(57)【要約】【課題】信頼性の高い漏水検知システムを提供する。【解決手段】埋設管の漏水を検知するための複数の漏水検知端末と、複数の漏水検知端末の各々と通信網を介して接続されるセンタ側装置とを備える漏水検知システムであって、複数の漏水検知端末の各々は、埋設管内の振動を検知するセンサ部と、センサ部で検知した振動の振動データを処理する端末側処理部と、端末側処理部の処理結果をセンタ側装置に送信する端末側通信部と、を備え、センタ側装置は、複数の漏水検知端末の各々から送信された処理結果を受信するセンタ側通信部と、処理結果を処理するセンタ側処理部と、センタ側処理部で処理されたデータに含まれる漏水の振動データとは異なる振動データに基づいて、複数の漏水検知端末のうち近接して設置されている漏水検知端末間の時刻同期を行う時刻同期部と、を備えるようにした。【選択図】図１
2019095292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
埋設管の漏水を検知するための複数の漏水検知端末と、前記複数の漏水検知端末の各々と通信網を介して接続されるセンタ側装置とを備える漏水検知システムであって、
前記複数の漏水検知端末の各々は、
埋設管内の振動を検知するセンサ部と、
前記センサ部で検知した振動の振動データを処理する端末側処理部と、
前記端末側処理部の処理結果を前記センタ側装置に送信する端末側通信部と、を備え、
前記センタ側装置は、
前記複数の漏水検知端末の各々から送信された処理結果を受信するセンタ側通信部と、
前記処理結果を処理するセンタ側処理部と、
前記センタ側処理部で処理されたデータに含まれる漏水の振動データとは異なる振動データに基づいて、前記複数の漏水検知端末のうち近接して設置されている漏水検知端末間の時刻同期を行う時刻同期部と、を備える、
ことを特徴とする漏水検知システム。
【請求項２】
前記端末側処理部は、前記センサ部で検知された振動の振動データに基づいて漏水の発生度合いに関するデータを生成し、前記センサ部で検知された振動の振動データを周波数変換したデータを生成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の漏水検知システム。
【請求項３】
前記センタ側処理部は、前記端末側処理部により周波数変換されたデータのうち、背景信号に係る第１の周波数の組み合わせに関するデータに基づいて時間軸の補正を行い、漏水現象を示す漏水信号に係る第２の周波数の組み合わせに関するデータに基づいて漏水信号の時間差を算出する、
ことを特徴とする請求項２に記載の漏水検知システム。
【請求項４】
前記端末側処理部は、前記漏水の発生度合いに関するデータが漏水の発生を示すデータでない場合、前記端末側処理部により周波数変換されたデータを前記センタ側装置に送信しないように処理を行う、
ことを特徴とする請求項２に記載の漏水検知システム。
【請求項５】
前記複数の漏水検知端末の各々には、前記第１の周波数の組み合わせに係る設定パラメータが設置位置に応じて設定される、
ことを特徴とする請求項３に記載の漏水検知システム。
【請求項６】
埋設管の管路網に関するデータを保持する管路網データベースを備え、
前記管路網データベースには、前記端末側処理部が使用する設定パラメータが漏水検知端末ごとに記憶され、
前記センタ側処理部は、前記複数の漏水検知端末の各々に対して、対応する設定パラメータを前記センタ側通信部を介して送信し、
前記複数の漏水検知端末の各々は、前記センタ側装置より送信された設定パラメータを前記端末側通信部を介して受信し、前記端末側処理部の設定パラメータとして設定する、
ことを特徴とする請求項３に記載の漏水検知システム。
【請求項７】
前記管路網データベースには、前記第１の周波数の組み合わせに係る設定パラメータと前記第２の周波数の組み合わせに係る設定パラメータとが管路条件に対応して記憶され、
前記センタ側処理部は、前記複数の漏水検知端末の各々に対して、設置位置の管路条件に対応する設定パラメータを選択して送信する、
ことを特徴とする請求項６に記載の漏水検知システム。
【請求項８】
前記管路網データベースには、前記複数の漏水検知端末の位置情報が記憶され、
前記センタ側処理部は、
前記複数の漏水検知端末のうち近接する３つ以上の漏水検知端末の集合における近接する２つの漏水検知端末の組ごとに、時刻ずれを算出すると共に、算出した時刻ずれと第３の周波数の組み合わせに関するデータとに基づいて前記２つの漏水検知端末の振動検知時間の時間差を算出し、
前記位置情報に基づいて前記集合における近接する２つの漏水検知端末間の距離を算出し、算出した距離を管内音速で振動が伝播した場合の伝播時間を算出し、前記集合内の漏水検知端末を順番に伝播する際の各漏水検知端末の通過時刻の期待値を算出し、
算出した時間差と算出した期待値とに基づいて、前記集合内の漏水検知端末が正常に設置されているか否かを判定する、
ことを特徴とする請求項６に記載の漏水検知システム。
【請求項９】
前記複数の漏水検知端末のうち近接する複数の漏水検知端末のうちの一の漏水検知端末は、振動発生器を備え、
前記一の漏水検知端末は、前記センタ側装置からの振動の要求に基づいて、前記振動発生器により埋設管内に振動を発生させ、
前記近接する複数の漏水検知端末の各々は、前記振動発生器による振動を検知して処理した処理結果を前記センタ側装置に送信し、
前記時刻同期部は、前記処理結果に含まれる前記振動発生器による振動の振動データに基づいて、前記近接する複数の漏水検知端末について漏水検知端末間の時刻同期を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の漏水検知システム。
【請求項１０】
前記センタ側処理部は、前記複数の漏水検知端末のうちの選択した２つの漏水検知端末について、前記第１の周波数の組み合わせに関するデータついてのパワースペクトルの積算値と、前記２つの漏水検知端末の時間差の中央値と、前記時間差の分散値とに基づいて、前記２つの漏水検知端末間の時刻同期が正常に完了しているか否かを判定する、
ことを特徴とする請求項３に記載の漏水検知システム。
【請求項１１】
前記センタ側処理部による処理結果に係る表示を行う表示装置を備える、
ことを特徴とする請求項８または１０に記載の漏水検知システム。
【請求項１２】
埋設管の漏水を検知するための複数の漏水検知端末と、前記複数の漏水検知端末の各々と通信網を介して接続されるセンタ側装置とを備える漏水検知システムにおける漏水検知方法であって、
前記複数の漏水検知端末の各々が、埋設管内の振動を検知し、検知した振動の振動データを処理した処理結果を前記センタ側装置に送信する第１のステップと、
前記センタ側装置が、前記複数の漏水検知端末の各々から送信された処理結果を受信し、前記処理結果を処理し、処理したデータに含まれる漏水の振動データとは異なる振動データに基づいて、前記複数の漏水検知端末のうち近接して設置されている漏水検知端末間の時刻同期を行う第２のステップと、
を備えることを特徴とする漏水検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は漏水検知システムおよび漏水検知方法に関し、例えば埋設管の漏水を検知する漏水検知システムおよび漏水検知方法に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
水道局等の上水道事業者は、広範囲の配水区に対して水道サービスを提供している。日本国内では、高度成長期に配水設備が設置されてから６０年が経過し、配水設備の老朽化が進行している。そこで、耐震化を含めた更新事業を行っているが、いずれの事業体でも漏水が多発している現状がある。また、水道事業は、人口減少にともなう使用水量の減少による減収、事業職員数の減少の事業課題があり、有収水量を改善する漏水対策に関する効率的な解決策が求められている。
【０００３】
ここで、水道管路の漏水を検知する漏水探知機の種類および探知方法に関しては、「水道維持管理指針２００６」に開示されている（非特許文献１参照）。その中で位置推定も可能な探知方式として、相関式の漏水発見装置がある。この種類の漏水発見装置では、漏水地点を含む水道管路の２箇所に探査用のセンサを設置し、相関器により各センサまでの漏水音および振動の伝播時間差を求め、伝播時間差、センサ間の距離、および管路を伝播する音波の伝播速度より漏水箇所を発見する。
【０００４】
また、放送電波受信回路を設置し、各測定地点で漏洩音検出器より入力される漏洩音検出信号とともに放送受信信号を記録し、記録終了後、両装置の記録データを照合し、放送受信信号を基準として記録時間差を補正した上で、相関演算を行う方法が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−９０１０６号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】日本水道協会、「水道維持管理指針２００６」、２００６年７月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
これまで漏水に関しては、担当職員が現地に赴き、移動式の漏水探知機を使用して個別に漏水箇所の探査を行い、漏水箇所を特定し、その後の工事作業を計画していた。広範囲のサービスエリアを巡回して漏水調査を実施することは、維持管理のコスト面でも効率的ではない。今後の効率的な漏水対策方法として、広範囲に多地点の水道埋設管に安価なセンシング端末を配置し、遠隔監視により漏水の発生を検出し、高精度な漏水点位置の推定が行える監視システムを提供することが考えられる。
【０００８】
センシング端末のデータ通信方式としては、低電力無線通信ＬＰＷＡ（Low  Power  Wide  Access）の活用が有効と考えられる。しかしながら、通信網の仕様上の制約により、センシング端末間の時間同期が十分な精度で行えない場合がある。例えば、ＬＰＷＡの１つであるＬｏＲａアライアンスが規格化したＬｏＲａＷＡＮ規格では、通信モードによっては時刻同期の信号を受け取ることができない。また、長期間にわたる電池駆動で動作するための省電力運転のために、センシング端末は、通常動作モードと電力をほとんど消費しない休止モードとを繰り返す動作となるために、時間同期が不正確となる。漏水検知に使用する相関法では、正確な時間同期が必要となるため、正確な時間同期が必要となる。
【０００９】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、漏水検知端末間の時間同期をとることができる漏水検知システム等を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる課題を解決するため本発明においては、埋設管の漏水を検知するための複数の漏水検知端末と、前記複数の漏水検知端末の各々と通信網を介して接続されるセンタ側装置とを備える漏水検知システムであって、前記複数の漏水検知端末の各々は、埋設管内の振動を検知するセンサ部と、前記センサ部で検知した振動の振動データを処理する端末側処理部と、前記端末側処理部の処理結果を前記センタ側装置に送信する端末側通信部と、を備え、前記センタ側装置は、前記複数の漏水検知端末の各々から送信された処理結果を受信するセンタ側通信部と、前記処理結果を処理するセンタ側処理部と、前記センタ側処理部で処理されたデータに含まれる漏水の振動データとは異なる振動データに基づいて、前記複数の漏水検知端末のうち近接して設置されている漏水検知端末間の時刻同期を行う時刻同期部と、を設けるようにした。
【００１１】
また本発明においては、埋設管の漏水を検知するための複数の漏水検知端末と、前記複数の漏水検知端末の各々と通信網を介して接続されるセンタ側装置とを備える漏水検知システムにおける漏水検知方法であって、前記複数の漏水検知端末の各々が、埋設管内の振動を検知し、検知した振動の振動データを処理した処理結果を前記センタ側装置に送信する第１のステップと、前記センタ側装置が、前記複数の漏水検知端末の各々から送信された処理結果を受信し、前記処理結果を処理し、処理したデータに含まれる漏水の振動データとは異なる振動データに基づいて、前記複数の漏水検知端末のうち近接して設置されている漏水検知端末間の時刻同期を行う第２のステップと、を設けるようにした。
【００１２】
上記構成によれば、漏水検知端末で検知された振動の振動データに含まれる漏水の振動データとは異なる振動データに基づいて漏水検知端末間の時刻同期を行うことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、信頼性の高い漏水検知システム等を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施の形態による漏水探知システムの構成の一例を示す図である。
【図２】第１の実施の形態による漏水検知端末の設置例を示す図である。
【図３】第１の実施の形態による端末側処理部の構成の一例を示す図である。
【図４】第１の実施の形態による部分的な周波数範囲の一例を示す図である。
【図５】第１の実施の形態によるセンタ側装置の構成の一例を示す図である。
【図６】第１の実施の形態による漏水地点を説明するための図である。
【図７】第１の実施の形態による表示装置における表示例を示す図である。
【図８】第１の実施の形態による管路網データベースのデータ内容の一例を示す図である。
【図９】第１の実施の形態による端末側漏水検知処理に係るフローチャートの一例を示す図である。
【図１０】第２の実施の形態による確認処理に係るフローチャートの一例を示す図である。
【図１１】第２の実施の形態による漏水検知端末の構成の一例を示す図である。
【図１２】第２の実施の形態による第１の確認手法に対応する処理に係るフローチャートの一例を示す図である。
【図１３】第２の実施の形態による第２の確認手法に対応する処理に係るフローチャートの一例を示す図である。
【図１４】第３の実施の形態によるセンタ側装置が実行する処理に係るフローチャートの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１６】
（１）第１の実施の形態
図１において、１は全体として第１の実施の形態による漏水探知システムを示す。漏水探知システム１は、複数の漏水検知端末１００と、センタ側装置１２０とを含んで構成される。各漏水検知端末１００とセンタ側装置１２０とは、通信網１１０を介して通信可能に接続される。かかる漏水探知システム１では、広範囲の埋設管に漏水検知端末１００が配置され、遠隔監視により漏水の発生を検出し、高精度な漏水点の位置推定が可能である。以下では、その詳細について主に説明する。
【００１７】
漏水検知端末１００は、センサ部１０１、端末側処理部１０２、端末側通信部１０３、および電池部１０４を備える。センタ側装置１２０は、センタ側通信部１２１、センタ側処理部１２２、時刻同期部１２３、表示装置１２４、および管路網データベース１２５を備える。
【００１８】
漏水検知端末１００は、上水道のサービス圏内の配水区の埋設管（配水管、水道管）各所に分散して配置されるものである。センサ部１０１は、埋設管内の振動を検出し、振動データに変換する。端末側処理部１０２は、ＦＦＴ（ファスト・フーリエ変換処理）等の周波数解析手法により振動データを周波数データに変換する。端末側通信部１０３は、通信網１１０を介して、周波数データをセンタ側装置１２０に転送する。電池部１０４は、漏水検知端末１００の電力供給手段であり、漏水検知端末１００の各部に電力を供給する。
【００１９】
なお、漏水検知端末１００の機能（例えば、端末側処理部１０２）は、図示しないＣＰＵ（Central  Processing  Unit）がメモリにプログラムを読み出して実行すること（ソフトウェア）に実現されてもよいし、回路などのハードウェアにより実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアが組み合わされて実現されてもよい。
【００２０】
図２は、漏水検知端末１００の設置例を示す図である。図２には、マンホール蓋２０１、埋設管網に設置された仕切弁２０２、埋設管２０３、埋設管２０３上の地表面２０４が示されている。漏水検知端末１００は、マンホール蓋２０１が開かれ、マンホール内の仕切弁２０２の弁キャップ部分（仕切弁２０２を開閉するための操作部）に取り付けられ、埋設管２０３内の水を伝播する振動を検出する。
【００２１】
漏水検知端末１００は、上述のように仕切弁２０２の弁キャップ部分（設置箇所の一例）に設置され、長期間電池のみで動作しなければならないため、通信手段（端末側通信部１０３と通信網１１０）としては、低消費電力の方式で、数キロメートルの配水区を伝達できる方式を採用する。そのような通信網として、低電力無線通信網（ＬＰＷＡ）が挙げられ、そのＬＰＷＡの通信サービスの１つとして、ＬｏＲaＷＡＮ規格が今後の有力サービスの候補である。
【００２２】
漏水検知端末１００は、省電力のため、通常モードと休止モードとの２つの動作モードを持ち、２つの動作モードを自動的に切り替えて動作する。この制御は、端末側処理部１０２により実行される。通常モードは、漏水を検知するための動作モードであり、比較的電力を消費する動作モードであり、休止モードは、デジタル処理のクロック周波数を下げるなどして、ほとんど電力を消費しない動作モードである。運用の一例として、漏水検知端末１００は、外部ノイズが少ない深夜に毎日通常モードで動作し、埋設管の振動データを収集し、センタ側装置１２０にデータを転送する。それ以外の時間帯については、漏水検知端末１００は、休止モードで動作し、次の通常モードまで待機している。
【００２３】
上水道のサービス圏内の漏水検知端末１００全体については、同一時刻にデータ収集を実行するいくつかのグループに分類して運用する。ＬＰＷＡのサービス仕様上、漏水検知端末１００は、秒単位では合わされているが、ミリ秒単位の精度では時刻同期が取られていないことを前提とする。同一時刻にデータ収集を実行することを、センタ側装置１２０から上記グループ内の各漏水検知端末１００に要求する、または事前にプログラムすることにより、グループ内の漏水検知端末１００の取得したデータのデータ収集時間の大部分が重なるようにする。かかる構成により、センタ側装置１２０の計算処理で漏水検知端末１００間のデータの相関が計算可能となる。上記グループの漏水検知端末１００の数は、通信網１１０の設計に依存する。つまり、全体で１つのグループとなるか、または設置位置の近い漏水検知端末１００を集めた複数のグループとなる。グループの管理は、センタ側装置１２０の処理に任される。
【００２４】
センタ側装置１２０は、通信網１１０を介して、複数の漏水検知端末１００と通信を行う。センタ側通信部１２１は、漏水検知端末１００の設定パラメータ等のデータを送信データとして送信すると共に、漏水検知端末１００が送信した周波数変換された振動データ（周波数データ）を受信する。
【００２５】
漏水検知端末１００の送信データには、時刻同期に関するデータが含まれている場合があるが、そのデータからは漏水検知端末１００の送信データについて、十分な精度で時刻同期が取れない場合が予想される。この段階で想定される時刻同期の精度の一例としては、測定期間が３０秒程度に対して、時刻同期の誤差が１秒程度である。漏水検知端末１００間のデータの相関を計算するためには、ミリ秒単位、または入力データのサンプリングレートの時間間隔が必要である。
【００２６】
センタ側処理部１２２は、近接（隣接でもよい。）する漏水検知端末１００を２つ選択し、データ間の相関などを計算する。センタ側処理部１２２は、その計算において、時刻同期部１２３が実行する時間軸補正処理（観測地点２点のセンサ同期をとるための処理）により、漏水検知端末１００が送信したデータの時間軸を補正する。センタ側処理部１２２の処理結果は、管路網データベース１２５より読み出した埋設管の管路図に重畳して表示装置１２４により表示される。表示装置１２４は、カラーの画像表示装置であり、センタ側処理部１２２による処理結果に係る表示を行う。例えば、表示装置１２４は、対象の２つの漏水検知端末１００について、その間の埋設管上に漏水が検知された場合は、埋設管上の対応する位置に、赤色等の際立つ色、点滅、パターン等による漏水発生の表示を行う。表示装置１２４の表示例については後述する（図７参照）。
【００２７】
なお、センタ側装置１２０の機能（例えば、センタ側処理部１２２、時刻同期部１２３）は、図示しないＣＰＵがメモリにプログラムを読み出して実行すること（ソフトウェア）に実現されてもよいし、回路などのハードウェアにより実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアが組み合わされて実現されてもよい。
【００２８】
図３は、漏水検知端末１００の構成要素である端末側処理部１０２の構成の一例を示す図である。端末側処理部１０２は、データ入力部３０１、スペクトル解析部３０２、学習部３０３、対数尤度算出部３０４、設定パラメータ入力部３０５、閾値比較部３０６、出力部３０７、スペクトル中間データ生成部３０８、バッファ部３０９、および出力部３１０を備える。
【００２９】
センサ部１０１が取得した振動データは、データ入力部３０１より入力され、スペクトル解析部３０２で周波数解析が行われる。スペクトル解析部３０２は、埋設管の振動データとして一定の周波数範囲を対象として、パワースペクトル（電力スペクトル）の計算を行う。周波数範囲の一例は、埋設管の漏水現象に関係する信号周波数として、直流成分から１０００Ｈｚ程度の範囲である。したがって、センサ部１０１の標本周波数（サンプリング周波数）としては２キロヘルツ、またはそれ以上の周波数を使用する。なお、パワースペクトルは、埋設管内の振動状態を現し、時間と共に変化するため、一定の時間間隔で逐次算出される。
【００３０】
学習部３０３は、パワースペクトルについてモデルベースの学習または機械学習を実行する。例えば、学習部３０３は、予め設定された基本的なモデルパラメータを基に設置箇所に特有（例えば、自動販売機の振動）のモデルパラメータを学習する。学習モデルの一例として、ＧＭＭモデル（Gaussian  Mixture  Model）があり、正常時および漏水時（異常時）のパワースペクトルを学習させる。漏水時の学習が実施困難である場合は正常時のみの学習でもよい。その学習結果は、モデルパラメータ（または特徴量）としてデータ化して学習部３０３の内部に保持する。モデルパラメータは、必要に応じて、センタ側装置１２０に送信され、センタ側装置１２０の管路網データベース１２５に追加（記憶）して管理されるようにしてもよい。
【００３１】
なお、設置場所毎に、最初から学習を行うことに困難がある場合は、予め実験的な施設で取得した学習結果（モデルパラメータ）を、学習部３０３に外部から設定してもよい。
【００３２】
対数尤度算出部３０４は、逐次入力されるパワースペクトルと学習した正常時モデルのパワースペクトルおよび漏水時モデルのパワースペクトルとの間の複合的な対数尤度（モデルパラメータとパワースペクトルとの類似度を示すデータ）を算出する。なお、閾値比較部３０６は、対数尤度と後述の閾値とを比較して漏水の有無（正常時であるか異常時であるか）を識別する。
【００３３】
閾値比較部３０６は、対数尤度算出部３０４の算出結果と、設定パラメータ入力部３０５から入力される閾値とを逐次比較し、漏水が発生しているか否かの推定結果を示す２値の信号、すなわち、漏水判定結果を出力する。その信号（比較結果）は、出力部３０７より出力されると同時に、通信用のバッファ部３０９への制御信号として入力される。制御信号により、漏水発生している推定時と通常時とで、送信データのデータ内容を切り替えることが可能となる。
【００３４】
スペクトル中間データ生成部３０８は、データ入力部３０１から入力される振動データを処理し、相関法等の解析を行う周波数解析用のスペクトル中間データ（中間データ）を生成する。中間データの一例として、ＦＦＴスペクトル係数の複素係数データが挙げられる。複素係数データを用いることで、振幅の情報に加えて、位相情報を含めることができる。スペクトル中間データ生成部３０８の出力情報は、バッファ部３０９に入力され、一時蓄積される。
【００３５】
バッファ部３０９は、漏水判定結果、対数尤度、中間データの各データを入力とし、それらをバッファ（図示は省略）に一時蓄積する。バッファ部３０９は、出力部３１０を介してセンタ側通信部１２１と接続され、送信用バッファの動作を担う。
【００３６】
データ送信の一例として、漏水検知端末１００は、漏水判定結果により漏水が発生していると推定される場合は、対数尤度の情報および中間データを内部に格納し、出力部３１０より出力する。一方、漏水検知端末１００は、漏水判定結果が漏水発生なしと推定する場合は、対数尤度および中間データは入力されるものの、送信データ内容には含めず、出力部３１０からは漏水判定結果のみを出力する。これにより、送信データの容量を少なく抑えることができ、結果として漏水検知端末１００の消費電力を節約することができる。漏水が検出されるタイミングと中間データが生成されるタイミングとは同時ではないため、一時的にバッファ部３０９によりデータが蓄積され、送信が実行されるときにバッファ部３０９によりバッファからの読み出しが行われる。
【００３７】
ここで、中間データとしては、周波数の全範囲または部分的な周波数範囲に対応するデータが選択され、センタ側装置１２０に送信される。部分的な周波数範囲に制限する理由は、通信データ容量の削減である。かかる構成により、通信網１１０の仕様に合致させると同時に、消費電力を低減し、電池交換期間を長期化することができる。
【００３８】
図４は、部分的な周波数範囲の一例を示す図である。ここでは、２つの周波数の組み合わせ（周波数範囲）を示しているが、３つ以上を使用することも可能である。図４では、周波数ｆ１から始まる周波数の組み合わせ４０１、周波数ｆ２から始まる周波数の組み合わせ４０２を示す。周波数の組み合わせ４０１と周波数の組み合わせ４０２との周波数範囲が重なり範囲をもつことも許容される。また、周波数の組み合わせでは、周波数が連続している必要はなく、離散的であってもよい。なお、部分的な周波数範囲（周波数の組み合わせ）は、配管の太さ、種類などの管路条件によって周波数帯が変わるものであり、漏水探知システム１の設計段階で求められるものである。
【００３９】
これら周波数の組み合わせに対応した周波数の中間データが送信され、センタ側装置１２０でデータ処理される。なお、周波数の組み合わせ４０１、周波数の組み合わせ４０２は、センタ側装置１２０で識別される周波数の組み合わせである。
【００４０】
第１の周波数の組み合わせは、埋設管の振動に含まれる背景信号の周波数に対応するものであり、第２の周波数の組み合わせは、埋設管の振動の漏水現象に付随する周波数に対応するものとする。付言するならば、背景信号は、工場、線路などの大型設備からの振動を示す振動信号、川などによる振動を示す振動信号などである。
【００４１】
図５は、センタ側処理部１２２と時刻同期部１２３との両方を含むセンタ側装置１２０の構成の一例を示す図である。センタ側処理部１２２および時刻同期部１２３が実行するセンタ側漏水検知処理について説明する。
【００４２】
センタ側装置１２０は、端末データ選択部５０１、周波数選択部５０２、逆ＦＦＴ部５０３、相互相関関数算出部５０４、ピーク時間算出部５０５、周波数選択部５０６、逆ＦＦＴ部５０７、相互相関関数算出部５０８、ピーク時間算出部５０９、差分算出部５１０、出力部５１１、モデル学習部５１２、漏水判定部５１３、出力部５１４、および表示処理部５１５を備える。
【００４３】
端末データ選択部５０１は、管路網データベース１２５に格納（記憶）された位置情報に基づいて、近接する２つの漏水検知端末１００の送信データの組を選択し、入力を行う。入力されたデータの組のそれぞれについて、周波数選択部５０２は、周波数の選択を行う。この周波数の選択では、図４で説明した周波数の組み合わせのうち、背景信号に対応する第１の周波数の組み合わせが選択される。
【００４４】
周波数選択部５０２で選択されたデータについて、逆ＦＦＴ部５０３は、フーリエ逆変換により時間ドメインの波形データに復元処理する。
【００４５】
逆ＦＦＴ部５０３により、近接する２つの漏水検知端末１００のそれぞれの波形データが復元されるので、その波形データの組について、相互相関関数算出部５０４は、相互相関関数を計算する処理を実行する。相互相関関数においては、一定の遅延時間を持って同じ現象を観測したデータ系列については、その遅延時間に相当する時間差の点で相関値がピークを持つ特性がある。
【００４６】
ここで、近接する２つの漏水検知端末１００の背景信号については、同じタイミングでセンサ部１０１に到達して観測されるが、漏水検知端末１００の処理系により、データに遅延時間（時刻ずれ）を含んでいる。よって、ピーク時間算出部５０５は、相互相関関数のピーク時間を算出し、時刻ずれを出力する。なお、周波数選択部５０２、逆ＦＦＴ部５０３、相互相関関数算出部５０４、およびピーク時間算出部５０５の処理（破線で囲った範囲の処理）が、時刻同期部１２３の処理に対応する部分の一例である。
【００４７】
周波数選択部５０６は、端末データ選択部５０１から入力する近接する２つの漏水検知端末１００のデータから第２の周波数の組み合わせ、すなわち、漏水現象に対応する周波数を選択し、逆ＦＦＴ部５０７に通知する。
【００４８】
周波数選択部５０６で選択されたデータについて、逆ＦＦＴ部５０７は、フーリエ逆変換により時間ドメインの波形データに復元処理する。
【００４９】
逆ＦＦＴ部５０７により、近接する２つの漏水検知端末１００のそれぞれの波形データが復元されるので、その波形データの組について、相互相関関数算出部５０８は、相互相関関数を計算する処理を実行する。その計算結果は、２つの波形データの時間差に対する相関値であり、相互相関関数算出部５０４との違いは、対象の波形データが漏水現象に対応する漏水信号、すなわち、漏水成分である点である。
【００５０】
ピーク時間算出部５０９で相互相関関数のピーク時間を算出することにより、漏水成分の遅延時間が求まる。ここで求めた遅延時間は、差分算出部５１０により、ピーク時間算出部５０５の出力である時刻ずれの量が減算され、出力部５１１により出力される。出力部５１１で出力される値は、選択した近接する２つの漏水検知端末１００の観測結果に基づく、漏水成分の伝播遅延時間である。
【００５１】
図６に示すように、漏水が発生している漏水地点６０１が選択された２つの漏水検知端末６０２，６０３の間にある場合、伝播遅延時間は、漏水地点６０１からの振動波形の伝播時間の差（時間差ｔ）となる。時間差ｔと水中の振動波形の伝播速度（管内音速）ｃとより、漏水地点６０１から近い方の漏水検知端末６０２までの距離Ｌを下記の（数式１）より推定することができる。ここで、２つの漏水検知端末６０２，６０３の距離は、Ｄとする。
【００５２】
【数１】
2019095292.tif 000003
【００５３】
漏水地点６０１が２つの漏水検知端末６０２，６０３間の外である場合、伝播遅延時間は、２つの漏水検知端末６０２，６０３間を伝播する時間となる。この場合、計算上は、Ｌ＝０に相当し、信号が早く到達する漏水検知端末６０２または漏水検知端末６０３と同じ位置で漏水が発生している場合と同様となる。この場合の関係式は、（数式２）となる。
【００５４】
【数２】
2019095292.tif 000004
【００５５】
管内音速ｃは、配管６０４の種類、水質、水圧、温度などの条件により変化するが、漏水を発見した漏水検知端末６０２，６０３の組の隣の漏水検知端末１００のデータから（数式２）により、管内音速ｃの補正に関する情報を導くことができる。（数式２）を用いて求めた管内音速ｃをｃ１とした場合、その管内音速に基づく漏水地点６０１までの距離Ｌ１は（数式３）となる。
【００５６】
【数３】
2019095292.tif 000005
【００５７】
（数式１）のＬと（数式３）のＬ１の差分ΔＬを求め、漏水地点６０１までの推定距離の誤差とみなすことができる。
【００５８】
【数４】
2019095292.tif 000006
【００５９】
このように、標準的な音速ｃと測定した音速ｃ１とからΔＬを求めることにより、例えば、漏水工事の際に誤差を考慮して掘削することができるようになる。なお、センタ側装置１２０は、近接する２つの漏水検知端末１００の組み合わせ全ての処理結果を表示する。
【００６０】
モデル学習部５１２は、相互相関関数算出部５０８から入力される時刻同期前の漏水成分に関する相関データ、および、出力部５１１からの時刻同期後の伝播遅延時間の２種類の情報について、正常モデルからの距離を算出し、それを出力する。モデル学習の一例は、ＧＭＭであり、その場合の距離は対数尤度である。
【００６１】
漏水判定部５１３は、算出された距離を所定の閾値と比較することにより、漏水の発生の有無を判定し、その判定結果（漏水判定結果）を出力部５１４より出力する。
【００６２】
漏水判定結果は、表示処理部５１５で表示用の処理が実行され、表示装置１２４に表示される。ここでの表示用の処理とは、表示装置１２４の入力形式に合わせた変換であり、具体的には画像への変換処理である。
【００６３】
図７は、センタ側装置１２０の表示装置１２４における表示例を示す図である。図７では、表示処理部５１５が処理した結果の画像イメージの一部分のみを拡大表示したものが示されている。符号を付したものは、画像イメージ中の各要素であり、埋設管表示７００、漏水検知端末表示７０１Ａ，７０１Ｂ，７０１Ｃ、漏水検知端末１００の識別番号表示７０２Ａ，７０２Ｂ，７０２Ｃ、漏水度表示７０３Ａ，７０３Ｂ，７０３Ｃ、漏水検知端末１００の漏水状態表示７０４Ａ，７０４Ｂ，７０４Ｃ、漏水検知端末１００の時刻同期状態表示７０５Ａ，７０５Ｂ，７０５Ｃ、漏水発生の位置表示７０６である。なお、３つの漏水検知端末１００のそれぞれに対応して、Ａ、Ｂ、Ｃの符号を付加している。
【００６４】
表示装置１２４は、管路網データベース１２５を読み出して、管路図を地図上に重畳して表示するものであり、図７に示す画像イメージがさらに重畳して描かれることにより、地図上の地点と埋設管の状態とを対応付けて確認することができる。図７には示していないが、必要に応じて、背景部分に地図情報としての道路、建物などが描かれてもよい。
【００６５】
図７では、埋設管表示７００に接続する３つの漏水検知端末表示７０１Ａ，７０１Ｂ，７０１Ｃが、その識別番号表示７０２Ａ，７０２Ｂ，７０２Ｃと共に示されている。漏水検知端末１００単体で判定した単体の漏水度（漏水の発生度合いに関するデータの一例）は、漏水度表示７０３Ａ，７０３Ｂ，７０３Ｃで数値表示される。さらに、それを３段階のレベルで表示する部分が漏水状態表示７０４Ａ，７０４Ｂ，７０４Ｃであり、左からレベル「低」、「中」、「高」の表示となる。低中高の順番で漏水の発生度合いが高まることを意味する。この３レベルについては、色、形などを変えることにより、区別しやすくすることも考えられる。
【００６６】
時刻同期状態表示７０５Ａ，７０５Ｂ，７０５Ｃは、その漏水検知端末１００を含む近接の漏水検知端末１００間で時刻同期が正常に処理されているかの状態を示すものである。時刻同期が正常でない場合、相関法に基づく漏水点までの距離推定は正しく行えない可能性が高いことに留意する。なお、時刻同期が正常に処理されているか否かの判定方法については、後述の第３の実施の形態において説明する。
【００６７】
位置表示７０６は、漏水検知端末１００間（漏水検知端末表示７０１Ａ，７０１Ｂ）の配管上に検出した漏水点の位置を示している。地図上の距離関係を反映した位置に、位置表示７０６が設けられる。
【００６８】
図８は、管路網データベース１２５のデータ内容の一例を示す図である。管路網データベース１２５は、埋設管の管路網に関するデータを保持するデータベースであり、管路網情報８０１、管種Ａパラメータ８０２、管種Ｂパラメータ８０３、管種Ｃパラメータ８０４、端末設定パラメータ８０５を含んで構成される。ここでは、３種類の埋設管について、符号Ａ，Ｂ，Ｃを対応させて記載しているが、対応する管種の数により増減する。管種として、例えば、Ａは、鋳鉄管、Ｂは、ダクタイル鋳鉄管、Ｃは、塩化ビニール管に対応するなどが考えられる。管の内径、外形、厚みなどの要素で管種を増やしてもよい。
【００６９】
管路網情報８０１は、配水区の埋設管に関する管種情報、位置情報、埋設場所の情報（地上面の条件、高度、埋設土壌の条件を含む）、埋設管に接続している止水弁、制水弁など配水制御施設に関するデータ、マンホールの位置情報、設置した漏水検知端末１００全てに対応した設置位置とその運用状況とに関するデータである。それらのデータには、設置条件に加えて、観測した動作状態（たとえば、流量、水圧等）も含まれる。
【００７０】
管種Ａパラメータ８０２、管種Ｂパラメータ８０３、および管種Ｃパラメータ８０４の各々は、周波数の組み合わせに係る設定パラメータであり、管種に対応する漏水検知端末１００の設定パラメータに関する代表データである。
【００７１】
端末設定パラメータ８０５は、設置した漏水検知端末１００が使用する設定パラメータであり、全ての漏水検知端末１００の個々に対応した設定パラメータを独立したデータとして保持する。
【００７２】
漏水検知端末１００の運用開始時に、センタ側処理部１２２は、例えば、管路網情報８０１に基づいて管種に対応した管種パラメータ（８０２，８０３，８０４）のうちの１つを選択して端末設定パラメータ８０５に設定する。なお、端末設定パラメータ８０５は、センタ側通信部１２１を介して漏水検知端末１００に送信され、漏水検知端末１００（端末側処理部１０２）は、端末側通信部１０３を介して受信した端末設定パラメータ８０５を設定する。端末設定パラメータ８０５は、漏水検知端末１００の運用に伴い、適宜変更される。
【００７３】
図９は、漏水検知端末１００が実行する端末側漏水検知処理に係るフローチャートの一例を示す図である。
【００７４】
端末側処理部１０２は、所定のタイミング（センタ側装置１２０からの指示、プログラムされた時刻など）で端末側漏水検知処理を開始する（ステップＳ９０１）。
【００７５】
続いて、端末側処理部１０２は、漏水検知端末１００単体での漏水度（単体漏水度）を算出する（ステップＳ９０２）。単体漏水度は、対数尤度算出部３０４の出力である対数尤度の値に対応する。なお、単体漏水度は、時系列データであり、所定の観測時間に渡る複数個のデータからなるデータ列である。
【００７６】
続いて、端末側処理部１０２は、単体漏水度と設定された閾値との比較を行う（ステップＳ９０３）。端末側処理部１０２は、単体漏水度が閾値を超えると判定した場合、ステップＳ９０４に処理を移し、単体漏水度が閾値を超えないと判定した場合、ステップＳ９０５に処理を移す。なお、端末側処理部１０２は、単体漏水度が時系列データであるので、観測時間内のデータの中央値または平均値を代表値として閾値との比較を行う。
【００７７】
ステップＳ９０４では、端末側処理部１０２は、単体漏水度およびスペクトル中間データを端末側通信部１０３を介してセンタ側装置１２０に送信する。
【００７８】
ステップＳ９０５では、端末側処理部１０２は、単体漏水度のみを端末側通信部１０３を介してセンタ側装置１２０に送信する。
【００７９】
ステップＳ９０６では、端末側処理部１０２は、端末側漏水検知処理を終了する。
【００８０】
本実施の形態によれば、漏水検知端末１００を埋設管の止水弁等、設置可能な位置に分散して配置し、無線通信により、その状態を一定間隔（毎日の定刻時など）で送信し、センタ側装置１２０で受信したデータを集約し、個別の埋設管に関して詳細に分析し、サービス圏内を網羅的に遠隔監視することができる。
【００８１】
また、漏水検知端末１００が送信するデータに含まれる時刻同期の不正確さは時刻同期部１２３の働きにより除去されるため、相関法による高精度な漏水位置までの距離推定が可能となる。
【００８２】
また、漏水の発生状況は、管路図と共に表示され、水道管管理に有効な情報を提示することができる。
【００８３】
また、時刻同期処理のためにセンサ部１０１の検出信号を使用するため、特別な同期処理のための装置を追加することなく、マンホール内に漏水検知端末１００を設置した通常の運用状態で目的の時刻同期処理を実行することができる。
【００８４】
（２）第２の実施の形態
本実施の形態では、システム運用の継続をチェックでき、漏水検知端末１００の配置変更に伴う設置ミスをチェックできるシステム構成について説明する。例えば、漏水検知端末１００の設置作業により、近隣の漏水検知端末１００の位置を取り違えることは起こり得ることであり、それを確認する手段はシステム運用において重要である。
【００８５】
センタ側装置１２０の構成は、図１と同じであるが、その処理内容が異なる。処理内容については、図１０に示すフローチャートを用いて後述する。
【００８６】
漏水検知端末１００の構成については、設置ミスの確認手法に応じて、２通りの構成を例に挙げて説明する。第１の確認手法では、振動発生器１１０２を追加した漏水検知端末１１００を用い、漏水検知端末１１００の構成の一例を図１１に示す。第２の確認手法では、図１の漏水検知端末１００の構成と同一のものを用いる。また、第１の確認手法に対応した漏水検知端末１１００が実行する処理に係るフローチャートの一例を図１２に示し、第２の確認手法に対応した漏水検知端末１００が実行する処理に係るフローチャートの一例を図１３に示す。
【００８７】
なお、第１の確認手法によれば、センタ側装置１２０からの命令でいつでも確認を開始することができるが、第２の確認手法によれば、作業者が現場で漏水検知端末１００の設置時に、漏水検知端末１００を設置した付近で打音等の特別な振動を発生させる必要がある。以下、詳細について説明する。
【００８８】
図１０は、第１の確認手法における、センタ側装置１２０が実行する漏水検知端末１１００の設置位置の確認に関する確認処理に係るフローチャートの一例を示す図である。
【００８９】
センタ側処理部１２２は、所定のタイミング（定期的、指定時刻、管理者からの指示など）で確認処理を開始する（ステップＳ１００１）。
【００９０】
まず、センタ側処理部１２２は、確認端末（漏水検知端末１００および／または漏水検知端末１１００）としてＮ個（集合）を選択する（ステップＳ１００２）。ここで、Ｎは、設置位置を確認する確認端末の個数であり、３以上の数である。
【００９１】
続いて、センタ側処理部１２２は、確認端末Ｎ個のデータから近接する２つずつの中間データの組をつくり、時刻同期部１２３は、それぞれで時刻同期処理を行い、Ｎ個すべての時刻同期処理を完了する（ステップＳ１００３）。時刻同期処理の方法は、第１の実施の形態と同様であり、第１の周波数の組み合わせによる方法を用いる。
【００９２】
続いて、センタ側処理部１２２は、後述する第３の周波数の組み合わせについて、集合内の近接する２つの確認端末のデータ間（振動検知時間）の時間差を求める（ステップＳ１００４）。ここで求める時間差は、ステップＳ１００３で算出した時刻同期による補正を含めた値とする。センタ側処理部１２２は、確認端末Ｎ個に関して、近接する２つの確認端末の組み合わせすべてについて、上記の処理を行い、各確認端末を通過する振動の通過時刻を算出する。なお、第３の周波数の組み合わせは、確認端末間の位置関係を調べるために使用する振動の周波数成分であり、第１の確認手法では、漏水検知端末１１００に付加する振動発生器１１０２の振動成分に対応する。
【００９３】
また、ステップＳ１００２に続いて、センタ側処理部１２２は、選択したＮ個の確認端末について、管路網データベース１２５の位置情報を参照し、近接する２つの確認端末間の距離を求め、その距離を管内音速で振動が伝播した場合の伝播時間を計算し、確認端末Ｎ個を順番に伝播する際の各確認端末の通過時刻の期待値を求める（ステップＳ１００５）。
【００９４】
付言するならば、ステップＳ１００５の処理は、ステップＳ１００３およびステップＳ１００４と並行して行われてもよいし、ステップＳ１００３の前に行われてもよいし、ステップＳ１００４の後に行われてもよい。
【００９５】
続いて、センタ側処理部１２２は、ステップＳ１００４とステップＳ１００５とで求めた各確認端末の通過時刻を比較する（ステップＳ１００６）。具体的な計算方法としては、各確認端末の通過時刻のそれぞれについて、ステップＳ１００４の実際の値（実測値）とステップＳ１００５の期待値（理論値）との差分を計算することである。設置ミスがあり、確認端末の設置位置が入れ替わっている場合、所定の設置位置と異なる場所に設置する設置ミスがある場合、上記の比較結果（順序またはずれの大きさ）に現れるので、それにより設置ミスを識別することができる。
【００９６】
続いて、センタ側処理部１２２は、ステップＳ１００６の比較結果に基づいて、表示処理を行う（ステップＳ１００７）。より具体的には、センタ側処理部１２２は、各確認端末の設置が正常に行われたか否かを判定する（ステップＳ１００８）。センタ側処理部１２２は、正常に行われたと判定した確認端末については、ステップＳ１００９の処理を行い、正常に行われなかったと判定した確認端末については、ステップＳ１０１０の処理を行う。
【００９７】
ステップＳ１００９では、センタ側処理部１２２は、対応する確認端末について、設置位置の確認が正常に行えたことを意味する表示を行うように表示装置１２４に指示する。例えば、図７の表示例では、漏水検知端末表示７０１Ａ，７０１Ｂ，７０１Ｃの色、パターンを所定のものに設定するなどが、上記正常を意味する表示である。
【００９８】
ステップＳ１０１０では、センタ側処理部１２２は、対応する確認端末について、設置位置の確認が異常であることを意味異する警告表示を行うように表示装置１２４に指示する。具体的な警告のメッセージを表示することでもよいし、ステップＳ１００８と同様の方法で、警告を意味する色、パターンなどを用いる方法でもよい。
【００９９】
ステップＳ１０１１では、センタ側処理部１２２は、確認処理を終了する。
【０１００】
次に、第２の確認手法における、センタ側装置１２０による確認端末の設置位置に関する確認処理について説明する。当該確認処理は、基本的には図１０に示す処理の流れと同じである。異なる部分は、ステップＳ１００４で使用する第３の周波数の組みあわせであり、それ以外のステップＳ１００１からステップＳ１０１１の処理は同じ処理内容である。
【０１０１】
第２の確認手法では、作業者が現場で設置する漏水検知端末１００または漏水検知端末１１００の付近の配管部分に打音または手持ちの振動発生器による振動を加えるので、ステップＳ１００５では、その加えた振動に対応する周波数成分を第３の周波数の組み合わせとして設定する。なお、そこで用いる振動発生器が第１の確認手法で用いる振動発生器と同一の周波数特性であるならば、第３の周波数の組み合わせも一致し、第１の確認手法に対応する処理と同じになる。
【０１０２】
図１１は、第１の確認手法に対応する漏水検知端末１１００の構成の一例を示す図である。漏水検知端末１１００は、センサ部１０１、端末側処理部１１０１、振動発生器１１０２、端末側通信部１０３、および電池部１０４を備える。第１の実施の形態の漏水検知端末１００と同じ構成要素については同じ符号を割り当てている。
【０１０３】
漏水検知端末１１００の基本的な動作内容は、第１の実施の形態の漏水検知端末１００と同様である。振動発生器１１０２が追加となっており、その制御が追加になっている。
【０１０４】
端末側通信部１０３は、センタ側装置１２０からの振動発生の命令（振動の要求）を受信すると、その命令を端末側処理部１１０１に伝達する。端末側処理部１１０１は、その命令を受け、振動発生器１１０２を駆動し、一定時間だけ振動を発生させる。振動発生器１１０２の振動周波数は、第３の周波数の組み合わせに対応する周波数成分であり、第２の周波数の組み合わせに対応する漏水成分とは異なる周波数成分である。
【０１０５】
図１２は、漏水検知端末１１００が実行する第１の確認手法に対応する処理に係るフローチャートの一例を示す図である。この処理は、センタ側装置１２０からの要求に応じて、設置位置の確認のための処理を含む。
【０１０６】
端末側処理部１１０１は、所定のタイミングで（センタ側装置１２０からの指示、プログラムされた時刻など）に処理を開始する（ステップＳ１２０１）。
【０１０７】
端末側処理部１１０１は、センタ側装置１２０から命令を受信したか否かを判定し、受信したと判定した場合、ステップＳ１２０３に処理を移し、受信していないと判定した場合、処理を終了する（ステップＳ１２０２）。
【０１０８】
続いて、端末側処理部１１０１は、センタ側装置１２０からの命令に振動発生器１１０２での振動を命令する部分（振動の要求）が含まれているか否かを判定する（ステップＳ１２０３）。端末側処理部１１０１は、振動の要求が含まれていると判定した場合、ステップＳ１２０４に処理を移し、含まれていないと判定した場合、ステップＳ１２０５に処理を移す。
【０１０９】
ステップＳ１２０４では、端末側処理部１１０１は、振動発生器１１０２を駆動して振動を発生させる。この振動の周波数成分は、漏水成分とは異なる周波数成分であり、漏水成分の測定を同時に行えるようにしている。
【０１１０】
ステップＳ１２０５では、端末側処理部１１０１は、センサ部１０１を介して振動データを取得する処理を行う。この処理では、周波数成分として、第１の周波数の組み合わせ、第２の周波数の組み合わせ、および第３の周波数の組み合わせを含み得る振動データを取得する。
【０１１１】
続いて、端末側処理部１１０１は、端末側処理を実行し、単体漏水度およびスペクトル中間データを生成する（ステップＳ１２０６）。
【０１１２】
続いて、端末側処理部１１０１は、生成したデータを端末側通信部１０３を介してセンタ側装置１２０に送信する（ステップＳ１２０７）。端末側処理部１１０１は、センタ側装置１２０からの命令に振動発生器１１０２の振動の要求が含まれる場合、第３の周波数の組み合わせに対応するデータを含めて送信するように処理する。
【０１１３】
ステップＳ１２０８では、端末側処理部１１０１は、一連の処理を終了する。
【０１１４】
図１３は、漏水検知端末１００が実行する第２の確認手法に対応する処理に係るフローチャートの一例を示す図である。この処理は、センタ側装置１２０からの要求に応じて、設置位置の確認のための処理を含む。
【０１１５】
端末側処理部１０２は、所定のタイミングで（センタ側装置１２０からの指示、プログラムされた時刻など）に処理を開始する（ステップＳ１３０１）。
【０１１６】
端末側処理部１０２は、センタ側装置１２０から命令を受信したか否かを判定し、受信したと判定した場合、ステップＳ１３０３に処理を移し、受信していないと判定した場合、処理を終了する（ステップＳ１３０２）。
【０１１７】
続いて、端末側処理部１０２は、センタ側装置１２０からの命令に作業員による振動発生を指示する内容（振動の要求）が含まれているか否かを判定する（ステップＳ１３０３）。端末側処理部１０２は、振動の要求が含まれていると判定した場合、ステップＳ１３０５に処理を移し、含まれていないと判定した場合、ステップＳ１３０６に処理を移す。
【０１１８】
ステップＳ１３０４では、作業員がハンマーにより打音を発生させる、または手持ちの振動発生器等を用いて埋設管に振動を印加する。この振動の周波数成分は、第３の周波数の組み合わせに対応するものであり、漏水成分とは異なる周波数成分であるため、漏水成分の測定を同時に行えるようにしている。
【０１１９】
ステップＳ１３０５は、第３の周波数成分の振動を待ち受けるステップである。打音による印加または振動発生器による振動印加は、信号の強度としても、背景信号に含まれる強度を卓越しており、待ち受けが可能である。振動の要求がセンタ側装置１２０から指示された場合のみ、ステップＳ１３０５の待ち受けが行われる。
【０１２０】
ステップＳ１３０６では、端末側処理部１０２は、センサ部１０１を介して振動データを取得する処理を行う。この処理では、周波数成分として、第１の周波数の組み合わせ、第２の周波数の組み合わせ、および第３の周波数の組み合わせを含み得る振動データを取得する。
【０１２１】
続いて、端末側処理部１０２は、端末側処理を実行し、単体漏水度およびスペクトル中間データを生成する（ステップＳ１３０７）。
【０１２２】
続いて、端末側処理部１０２は、生成したデータを端末側通信部１０３を介してセンタ側装置１２０に送信する（ステップＳ１３０８）。端末側処理部１０２は、センタ側装置１２０からの命令に作業員による振動の要求が含まれる場合、第３の周波数の組み合わせに対応するデータを含めて送信するように処理する。
【０１２３】
ステップＳ１３０９では、端末側処理部１０２は、一連の処理を終了する。
【０１２４】
本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、分散して配置した漏水検知端末１００，１１００とセンタ側装置１２０とを用いて、無線通信により、サービス圏内を網羅的に遠隔監視し、相関法による高精度な漏水位置までの距離推定が実現できる。また、本実施の形態によれば、システム運営に伴う漏水検知端末１００，１１００の設置位置の変更に際して、設置ミスを検出する機能を備えたシステムを提供することができる。
【０１２５】
（３）第３の実施の形態
本実施の形態では、漏水検知端末１００間の時刻同期が取れない場合の検出方法および表示方法について説明する。
【０１２６】
図１４は、本実施の形態におけるセンタ側装置１２０が実行する処理に係るフローチャートの一例を示す図である。
【０１２７】
センタ側処理部１２２は、所定のタイミング（定期的、指定時刻、管理者からの指示など）で処理を開始する（ステップＳ１４０１）。
【０１２８】
センタ側処理部１２２は、漏水検知端末１００の対を選択する（ステップＳ１４０２）。
【０１２９】
続いて、時刻同期部１２３は、選択した２つの漏水検知端末１００のデータについて、時刻同期処理を行う（ステップＳ１４０３）。時刻同期処理の方法は、第１の実施の形態と同様であり、第１の周波数の組み合わせによる方法を用いる。
【０１３０】
続いて、センタ側処理部１２２は、第２の周波数の組み合わせについて、選択した２つの漏水検知端末１００のデータ間の時間差を求める（ステップＳ１４０４）。ここで求める時間差は、ステップＳ１４０３で算出した時刻同期による補正を含めた値とする。第２の周波数の組み合わせは、漏水成分に対応するものである。時間差については、データを観測時間に渡って集計し、その中央値および分散値を算出する。例えば、観測時間が３０秒であり、０．１秒ごとに観測した場合、３００個のデータが得られるので、３００個のデータの中央値および分散値が求められる。
【０１３１】
ここで求めた時間差の中央値は、漏水検知端末１００間の距離および管内音速で決まる一定の範囲内の値に収まっていなければならず、その範囲を逸脱する場合は時間差が不正な値と判断できる。
【０１３２】
また、時間差の分散値に関しても、一定の閾値を設定して、異常時を識別することが可能である。
【０１３３】
また、ステップＳ１４０２に続いて、センタ側処理部１２２は、第１の周波数の組み合わせについてのパワースペクトルの積算値（信号の電力）を算出する（ステップＳ１４０５）。パワースペクトルについては、センタ側装置１２０でスペクトル中間データから再計算してもよいし、漏水検知端末１００で計算したパワースペクトルを、漏水検知端末１００からセンタ側装置１２０に送信するようにしてもよい。また、パワースペクトルについては、選択した２つの漏水検知端末１００のパワースペクトルの積算値を算出して用いてもよいし、何れか一方のパワースペクトルの積算値を算出して用いてもよい。
【０１３４】
パワースペクトルの積算値についても、時刻同期が可能である場合は、一定の値以上であることが想定され、それに対応する閾値を設定して、異常時を識別することが可能である。
【０１３５】
付言するならば、ステップＳ１４０５の処理は、ステップＳ１４０３およびステップＳ１４０４と並行して行われてもよいし、ステップＳ１４０３の前に行われてもよいし、ステップＳ１４０４の後に行われてもよい。
【０１３６】
ステップＳ１４０６では、センタ側処理部１２２は、時間差の中央値、時間差の分散値、およびパワースペクトルの積算値の３つの特徴量に基づいて、時刻同期が正常に完了しているか否かを判定する。
【０１３７】
より具体的には、センタ側処理部１２２は、時間差の中央値が所定の範囲を超えていない、時間差の分散値が所定の閾値を超えていない、かつ、パワースペクトルの積算値が所定の値を超えていると判定した場合、正常に完了していると判定する。他方、センタ側処理部１２２は、時間差の中央値が所定の範囲を超えている、時間差の分散値が所定の閾値を超えている、またはパワースペクトルの積算値が所定の値以下であると判定した場合、正常に完了していないと判定する。
【０１３８】
センタ側処理部１２２は、正常に完了していると判定した場合、ステップＳ１４０７に処理を移し、正常に完了していないと判定した場合、ステップＳ１４０８に処理を移す。
【０１３９】
ステップＳ１４０７では、センタ側処理部１２２は、各漏水検知端末１００について、時刻同期処理が正常に行えたことを意味する表示を行うようにセンタ側処理部１２２に指示する。例えば、図７の表示例では、時刻同期状態表示７０５Ａ，７０５Ｂ，７０５Ｃの色、パターンを所定のものに設定するなどが、上記正常を意味する表示である。
【０１４０】
ステップＳ１４０８では、センタ側処理部１２２は、各漏水検知端末１００について、時刻同期処理が不正であることを意味する警告表示を行うように表示装置１２４に指示する。具体的な警告のメッセージを表示することでもよいし、ステップＳ１４０７と同様の方法で、警告を意味する色、パターンを用いる方法でもよい。
【０１４１】
ステップＳ１４０９では、センタ側処理部１２２は、一連の処理を終了する。
【０１４２】
本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、分散して配置した漏水検知端末１００とセンタ側装置１２０とを用いて、無線通信により、サービス圏内を網羅的に遠隔監視し、相関法による高精度な漏水位置までの距離推定が実現できる。また、本実施の形態では、時刻同期処理の異常を検出し、警告を表示する機能を備えた信頼性の向上したシステムを提供することができる。
【０１４３】
上述した構成によれば、遠隔監視によりサービス圏内を監視し、漏水発生時には、その発生をセンタ側装置に送信された情報より検出することができ、また、その発生箇所を漏水検知端末間の時間差の情報を用いて正確に推定できる。
【０１４４】
（４）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、本発明を漏水検知システムに適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々のシステムに広く適用することができる。
【０１４５】
また上述の実施の形態においては、振動発生器を用いて設置位置を確認する場合について述べたが、本発明はこれに限られない。例えば、近接する複数の漏水検知端末のうちの一の漏水検知端末は、振動発生器を備え、一の漏水検知端末は、センタ側装置からの振動の要求に基づいて、振動発生器により埋設管内に振動を発生させ、近接する複数の漏水検知端末の各々は、振動発生器による振動を検知して処理した処理結果をセンタ側装置に送信し、時刻同期部は、処理結果に含まれる振動発生器による振動の振動データ（振動の時間差）を用いて、近接する複数の漏水検知端末の漏水検知端末間の時刻同期を行うようにしてもよい。例えば、背景信号が弱いときに、振動発生器による振動信号が背景信号の役割を果たすように構成してもよい。
【０１４６】
また上述の実施の形態においては、第１の確認手法と第２の確認手法とのそれぞれについて述べたが、本発明はこれに限られない。例えば、上記２つの確認手法は、同じシステムで平行して実施することが可能である。全ての漏水検知端末１００が振動発生機能を持つ必要はないので、設置する漏水検知端末１００のうち選択した一部の漏水検知端末１００について、その機能がある漏水検知端末１１００で置き換え、その機能があるものについては第１または第２の確認手法を実行し、その機能がない漏水検知端末１００については第２の確認手法を実行してもよい。
【０１４７】
また上述の実施の形態においては、端末設定パラメータ８０５が通信によって漏水検知端末１００に設定される場合について述べたが、本発明はこれに限らず、端末設定パラメータ８０５が手動で（例えば、作業員により）漏水検知端末１００に設定されてもよい。
【０１４８】
また上述の実施の形態においては、センタ側装置１２０が管路網データベース１２５を備える場合について述べたが、本発明はこれに限らず、データベースサーバなどの情報処理装置を設け、情報処理装置が管路網データベース１２５を備えるようにしてもよい。
【０１４９】
また上述の実施の形態においては、漏水検知端末１００が仕切弁の弁キャップ部分に設置される場合について述べたが、本発明はこれに限らず、埋設管に直接設置されてもよいし、その他の配管設備に設置されてもよい。
【０１５０】
上述した構成については、本発明の要旨を超えない範囲において、適宜に、変更したり、組み替えたり、組み合わせたり、省略したりしてもよい。
【符号の説明】
【０１５１】
１……漏水探知システム、１００……漏水検知端末、１０１……センサ部、１０２……端末側処理部、１０３……端末側通信部、１０４……電池部、１１０……通信網、１２０……センタ側装置、１２１……センタ側通信部、１２２……センタ側処理部、１２３……時刻同期部、１２４……表示装置、１２５……管路網データベース。
【図１】
2019095292.tif 000007
【図２】
2019095292.tif 000008
【図３】
2019095292.tif 000009
【図４】
2019095292.tif 000010
【図５】
2019095292.tif 000011
【図６】
2019095292.tif 000012
【図７】
2019095292.tif 000013
【図８】
2019095292.tif 000014
【図９】
2019095292.tif 000015
【図１０】
2019095292.tif 000016
【図１１】
2019095292.tif 000017
【図１２】
2019095292.tif 000018
【図１３】
2019095292.tif 000019
【図１４】
2019095292.tif 000020