(57)【要約】【課題】機器の保守コストや運用事業者の管理コストを低減することができる水運用支援装置、水運用支援方法、およびプログラムを提供することである。【解決手段】実施形態の水運用支援装置は、計画値取得部と、実測値取得部と、優先度判定部と、制御指示部とを持つ。計画値取得部は、各配水池の流入量計画値と水位計画値を第１の周期毎に取得する。実測値取得部は、各配水池の水位実測値を前記第１の周期よりも短い第２の周期毎に取得する。優先度判定部は、前記流入量計画値に基づく各配水池の流入量制御の優先度を、前記第２の周期毎に前記流入量計画値の時間変化と前記水位実測値から前記水位計画値の差分とに基づいて定める。制御指示部は、前記流入量計画値に基づく各配水池の流入量制御を、前記優先度判定部が判定した優先度に基づいて指示する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各配水池の流入量計画値と水位計画値を第１の周期毎に取得する計画値取得部と、
各配水池の水位実測値を前記第１の周期よりも短い第２の周期毎に取得する実測値取得部と、
前記流入量計画値に基づく各配水池の流入量制御の優先度を、前記第２の周期毎に前記流入量計画値の時間変化と前記水位実測値から前記水位計画値の差分とに基づいて定める優先度判定部と、
前記流入量計画値に基づく各配水池の流入量制御を、前記優先度判定部が判定した優先度に基づいて指示する制御指示部と、
を備える水運用支援装置。
【請求項２】
前記優先度判定部は、前記流入量計画値の時間変化が前記差分の時間変化と逆相である配水池の流入量制御の優先度を、前記差分と同相である配水池の流入量制御の優先度よりも高く定める請求項１に記載の水運用支援装置。
【請求項３】
前記優先度判定部は、前記流入量計画値の時間変化と前記差分が逆相である配水池の流入量制御の優先度を、前記差分と同相である配水池もしくは前記差分が０である配水池の流入量制御の優先度よりも高く定める請求項１又は請求項２に記載の水運用支援装置。
【請求項４】
前記優先度判定部は、水位の制御限界から前記水位実測値の差分が大きい配水池ほど高くなるように流入量制御の優先度を定める請求項１から請求項３のいずれかに記載の水運用支援装置。
【請求項５】
前記流入量の変更量が所定の変更量の閾値よりも小さくなるように、前記流入量を前記第２の周期よりも短い第３の周期毎に調整する調整部、
を備える請求項１から請求項４のいずれかに記載の水運用支援装置。
【請求項６】
水運用制御装置が、
各配水池の流入量計画値と水位計画値を第１の周期毎に取得する計画値取得ステップと、
各配水池の水位実測値を前記第１の周期よりも短い第２の周期毎に取得する実測値取得ステップと、
前記流入量計画値に基づく各配水池の流入量制御の優先度を、前記第２の周期毎に前記流入量計画値の時間変化と前記水位実測値から前記水位計画値の差分とに基づいて定める優先度判定ステップと、
前記流入量計画値に基づく各配水池の流入量制御を、前記優先度判定ステップで判定した優先度に基づいて指示する制御指示ステップと、
を有する水運用支援方法。
【請求項７】
水運用制御装置のコンピュータを、
各配水池の流入量計画値と水位計画値を第１の周期毎に取得する計画値取得部と、
各配水池の水位実測値を前記第１の周期よりも短い第２の周期毎に取得する実測値取得部と、
前記流入量計画値に基づく各配水池の流入量制御の優先度を、前記第２の周期毎に前記流入量計画値の時間変化と前記水位実測値から前記水位計画値の差分とに基づいて定める優先度判定部と、
前記流入量計画値に基づく各配水池の流入量制御を、前記優先度判定部が判定した優先度に基づいて指示する制御指示部と、
として機能させるためのコンピュータ読み込み可能なプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、水運用支援装置、水運用支援方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
広域上水道における水運用装置においては、最終的な水の需要予測に基づいて最適な水運用計画（最適水運用計画）を作成し、作成した最適水運用計画に従って水運用を行う場合がある。需要予測、最適水運用計画として、従来から様々な方法が提案されている。
しかし、需要予測の結果と実績との偏差が生じるため、当初の最適水運用計画のままの水運用では、当初計画時の水位を保持できず、許容範囲を超える場合がある。すなわち、当初の最適水運用計画のままの水運用は、適切ではない場合があった。そのため、最適水運用計画を所定の周期で再計算又は修正することが提案されているが、その再計算や修正が頻繁に起こると、機器の保守コスト、運用事業者の管理コストが増大する場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、機器の保守コストや運用事業者の管理コストを低減することができる水運用支援装置、水運用支援方法、およびプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の水運用支援装置は、計画値取得部と、実測値取得部と、優先度判定部と、制御指示部とを持つ。計画値取得部は、各配水池の流入量計画値と水位計画値を第１の周期毎に取得する。実測値取得部は、各配水池の水位実測値を前記第１の周期よりも短い第２の周期毎に取得する。優先度判定部は、前記流入量計画値に基づく各配水池の流入量制御の優先度を、前記第２の周期毎に前記流入量計画値の時間変化と前記水位実測値から前記水位計画値の差分とに基づいて定める。制御指示部は、前記流入量計画値に基づく各配水池の流入量制御を、前記優先度判定部が判定した優先度に基づいて指示する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態の水運用支援装置を組み込んだ水運用システムの構成を示すブロック図。
【図２】第１の実施形態に係る計画実施判定部の構成の一例を示すブロック図。
【図３】第１の実施形態の水運用支援処理の一例を示すフローチャート。
【図４】第１の実施形態の優先度判定処理の一例を示すフローチャート。
【図５】第１の実施形態における流入量計画値の例を示す図。
【図６】第１の実施形態による水位の例を示す図。
【図７】第１の実施形態における送水量の例を示す図。
【図８】第２の実施形態の水運用支援装置を組み込んだ水運用システムの構成の一例を示すブロック図。
【図９】第２の実施形態における流入量計画値の例を示す図。
【図１０】第２の実施形態における送水量の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施形態の水運用支援装置、水運用支援方法、およびプログラムを、図面を参照して説明する。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の水運用支援装置１０を組み込んだ水運用システム１の構成の一例を示すブロック図である。
水運用システム１は、水運用支援装置１０と、浄水池２１、送水ポンプ２２、配水池流入弁２３、配水池２４、配水区２５ならびに配水監視制御装置２０を含む配水設備Ｗｄと、配水情報統計部２６、需要予測部２７、需要予測結果記憶部２８ならびに最適水運用計画部２９を含む水運用計画機器群Ｏｐとを有する。水運用支援装置１０は、水運用計画機器群Ｏｐと配水設備Ｗｄとの間に組み込まれる。
【０００９】
以下の説明では、水運用計画機器群Ｏｐを構成する各構成部が水運用支援装置１０とは、別体の機器で実現される場合を例にする。
但し、この例には限られず、水運用計画機器群Ｏｐを構成する構成部（例えば、配水情報統計部２６）の一部又は全部は、水運用支援装置１０と一体化して構成されてもよい。
また、配水設備Ｗｄにおいて、１つ又は複数の送水ポンプ２２、複数の配水池流入弁２３は、配水池２４と対応付けられている。なお、送水ポンプ２２、配水池流入弁２３等、複数個存在する構成又はその可能性がある構成については、特に断らない限り同一の符号を付して総称する。例えば、複数の送水ポンプ２２や、そのいずれかを、それぞれ単に送水ポンプ２２と呼ぶことがある。
【００１０】
配水設備Ｗｄにおいて、配水監視制御装置２０は、水運用支援装置１０から配水池２４毎の制御対象情報と制御量情報を受信する。配水監視制御装置２０は、制御対象情報が示す送水ポンプ２２の送水量、配水池流入弁２３の流入量を、制御量情報に基づいて制御する。また、配水監視制御装置２０は、各浄水池２１の水位、各配水池２４の水位を常時検出することにより監視する。
【００１１】
配水監視制御装置２０は、監視した配水情報を、水運用計画機器群Ｏｐの配水情報統計部２６に常時通知する。配水情報は、各浄水池２１の水位（浄水池水位）、各送水ポンプ２２の送水量（ポンプ送水量）、各配水池２４の流入量（配水池流入量）とその水位（配水池水位）を含む情報である。つまり、配水情報は、配水設備Ｗｄにおける各種の実測値（浄水池水位、ポンプ送水量、配水池流入量、配水池水位）を含む情報である。
また、配水監視制御装置２０は、監視した配水情報のうち、各配水池２４の水位の実測値（水位実測値）ＪＭＬを、水運用支援装置１０の計画実施判定部１２に随時通知する。
【００１２】
配水情報統計部２６は、配水監視制御装置２０から通知された配水情報に基づき各配水池２４の配水需要量ＷＳｏの統計データを生成し、生成した統計データを蓄積する。配水情報統計部２６は、蓄積した統計データを需要予測部２７に出力する。
【００１３】
需要予測部２７は、配水情報統計部２６から入力各配水池２４の配水需要量ＷＳｏの統計データに基づき、予め定めた第１の周期Ｔ（例えば、１時間）毎にその時点（現時刻）Ｔｎより後の一定期間内の各配水池の配水需要量ＷＳｏの予測値ｑを計算する。需要予測部２７は、計算した予測値ｑを需要予測結果記憶部２８に記憶させる。なお、Ｔｎは、第１の周期Ｔで離散化された離散時刻を示す。以下の説明では、単に時刻Ｔｎと呼ぶことがある。第１の周期が１時間である場合には、時刻Ｔｎは、例えば、分や秒の端数がつかない時刻である毎正時である。
【００１４】
最適水運用計画部２９は、第１の周期Ｔ毎に需要予測結果記憶部２８に記憶された各配水池２４の配水需要量ＷＳｏの予測値ｑに応じて、当該配水池２４の配水池流入量ＷＳｉの計画値（流入量計画値）ｅを計算する。流入量計画値ｅは、当該配水池２４の水位ＷＬをその計画値（水位計画値）ＰＬに沿った制御上限ＣＵと制御下限ＣＬとの範囲内に収めるために用いられる。最適水運用計画部２９は、各配水池２４について計算した流入量計画値ｅと水位計画値ＰＬを水運用支援装置１０の水運用計画スケジュール記憶部１１に記憶させる。
【００１５】
水運用支援装置１０は、その制御プログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、制御プログラムや作業データを記憶するメモリ等を有する電子計算機によって構成される。水運用支援装置１０は、制御プログラムを実行することで、水運用計画スケジュール記憶部１１、計画実施判定部１２、計画補正部１３、及び流量同調部１４の各機能を実現する。
【００１６】
計画実施判定部１２は、水運用計画スケジュール記憶部１１に記憶された各配水池２４の流入量計画値ｅならびに水位計画値ＰＬを取得し、配水監視制御装置２０から入力された水位実測値ＪＭＬを第２の周期ｔ毎に取得する。第２の周期ｔは、上述した第１の周期Ｔよりも短い時間（例えば、５分）である。第２の周期ｔは、第１の周期Ｔを配水池２４の個数Ｎｐで除算して得られる周期Ｔ’よりも短くてもよい。計画実施判定部１２は、各配水池２４について、取得した各配水池２４の流入量計画値ｅ、水位計画値ＰＬ、及び水位実測値ＪＭＬに基づいて配水池流入量ＷＳｉを増加または減少させるための制御（増減調整）を実行させる優先度を第２の周期ｔ毎に判定する。計画実施判定部１２は、各配水池２４について制御信号を、判定した優先度に応じた順序で第２の周期ｔ毎に計画補正部１３及び流量同調部１４に出力する。制御信号は、流入量計画値ｅ、水位計画値ＰＬ及び水位実測値ＪＭＬに対応づけられる信号であって、配水池流入量ＷＳｉを増加または減少させるための制御（増減調整）を指示する信号である。
【００１７】
以下の説明では、各配水池の流入量計画値ｅ、水位計画値ＰＬ、その両方、又はそれらを含む計画値のセットを「実施計画」又は「計画」と呼ぶことがある。流入量計画値ｅ、水位計画値ＰＬ又はその両者を用いて、配水池流入量ＷＳｉの増減調整を行うことを「計画を実施する」、「計画を採用する」、又は「計画採用」と呼ぶことがある。
【００１８】
計画補正部１３は、計画実施判定部１２から入力される各配水池２４の水位実測値ＪＭＬがその制御範囲ＣＵ〜ＣＬを逸脱しているか否かを判定する。計画補正部１３は、この判定を計画実施判定部１２が計画採用の優先度を判定した後に実行する。ＣＵ、ＣＬは、その制御範囲の制御上限、制御下限をそれぞれ示す。制御上限ＣＵ、制御下限ＣＬは、計画実施判定部１２から入力された流入量計画値ｅから所定の制御幅をそれぞれ加算、減算して算出される。
【００１９】
そして、水位実測値ＪＭＬがその制御範囲ＣＵ〜ＣＬを逸脱していると判断した場合は、計画補正部１３は、各配水池の流入量計画値ｅを水位実測値ＪＭＬが制御範囲ＣＵ〜ＣＬ内に収束する方向に補正する。例えば、計画補正部１３は、水位実測値ＪＭＬが制御上限ＣＵよりも大きい場合には、流入量計画値ｅを所定の補正量だけ減少させる。また、計画補正部１３は、水位実測値ＪＭＬが制御下限ＣＬよりも小さい場合には、流入量計画値ｅを所定の補正量だけ増加させる。
【００２０】
そして、計画補正部１３は、補正した流入量計画値ｅ、水位計画値ＰＬ、及び水位実測値ＪＭＬに基づいて、計画実施判定部１２と同様に配水池２４毎に優先度を判定してもよい。これにより、優先度が補正される。計画補正部１３は、各配水池２４について補正した流入量計画値ｅ、水位計画値ＰＬ及び水位実測値ＪＭＬに対応させて配水池流入量ＷＳｉの増減調整を指示する制御信号を流量同調部１４に出力する。計画補正部１３が優先度を補正した場合には、各配水池２４について補正した優先度に応じた順序で対応する制御信号を第２の周期ｔで流量同調部１４に出力する。
【００２１】
流量同調部１４は、計画実施判定部１２もしくは計画補正部１３から入力された制御信号に基づいて制御対象となる送水ポンプ２２や配水池流入弁２３とその制御量を決定する。送水ポンプ２２毎の送水対象の配水池やポンプ送水量の候補、配水池流入弁２３毎に流入対象の配水池や流入量の候補は予め定められている。そこで、流量同調部１４は、制御信号が示す配水池２４について、入力された水位実測値ＪＭＬが水位計画値ＰＬに近づくように、その制御対象の送水ポンプ２２と制御量であるポンプ送水量の変更量を定め、制御対象の配水池流入弁２３と制御量である流入量の変更量を定める。送水量の変更量は、流入量の変更量にほぼ対応する。但し、降雨や蒸発により送水量と流入量との差分が変動することがある。
流量同調部１４は、配水池２４毎に定めた制御対象情報とその制御量を配水監視制御装置２０に出力する。
【００２２】
次に、第１の実施形態に係る計画実施判定部１２の構成について説明する。
図２は、第１の実施形態に係る計画実施判定部１２の構成の一例を示すブロック図である。
計画実施判定部１２は、実測値取得部１２１、計画値取得部１２２、計画期間判定部１２３、優先度判定部１２４、及び制御指示部１２５を含んで構成される。
【００２３】
実測値取得部１２１は、配水監視制御装置２０が監視した各配水池２４の水位実測値ＪＭＬを第２の周期ｔ毎に取得し、優先度判定部１２４に出力する。
計画値取得部１２２は、水運用計画スケジュール記憶部１１から第１の周期Ｔ毎に計算された配水池２４毎の流入量計画値ｅと水位計画値ＰＬを読み取り、読み取った流入量計画値ｅと水位計画値ＰＬを優先度判定部１２４に出力する。
【００２４】
計画期間判定部１２３は、計画値取得部１２２が取得した配水池２４毎の流入量計画値ｅに基づいて、その時点Ｔｎでの計画が増加計画期間にあるか減少計画期間にあるかを判定する。増加計画期間とは、流入量計画値ｅが増加方向に変化する期間であり、減少計画期間とは、当該流入量計画値ｅが減少方向に変化していく期間である。
【００２５】
優先度判定部１２４は、計画値取得部１２２が取得した流入量計画値ｅ、水位計画値ＰＬ、及び実測値取得部１２１が取得した水位実測値ＪＭＬに基づいて、配水池２４毎の計画採用の優先度を第２の周期ｔ毎に判定する。ここで、優先度判定部１２４は、流入量計画値ｅの時間変化と水位実測値ＪＭＬから水位計画値ＰＬの差分である相対水位ΔＪＭＬとに基づいてその配水池２４の優先度を第２の周期ｔ毎に定める。以下の説明では、相対水位ΔＪＭＬを単に水位ΔＪＭＬと呼ぶ。ここで、優先度判定部１２４は、流入量計画値ｅの時間変化が水位ΔＪＭＬの時間変化と逆相である配水池２４の優先度を、水位ΔＪＭＬの時間変化と同相である配水池２４の優先度よりも高く定めてもよい。逆相であるとは、その正負もしくは変化方向が逆であることを意味する。例えば、流入量計画値ｅの時間変化が水位ΔＪＭＬの時間変化と逆相とは、流入量計画値ｅが時間経過に応じて増加する場合、水位ΔＪＭＬが時間経過に応じて減少することを意味する。なお、同相であるとは、その正負もしくは変化方向が同じであることを意味する。例えば、流入量計画値ｅの時間変化が水位ΔＪＭＬの時間変化と同相とは、流入量計画値ｅが時間経過に応じて増加する場合、水位ΔＪＭＬも時間経過に応じて増加することを意味する。
【００２６】
また、優先度判定部１２４は、流入量計画値ｅの時間変化が水位ΔＪＭＬと逆相である配水池２４の優先度を、水位ΔＪＭＬと同相である配水池２４もしくは水位ΔＪＭＬが０である配水池２４の優先度よりも高く定めてもよい。例えば、流入量計画値ｅの時間変化が時間変化に応じて増加する場合、優先度判定部１２４は、水位ΔＪＭＬが負である配水池２４の優先度を、水位ΔＪＭＬが正である配水池２４の優先度もしくは水位ΔＪＭＬが０である配水池２４の優先度よりも高く定める。
また、優先度判定部１２４は、配水池２４の水位の制御上限ＣＵ又は制御下限ＣＬから水位実測値ＪＭＬの差分が大きい配水池２４ほど高い優先度を定めてもよい。
【００２７】
具体的には、計画期間判定部１２３がその時点Ｔｎでの計画が増加計画期間にあると判定した場合、優先度判定部１２４は、次の（ａ１）〜（ａ３）の条件のうち、いずれの条件を満足するかを判定する。
（ａ１）水位実測値ＪＭＬ＜水位計画値ＰＬ、かつ、水位ΔＪＭＬが時間経過に応じて低下。
（ａ２）水位実測値ＪＭＬ＜水位計画値ＰＬ、かつ、水位ΔＪＭＬが時間経過に応じて上昇。
（ａ３）水位実測値ＪＭＬ≧水位計画値ＰＬ。
【００２８】
条件（ａ１）〜（ａ３）のそれぞれには、優先度１〜３が対応付けられている。この例では、優先度１〜３の降順に優先度が予め定められている。優先度１が最も優先度が高く、優先度３が最も優先度が低い。そして、優先度判定部１２４は、満足する条件に対応する優先度を、その配水池２４の優先度と定める。
【００２９】
なお、条件（ａ１）〜（ａ３）の少なくともいずれかを満足する配水池２４が複数ある場合には、優先度判定部１２４は、その複数の配水池２４のうち運用余裕度が高い配水池２４ほど高い優先度を定めてもよい。運用余裕度とは、水位実測値ＪＭＬから制御限界（制御上限ＣＵ又は制御下限ＣＬ）との差、つまり制御された水位が制御限界に達するまでの余裕の度合いを示す指標である。具体的には、優先度判定部１２４は、式（１）を用いて運用余裕度を算出する。
【００３０】
運用余裕度＝（制御上限ＣＵ−水位実測値ＪＭＬ）／（制御上限ＣＵ−水位計画値ＰＬ）…  （１）
【００３１】
式（１）は、運用余裕度が、配水池２４の水位の制御上限ＣＵから水位実測値ＪＭＬの差分を、制御上限ＣＵから水位計画値ＰＬの差分で正規化して計算されることを示す。
【００３２】
また、計画期間判定部１２３がその時点Ｔｎでの計画が減少計画期間にあると判定した場合、優先度判定部１２４は、次の（ｂ１）〜（ｂ３）の条件のうち、いずれの条件を満足するかを判定する。
（ｂ１）水位実測値ＪＭＬ＞水位計画値ＰＬ、かつ、水位ΔＪＭＬが時間経過に応じて上昇する場合。
（ｂ２）水位実測値ＪＭＬ＞水位計画値ＰＬ、かつ、水位ΔＪＭＬが時間経過に応じて低下又は不変である場合。
（ｂ３）水位実測値ＪＭＬ≦水位計画値ＰＬ。
【００３３】
条件（ｂ１）〜（ｂ３）のそれぞれには、優先度１〜３が対応付けられている。この例では、優先度１〜３の降順に優先度が予め定められている。優先度１が最も優先度が高く、優先度３が最も優先度が低い。そして、優先度判定部１２４は、満足する条件に対応する優先度を、その配水池２４の優先度と定める。
【００３４】
なお、条件（ｂ１）〜（ｂ３）の少なくともいずれかを満足する配水池２４が複数ある場合には、優先度判定部１２４は、その複数の配水池２４のうち運用余裕度が高い配水池２４ほど高い優先度を定めてもよい。具体的には、優先度判定部１２４は、式（２）を用いて運用余裕度を算出する。
【００３５】
（制御下限ＣＬ−水位実測値ＪＭＬ）／（制御下限ＣＬ−水位計画値ＰＬ）…  （２）
【００３６】
式（２）は、運用余裕度が、配水池２４の水位の制御下限ＣＬから水位実測値ＪＭＬの差分を、制御下限ＣＬから水位計画値ＰＬの差分で正規化して計算されることを示す。
【００３７】
制御指示部１２５は、各配水池２４について配水池流入量ＷＳｉの増減調整を指示する制御信号を生成する。制御指示部１２５は、生成した制御信号を流入量計画値ｅ、水位計画値ＰＬ及び水位実測値ＪＭＬに対応させて、優先度判定部１２４が定めた優先度で、各配水池２４について第２の周期ｔ毎に計画補正部１３及び流量同調部１４に出力する。
【００３８】
なお、従来技術でも、流量同調部１４は、送水ポンプ２２の送水量の制御と配水池流入弁２３による流入量の制御とを連動する等により、送水に係る圧力変動を極力なくすことが試みられていた。しかし、流量の変化量が大きい場合には、圧力変動を抑制しきれないことがあった。水の需要予測、水運用計画の実施時刻を配水池２４間でずらすことも考えられるが、通例では、１時間毎に需要予測を行い、水運用計画を作成し、作成した計画を実施する。これは、運用データの管理は一定の時間帯毎に行われるため、需要予測、運用計画のデータのみに係る時刻のみが他のデータに係る時刻と異なると、データの管理が煩雑になることによる。
【００３９】
これに対し、本実施形態に係る水運用システム１において、上述したように需要予測部２７における需要予測、最適水運用計画部２９における水運用計画の作成は、運用計画の時間帯である第１の周期（例えば、１時間）毎に行う。他方、水運用支援装置１０の計画実施判定部１２は、配水池２４毎の計画採用の条件（ａ１）〜（ａ３）、（ｂ１）〜（ｂ３）を第１の周期よりも短い第２の周期毎に判定する。計画実施判定部１２は、計画採用の条件毎に優先度を設け、判定した条件に対応した優先度に基づいて計画を採用する。優先度が同じ配水池２４が複数ある場合には、運用上余裕がある配水池を優先して計画を採用する。これにより、計画採用のタイミングを分散させることにより、同時に複数の配水池２４への流入量を変更することを避けることで、送水ポンプ２２の送水量を急激に変動させないようにする。
【００４０】
図３は、第１の実施形態の水運用支援処理の一例を示すフローチャートである。計画実施判定部１２は、図２に示す処理のうちステップＳ１０１の処理を第１の周期Ｔ毎に実行し、ステップＳ１０２〜Ｓ１０７の処理を第２の周期ｔ毎に実行する。
【００４１】
（ステップＳ１０１）計画値取得部１２２は、水運用計画スケジュール記憶部１１から第１の周期Ｔ毎に計算された配水池２４毎の流入量計画値ｅと水位計画値ＰＬ（実施計画）を読み取る。計画値取得部１２２は、配水池毎に読み取った実施計画に当該配水池の有効な実施計画が含まれているか（計画あり）否かを判定する。計画値取得部１２２は、実施計画が含まれてない配水池について採用なしを示す実施計画を計画実施判定部１２の記憶部（図示せず）に保存する。その後、ステップＳ１０２に進む。
【００４２】
（ステップＳ１０２）計画実施判定部１２は、計画ありと判定された配水池のそれぞれについて、ステップＳ１０３〜Ｓ１０６の処理（ループ処理）を実行する。その後、ステップＳ１０７に進む。
（ステップＳ１０３）優先度判定部１２４は、現状の配水池、つまり処理対象の配水池について優先度（計画採用優先度）を判定する。優先度は、実施計画を採用する優先度、つまり、配水池２４毎の流入量計画値ｅに近づけるように配水池流入量ＷＳｉの増減調整を行う順序である。優先度判定処理については後述する。その後、ステップＳ１０４に進む。
【００４３】
（ステップＳ１０４）優先度判定部１２４は、現状の配水池に係る優先度と記憶部に保存された実施計画に係る優先度とを比較する。現状の配水池の優先度の方が高いと判定された場合には（ステップＳ１０４  ＞）、ステップＳ１０６に進む。現状の配水池の優先度と等しいと判定された場合には（ステップＳ１０４  ＝）、ステップＳ１０５に進む。現状の配水池の優先度の方が低いと判定された場合には（ステップＳ１０４  ＜）、ループ処理を終了する。なお、優先度判定部１２４は、計画ありと判定された配水池に係る優先度を、計画なしと判定された配水池に係る優先度よりも高いと判定する。
【００４４】
（ステップＳ１０５）優先度判定部１２４は、現状の配水池の運用余裕度と記憶部に保存された実施計画に係る運用余裕度とを比較する。現状の配水池の運用余裕度の方が高いと判定された場合には（ステップＳ１０５  ＞）、ステップＳ１０６に進む。現状の運用余裕度の方が低い、又は記憶部に保存された実施計画に係る運用余裕度と等しいと判定された場合には（ステップＳ１０５  ≦）、ループ処理を終了する。
（ステップＳ１０６）優先度判定部１２４は、現状の配水池２４の実施計画を計画実施判定部１２の記憶部に保存する。これにより、計画実施判定部１２の記憶部には、最も優先度が高い配水池２４の実施計画が記憶される。その後、ループ処理を終了する。
【００４５】
（ステップＳ１０７）制御指示部１２５は、計画実施判定部１２の記憶部に保存されている配水池２４の配水池の実施計画（配水池計画）を読み出す。計画実施判定部１２は、読み出した実施計画に基づいて制御信号を生成し、生成した制御信号を流量同調部１４に出力する。
そして、制御信号を出力した後、計画実施判定部１２は、その記憶部に保存した実施計画を消去する。その後、図３に示す処理を終了する。
【００４６】
図３に示す処理が実行されることより、各時刻ｔｍでは、その時点で最も優先度が高い配水池の実施計画が実施される。ｔｍは、第２の周期毎の離散時刻を示す。
【００４７】
次に、計画実施判定部１２における優先度判定処理について説明する。
図４は、第１の実施形態の優先度判定処理の一例を示すフローチャートである。次に説明する優先度判定処理は、ステップＳ１０３（図３）で第２の周期ｔ毎に実行される。
【００４８】
（ステップＳ２０１）実測値取得部１２１は、配水監視制御装置２０から、現状の配水池２４のその時点Ｔｎにおける水位実測値ＪＭＬを取得する。計画値取得部１２２は、水運用計画スケジュール記憶部１１から現状の配水池２４のその時点Ｔｎにおける水位計画値ＰＬを読み取る。実測値取得部１２１は、その時点Ｔｎの水位実測値ＪＭＬと水位計画値ＰＬとの差分である水位ΔＪＭＬを計算する。実測値取得部１２１は、その時点（現時刻）ｔｍの水位ΔＪＭＬから前時刻ｔｍ−１における水位ΔＪＭＬの差分である水位変化値ΔＪＭＬ’を計算（取得）する。前時刻ｔｍ−１は、その時点ｔｍよりも第２の周期ｔだけ過去の時刻である。その後、ステップＳ２０２に進む。
【００４９】
（ステップＳ２０２）計画期間判定部１２３は、現状の配水池２４について、配水池流入量ＷＳｉの計画が増加計画期間にあるか減少計画期間にあるかを判定する。例えば、その時点Ｔｎの流入量計画値ｅがその時点Ｔｎよりも第１の周期Ｔだけ過去の時刻（前時刻）Ｔｎ−１の流入量計画値ｅよりも大きいとき、計画期間判定部１２３は、その時点の計画が増加計画期間であると判定する。その時点Ｔｎの流入量計画値ｅが過去の時刻Ｔｎ−１の流入量計画値ｅよりも小さいとき、計画期間判定部１２３は、その時点の計画が減少計画期間であると判断する。
増加計画期間と判定された場合には（ステップＳ２０２  増加）、ステップ２０３ａに進む。減少計画期間と判定された場合には（ステップＳ２０２  減少）、ステップ２０３ｂに進む。
【００５０】
（ステップＳ２０３ａ）優先度判定部１２４は、現状の配水池２４について、水位実測値ＪＭＬと水位計画値ＰＬとを比較する。水位実測値ＪＭＬの方が小さいと判定された場合（ステップＳ２０３ａ  ＜）ステップＳ２０４ａに進む。水位実測値ＪＭＬの方が大きい、又は水位計画値ＰＬと等しいと判定された場合（ステップＳ２０３ａ  ≧）ステップＳ２０５ａに進む。
【００５１】
（ステップＳ２０３ｂ）優先度判定部１２４は、現状の配水池２４について、水位実測値ＪＭＬと水位計画値ＰＬとを比較する。水位実測値ＪＭＬの方が大きいと判定された場合（ステップＳ２０３ｂ  ＞）ステップＳ２０４ｂに進む。水位実測値ＪＭＬの方が小さい、又は水位計画値ＰＬと等しいと判定された場合（ステップＳ２０３ｂ  ≦）ステップＳ２０５ｂに進む。
【００５２】
（ステップＳ２０４ａ）優先度判定部１２４は、現状の配水池２４について、水位変化値ΔＪＭＬ’に基づいて水位低下中であるか否かを判定する。判定の際、優先度判定部１２４は、その時点ｔｍにおける水位変化値ΔＪＭＬ’が、予め定めた負の水位変化値の閾値よりも小さいとき水位低下中であると判定する。それ以外の場合、優先度判定部１２４は、水位低下中ではないと判定する。水位低下中であると判定された場合（ステップＳ２０４ａ  ＹＥＳ）、ステップＳ２０６ａに進む。水位低下中ではないと判定された場合（ステップＳ２０４ａ  ＮＯ）、ステップＳ２０７ａに進む。
【００５３】
（ステップＳ２０４ｂ）優先度判定部１２４は、現状の配水池２４について、水位変化値ΔＪＭＬ’に基づいて水位上昇中であるか否かを判定する。判定の際、優先度判定部１２４は、その時点ｔｍにおける水位変化値ΔＪＭＬ’が、予め定めた正の水位変化値の閾値よりも大きいとき水位上昇中であると判定する。それ以外の場合、優先度判定部１２４は、水位上昇中ではないと判定する。水位上昇中であると判定された場合（ステップＳ２０４ｂ  ＹＥＳ）、ステップＳ２０６ｂに進む。水位低下中ではないと判定された場合（ステップＳ２０４ｂ  ＮＯ）、ステップＳ２０７ｂに進む。
【００５４】
（ステップＳ２０５ａ）優先度判定部１２４は、現状の配水池２４について、ステップＳ２０４ａと同様に水位変化値ΔＪＭＬ’に基づいて水位低下中であるか否かを判定する。水位低下中であると判定された場合（ステップＳ２０５ａ  ＹＥＳ）、ステップＳ２０８ａに進む。水位低下中ではないと判定された場合（ステップＳ２０５ａ  ＮＯ）、ステップＳ２１０に進む。
【００５５】
（ステップＳ２０５ｂ）優先度判定部１２４は、現状の配水池２４について、ステップＳ２０４ｂと同様に水位変化値ΔＪＭＬ’に基づいて水位上昇中であるか否かを判定する。水位上昇中であると判定された場合（ステップＳ２０５ｂ  ＹＥＳ）、ステップＳ２０８ｂに進む。水位上昇中ではないと判定された場合（ステップＳ２０５ｂ  ＮＯ）、ステップＳ２１０に進む。
【００５６】
（ステップＳ２０６ａ）優先度判定部１２４は、現状の配水池２４について、優先度を優先度１と判定する。その後、ステップＳ２０９ａに進む。
（ステップＳ２０６ｂ）優先度判定部１２４は、現状の配水池２４について、優先度を優先度１と判定する。その後、ステップＳ２０９ｂに進む。
（ステップＳ２０７ａ）優先度判定部１２４は、現状の配水池２４について、優先度を優先度２と判定する。その後、ステップＳ２０９ａに進む。
（ステップＳ２０７ｂ）優先度判定部１２４は、現状の配水池２４について、優先度を優先度２と判定する。その後、ステップＳ２０９ｂに進む。
（ステップＳ２０８ａ）優先度判定部１２４は、現状の配水池２４について、優先度を優先度３と判定する。その後、ステップＳ２０９ａに進む。
（ステップＳ２０８ｂ）優先度判定部１２４は、現状の配水池２４について、優先度を優先度３と判定する。その後、ステップＳ２０９ｂに進む。判定された優先度は、優先度１、２、３の降順である。優先度１が最も優先度が高く、優先度３が最も優先度が低い。
【００５７】
（ステップＳ２０９ａ）優先度判定部１２４は、現状の配水池２４について、制御上限ＣＵ、水位実測値ＪＭＬ、及び水位計画値に基づいて運用余裕度を算出する。優先度判定部１２４は、運用余裕度を、式（１）を用いて算出する。その後、ステップＳ１０３に戻る。
（ステップＳ２０９ｂ）優先度判定部１２４は、現状の配水池２４について、制御下限ＣＬ、水位実測値ＪＭＬ、及び水位計画値に基づいて運用余裕度を算出する。優先度判定部１２４は、運用余裕度を、式（２）を用いて算出する。その後、ステップＳ１０３に戻る。
（ステップＳ２１０）優先度判定部１２４は、現状の配水池２４について、実施計画を採用しないと判定し、採用なしを示す実施計画を計画実施判定部１２の記憶部に保存する。その後、ステップＳ１０３に戻る。
【００５８】
なお、計画期間判定部１２３は、ステップＳ２０２の処理を第１の周期Ｔ毎に行ってもよい。また、ステップＳ２０２において、その時点Ｔｎの流入量計画値ｅが過去の時刻Ｔｎ−１の流入量計画値ｅと等しいと判定された場合には、計画期間判定部１２３は、次の処理を行ってもよい。ステップＳ２０４ａと同様に水位変化値ΔＪＭＬ’に基づいて水位低下中と判定される場合には、計画期間判定部１２３は、その時点の計画が増加計画期間であると判断してもよい。ステップＳ２０４ｂと同様に水位変化値ΔＪＭＬ’に基づいて水位上昇中と判定される場合には、計画期間判定部１２３は、その時点の計画が減少計画期間であると判断してもよい。また、その時点ｔｍでの水位変化値ΔＪＭＬ’が、予め定めた負の水位変化値の閾値以上であって正の水位変化値の閾値以下である場合には、ステップＳ２１０に進んでもよい。
【００５９】
次に、第１の実施形態に係る水運用支援処理における制御例について説明する。
次に説明する例では、制御対象の配水池２４の数は３個である。３個の配水池を、それぞれ配水池Ａ、Ｂ、Ｃと呼んで区別する。
図５は、第１の実施形態における流入量計画値の例を示す図である。
図５（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ配水池Ａ〜Ｃの計画値ならびに設定値の時間変化を示す。計画値は、水運用計画スケジュール記憶部１１に記憶された流入量計画値ｅである。設定値は、制御指示部１２５から制御信号と対応付けて出力される流入量計画値ｅである。計画値は、時刻ｔｍにおいて、配水池Ａ、Ｂ、ＣそれぞれについてＱＡ、ＱＢ、ＱＣ増加する。これに対し、設定値は、時刻ｔｍにおいて配水池ＡについてＱＡ増加し、時刻ｔｍ＋１において配水池ＢについてＱＢ増加し、時刻ｔｍ＋２において配水池ＢについてＱＣ増加する。このことは、後述するように図４の処理によって判断される優先度のうち、最も高い優先度が判定される配水池は、時刻ｔｍ、ｔｍ＋１、ｔｍ＋２において、それぞれ配水池Ａ、Ｂ、Ｃであるためである。
【００６０】
図６は、第１の実施形態による水位の例を示す図である。
図６（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ配水池Ａ〜Ｃの水位実測値（実測値）ＪＭＬ、水位計画値（計画値）ＰＬ、制御上限ＣＵ、制御下限ＣＬ、運用上限ＯＵ、ならびに運用下限ＯＬの時間変化を示す。運用上限ＯＵ、運用下限ＯＬは、それぞれ水運用システム１による水運用を実行する水位の上限、下限を示す。本実施形態では、運用上限ＯＵ、運用下限ＯＬは、参照されない。
【００６１】
時刻ｔｍにおいて、配水池Ａの水位計画値ＰＬは水位実測値ＪＭＬよりも大きく、水位実測値ＪＭＬから水位計画値ＰＬの差分である水位ΔＪＭＬが時間経過に応じて低下する。そのため、優先度判定部１２４は、配水池Ａの優先度を優先度１と定める（図４、ステップＳ２０６ａ）。
配水池Ｂ、Ｃの水位計画値ＰＬは、それぞれ水位実測値ＪＭＬよりも小さい。そのため、優先度判定部１２４は、配水池Ｂ、Ｃの優先度をそれぞれ優先度３と定める（図４、ステップＳ２０８ａ）。
従って、優先度判定部１２４は、配水池Ａの優先度が最も高いと判定するので、時刻ｔｍにおいて制御指示部１２５は、配水池Ａに係る制御信号を流量同調部１４に出力する（図３、ステップＳ１０６、Ｓ１０７）。
【００６２】
時刻ｔｍ＋１において、配水池Ａ〜Ｃの水位計画値ＰＬは、それぞれ水位実測値ＪＭＬよりも小さい。優先度判定部１２４は、配水池Ａ〜Ｃの優先度をそれぞれ優先度３と定めるが（図４、ステップＳ２０８ａ）、制御上限ＣＵから水位実測値ＪＭＬの差に基づいて算出される運用余裕度が最も大きい配水池Ｂを最も優先する（図３、ステップＳ１０６、図４、ステップＳ２０９ａ）。従って、時刻ｔｍ＋１において制御指示部１２５は配水池Ｂに係る制御信号を流量同調部１４に出力する（図３、ステップＳ１０７）。
【００６３】
時刻ｔｍ＋２において、配水池Ａ〜Ｃの水位計画値ＰＬは、それぞれ水位実測値ＪＭＬよりも小さい。そのため、優先度判定部１２４は、配水池Ａ〜Ｃの優先度をそれぞれ優先度３と定めるが（図４、ステップＳ２０８ａ）、制御上限ＣＵから水位実測値ＪＭＬの差に基づいて算出される運用余裕度が最も大きい配水池Ｃを最も優先する（図３、ステップＳ１０６、図４、ステップＳ２０９ａ）。従って、時刻ｔｍにおいて制御指示部１２５は配水池Ｃに係る制御信号を流量同調部１４に出力する（図３、ステップＳ１０７）。
【００６４】
図７は、第１の実施形態における送水量の例を示す図である。
送水量の計画値は、従来技術と同様に第１の周期Ｔ毎に流入量計画値ｅ、水位計画値ＰＬ及び水位実測値ＪＭＬに対応づけて入力された制御信号に基づいて流量同調部１４が定めた送水量である。送水量の計画値は、時刻ｔｍにおいて、計画通り流入量計画値ｅがＱＡ＋ＱＢ＋ＱＣ増加することによって急激に増加する。このように、配水池Ａ〜Ｃ間で計画が一斉に採用され、送水量の制御が行われるので、送水量が急激に変動する。
【００６５】
送水量の設定値は、本実施形態の制御指示部１２５から流入量計画値ｅ、水位計画値ＰＬ及び水位実測値ＪＭＬに対応づけて入力された制御信号に基づいて流量同調部１４が定めた送水量である。時刻ｔｍ、ｔｍ＋１、ｔｍ＋２のそれぞれにおいて、流入量計画値ｅがＱＡ、ＱＢ、ＱＣ増加することに応じて、送水量の設定値が増加する。このように、本実施形態では、優先度判定部１２４は、配水池Ａ〜Ｃ間で計画採用の優先度を定めることで、計画採用のタイミングが分散される。流量同調部１４は、分散されたタイミング毎に配水池Ａ〜Ｃ毎の計画を採用して送水量の制御を行う。これにより、流入量が急激に変動することが回避される。
【００６６】
以上に説明したように、第１の実施形態の水運用支援装置１０は、各配水池２４の流入量計画値ｅと水位計画値ＰＬを第１の周期Ｔ毎に取得する計画値取得部１２２を備える。また、各配水池２４の水位実測値ＪＭＬを第１の周期Ｔよりも短い第２の周期ｔ毎に取得する実測値取得部１２１を備える。また、水運用支援装置１０は、流入量計画値ｅに基づく各配水池２４の流入量制御の優先度を、第２の周期ｔ毎に流入量計画値ｅの時間変化と水位実測値ＪＭＬから水位計画値ＰＬの差分である水位ΔＪＭＬとに基づいて定める優先度判定部１２４を備える。また、水運用支援装置１０は、流入量計画値ｅに基づく各配水池２４の流入量制御を、優先度判定部１２４が判定した優先度に基づいて指示する制御指示部１２５を備える。
【００６７】
この構成によれば、流入量計画値ｅの時間変化と、水位ΔＪＭＬとに基づいて、配水池２４毎に水位の制御の必要性の度合いに応じた優先度が判定される。また、優先度は流入量計画値ｅと水位計画値ＰＬを取得した第１の周期Ｔよりも短い第２の周期ｔで判定され、第２の周期ｔ毎に各配水池２４の流入量の制御が指示される。そのため、流入量計画値と水位計画値ＰＬを取得したタイミングから配水池２４間で流入量の制御のタイミングが分散されるため、送水に係る圧力変動を抑制することができる。従って、機器の保守コストや運用事業者の管理コストを低減することができる。
【００６８】
また、第１の実施形態の水運用支援装置１０において、優先度判定部１２４は、流入量計画値ｅの時間変化が水位ΔＪＭＬの時間変化と逆相である配水池２４の流入量制御の優先度を、水位ΔＪＭＬと同相である配水池２４の流入量制御の優先度よりも高く定める。
この構成によれば、制御の必要性がより高い流入量計画値ｅの時間変化が水位ΔＪＭＬの時間変化と逆相である配水池２４の方が、水位ΔＪＭＬの時間変化と同相である配水池２４よりも、流入量の制御が優先してなされる。そのため、流入量の制御のタイミングの分散による誤差を低減することができる。
【００６９】
また、第１の実施形態の水運用支援装置１０において、優先度判定部１２４は、流入量計画値ｅの時間変化と水位ΔＪＭＬが逆相である配水池２４の流入量制御の優先度を、水位ΔＪＭＬと同相である配水池２４もしくは水位ΔＪＭＬが０である配水池２４の流入量制御の優先度よりも高く定める。
この構成によれば、制御の必要性がより高い流入量計画値の時間変化が水位ΔＪＭＬと逆相である配水池の方が水位ΔＪＭＬと同相である配水池もしくは水位ΔＪＭＬが０である配水池よりも、流入量の制御が優先してなされる。そのため、流入量の制御のタイミングの分散による誤差を低減することができる。
【００７０】
また、第１の実施形態の水運用支援装置１０において、優先度判定部１２４は、水位の制御限界ＣＵ又はＣＬから水位実測値ＪＭＬの差分が大きい配水池ほど高くなるように流入量制御の優先度を定める。
この構成によれば、制御限界までの水位の変化に余裕がある配水池ほど、流入量の制御が優先してなされる。そのため、流入量の制御のタイミングが分散されても有効に水位を変化させることができる。
【００７１】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。上述した実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して説明を援用する。
図８は、第２の実施形態の水運用支援装置１０Ａを組み込んだ水運用システム１Ａの構成の一例を示すブロック図である。
水運用システム１Ａは、水運用支援装置１０Ａと、浄水池２１、送水ポンプ２２、配水池流入弁２３、配水池２４、配水区２５ならびに配水監視制御装置２０を含む配水設備Ｗｄと、配水情報統計部２６、需要予測部２７、需要予測結果記憶部２８ならびに最適水運用計画部２９を含む水運用計画機器群Ｏｐとを有する。
【００７２】
水運用支援装置１０Ａは、水運用計画スケジュール記憶部１１、計画実施判定部１２、計画補正部１３、流量同調部１４、及び設定調整部１５Ａの各機能を実現する。
【００７３】
設定調整部１５Ａには、流量同調部１４から制御対象情報と制御量が入力される。また、設定調整部１５Ａには、配水池２４それぞれに対応する配水池流入弁２３について予め最大流入量変更値を設定しておく。最大流入量変更値とは、流入量の変更量の閾値である。設定調整部１５Ａは、入力された制御対象情報が示す配水池流入弁２３について、その配水池流入弁２３の制御量である流入量の変更量が最大流入量変更値を超えるか否かを判定する。超えると判定した場合には、設定調整部１５Ａは、流入量の変更量を最大流入量変更値よりも小さい変更量（調整変更量）に調整する。設定調整部１５Ａは、例えば、流入量の変更量をある整数で除算して得られる値であって、最大流入量変更値よりも小さい値を流入量調整変更量と定め、定めた流入量調整変更量を得る際に除算した整数を調整回数として定めてもよい。設定調整部１５Ａは、制御対象情報が示す配水池流入弁２３について、流入量の変更量を得られた流入量調整変更量に更新することにより調整する。
【００７４】
他方、設定調整部１５Ａは、対応する送水ポンプ２２の制御量である送水量の変更量から、送水量調整量を差し引くことにより送水量調整変更量を算出する。送水量調整量は、流入量の変更量から流入量調整変更量の差分に対応する。設定調整部１５Ａは、対応する送水ポンプ２２について、送水量の変更量を得られた送水量調整変更量に更新することにより調整する。
【００７５】
設定調整部１５Ａは、制御対象情報と変更した制御量を第３の周期毎に配水監視制御装置２０に送信する。第３の周期は、第２の周期よりも短い周期、好ましくは第２の周期を調整回数で除算して得られる周期よりも短い周期である。また、設定調整部１５Ａは、設定調整部１５Ａは、変更した制御量（送水量調整変更量）の合計が入力された制御量（送水量の変更量）に達するまで、制御対象情報と変更した制御量の送信を繰り返す。
【００７６】
他方、従来では最適水運用計画の再計算頻度及び修正頻度を抑制することにより、保守コスト、管理コストを削減することが提案されていた。再計算頻度及び修正頻度の抑制では、送水ポンプの台数の制御や流入弁の開閉制御といった離散的な制御を前提としており、送水ポンプの回転制御や弁の開度制御といった連続的な制御が活用されていなかった。
そのため、広域上水道において、送水ポンプや複数の配水池の水位の制御のタイミングが計画周期近辺に集中するために、送水ポンプの運転負荷の集中、流量の急激な変化に伴う圧力変動等が生じる場合があった。この場合には、機器の破損等に対する保守コストや、運用事業者の監視作業負荷の増加による管理コストが増大する。
【００７７】
しかしながら、本実施形態では、配水監視制御装置２０に出力される制御量が示す流入量の変更値が段階的に変化するため、１回あたりの流入量の変動が抑制され、送水に係る圧力変動が抑制される。そのため、機器の破損等に対する保守コストや、運用事業者の監視作業負荷の増加による管理コストの増大が抑制もしくは解消される。
【００７８】
次に、第２の実施形態に係る水運用支援処理による制御例について説明する。
図９は、第２の実施形態における流入量計画値の例を示す図である。
図９に示す例では、計画値が図５に示す計画値と同様である場合を例にとる。
図９（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ配水池Ａ〜Ｃの計画値ならびに設定値の時間変化を示す。設定値は、設定調整部１５Ａにより得られた流入量調整変更量に基づいて算出された配水池毎の流入量である。
計画値は、時刻ｔｍにおいて、配水池Ａ、Ｂ、ＣそれぞれについてＱＡ、ＱＢ、ＱＣ増加する。これに対し、配水池Ａについて、時刻ｔｍにおいてＱＡよりも小さい増加量で設定値が増加し始める。設定値の増加は、その増加量の合計値がＱＡに達するまで第２の周期ｔよりも短い第３の周期τ毎に繰り返される。配水池Ｂについて、時刻ｔｍ＋１においてＱＢよりも小さい増加量で設定値が増加し始める。設定値の増加は、その増加量の合計値がＱＢに達するまで第３の周期τ毎に繰り返される。配水池Ｃについて、時刻ｔｍ＋２においてＱＣよりも小さい増加量で設定値が増加し始める。設定値の増加は、その増加量の合計値がＱＣに達するまで第３の周期τ毎に繰り返される。
【００７９】
図１０は、第２の実施形態による送水量の例を示す図である。
送水量の計画値は、図７に示す例と同様に、時刻ｔｍにおいて、計画通りに流入量計画値ｅがＱＡ＋ＱＢ＋ＱＣ増加することによって急激に増加する。
送水量の設定値は、設定調整部１５Ａにより得られた送水量調整変更量を累積することにより算出された送水量である。送水量の設定値は、時刻ｔｍ、ｔｍ＋１、ｔｍ＋２のそれぞれにおいて、流入量計画値の増加量ＱＡ、ＱＢ、ＱＣに応じた増加量よりも小さい増加量で増加を開始する。送水量の設定値は、その増加量の合計値が増加量ＱＡ、ＱＢ、ＱＣに応じた増加量に達するまで、第３の周期τ毎に繰り返される。
このように、本実施形態では、設定調整部１５Ａは、流入量の変更量が最大流入量変更値を超える場合に、段階的に設定値を出力する。これにより、１回当たりの流入量の変動幅が抑制され、送水に係る圧力変動を抑制することができる。
【００８０】
以上に説明したように、第２の実施形態の水運用支援装置１０Ａは、さらに配水池２４毎の流入量の変更量が最大流入量変更値よりも小さくなるように、流入量を第２の周期ｔよりも短い第３の周期τ毎に調整する設定調整部１５Ａを備える。
この構成により、第３の周期τ毎に各配水池２４への流入量が制御され、制御による流入量の変更量が最大流入量変更値よりも小さくなるので、流入量が段階的に変化する。そのため、送水に係る圧力変動をさらに抑制することができる。従って、機器の保守コストをさらに低減することができる。
【００８１】
なお、上述した実施形態の水運用支援装置１０、１０Ａは、配水監視制御装置２０、配水情報統計部２６、需要予測部２７、需要予測結果記憶部２８、及び最適水運用計画部２９とは別体である場合を例にしたが、これには限られない。水運用支援装置１０、１０Ａは、配水監視制御装置２０、配水情報統計部２６、需要予測部２７、需要予測結果記憶部２８、最適水運用計画部２９のいずれか又はそれらの任意の組み合わせと一体化して構成されてもよい。また、水運用支援装置１０、１０Ａでは、計画補正部１３が省略されてもよい。
【００８２】
上記各実施形態では、実測値取得部１２１、計画値取得部１２２、計画期間判定部１２３、優先度判定部１２４、制御指示部１２５、計画補正部１３、流量同調部１４、及び設定調整部１５Ａはソフトウェア機能部であるものとしたが、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ−Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等のハードウェア機能部であってもよい。
【００８３】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、各配水池２４の流入量計画値ｅと水位計画値ＰＬを第１の周期Ｔ毎に取得する計画値取得部１２２、各配水池２４の水位実測値ＪＭＬを第１の周期Ｔよりも短い第２の周期ｔ毎に取得する実測値取得部１２１、流入量計画値ｅに基づく各配水池２４の流入量制御の優先度を、第２の周期ｔ毎に流入量計画値ｅの時間変化と水位実測値ＪＭＬから水位計画値ＰＬの差分である水位ΔＪＭＬとに基づいて定める優先度判定部１２４、流入量計画値ｅに基づく各配水池２４の流入量制御を、優先度判定部１２４が判定した優先度に基づいて指示する制御指示部１２５を持つことにより、機器の保守コストや運用事業者の管理コストを低減することができる。
【００８４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００８５】
１、１Ａ…水運用システム、１０…水運用支援装置、１１…水運用計画スケジュール記憶部、１２…計画実施判定部、１２１…実測値取得部、１２２…計画値取得部、１２３…計画期間判定部、１２４…優先度判定部、１２５…制御指示部、１３…計画補正部、１４…流量同調部、１５Ａ…設定調整部、２０…配水監視制御装置、Ｗｄ…配水設備、２１…浄水池、２２…送水ポンプ、２３…配水池流入弁、２４…配水池、２５…配水区、Ｏｐ…水運用計画機器群、２６…配水情報統計部、２７…需要予測部、２８…需要予測結果記憶部、２９…最適水運用計画部
【図１】
2015175093.tif 000003
【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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