯に対応するデータ部分を、その測定時間帯の各時刻ｔにおける前記下水の流量をＶit、前記下水の温度をＴit、前記トレーサ水の温度をＴxt、前記トレーサ水が流入した後の前記下水の温度をＴft、および前記トレーサ水の流量をｖxtとしたときの下記数式（２）、
Ｖit＝−[（Ｔft−Ｔxt）／（Ｔft−Ｔit）]・ｖxt  …（２）
に代入して得られる各流量Ｖitの値を、前記所望の位置での前記所望の測定時間帯の時刻ｔにおける前記トレーサ水の流量を除いた下水の流量として推定する下水流量推定部を有する第２解析手段と、
を備えている調査システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、下水道管に浸入する浸入水の流入箇所、流入時間等に関する情報を推定する推定方法およびその調査システムに関し、特に光ファイバーをセンサーとして用いた下水道管浸入水の流入箇所、流入時間等の推定方法およびその調査システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下水道事業においては、地中に埋設した下水道管（下水道管渠）に予定外に流入する雨天時浸入水、地下水浸入水、事業場排水浸入水等に代表される不明水（浸入水）の流入位置を特定することが求められている。
【０００３】
従来、この不明水の流入位置を調査する方法としては、例えば、テレビカメラによる管内調査、送煙調査、流量計測調査等の方法が実施されている。
このうち管内調査方法は、下水道管内の状況をテレビカメラで撮影して管内の物理的損傷などを映像から不明水の流入位置を把握する手法である。また、送煙調査方法は、下水道管内に煙を送り込んで下水道管との誤接合箇所や物理的損傷個所などからの昇煙の発生を観察して不明水の流入位置を調べる手法である。さらに、流量計測調査方法は、マンホール下の下水道管内に水位計、流速計、せきなどを適宜組み合わせて設置してそのときの各測定結果から下水道管内の流量を調査し、その得られた流量の計測データを定量化および解析することで不明水の流入位置を含む不明水の様々な情報を得る手法である。
【０００４】
また従来においては、以下に例示する不明水の流入箇所などを調べる技術が提案されている（特許文献１〜３）。
例えば、特許文献１には、下水道管等の単数または複数の箇所における所定期間内の水質を計測し、その水質データまたはそれに基づく数値が乖離することを条件に雨水と汚水の混合箇所であると特定する不明水流入箇所の特定装置が示されている。
また、特許文献２には、下水道管路の内壁に設置する複数の無線式ＩＣタグと下水道管路内を流下させる無線式ＩＣタグリーダとの間で通信を行い、そのＩＣタグの設置位置どうし間における流速や水位の範囲を算出し、そのときの流速や水位の範囲を平均値と比較して不明水の有無を判定する不明水の検出システムが示されている。
また、特許文献３には、推定対象となる各地区における雨量の時系列変化を示す雨量データ（不明水発生関数情報）とこれら地区より下流に位置する起点における不明水量の時系列変化を示す不明水量データ（不明水量関数情報）とから、各地区における雨量データと不明水量データとの間の相関値をパターンマッチング分析でそれぞれ算出し、それらの相関値を各地区における不明水発生分布として出力する不明水発生分布の推定装置が示されている。
【０００５】
さらに従来においては、以下に示す光ファイバー分布型温度センシングを用いて汚水下水道における雨水の流入を調査する技術が紹介されている（非特許文献１）。
すなわち、非特許文献１には、光ファイバーによる分布型温度センシング（ＤＴＳ：Distributed Temperature Sensing）の技術を下水道システムに適用することが示されている。具体的には、下水道管に布設した光ファイバーケーブルに連続的にパルス状のレーザ光を発射させたときのラマン散乱による散乱光を検出して、その光ファイバーケーブルに沿う特定の場所と時間における温度値を示すデータを得ることが示されている。
また、非特許文献１には、そのデータから、光ファイバーケーブルの長さ（場所）を横軸、測定した経過時間を縦軸にしたグラフ内に測定した温度の高低を色の変化により表示してなる図（コンター図）を作成して目視で観察した場合、そのコンター図において温度が変化している部分（例えば低下している部分）が存在し、その変化している部分が比較的低温の雨水の流入と関連していると予想される等の考察結果も示されている。
【０００６】
この他、従来においては、以下に示す分布型光ファイバーセンサに関する技術も提案されている（特許文献４）。
すなわち、特許文献４には、レーザーパルスを光ファイバーに入射し、その光ファイバーからの戻り光を検出して光ファイバーに沿った温度等の物理量変化を測定するセンサーであって、その入射したレーザーパルスの劣化特性信号系列と、その戻り光により検出された物理量分布の測定結果とに基づいて真の物理量分布を演算する分布型光ファイバーセンサにおいて、演算処理する戻り光の測定ごとにその測定に用いた入射レーザーパルスの劣化特性信号系列を算出して前記物理量分布を求めることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４９８０４７８号公報
【特許文献２】特許第４６５４２０６号公報
【特許文献３】特許第３８５７６７０号公報
【特許文献４】特許第３１１０１１９号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】シルペルートＲ、外３名、“Searching for storm water inflows in foul sewers using fibre-optic distributed temperature sensing.”、［online］、2012年ベオグラード  第９回都市排水モデリング国際会議、［平成２７年５月１８日検索］、インターネット（https://scholar.google.co.jp/scholar?biw=1600&bih=749&bav=on.2,or. &dpr=1&nm=1&ie=UTF-8&lr&q=related:bGfbqmaFrJ981M:scholar.google.com/）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この発明は、測定対象区間における下水道管内を流下する下水の中に沈めて布設した光ファイバーケーブルから得られる測定データに基づいて下水道管浸入水の流入箇所、流入時間等に関する情報を簡易にかつ効率よく把握することができる下水道管浸入水の流入箇所、流入時間等の推定方法およびその調査システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
まず、この発明（Ａ１）の下水道管浸入水の流入箇所、流入時間等の推定方法は、
測定対象区間の下水道管内を流下する下水の中に沈めて布設した光ファイバーケーブルにレーザ光を入射させたときに温度の状況に応じて発生する散乱光を受光し、測定開始の基準時刻からの各時刻および測定開始の基準位置からの各位置に対応した温度の第１測定データとして得る第１測定工程と、
前記第１測定工程で得られた第１測定データのうち時刻および位置の座標系で示すデータ部分を座標変換し、その変換後における温度のデータ部分を所要の時間帯にわたって時間で積分する処理を、所要の距離間隔をあけたそれぞれの位置について行う第１データ処理工程と、
前記第１データ処理工程で得られた温度の時間積分値における各位置の値からその各位置の１つ手前位置の値を差し引いた各差分値を算出し、その各差分値の正または負のいずれかの数値領域に現れる値のうち大小の順位が所定範囲の上位順になる単数または複数の大きい差分値に該当する単数または複数の位置を、前記下水道管に浸入する浸入水の流入位置として推定する位置推定工程と、
を有するものである。
【００１１】
この発明（Ａ２）の推定方法は、上記発明Ａ１の推定方法において、
前記第１測定工程で得られた第１測定データのうち時刻および位置の座標系で示すデータ部分を座標変換し、その変換後における温度のデータ部分を前記位置推定工程で推定された浸入水の単数または複数の流入位置を含む所要の区間にわって距離で積分する処理を、所要の時間間隔をあけたそれぞれの時刻について行う第２データ処理工程と、
前記第２データ処理工程で得られた温度の距離積分値における各時刻の値からその各時刻の１つ手前時刻の値を差し引いた各差分値を算出し、その各差分値の正または負のいずれかの数値領域に現れる値のうち大小の順位が所定範囲の上位順になる単数または複数の大きい差分値に該当する単数または複数の時刻を求めた後、その求めた時刻について前記座標変換の逆変換をして得られる単数または複数の時刻を、前記流入位置の浸入水の流入開始時刻および流入停止時刻として推定する時刻推定工程と、
を更に有するものである。
【００１２】
この発明（Ａ３）の推定方法は、上記発明Ａ２の推定方法において、
前記第１測定工程で得られる第１測定データのうち前記位置推定工程で推定した浸入水の単数または複数の流入位置と前記時刻推定工程で推定した前記流入位置の浸入水の流入開始時刻から所要の経過時間帯に対応するデータ部分を、その経過時間帯の各時刻ｔでの浸入水の流量をｖxt、前記水温をＴit、前記下水道管の近辺における地中の温度をＴxt、前記浸入水が流入した後の前記下水の水温をＴft、前記浸入水が流入する前の前記下水の流量をＶitとしたときの下記数式（１）、
ｖxt＝−[（Ｔft−Ｔit）／（Ｔft−Ｔxt）]・Ｖit  …（１）
に代入したときに得られる流量ｖxtの値を、前記浸入水の流入位置での前記経過時間帯の各時刻ｔにおける浸入水の流量として推定する浸入水流量推定工程を更に有するものである。
【００１３】
また、この発明（Ａ４）の推定方法は、
測定対象区間の下水道管内を流下する下水の中に沈めて布設した光ファイバーケーブルにレーザ光を入射させたときに温度の状況に応じて発生する散乱光を受光し、測定開始の基準時刻からの各時刻および測定開始の基準位置からの各位置に対応した温度の測定データとして得る際に、前記下水道管における単数または複数の注入箇所から前記下水の温度とは異なる温度のトレーサ水を所定の流量および時間で流入させながら測定したときの温度の第２測定データとして得る第２測定工程と、
前記第２測定工程で得られる第２測定データのうち予め選定する前記下水道管内の所望の位置および測定時間帯に対応するデータ部分を、その測定時間帯の各時刻ｔにおける前記下水の流量をＶit、前記下水の温度をＴit、前記トレーサ水の温度をＴxt、前記トレーサ水が流入した後の前記下水の温度をＴft、および前記トレーサ水の流量をｖxtとしたときの下記数式（２）、
Ｖit＝−[（Ｔft−Ｔxt）／（Ｔft−Ｔit）]・ｖxt  …（２）
に代入して得られる各流量Ｖitの値を、前記所望の位置での前記所望の測定時間帯の各時刻ｔにおける前記トレーサ水の流量を除いた下水の流量として推定する下水流量推定工程と、
を有するものである。
【００１４】
次に、この発明（Ｂ１）の下水道管浸入水の流入箇所、流入時間等の調査システムは、
測定対象区間の下水道管内を流下する下水の中に沈めて布設する光ファイバーケーブルと、前記光ファイバーケーブルにレーザ光を入射させたときに温度の状況に応じて発生する散乱光を受光し、測定開始の基準時刻からの各時刻および測定開始の基準位置からの各位置に対応した温度の第１測定データとして得るデータ取得機器とを有する第１測定手段と、
前記第１測定手段のデータ取得機器で得られた第１測定データのうち時刻および位置の座標系で示すデータ部分を座標変換し、その変換後における温度のデータ部分を所要の時間帯にわたって時間で積分する処理を、所要の距離間隔をあけたそれぞれの位置について行う第１データ処理部と、前記第１データ処理部で得られた温度の時間積分値における各位置の値からその各位置の１つ手前位置の値を差し引いた各差分値を算出し、その各差分値の正または負のいずれかの数値領域に現れる値のうち大小の順位が所定範囲の上位順になる単数または複数の大きい差分値に該当する単数または複数の位置を、前記下水道管に浸入する浸入水の流入位置として推定する位置推定部とを有する第１解析手段と、
を備えているものである。
【００１５】
この発明（Ｂ２）の調査システムは、上記発明Ｂ１の調査システムにおいて、前記第１解析手段が、
前記第１測定手段のデータ取得機器で得られた第１測定データのうち時刻および位置の座標系で示すデータ部分を座標変換し、その変換後における温度のデータ部分を前記第１解析手段の位置推定部で推定された浸入水の単数または複数の流入位置を含む所要の区間にわって距離で積分する処理を、所要の時間間隔をあけたそれぞれの時刻について行う第２データ処理部と、
前記第２データ処理部で得られた温度の距離積分値における各時刻の値からその各時刻の１つ手前時刻の値を差し引いた各差分値を算出し、その各差分値の正または負のいずれかの数値領域に現れる値のうち大小の順位が所定範囲の上位順になる単数または複数の大きい差分値に該当する単数または複数の時刻を求めた後、その求めた時刻について前記座標変換の逆変換をして得られる単数または複数の時刻を、前記流入位置の浸入水の流入開始時刻および流入停止時刻として推定する時刻推定部と、
を更に備えているものである。
【００１６】
この発明（Ｂ３）の調査システムは、上記発明Ｂ２の調査システムにおいて、前記第１解析手段が、
前記第１測定手段のデータ取得機器で得られる第１測定データのうち前記位置推定部で推定した浸入水の単数または複数の流入位置と前記時刻推定部で推定した前記流入位置の浸入水の流入開始時刻から所要の経過時間帯に対応するデータ部分を、その経過時間帯の各時刻ｔでの浸入水の流量をｖxt、前記下水の水温をＴit、前記下水道管の近辺における地中の温度をＴxt、前記浸入水が流入した後の前記下水の水温をＴft、前記浸入水が流入する前の前記下水の流量をＶitとしたときの下記数式（１）、
ｖxt＝−[（Ｔft−Ｔit）／（Ｔft−Ｔxt）]・Ｖit  …（１）
に代入したときに得られる流量ｖxtの値を、前記浸入水の流入位置での前記経過時間帯の各時刻ｔにおける浸入水の流量として推定する浸入水流量推定部を
更に備えているものである。
【００１７】
また、この発明（Ｂ４）の調査システムは、
測定対象区間の下水道管内を流下する下水の中に沈めて布設する光ファイバーケーブルと、前記光ファイバーケーブルにレーザ光を入射させたときに温度の状況に応じて発生する散乱光を受光し、測定開始の基準時刻からの各時刻および測定開始の基準位置からの各位置に対応した温度の測定データとして得るデータ取得機器と、前記下水道管における単数または複数の注入箇所から前記下水の温度とは異なる温度のトレーサ水を所定の流量および時間で流入させるトレーサ水投入機器とを有し、前記データ取得機器が前記温度の測定データを得る際に前記トレーサ水を流入させながら測定したときの温度の第２測定データとして得るよう構成された第２測定手段と、
前記第２測定手段で得られる第２測定データのうち予め選定する前記下水道管内の所望の位置および測定時間帯に対応するデータ部分を、その測定時間帯の各時刻ｔにおける前記下水の流量をＶit、前記下水の温度をＴit、前記トレーサ水の温度をＴxt、前記トレーサ水が流入した後の前記下水の温度をＴft、および前記トレーサ水の流量をｖxtとしたときの下記数式（２）、
Ｖit＝−[（Ｔft−Ｔxt）／（Ｔft−Ｔit）]・ｖxt  …（２）
に代入して得られる各流量Ｖitの値を、前記所望の位置での前記所望の測定時間帯の各時刻ｔにおける前記トレーサ水の流量を除いた下水の流量として推定する下水流量推定部を有する第２解析手段と、
を備えているものである。
【発明の効果】
【００１８】
上記発明Ａ１の推定方法と上記発明Ｂ１の調査システムによれば、測定対象区間における下水道管内の流水中に沈めて布設した光ファイバーケーブルから得られる測定データに基づいて下水道管浸入水等に関する情報（特に浸入水が流入する位置）を簡易にかつ効率よく把握することができる。
【００１９】
上記発明Ａ２の推定方法と上記発明Ｂ２の調査システムによれば、上記光ファイバーケーブルから得られる測定データに基づいて下水道管浸入水等に関する情報（更に浸入水が流入し始める流入開始時刻とその流入が停止する流入停止時刻）を簡易にかつ効率よく把握することができる。
【００２０】
上記発明Ａ３の推定方法と上記発明Ｂ３の調査システムによれば、上記光ファイバーケーブルから得られる測定データに基づいて下水道管浸入水等に関する情報（更に浸入水の流量）を簡易にかつ効率よく把握することができる。
【００２１】
上記発明Ａ４の推定方法と上記発明Ｂ４の調査システムによれば、上記光ファイバーケーブルから得られる測定データに基づいて下水道管内に関する情報（特に下水の流量）を簡易にかつ効率よく把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施の形態１等に係る推定方法およびその調査システムを適用する下水道施設の概要を示す説明図である。
【図２】実施の形態１（実施の形態２，３を一部含む）に係る推定方法およびその調査システムの概要を示す説明図である。
【図３】水理実験の概要を示す平面説明図である。
【図４】第１測定手段のデータ取得機器（または測定工程）で得られる第１測定データの一部を示す図表である。
【図５】図４の第１測定データに基づいて作成されるコンター図の一例を示す説明図である。
【図６】第１測定データの座標変換後のデータに基づいて作成されるコンター図の一例を示す説明図と、その座標変換の一例を示す図表である。
【図７】第１解析手段の位置推定部（または位置推定工程）で得られる積分値の一例を示すグラフ図である。
【図８】（ａ）は第１解析手段の位置推定部（または位置推定工程）で得た積分値から算出した差分値の一例を示すグラフ図、（ｂ）はその差分値の上位順として抽出された差分値およびその差分値に対応して推定される浸入水の流入位置に関する情報の一例を示す図表である。
【図９】実施の形態２に係る調査システム（およびその推定方法）における第１解析手段の第２データ処理部（または第２データ処理工程）で得られる積分値の一例を示すグラフ図である。
【図１０】（ａ）は第１解析手段の時刻推定部（または時刻推定工程）で算出した差分値の一例を示すグラフ図であり、（ｂ）はその差分値のうち最も大きな差分値として抽出された差分値およびその差分値に対応して推定される浸入水の流入開始時刻および流入停止時刻に関する情報の一例を示す図表である。
【図１１】実施の形態３、４に係る調査システムおよびその推定方法において用いる数式の導出過程を説明するうえで必要な変数に関する情報を示す一覧表である。
【図１２】実施の形態３に係る調査システムおよびその推定方法で推定して得られる浸入水の流量の一例を示す図表である。
【図１３】実施の形態４に係る推定方法およびその調査システムを適用する下水道施設の概要を示す説明図である。
【図１４】実施の形態４に係る推定方法およびその調査システムの概要を示す説明図である。
【図１５】実施の形態４に係る調査システムおよびその推定方法で推定して得られる下水の流量の一例を示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、この発明を実施するための形態（単に「実施の形態」という）について添付の図面を参照しながら説明する。
【００２４】
［実施の形態１］
図１は、実施の形態１に係る下水道管内に関する情報の推定方法およびその調査システムの概要を示している。
この実施の形態１に係る推定方法および調査システム１Ａは、下水道施設における下水道管１０内に関する情報のうち特に雨天時浸入水、地下水浸入水等の浸入水が流入する位置などの情報を推定および調査するために適用されるものである。
【００２５】
＜下水道施設の概要＞
はじめに、推定および調査の対象となる下水道管１０は、地中に所定の傾斜角度をつけた状態で埋設された下水道管（管渠）であり、しかも、雨水を集めて流下させる専用の雨水配管とは別の管渠系統で汚水（下水）を流す分流式の下水道管である。
また、この下水道管１０は、例えば、複数の管材１０Ａ〜１０Ｄを接続して構成されている。その管材１０Ａ〜１０Ｄについても、１つの管材で構成される他、さらに短い長さの複数の管材を接続することで構成されている。
さらに、この下水道管１０は、その管内が所定の箇所で複数のマンホール１２Ａ〜１２Ｃによって地表上の空間と接続されている。図１に例示するマンホール１２Ａ〜１２Ｃは、管材１０Ａと管材１０Ｂの間の位置、管材１０Ｂと管材１０Ｃの間の位置、管材１０Ｃと管材１０Ｄの間の位置で、それぞれ接続するよう設置されている。マンホール１２Ａ〜１２Ｃの上端の開口部は、通常、蓋１３で塞がれた状態になっている。
【００２６】
そして、この下水道管１０には、主に住宅、工場、各種施設等の建物１５から排出される生活排水や工場排水等が下水として下水接続管１６を通して流入することになる。また、下水道管１０は、その流入する下水を収集して下水道管１０の下流側の場所に設置されている図示しない下水処理施設に送るようになっている。このため、下水道管１０の管内では、下水９がその下流側の方向にむけて流下している。図中における符号Ａが下水９の流下方向を示す。
また、この下水道管１０においては、地中と下水道管１０の破損部分、誤接合部分などとの間をつなぐ流路１７を通して上記浸入水（１８）が下水道管１０の管内に流入することがある。
【００２７】
＜調査システムの構成＞
このような下水道管１０の管内に関する情報を調査する調査システム１Ａは、図１や図２に示されるように、第１測定手段４Ａと第１解析手段５Ａを主に備えている。このうち第１測定手段４Ａは、光ファイバーケーブル２とデータ取得機器３を有している。また、第１解析手段５Ａは、データ記憶部５０、データ処理部５１および位置推定部５２を有している。図１等における符号１９は、調査システム１Ａにおける第１測定手段４Ａ、第１解析手段５Ａを設置するための施設である。
また、この下水道管１０内の調査方法は、測定工程、データ処理工程および位置推定工程を主に有するものである。このうち測定工程は第１測定手段４で行う後述の作業内容になり、データ処理工程はデータ処理部５１で行う後述の作業内容になり、位置推定工程は位置推定部５２で行う後述の作業内容になる。
【００２８】
◎第１測定手段
（光ファイバーケーブル）
まず、第１測定手段４Ａにおける光ファイバーケーブル２は、この調査を実施する際に、下水道管１０のうち測定対象とする区間（測定対象区間）ＩＥにおける下水道管１０内に対してその流下する下水９の中に沈めた状態で布設される。本例における測定対象区間ＩＥの下水道管１０は、例えば、管材１０Ｂ，１０Ｃで構成される部分に設定されている。この光ファイバーケーブル２としては、通信用の光ファイバーケーブルとして製造市販されているものでも使用可能であるが、例えば、調査の実施中に下水９の中に沈めて布設することから耐湿性や耐腐食性に優れた物性や、安定した布設のし易さの観点から可撓性や引張強度に優れた物性や、さらに仮に破断したとしてもその破断部分が下水道管１０の閉塞やポンプ施設等への絡みつきを引き起こしにくい等の特性を備えた光ファイバーケーブルが好ましい。本例では、光ファイバーケーブル２として、例えば、フレキシブルタイプの１芯外装光ファイバーケーブルを適用している。より具体的には、被覆材込みの光ファイバー径が０．６ｍｍの通信用ＧＩ型マルチモード光ファイバーが内装された、ケーブル径３ｍｍのステンレスアーマード光ファイバーケーブルを適用した。
【００２９】
また、布設したときの光ファイバーケーブル２の両端部２ａ，２ｂは、片方向測定方式を採用する場合には以下のように取り扱われる。その一端部２ａは、測定対象区間の下水道管１０の一端側に近い位置にあるマンホール１２Ｃを通して地表に引き出された状態で、第１測定手段４のデータ取得機器３に接続される。また、その他端（終端）部２ｃは、測定対象区間の下水道管１０の他端側に近いマンホール１２Ａから地表またはその近くの位置までに引き出された状態で調査が終了するまで仮固定される。本例では、光ファイバーケーブル２の余剰の部分について、その他端２ｂ側に近い位置で例えば巻いた状態（巻いた部分２ｃ）に置いている。なお、光ファイバーケーブル２は、必要に応じて双方向測定方式を採用するよう布設してもよい。
【００３０】
（データ取得機器）
次に、第１測定手段４Ａにおけるデータ取得機器３は、上記布設した光ファイバーケーブル２にレーザ光を入射させ、そのときに温度の状況に応じて発生する散乱光を受光し、測定開始の基準時刻からの各時刻および測定開始の基準位置からの各位置に対応した温度の測定データとして得る機器である。
【００３１】
このデータ取得機器３としては、図２に示されるように、発光部３１、光検出部３２および計測部３３で構成されるものが適用されている。
発光部３１は、光ファイバーケーブル２に対してレーザ光を連続して発振する機能を有する部分であり、例えばレーザ光源装置等で構成される。光検出部３２は、光ファイバーケーブル２に入射させたレーザ光が光ファイバーケーブル２の周囲にある下水９等の温度の状況に応じて発生する散乱光（例えば、温度感受性の高い後方散乱光としてのラマン散乱光：特に反ストークス光）を、波長分離フィルター等により分離して時系列的に受光する機能を有する部分である。計測部３３は、光検出部３２で受光される散乱光（波長、周波数など）の情報を信号処理して、測定開始の基準時刻（ｔ0）から経過する各時刻ｔとその適宜選定する測定開始の基準位置（ｘ0）から離間する各位置ｘとに対応した温度に関する測定データ（以下、このデータを「第１測定データ」ともいう）を得て記録する機能を有する部分である。データ取得機器３は、必要に応じて第１測定データなどを記録するための記録部３５（図２）を付加してもよい。
本例では、データ取得機器３としては、例えば、光ファイバー温度分布計測器である分布型温度センシング（ＤＴＳ）装置を適用している。
【００３２】
上記測定開始の基準時刻（ｔ0）は、実際に測定を行った時間帯のうち測定データを取得し始めるための基準として任意に選定する測定開始時刻である。この基準時刻（ｔ0）としては、例えば、浸入水の流入が発生すると予測される時刻やその少し前の時刻などが選定される。
また、上記測定開始の基準位置（ｘ0）は、布設した光ファイバーケーブル２の測定可能な範囲のうち測定データを取得し始めるための基準として任意に選定する測定の開始位置である。この基準位置（ｘ0）としては、例えば、下水道管１０の最上流となる位置に存在する光ファイバーケーブル２の位置（図１の例ではマンホール１２Ａの直下になる下水道管１０の位置）などが選定される。位置情報については、例えば、必要であれば下水道台帳の情報なども併用する。
【００３３】
◎第１解析手段
次に、第１解析手段５Ａについて説明するが、この発明の推定方法やその調査システム１Ａの有用性を示すために行った水理実験の結果を併用しながら説明する。
また、第１解析手段５Ａについては、後述するデータ記憶部５０、データ処理部５１および位置推定部５２の各処理動作を行うことが可能な機器にて構成される。この第１解析手段５Ａとしては、例えば、データ記憶部５０、データ処理部５１および位置推定部５２の各処理動作を行うように作成したソフトウェア（プログラム等）をパーソナルコンピュータ（ＰＣ）で作動させるように構成した機器や、市販の表計算ソフト等の必要なソフトウェアを格納したＰＣ（および各種機能を駆使する操作作業を含む）にて構成した機器を適用できる。この第１解析手段５Ａは、第１測定手段４Ａにおけるデータ取得機器３とデータの送受信が可能な状態で接続される。本例では、例えばＬＡＮ（Local Area Network）ケーブル等の通信接続ケーブル７０（図２）により接続している。
【００３４】
（水理実験の概要）
まず、水理実験は、図３に示されるように模擬的な下水道施設１００を製作し、その下水道施設１００の下水道管とみなしたパイプ１０１に下水とみなす水を流すとともに、その下水道施設１００に調査システム１Ａを設置して調査を行ったものである。
【００３５】
水理実験における下水道施設１００は、室内において、下水道管１０としての円筒状のパイプ１０１（内径：約５０ｍｍ）を、約０．１３°の傾斜角度をつけるとともに全長が約２０ｍになるよう中間部分で折り返した状態で設置している。このパイプ１０１は、実際には複数の短いパイプどうしを所要の接続部材を介して接続することで一連のパイプ構造になっている。また、この下水道施設１００は、円筒パイプ１０１の上流端１０１ａの開口に貯水タンク１０２から下水とみなす水を所定の流量で流し込む一方で、その円筒パイプ１０１の下流端１０１ｂの開口から流れ出る水を図示しない給水ポンプで吸い上げて貯水タンク１０２に戻し、円筒パイプ１０１内に水を連続して流すようにしている。
【００３６】
また、この下水道施設１００には、調査システム１Ａにおける光ファイバーケーブル２をパイプ１０１内の流水中に沈めるよう布設した。また、そのときの光ファイバーケーブル２の一端部２ａは、パイプ上流端１０１ａの開口部から貯水タンク１０２を経由して調査システム１Ａにおけるデータ取得機器３に接続されており、その他端部２ｂは、パイプ下流端１０１ｂの開口部から貯水タンク１０２内に沈めた状態にしている。また、データ取得機器３には、調査システム１Ａにおける第１解析手段５を接続した。
【００３７】
さらに、この下水道施設１００には、浸入水の疑似的な流入を再現するため、パイプ１０１の中途位置に、貯水タンク１０２の水と温度が異なる水をパイプ１０１内に投入する水投入装置１０５を配置している。水投入装置１０５は、例えば、貯水タンク１０６内の水を注水用パイプ１０７からパイプ１０１に設けた注水孔１１を通して流入させるものである。注水用パイプ１０７には、注水量を調整する調整弁１０８が設けられている。
【００３８】
水理実験の下水道施設１００は、例えば以下の条件で作動させた。
・貯水タンク１０２からの水
→平均水温：２０．６℃、供給量：９．６（Ｌ／min）。
・パイプ１０１内の水（下水）
→流速：０．１８（ｍ／sec）。
・水投入装置１０５からの水（浸入水）
→注水位置：パイプ上流端２ａから下流側に２．５ｍ離れた位置、平均水温：２．    ２℃、供給量：１．０〜２．０（Ｌ／min）、供給時間：６０sec。
Ｌはリットルを示す（以下、同様）。
また、この水理実験においては、測定開始の基準時刻（ｔ0）を例えば１４：００．００（午後２時０分０秒）とし、その基準時刻（ｔ0）から例えば６秒の時間間隔で３分間経過する時刻まで測定を行った。しかも、この水理実験においては、測定開始の基準位置（ｘ0）を例えばパイプ１０１の上流端１０１ａの位置（０ｍ）とし、その基準位置（ｘ0）から例えば０．５ｍの距離間隔で２０ｍまでの位置まで区間に対する測定を行った。なお、データ取得機器３では、実際の第１測定データが、測定作業中における時間間隔および位置（距離）間隔に関係なく連続したデータとして取得されている。
【００３９】
（データ記憶部および処理部）
次に、第１解析手段５におけるデータ記憶部５０は、第１測定手段４Ａのデータ取得機器３で取得した第１測定データを記憶させておく部分であり、例えば記憶装置、記憶素子等で構成されている。
また、第１解析手段５におけるデータ処理部５１は、第１測定手段４Ａのデータ取得機器３で得られてデータ記憶部５０に一旦記憶されている第１測定データのうち時刻ｔおよび位置ｘの座標系で示すデータ部分を座標変換し、その変換後における温度のデータ部分を時間で積分する処理をする機能を有する第１データ処理部５１Ａを備えた部分である。
【００４０】
ここで、データ取得機器３で得られる温度の第１測定データについては、例えば、コンター図で表すことができる。図４は、水理実験で得られた第１測定データ（の一部）の一例を示すものである。そして図５は、図４に例示する第１測定データをコンター図で表した一例である。
【００４１】
図４に例示する第１測定データは、測定開始の基準位置からの位置と測定開始の基準時刻からの時刻とに対応する温度の値の一部を表にして示したものである。このため、図４に示すデータは、本来の生データでなく、図５で示すコンター図における温度の情報について数値で表したものになっている。
また、図５に例示するコンター図は、横軸を測定開始の基準位置（ｔ0＝０ｍ）からの測定位置、縦軸を測定開始の基準時刻（ｘ0＝時分秒→１６：００：００）からの測定時刻としたグラフ内に、測定された温度の高低を白黒の濃度諧調でブロック表示したものである。横軸の測定位置は０．５ｍ間隔で示しており、縦軸の測定時刻は６秒（sec）間隔で示している。また、図５において横軸および縦軸の各間隔に対応してマトリックス状に示す四角形のブロックのうちグラフ中で右肩下がりの帯状に連続して存在するブロック部分については、その各ブロック内の黒色が濃くなるほど相対的に低温であることを示している。ちなみに、図５に示すコンター図は、本来は温度の高低が色別及びその濃度諧調（濃淡）で明瞭に示されるものであるが、出願用図面においては白黒の２値データとして取り込んだ結果の図面になっている関係で特に温度の高低を示す濃淡のうち薄い方の温度結果（分布）が正確に視認できない状態で示されている。
【００４２】
なお、図５における横軸の「２．５（ｍ）」の位置は、上記水投入装置１０５から注入する浸入水の模擬的な流入位置に該当する。
また、図５に例示するコンター図では、相対的に温度が低い部分（黒色が相対的に濃くなっているブロック部分）が浸入水の流入が発生している部分と視覚的に予測することができる。しかし、実際の下水道管１０から得る第１測定データに基づくコンター図は、生活排水等の流入により下水道管１０内の下水の温度が乱高下してその温度の変化部分が鮮明に得られないこと等があるため、人の目で浸入水の流入位置などを確認して予測することは難しく、しかも時間を要することになる。そこで、この発明の推定方法やその調査システム１Ａでは、第１測定データから浸入水の流入位置などの情報を簡易に効率よく定量的に把握することを可能にしている。
【００４３】
データ処理部５１の第１データ処理部５１Ａでは、最初に、第１測定データのうち時刻ｔおよび位置ｘの座標系で示すデータ部分を下記数式（３）に基づいて座標変換する。
τ＝ｔ−（ｘ／ｄ）    …（３）
数式（３）中における「τ」は変換後の座標、「ｄ」は下水道管１０（パイプ１０１）を流下する下水の流速を示す。この下水の流速ｄは、例えば、マンホール１２から下水道管１０内に市販の流速計を入れて下水９の流速を測定した実測値が適用される。ここでは、水理実験における上記流速の値（「０．１８（ｍ／sec）」）を適用する。
【００４４】
図６の上部は、この座標変換後のデータに基づいて表したコンター図である。この図６のコンター図は、横軸を基準位置（０ｍ）からの位置、縦軸を変換後の座標τとしたグラフ内に、変換後の温度情報の高低を白黒の濃度諧調（濃淡）でブロック表示したものである。ちなみに、この図６におけるコンター図においても、図５のコンター図の場合と同様に、特に温度の高低を示す濃淡のうち薄い方の温度結果（分布）が正確に視認できない状態で示されている。
また、図６の下部には、時刻ｔに対するτ変換例を表形式で示している。この表中における「ｓ」は、sec（秒）の頭文字のみを示したものである。
【００４５】
ただし、この座標変換をした場合、その変換後のτ−ｘの平面上でその上端や下端に連続的にデータが欠落する領域が現れることがある。このときは、例えば、その欠落する領域を埋める対応を行う。そのときの対応とは、浸入水が流入する前の下水９の平均水温を基準時刻（ｔ0）以前あるいは測定終了後の温度の測定データとして採用するという処理を行うことである。図６に例示するコンター図では、二点鎖線で囲む左上角部の領域が欠落していたため、その欠落領域を埋める対応を行っている。
【００４６】
続いて、第１データ処理部５１Ａでは、座標変換後における温度のデータ部分を所要の時間帯にわたって時間で積分する処理を、所要の距離間隔をあけたそれぞれの位置について行う。実際には、測定位置ｘごとに温度情報についてτで積分することになる。
下記数式（４）は、そのときの積分を行うための式である。
【数１】
2018084070.tif 000003
この数式（４）におけるＴ（ｘ，τ）は位置ｘ・時間τにおける温度、τは前記数式（３）で得られる時間座標、τiniは積分値取得開始時間、τfinは積分値取得終了時間をそれぞれ示す。
【００４７】
上記所要の時間帯としては、例えば図５に示すコンター図における温度変化が生じている時間を含む時間帯が選定される。水理実験では、その所要の時間帯として、図６で示す座標変換後における温度データの時間帯（τ＝０〜１００）を適用している。このため、上記時間積分は、積分値取得開始時間（τini＝０）から積分値取得終了時間（τfin＝１００）までの時間帯に対して行っていることになる。
また、上記所要の距離間隔は、任意に選定される。水理実験では、測定区間が限られているなかでデータを多くとる観点から０．５ｍの距離間隔を適用している。
なお、座標変換後は、積分値取得開始時間から積分値取得終了時間までに測定される温度のデータ数が測定位置ｘによって異なる場合がある。このため、このときの時間積分に際しては、その積分で得られる時間積分値のデータ数が位置に違いによらず同一になるよう配慮する。ただし、このとき同一のデータ数を得ることが難しい場合は、積分値取得開始時間から積分値取得終了時間までの時間帯に測定された温度データの平均値にて代用すればよい。
【００４８】
図７は、上記の時間積分で得られた積分値をグラフで示したものである。
第１データ処理部５１Ａにおいて時間積分値を得るに先立って座標変換をすることにより、図５に示すようなコンター図における流速の影響をなくことが可能になり、また、浸入水の流入により発生する温度の変化領域全体を積分の対象に含めることが可能になる。
このため、上記座標変換は、下水道管１０の下水９の流下速度と同じ速度で移動する観測点からの観測データになるように行われる。ここで、観測点とは、データ処理を行う対象としてふさわしい観測位置であり、例えば図５に例示するコンター図のなかで温度変化が生じている部分に相当する位置などが対象になる。また、下水９の流下速度としては、例えばマンホール１２から下水道管１０内に垂下させた流速計で実測した値や、第１測定データの温度情報から算出して求めた流速値などが適用される。
【００４９】
（位置推定部）
次に、第１解析手段５における位置推定部５２は、データ処理部５１の第１データ処理部５１Ａで得られた温度の時間積分値における各位置ｘnの値からその各位置ｘnの１つ手前位置（ｘn-1）の値を差し引いた各差分値を算出し、その各差分値の正または負のいずれかの数値領域のうち大小の順位が所定の範囲の上位順になる単数または複数の大きい差分値に該当する単数または複数の位置を、下水道管浸入水の流入位置として推定する部分である。
水理実験では、各位置ｘnとは０．５ｍの距離間隔で到来する各位置になり、１つ手前位置（ｘn-1）はその各位置ｘnよりもそれぞれ０．５ｍ手前の位置になる。
【００５０】
図８（ａ）は、水理実験における位置推定部５２で算出した各差分値を示している。
水理実験では、上記したように水投入装置１０５から模擬的な浸入水としてパイプ１０１に流入させた水が平均温度２．２℃であって、下水としてパイプ１０１に供給した水の平均温度２０．６℃よりも低温の水であることから、その模擬的な浸入水としての水が流入した位置での温度がその当初において下降する。このため、その模擬的な浸入水の流入位置（２．５ｍの位置）付近に該当する差分値は、図８（ａ）に示されるように負の値として（負の数値領域に）現れることになる。
【００５１】
ここで、位置推定部５２で算出される上記差分値は、浸入水の温度が下水９の温度に対して低い関係にある場合にはその流入当初において負の数値領域に現れる値になるが、反対に高い関係にある場合にはその流入当初において正の数値領域に現れる値になる。
このため、推定対象の浸入水の温度が下水道管１０の下水９の温度よりも低い関係にあると推測される場合は、上記差分値として負の数値領域に現れる数値に注目し、反対に推定対象の浸入水の温度が下水道管１０の下水９の温度よりも高い関係にあると推測される場合は、上記差分値として正の数値領域に現れる数値に注目すればよい。
またこの際、推定対象の浸入水の温度については、例えば、測定対象の下水道管１０が埋設されている地域の雨水の温度あるいはその地域の地下水の温度を実測すればよい。
【００５２】
続いて、この位置推定部５２では、各差分値のうち大小の順位が所定の範囲の上位順になる大きい差分値を求める。
この際、上記所定の範囲は、任意に設定できるものであるが、本例では上位１０％程度の範囲に設定している。
また本例では、水理実験における疑似的な浸入水の温度が下水の温度よりも低温であるという事情を考慮して、負の数値領域にある差分値の中から大きな差分値を求めることになる。
ちなみに、このときの浸入水の温度が下水の温度よりも高温の関係にある場合には、正の数値領域のある差分値の中から上記大きな差分値を求めればよい。
【００５３】
そして位置推定部５２では、実際に、各差分値のうちで負の数値領域に存在する差分値を大きい順に並びかえる処理をした後、その上位１０％に含まれる差分値を抽出する。水理実験で得られる差分値は全部で４０個になることから、上位１０％に該当する上位１〜４番目の差分値が求めるべき大きな差分値となる。このときの結果を図８（ｂ）に示す。
【００５４】
水理実験に基づく結果では、図８（ｂ）に示すように、上位１０％に該当する上位１〜４番目の差分値として４つの差分値が得られる。位置推定部５２においては、この４つの差分値が上位１０％に該当する大きな差分値になるため、原則として、この４つの大きな差分値に該当する４つの位置（２．５ｍ、３．０ｍ、２．０ｍ、３．５ｍ）を浸入水の流入位置として推定することになる。この場合は、大きな差分値が複数となり、また、その大きな差分値に該当する位置も複数になる。
【００５５】
しかしながら、本例では、４つの大きな差分値に該当する４つの位置が隣り合う位置になっている。
このため、このように大きな差分値に該当する複数の位置が互いに隣り合う位置関係にあった場合は、その順位が最も上位の差分値に該当する位置のみを浸入水の流入位置として採用することにする。このようなケースの場合は、大きな差分値が単数となり、また、その大きな差分値に該当する位置も単数になる。
なお、位置推定部５２では、大きな差分値に該当する複数の位置が隣り合わず互いに離れた位置関係にあった場合は、その離れた位置関係にある各差分値を浸入水の流入位置としてそれぞれ採用することにする。このようなケースの場合は、大きな差分値が複数となり、また、その大きな差分値に該当する位置も複数になる。
【００５６】
（浸入水の流入位置に関する推定位置と実験上の流入位置について）
以上のことから、水理実験における位置推定部５２では、最も上位の差分値（−１０．９）に該当する位置である「２．５ｍ」の位置を下水道管浸入水の流入位置として推定する。
そして、上記水理実験では浸入水の疑似的な流入位置として「２．５ｍ」の位置としたことから、この調査システム１Ａまたは推定方法で推定した浸入水の流入位置の「２．５ｍ」の位置は、模擬的な（実際の）浸入水の流入位置に一致した結果になったことがわかる。
また、このような推定方法や調査システム１Ａによれば、下水道管１０内の情報のうち特に浸入水の流入位置（流入箇所）を簡易にしかも効率よく把握することができる。
最後に、この推定方法や調査システム１Ａは、その調査（測定）作業が終了した後は、光ファイバーケーブル２を含む第１測定手段４Ａや第１解析手段５Ａを調査現場から撤去することになる。
【００５７】
［実施の形態２］
実施の形態２に係る調査システムは、実施の形態１に係る調査システム１Ａにおいて、図２に二点鎖線で示すように、その第１解析手段５Ａが第２データ処理部５１Ｂと時刻推定部５３を更に備えたものである。
また、この実施の形態２に対応する推定方法は、実施の形態１に係る推定方法において第２データ処理工程と時刻推定工程を更に有するものである。その第２データ処理工程は、第２データ処理部５１Ｂで行う後述の作業内容を実行する工程になる。また、その時刻推定工程は、時刻推定部５３で行う後述の作業内容を実行する工程になる。
【００５８】
（第１解析手段の第２データ処理部）
第１解析手段５Ａにおける第２データ処理部５１Ｂは、第１測定手段４Ａのデータ記憶部５０に一旦記憶されている第１測定データのうち時刻ｔおよび位置ｘの座標系で示すデータ部分を座標変換し、その変換後における温度のデータ部分を距離で積分する処理をする機能を有する部分である。
このときの座標変換は、第１データ処理部５１Ａにおける座標変換の場合と同様に、前述の数式（３）に基づいて行われる。また、この座標変換を行った場合も、座標変換後のデータに基づいて表したコンター図（図６の上部）が得られる。距離は、測定開始の基準位置（ｘ0）からの距離である。
【００５９】
続いて、第２データ処理部５１Ｂでは、座標変換後における温度のデータ部分を所要の区間にわって距離で積分する処理を、所要の時間間隔をあけたそれぞれの位置について行う。実際には、時間τごとに温度情報について位置ｘで積分することになる。
下記数式（５）は、そのときの積分を行うための式である。
【数２】
2018084070.tif 000004
この数式（５）におけるＴ（ｘ，τ）は位置ｘ・時間τにおける温度、τは前記数式（３）で得られる時間座標、ｘiniは積分値取得開始位置、ｘfinは積分値取得終了位置をそれぞれ示す。
【００６０】
上記所要の区間としては、例えば図５に示すコンター図における温度変化が生じている測定位置を含む区間が選定されるが、本例では位置推定部５２で推定された浸入水の単数または複数の流入位置を含む区間を採用している。水理実験では、その所要の区間として、図６で示す座標変換後における温度データの全測定区間（０〜２０ｍ）を適用している。このため、上記距離積分は、積分値取得開始位置（ｘini＝０）から積分値取得終了位置（ｘfin＝２０）までの区間に対して行っていることになる。
また、上記所要の時間間隔は、任意に選定される。水理実験では、測定区間が限られているなかでデータを多くとる観点から６τの時間間隔を適用している。τは、前記数式（３）よりτ＝ｔ−ｘ／ｄである。
なお、座標変換後は、積分値取得開始位置から積分値取得終了位置までに測定される温度のデータ数が測定時間によって異なる場合がある。このため、このときの距離積分に際しては、その積分で得られる距離積分値のデータ数が測定時間の違いによらず同一になるよう配慮する。ただし、このとき同一のデータ数を得ることが難しい場合は、積分値取得開始位置から積分値取得終了位置までの区間に測定された温度データの平均値にて代用すればよい。
【００６１】
図９は、上記の距離積分で得られた積分値をグラフで示したものである。図９の縦軸における「基準時刻（ｔ0）」は、「16:00:00」を採用している。
第２データ処理部５１Ｂにおいて距離積分値を得るに先立って上述した座標変換をすることにより、図５に示すようなコンター図における流速の影響をなくすことが可能になり、また、浸入水の流入により発生する温度の変化領域全体を積分の対象に含めることが可能になる。
【００６２】
（第１解析手段の時刻推定部）
第１解析手段５Ａにおける時刻推定部５３は、第２データ処理部５１Ｂで得られた温度の距離積分値における各時刻（ｔn）の値からその各時刻の１つ手前時刻（ｔn-1）の値を差し引いた各差分値を算出し、その各差分値の正または負のいずれかの数値領域に現れる値のうち大小の順位が所定範囲の上位順になる単数または複数の大きい差分値に該当する単数または複数の時刻を求めた後、その求めた時刻について前記座標変換の逆変換をして得られる単数または複数の時刻を、位置推定部５２で推定した流入位置の浸入水の流入開始時刻および流入停止時刻として推定する部分である。
上記時刻は、推定した浸入水の流入位置からその流入している時刻に該当すると予測される任意の時刻である。水理実験では、各時刻ｔnとは６secの時間間隔おきに到来する各時刻になり、１つ手前時刻（ｔn-1）とはその各時刻ｔnよりもそれぞれ６secずつ手前の時刻になる。
【００６３】
図１０（ａ）は、水理実験における時刻推定部５３で算出した各差分値を示している。図１０（ａ）に示す差分値は、実施の形態１における位置推定部５２で推定した１つの流入位置である「２．５ｍ」の位置における差分値になる。
水理実験では、実施の形態１における位置推定部５２に関する事項としても説明したように模擬的な浸入水としてパイプ１０１に流入させた水の温度が下水としてパイプ１０１に供給した水の温度よりも低温の水であることから、その模擬的な浸入水としての水が流入した位置での温度がその流入当初において下降する。このため、その模擬的な浸入水の流入位置付近に該当する差分値は、特に流入した初期の段階においては、図１０（ａ）に示されるように負の値として（負の数値領域に）現れることになる。
【００６４】
ここで、時刻推定部５３で算出される上記差分値は、前述した位置推定部５２の場合と同様に、浸入水の温度が下水９の温度に対して低い関係にある場合にはその流入初期段階において相対的に低温の浸入水が高温の下水と混合し始めるため負の数値領域に現れる値になるが、反対に高い関係にある場合にはその流入初期段階において相対的に高温の浸入水が低温の下水と混合し始めるため正の数値領域に現れる値になる。一方、時刻推定部５３で算出される上記差分値は、浸入水の温度が下水９の温度に対して低い関係にある場合には、その流入終了時期になると相対的に低温の浸入水が高温の下水と混合しなくなるため正の数値領域に現れる。また、上記差分値は、浸入水の温度が下水９の温度に対して高い関係にある場合には、その流入終了時期になると相対的に高温の浸入水が低温の下水と混合しなくなるため負の数値領域に現れる値になる。
このため、時刻推定部５３では、推定対象の浸入水の温度が下水道管１０の下水９の温度よりも低い関係にあると推測される場合は、上記差分値のうち負の数値領域に現れる差分値のなかにその相対的に低温の浸入水が入流し始める時期又は位置の情報が現れ、上記差分値のうち正の数値領域に現れる差分値のなかにその相対的に低温の浸入水が入流し終わる時期（流入開示時刻）の情報が現れると認められる。
また、時刻推定部５３では、推定対象の浸入水の温度が下水道管１０の下水９の温度よりも高い関係にあると推測される場合は、上記差分値のうち正の数値領域に現れる差分値のなかにその相対的に高温の浸入水が入流し始める時期又は位置の情報が現れ、上記差分値のうち負の数値領域に現れる差分値のなかにその相対的に高温の浸入水が入流し終わる時期（流入停止時刻）の情報が現れると認められる。
【００６５】
続いて、この時刻推定部５３では、各差分値の正および負の数値領域に現れる値のうち大小の順位が所定の範囲の上位順になる大きい差分値を求める。
この際、上記所定の範囲は、任意に設定できるものであるが、本例では位置推定部５２の場合と同様に上位１０％程度の範囲に設定している。
また本例では、水理実験における疑似的な浸入水の温度が下水の温度よりも低温の関係にある。このため、このときの相対的に低温である浸入水の流入開始時刻を推定する場合は、負の数値領域にある差分値の中から大きな差分値を求めることになる。また、このときの相対的に低温である浸入水の流入停止時刻を推定する場合は、正の数値領域にある差分値の中から大きな差分値を求めることになる。
ちなみに、このときの浸入水の温度が下水の温度よりも高温の関係にある場合には、その相対的に高温である浸入水の流入開始時刻を推定するときには正の数値領域にある差分値の中から大きな差分値を求め、また、その相対的に高温である浸入水の流入停止時刻を推定するときには負の数値領域のある差分値の中から上記大きな差分値を求めればよい。
【００６６】
そして時刻推定部５３では、実際に、相対的に低温の浸入水の流入開始時刻を推定するため、各差分値のうちで負の数値領域に存在する差分値を正の数値に変換する処理をしてから大きい順に並びかえる処理をした後、その上位１０％に含まれる差分値を抽出して求め、しかる後、その上位順になる差分値に該当する時刻について前記座標変換の逆変換をして得られる単数または複数の時刻を求める。
この水理実験で得られる差分値は全部で４０個になることから、上位１０％に該当する上位１〜４番目の差分値が求めるべき大きな差分値となる。
また、逆変換は、下記数式（６）を用いて行う。この数式（６）は、前記座標変換の際に使用した前記数式（３）を変形することで得られる。
ｔ＝τ＋（ｘ／ｄ）    …（６）
【００６７】
このときの結果を図１０（ｂ）に示す。
【００６８】
水理実験に基づく結果では、図１０（ｂ）に示すように、負の数値領域に現れる大きな差分値で上位１０％に該当する上位１〜４番目の差分値として、４つの負の差分値とそれに対応する逆変換後の時刻が得られる。また、この水理事件に基づく結果では、図１０（ｂ）に示すように、正の数値領域に現れる大きな差分値で上位１０％に該当する上位１〜４番目の差分値として、４つの正の差分値とそれに対応する逆変換後の時刻が得られる。
時刻推定部５３においては、この正の数値領域にある４つの差分値が上位１０％に該当する大きな差分値になるため、原則として、この４つの大きな差分値に該当する４つの時刻（16:00:20，16:00:26，16:00:32，16:00:23）を相対的に低温の浸入水の流入開始位置として推定することになる。また、この負の数値領域にある４つの差分値が上位１０％に該当する大きな差分値になるため、原則として、この４つの大きな差分値に該当する４つの時刻（16:01:23，16:01:17，16:01:20，16:01:26）を相対的に低温の浸入水の流入停止位置として推定することになる。
このように推定した場合は、大きな差分値が複数となり、また、その大きな差分値に該当する時刻も複数になる。
【００６９】
しかしながら、本例では、正および負の数値領域にある各４つの大きな差分値に該当する各４つの時刻がいずれも接近した時間内で連続した関係の時刻になっている。
このため、このように大きな差分値に該当する複数の時刻が接近した時間内で連続した関係の時刻であった場合は、その順位が最も上位の差分値に該当する時刻のみを浸入水の流入開始時刻および流入停止時刻として採用することにする。このようなケースの場合は、大きな差分値が単数となり、また、その大きな差分値に該当する時刻も単数になる。
なお、時刻推定部５３では、大きな差分値に該当する複数の時刻が接近した時間内でなく離れた時間帯の時刻どうしであった場合は、その離れた各時間帯にある各差分値を浸入水の流入開始時刻（または流入停止時刻）としてそれぞれ採用することにする。このようなケースの場合は、大きな差分値が複数となり、また、その大きな差分値に該当する時刻も複数になる。
【００７０】
（浸入水の流入開始時刻および流入停止時刻に関する推定時刻と実験上の流入開始時刻および流入停止時刻について）
以上のことから、水理実験における時刻推定部５３では、負の数値領域に存在した最も上位の差分値（−０．４６）に該当する時刻である「１６：００：２０」の時刻（午後４時０分２０秒）を浸入水の流入開始時刻として推定する。また、正の数値領域に存在した最も上位の差分値（０．３２）に該当する時刻である「１６：０１：２３」の時刻（午後４時１分２３秒）を浸入水の流入停止時刻として推定する。ここで、上記流入開始時刻は、前記数式（６）による逆変換を行うこと、すなわち図１０（ｂ）に示す数値等を用いてｔ＝τ＋（ｘ／ｄ）＝６＋（２．５／０．１８）＝２０秒を算出して逆変換した後、その算出された秒数を測定開始の基準時刻（16:00:00）に加えることで得られる。
そして、上記水理実験では疑似的な浸入水の流入を「午後４時０分２４秒」頃から始めて６０秒間連続して行ったことから、この調査システム１Ａまたは推定方法で推定した浸入水の流入開始時刻の「１６：００：２０」の時刻と流入停止時刻の「１６：０１：２３」の時刻は、模擬的な（実際の）浸入水の流入開始時刻および流入停止時刻にほぼ一致した結果になったことがわかる。
【００７１】
また、このような推定方法や調査システム１Ａによれば、下水道管１０内の情報のうち特に浸入水の流入開始時刻および流入停止時刻についても簡易にしかも効率よく調査することができる。
なお、この推定方法や調査システム１Ａにおける時刻推定部５３（時刻推定工程）では、前記差分値が負の数値領域と正の数値領域の少なくとも一方に鮮明に現れない（判別しにくい数値になる）場合がある。この場合は、浸入水の流入開始時刻および流入停止時刻の少なくとも一方の推定が困難になることもある。
【００７２】
［実施の形態３］
実施の形態３に係る調査システムは、図２に二点鎖線で示すように、実施の形態２に係る調査システム１Ａにおいて、その第１解析手段５Ａが浸入水流量推定部５４を更に備えたものである。
また、この実施の形態３に対応する推定方法は、実施の形態２に係る推定方法において浸入水流量推定工程を更に有するものである。その浸入水流量推定工程は、浸入水流量推定部５４で行う後述の作業内容を実行する工程になる。
【００７３】
（第１解析手段の浸入水流量推定部）
第１解析手段５Ａにおける浸入水流量推定部５４は、第１測定手段４Ａのデータ取得機器３で得られる第１測定データのうち位置推定部５２で推定した浸入水の単数または複数の流入位置と時刻推定部５３で推定した浸入水の流入開始時刻から所定の経過時間帯とに対応するデータ部分を下記数式（１）、
ｖxt＝−[（Ｔft−Ｔit）／（Ｔft−Ｔxt）]・Ｖit  …（１）
に代入したときに得られる流量ｖxtの値を、その浸入水の流入位置での上記経過時間帯の各時刻ｔにおける浸入水の流量として推定する部分である。
数式（１）においてｖxtはその経過時間帯の各時刻ｔでの浸入水の流量、Ｔitは下水の水温、Ｔxtは下水道管の近辺における地中の温度、Ｔftは浸入水が流入した後の下水の水温、Ｖitは浸入水が流入する前の下水の流量を示す。
【００７４】
ここで、数式（１）の導出について以下に説明する。
【００７５】
まず、下水道管１０内を流下する下水９にその下水９の温度と異なる温度の浸入水が流入して混合される場合、その下水が失った（または得た）熱量と浸入水が得た（または失った）熱量は等しい関係にあって、その下水および浸入水の全体で熱量の増減がない（「熱量保存の法則」が成立する）とみなすことできる。
この際、下水および浸入水の比重と比熱は同じ関係にあると仮定する。また、比熱は次の数式（７）で表されることから、この数式（７）を変形すると、熱量を求める数式（８）が得られる。数式（７）におけるｃは比熱（Ｊ／kg・Ｋ）、Ｑは熱量（Ｊ）、ｍは質量（ｋｇ）、ΔＴは温度差（℃）を示す。
ｃ＝Ｑ／（ｍ・ΔＴ）  …（７）
Ｑ＝ｍ・ｃ・ΔＴ      …（８）
また、下水および浸入水に関する変数について整理すると、図１１に示す各記号と所定の関係で示すことができる。
【００７６】
そして、この熱量保存の法則が成立するとみなす観点からは、以下に示す式の展開１）〜７）が可能になる。
１）  下水が失った（または得た）熱量＝浸入水が得た（または失った）熱量
２）  下水が失った（または得た）熱量＝−（浸入水が失った（または失った）熱量）
３）  Ｑi＝−Ｑx
４）  Ｖi・ｃi・（Ｔf−Ｔi）＝−Ｖx・ｃi・（Ｔf−Ｔx）
５）  Ｖi・（Ｔf−Ｔi））＝−Ｖx・（Ｔf−Ｔx）
６）  Ｖi／Ｖx＝−（Ｔf−Ｔx）／（Ｔf−Ｔi）
７）  Ｖx＝−[（Ｔf−Ｔi）／（Ｔf−Ｔx）]・Ｖi
上記数式（１）は、この最後の展開７）で得られる式を各時刻ｔにおける浸入水の流量（ｖxt）の算出式として導き出したものである。
【００７７】
また、上記数式（１）におけるＴit（浸入水が流入する前の下水の水温）は、推定される浸入水の流入位置よりも上流側の位置における下水道管１０内の下水９の温度を温度計で実測した値や、コンター図（図５）において推定される浸入水の流入位置よりも上流側になる位置と推定される浸入水の流入開始時刻よりも前の時刻とにおける温度の値（該当する位置および時刻における値でも、あるいは複数の値の平均値でもよい）が適用される。
【００７８】
また、上記数式（１）におけるＴxt（下水道管の近辺における地中の温度）は、浸入水の温度とみなすための温度である。この地中の温度は、例えば、下水道管１０の上方付近、好ましくは浸入水の流入位置と推定される位置で下水道管１０の上方側の位置となる地中の温度を実測したものになる。地中の温度測定は、例えば、地表から１ｍ程度の深さの地中にボタン電池駆動式の温度計を設置して行われる。
【００７９】
また、上記数式（１）におけるＴft（浸入水が流入した後の下水の水温）は、コンター図（図５）において推定される浸入水の流入位置よりも下流側になる位置（例えば１つ下流側の位置）と推定される浸入水の流入開始時刻以後になる所定の経過時間帯の各時刻における各温度の値が適用される。
【００８０】
さらに、上記数式（１）におけるＶit（浸入水が流入する前の下水の流量）は、推定される浸入水の流入位置よりも上流側の位置における下水道管１０内の下水９の流量を流量計等の計測器で実測した値が適用される。上流側の位置としては、例えば、流量計等の計測器を下水道管１０内に設置する作業が可能なマンホール１２の位置などになる。また、水理実験では、Ｖitとして上記した供給量の９．６（Ｌ／min）を適用する。
【００８１】
図１２に、浸入水流量推定部５４において上記データ部分を数式（１）に代入したときに得られる流量ｖxtの一例を示す。この例では、所定の経過時間帯として時刻１６：００：３０から約６０秒（sec）経過するまでの時間帯を採用している。
このときに得られた各流量ｖxtの値は、推定した浸入水の流入位置での上記経過時間帯の各時刻ｔにおける浸入水の流量として推定される。
また、浸入水流量推定部５４においては、必要であれば、数式（１）に代入したときに得られる各時刻ｔにおける浸入水の流量ｖxtの各値を平均した平均値（図１２の平均として示す値）まで算出するようにしてもよい。
【００８２】
（浸入水の流入に関する推定流量と実験上の流入量について）
浸入水流量推定部５４では、所定の経過時間帯（約６０sec間）における浸入水の流量の平均流量である１．６４Ｌ/secを、浸入水水の流量として推定することができる。
そして、上記水理実験では疑似的な浸入水としての水を水投入装置１０５から１．０〜２．０（Ｌ／min）の供給量と６０secの供給時間で流入させていることから、この調査システム１Ａまたは推定方法で推定した浸入水の平均流量の「１．６４Ｌ/sec」の値は、模擬的な（実際の）浸入水の流量に含まれるほぼ一致した結果になったことがわかる。
また、このような推定方法や調査システム１Ａによれば、下水道管１０内の情報のうち特に浸入水の流量についても簡易にしかも効率よく把握することができる。
【００８３】
［実施の形態４］
図１２および図１３は、実施の形態４に係る推定方法およびその調査システムを示すものである。図１２は、その推定方法およびその調査システムを適用している下水道施設の概要を示し、図１３はその調査システムの概要を示している。
【００８４】
実施の形態４における下水道施設は、実施の形態１における下水道施設（図１）と同じ構成のものである。
【００８５】
＜調査システムの構成＞
また、この下水道施設における下水道管１０の管内の情報を調査する調査システム１Ｂは、図１３や図１４に示されるように、第２測定手段４Ｂと第２解析手段５Ｂを主に備えている。このうち第２測定手段４Ｂは、光ファイバーケーブル２とデータ取得機器３とトレーサ水投入機器６とを有している。また、第２解析手段５Ｂは、データ記憶部５０、データ処理部５１および下水流量推定部５６を有している。
また、この下水道管１０の管内の情報を推定、調査する推定方法は、測定工程、データ処理工程および位置推定工程を主に有するものである。このうち測定工程は第２測定手段４Ｂで行う後述の作業内容を実行する工程になり、データ処理工程はデータ処理部５１で行う作業内容を実行する工程になり、下水流量推定工程は下水流量推定部５６で行う後述の作業内容を実行する工程になる。
【００８６】
◎第２測定手段
（光ファイバーケーブルとデータ取得機器）
まず、第２測定手段４Ｂにおける光ファイバーケーブル２およびデータ取得機器３は、実施の形態１に係る調査システム１Ａにおける第１測定手段４Ａの光ファイバーケーブル２およびデータ取得機器３と同じ構成からなるものである。
【００８７】
（トレーサ水投入機器）
次に、第２測定手段４Ｂにおけるトレーサ水投入機器６は、下水道管１０における単数または複数の注入箇所から下水９の温度とは異なる温度のトレーサ水２１を所定の流量および時間で下水道管１０内に流入させる機器である。
【００８８】
このトレーサ水投入機器６としては、例えば、トレーサ水２１を収容する貯水タンク、その貯水タンクから下水道管１０内にトレーサ水２１を送って注ぎ込む注水用パイプ、その注水用パイプ等にトレーサ水２１の流水量を調整する調整弁等で構成される機器が適用される。
また、トレーサ水２１の温度については、下水道管１０を流れる下水９の温度と異なる温度であればよく、例えば、下水道管１０に悪影響を与えない範囲で、下水９の温度よりも低い温度を採用するとよい。トレーサ水２１の温度設定（管理）は、そのトレーサ水として使う水を例えば氷等の手段で冷却すればよいが、加温する必要がある場合には電熱器等の手段で加温すればよい。
さらに、トレーサ水２１の流入させる際の流量や時間については、下水道管１０で流す予定の量（計画流量）の下水９に対する処理能力を超えるような過剰な流量になるような条件に設定することは避ける。この流量や時間としては、例えば、下水９の計画流量の１５％以下となる流量であって、６０秒間程度の時間だけ流入させるという条件に設定するとよい。
このトレーサ水投入機器６によるトレーサ水２１の流入作業は、図１３に例示されるように、下水道管１０の管内と直結しているマンホール１２（本例ではマンホール１２Ｂ）から行うことになる。
【００８９】
また、この調査システム１Ｂにおける第２解析手段５Ｂの下水流量推定部５６を説明する際にも実施の形態１等で使用した水理実験を同様に使用するが、この水理実験においては水投入装置１０５（図３）がトレーサ水投入機器６として代用される。水投入装置１０５により流入させる位置や水の条件（温度、流入量、時間）については、実施の形態１において既述したとおりである。
【００９０】
トレーサ水２１を下水道管１０における複数の注入箇所から投入する場合（例えば図３に二点鎖線で例示するように２つめの水投入装置１０５を設定する場合）は、トレーサ水投入機器６のその投入数に応じた数のトレーサ水投入機器６を用いることになる。この場合は、各トレーサ水投入機器６から投入するときのトレーサ水２１の条件（温度、流入量、時間）については、同じ条件に設定しても、あるいは異なる条件に設定してもよい。なおこの場合は、例えば、下水道管１０の下水９の流速を考慮しつつ、上流側の流入位置で流入させたトレーサ水が下流側のトレーサ水の流入位置に未達の状態あるいは通過後の状態になるよう注入開始時間などの条件を調整することが好ましい。
【００９１】
（第２測定手段によるデータの取得）
第２測定手段４Ｂでは、データ取得機器３が実施の形態１に係る調査システム１Ａや推定方法における第１測定手段（測定工程）のように温度の測定データを得る際にトレーサ水２１を流入させながら測定したときの温度の第２測定データとして得るよう構成されている。
すなわち、第２測定手段４Ｂでは、測定対象区間ＩＥの下水道管１０内に布設した光ファイバーケーブル２にレーザ光を入射させたときに温度の状況に応じて発生する散乱光を受光し、測定開始の基準時刻（ｔ0）からの各時刻および測定開始の基準位置（ｘ0）からの各位置に対応した温度の測定データとして得る際に、下水道管１０における単数または複数の注入箇所から所要数のトレーサ水投入機器６を介してトレーサ水２１を所定の流量および時間で流入させながら測定したときの温度の第２測定データとして得る。
このときの第２測定データは、トレーサ水２１が流入して下水９と混合される度に温度が下降または上昇するような変動した内容になる。
【００９２】
◎第２解析手段
（データ記憶部とデータ処理部）
次に、第２解析手段５Ｂにおけるデータ記憶部５０およびデータ処理部５１は、実施の形態１に係る調査システム１Ａにおける第１解析手段５Ａのデータ記憶部５０およびデータ処理部５１と同じ構成からなるものである。
【００９３】
次に、第２解析手段５Ｂにおける下水流量推定部５６は、第２測定手段４Ｂで得られる第２測定データのうち予め選定する下水道管１０内の所望の位置および測定時間帯に対応するデータ部分を、下記数式（２）、
Ｖit＝−[（Ｔft−Ｔxt）／（Ｔft−Ｔit）]・ｖxt  …（２）
に代入して得られる各流量Ｖitの値を、その所望の位置でのその所望の測定時間帯の各時刻ｔにおける下水９の流量（トレーサ水２１の流量を除いた流量）として推定する部分である。
数式（２）においてＶitはその測定時間帯の各時刻ｔにおける下水の流量、Ｔitは下水の水温、Ｔxtはトレーサ水の温度、Ｔftはトレーサ水が流入した後の下水の水温、ｖxtはトレーサ水の流量を示す。
【００９４】
この数式（２）は、数式（１）と同じ理論に基づいて導き出されたものである。
具体的には、実施の形態３において既述した熱量保存の法則が成立するとみなす観点から行った式の展開のうち展開６）で得られる式を更に以下の式に展開する。
８）  Ｖi＝−[（Ｔf−Ｔx）／（Ｔf−Ｔi）]・Ｖx
そして、数式（２）は、その展開８）で得られる式を各時刻ｔにおける下水の流量（Ｖit）の算出式として導き出したものである。
【００９５】
また、上記数式（２）におけるＴit（トレーサ水が流入する前の下水の水温）は、トレーサ水２１の流入位置よりも上流側の位置における下水道管１０内の下水９の温度を温度計等の計測器で実測した値や、第２測定データに基づいて図５に例示したようなコンター図を作成した後にそのコンター図においてトレーサ水２１の流入位置よりも上流側になる位置とそのトレーサ水２１の流入時刻よりも前の時刻とにおける温度の値（該当する位置および時刻での値でも、あるいは複数の値の平均値でもよい）が適用される。水理実験では、Ｔitとして前述したパイプ１０１に流す下水とみなす水の温度の２０．６℃を適用する。
【００９６】
また、上記数式（２）におけるＴxt（トレーサ水の温度）は、トレーサ水投入機器６から流入させるトレーサ水２１の温度を実測した値が適用される。水理実験では、Ｔxtとして前述した水投入装置１０５から流入させる水の温度の２．２℃を適用する。
また、上記数式（２）におけるＴft（トレーサ水が流入した後の下水の水温）Ｔitは、第２測定データに基づいて図５に例示したようなコンター図を作成した後にそのコンター図においてトレーサ水２１の流入位置よりも下流側になる位置（例えば１つ下流側の位置）とトレーサ水２１の流入開始時刻以後になる所定の経過時間帯の各時刻とにおける各温度の値が適用される。
【００９７】
さらに、上記数式（２）におけるｖxt（トレーサ水の流量）は、トレーサ水投入機器６において設定したトレーサ水２１の流量の値が適用される。水理実験では、ｖxtとして前述した水投入装置１０５から流入させる下水としての水の平均流量（９．６Ｌ／min）の１５％に相当する値である１．５（Ｌ／min）を適用した。
【００９８】
図１５に、下水流量推定部５６において上記データ部分を数式（２）に代入したときに得られる流量Ｖitの一例を示す。この例では、所定の経過時間帯として水理実験における水投入装置１０５から水を投入し始めた時刻の１６：００：３０から約６０sec経過するまでの時間帯を採用している。
【００９９】
このときに得られた各流量Ｖitの値は、例えば、実施の形態１の調査システム１Ａおよび推定方法により推定した浸入水の流入位置での上記経過時間帯の各時刻ｔにおける下水の流量として推定される。この際、上記推定した浸入水の流入位置は、基準位置から２．５ｍ下流側の下水道管１０の位置になる。これは、水理実験の場合ではトレーサ水２１（実際には水投入装置１０５からの水）の投入位置よりも上流側の下水道管１０の位置になる。上記経過時間帯は、実施の形態２の調査システム１Ａおよび推定方法により推定した浸入水の流入時刻から約６０sec経過する時間帯になる。
また、この下水流量推定部５６においては、必要であれば、数式（２）に代入したときに得られる各時刻ｔにおける下水の流量Ｖitの各値を平均した平均値（図１５の平均として示す値）まで算出するようにしてもよい。
【０１００】
（下水の推定流量と実験上の流量について）
下水流量推定部５６では、所定の経過時間帯（約６０sec間）における下水の流量の平均流量として９．５２Ｌ/secを下水の流量として推定することができる。
そして、上記水理実験では疑似的な下水としての水を９．６（Ｌ／min）の供給量で流入させていることから、この調査システム１Ｂまたは調査方法で推定した下水の平均流量の「９．５２Ｌ/sec」の値は、模擬的な（実際の）下水の流量にほぼ一致した結果になったことがわかる。
また、このような推定方法や調査システム１Ｂによれば、下水道管１０内の情報のうち特に下水の流量について簡易にしかも効率よく把握することができる。さらに、この推定方法や調査システム１Ｂによれば、測定対象区間ＩＥにおける下水道管１０の他の所望の位置における下水の流量についても推定して把握することが可能である。
最後に、このような推定方法や調査システム１Ｂは、その調査（測定）作業が終了した後は、光ファイバーケーブル２を含む第２測定手段４Ｂや第２解析手段５Ｂを調査現場から撤去することになる。
【０１０１】
［他の実施の形態］
この発明における推定方法や調査システムとしては、実施の形態１〜３で例示した推定方法および調査システムをすべて兼備する構成にしたものでもよい。
例えば、そのような構成の調査システムは、図２に図示している構成内容のものである。より具体的には、その構成の調査システムとは、第１測定手段４Ａに加えて、第１解析手段５Ａとしてデータ記憶部５０、データ処理部５１、位置推定部５２、時刻推定部５３および浸入水流量推定部５４のすべてを備えているものである。このような構成の検査システムやその推定方法によれば、下水道管１０内の情報のうち浸入水の流入位置（流入箇所）、流入開始時刻や流入停止時刻（流入時間）、および流量について簡易にしかも効率よく把握することができる。
【０１０２】
また、この発明における推定方法や調査システムとしては、実施の形態１、２で例示した推定方法および調査システムを兼備する構成にしたものでもよい。
このような構成の検査システムやその推定方法によれば、下水道管１０内の状態のうち浸入水の（流量を除く）流入箇所および流入時間について簡易にしかも効率よく把握することができる。
【０１０３】
さらに、実施の形態１〜４に係る推定方法や調査システムにおいては、以下の構成を付加することも可能である。
例えば、第１測定手段４Ａ（または第２測定手段４Ｂ）におけるデータ取得機器３と第１解析手段５Ａ（または第２解析手段５Ｂ）との間を、通信接続ケール７０等による優先式の通信方式に代えて、無線式の通信方式（インターネットを利用した通信を含む）で接続するように構成してもよい。
【０１０４】
この他、実施の形態１〜４に係る推定方法や調査システム（１Ａ，１Ｂ）においては、実際の下水道施設での測定に際して、例えば、光ファイバーケールブル２の破断やその破断部分の流下等の万が一のトラブル発生に備えて、測定対象区間ＩＥになる下水道管１０の部分（区域）のみの測定にとどまらず、例えばその下流側の下水道管の部分や下水道施設についても測定対象に加えて測定を行うとよい。
【符号の説明】
【０１０５】
１Ａ，１Ｂ…下水道管内の調査システム
２  …光ファイバーケーブル
３  …データ取得機器
４Ａ…第１測定手段
４Ｂ…第２測定手段
５Ａ…第１解析手段
５Ｂ…第２解析手段
６  …トレーサ水投入機器
９  …下水
１０…下水道管
１８…浸入水
２１…トレーサ水
５１…データ処理部
５１Ａ…第１データ処理部
５１Ｂ…第２データ処理部
５２…位置推定部
５３…時刻推定部
５４…浸入水流量推定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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