(57)【要約】  実施形態の漏水抑制装置は、取得部と、圧力推定部と、抽出部と、制御部とを持つ。取得部は、複数の節点を含む配水管路網に流入する水の量に関する情報と、前記節点から流出する水の量に関する情報とを取得する。圧力推定部は、前記取得部により取得された情報、および前記配水管路網における節点の接続情報を含むモデル情報に基づいて、前記配水管路網における節点の少なくとも一部における水圧を推定する。抽出部は、前記圧力推定部により推定された水圧を含む複数の水圧の中から水圧の最小値を抽出する。制御部は、前記抽出部により抽出された最小値に基づいて、前記配水管路網に流入する水の水圧または流量を調整可能な調整部を制御する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の節点を含む配水管路網に流入する水の量に関する情報と、前記節点から流出する水の量に関する情報とを取得する取得部と、
前記取得部により取得された情報、および前記配水管路網における節点の接続情報を含むモデル情報に基づいて、前記配水管路網における節点の少なくとも一部における水圧を推定する圧力推定部と、
前記圧力推定部により推定された水圧を含む複数の水圧の中から水圧の最小値を抽出する抽出部と、
前記抽出部により抽出された最小値に基づいて、前記配水管路網に流入する水の水圧または流量を調整可能な調整部を制御する制御部と、
を備える漏水抑制装置。
【請求項２】
複数の節点を含む配水管路網に流入する水の量に関する情報と、前記節点から流出する水の量に関する情報とを取得する取得部と、
前記取得部によって過去に取得された前記節点から流出する水の量に関する情報に基づいて、現在の前記節点から流出する水の量を推定する水量推定部と、
前記取得部により取得された情報、前記水量推定部により推定された水の量、および前記配水管路網における節点の接続情報を含むモデル情報に基づいて、前記配水管路網における節点の少なくとも一部における水圧を推定する圧力推定部と、
前記圧力推定部により推定された水圧を含む複数の水圧の中から水圧の最小値を抽出する抽出部と、
前記抽出部により抽出された最小値に基づいて、前記配水管路網に流入する水の水圧または流量を調整可能な調整部を制御する制御部と、
を備える漏水抑制装置。
【請求項３】
複数の節点を含む配水管路網に流入する水の量に関する情報、前記節点から流出する水の量に関する情報、および前記配水管路網における節点の接続情報を含むモデル情報に基づいて、前記配水管路網における節点の少なくとも一部における水圧を推定する圧力推定部と、
前記圧力推定部により推定された水圧を含む複数の水圧の中から水圧の最小値を抽出する抽出部と、を備え、
前記抽出部により抽出された最小値、または前記抽出部により抽出された最小値に基づく制御目標値を出力する、
漏水抑制装置。
【請求項４】
前記取得部は、前記配水管路網における所定の節点における水圧を更に取得する、
請求項１から３のうちいずれか１記載の漏水抑制装置。
【請求項５】
前記圧力推定部は、節点間の圧力差と節点間を流れる流量との関係を示す方程式と、物質収支の式とを連立的に解くことで、前記配水管路網における節点の少なくとも一部における水圧を推定する、
請求項１から３のうちいずれか１項記載の漏水抑制装置。
【請求項６】
前記圧力推定部は、前記モデル情報に基づいて、前記節点間の圧力差と前記節点間を流れる流量との関係を示す方程式と、前記物質収支の式とを含むソフトウェアを生成し、前記生成したソフトウェアに対して前記取得部により取得された情報を入力することで、前記節点間の圧力差と前記節点間を流れる流量との関係を示す方程式と、前記物質収支の式とを解き、前記配水管路網における節点の少なくとも一部における水圧を推定する、
請求項５記載の漏水抑制装置。
【請求項７】
配水管路網に流入する水の水圧または流量を調整可能な調整部を制御する制御装置と、漏水抑制装置とを備える漏水抑制システムであって、
前記漏水抑制装置は、
複数の節点を含む配水管路網に流入する水の量に関する情報と、前記節点から流出する水の量に関する情報とを取得する取得部と、
前記取得部により取得された情報、および前記配水管路網における節点の接続情報を含むモデル情報に基づいて、前記配水管路網における節点の少なくとも一部における水圧を推定する圧力推定部と、
前記圧力推定部により推定された水圧を含む複数の水圧の中から水圧の最小値を抽出する抽出部と、を備え、
前記抽出部により抽出された最小値、または前記抽出部により抽出された最小値に基づく制御目標値を、前記制御装置に送信する、
漏水抑制システム。
【請求項８】
前記取得部は、前記配水管路網における所定の節点における水圧を更に取得する、
請求項７記載の漏水抑制システム。
【請求項９】
前記圧力推定部は、節点間の圧力差と節点間を流れる流量との関係を示す方程式と、物質収支の式とを連立的に解くことで、前記配水管路網における節点の少なくとも一部における水圧を推定する、
請求項７または８記載の漏水抑制システム。
【請求項１０】
前記圧力推定部は、前記モデル情報に基づいて、前記節点間の圧力差と前記節点間を流れる流量との関係を示す方程式と、前記物質収支の式とを含むソフトウェアを生成し、前記生成したソフトウェアに対して前記取得部により取得された情報を入力することで、前記節点間の圧力差と前記節点間を流れる流量との関係を示す方程式と、前記物質収支の式とを解き、前記配水管路網における節点の少なくとも一部における水圧を推定する、
請求項９記載の漏水抑制システム。
【請求項１１】
コンピュータに、
複数の節点を含む配水管路網に流入する水の量に関する情報、前記節点から流出する水の量に関する情報、および前記配水管路網における節点の接続情報を含むモデル情報に基づいて、前記配水管路網における節点の少なくとも一部における水圧を推定させ、
前記推定された水圧を含む複数の水圧の中から水圧の最小値を抽出させ、
前記抽出された最小値に基づいて、前記配水管路網に流入する水の水圧または流量を調整可能な調整部を制御させる、
漏水抑制プログラム。
【請求項１２】
コンピュータに、
複数の節点を含む配水管路網に流入する水の量に関する情報、前記節点から流出する水の量に関する情報、および前記配水管路網における節点の接続情報を含むモデル情報に基づいて、前記配水管路網における節点の少なくとも一部における水圧を推定させ、
前記推定された水圧を含む複数の水圧の中から水圧の最小値を抽出させ、
前記抽出部により抽出された最小値、または前記抽出された最小値に基づく制御目標値を出力させる、
漏水抑制プログラム。
【請求項１３】
前記推定させる処理において、前記コンピュータに、複数の節点を含む配水管路網に流入する水の量に関する情報、前記節点から流出する水の量に関する情報、前記配水管路網における所定の節点における水圧、および前記配水管路網における節点の接続情報を含むモデル情報に基づいて、前記配水管路網における節点の少なくとも一部における水圧を推定させる、
請求項１１または１２に記載の漏水抑制プログラム。
【請求項１４】
前記推定させる処理において、前記コンピュータに、節点間の圧力差と節点間を流れる流量との関係を示す方程式と、物質収支の式とを連立的に解くことで、前記配水管路網における節点の少なくとも一部における水圧を推定させる、
請求項１１または１２に記載の漏水抑制プログラム。
【請求項１５】
前記推定させる処理において、前記コンピュータに、前記モデル情報に対応する、前記節点間の圧力差と前記節点間を流れる流量との関係を示す方程式と、前記物質収支の式とを含むソフトウェアを生成させ、前記生成させたソフトウェアに対して前記取得部により取得された情報を入力することで、前記節点間の圧力差と前記節点間を流れる流量との関係を示す方程式と、前記物質収支の式とを解き、前記配水管路網における節点の少なくとも一部における水圧を推定させる、
請求項１４記載の漏水抑制プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、漏水抑制装置、漏水抑制システム、および漏水抑制プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水を供給する配水管路網の末端の位置における末端圧力と目標値に基づいて、圧力操作点の圧力を決定する末端圧力制御装置が知られている。従来の技術では、配水管路網の状況を十分に把握することができなかった。このため、従来の技術では、各家庭等の需要点において確実に水が供給できるようにするために、注入する水の水圧を高めに設定する必要があり、配水管路網からの漏水が増加する場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２８０５９７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、配水管路網からの漏水を抑制することができる漏水抑制装置、漏水抑制システム、および漏水抑制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】
実施形態の漏水抑制装置は、取得部と、圧力推定部と、抽出部と、制御部とを持つ。取得部は、複数の節点を含む配水管路網に流入する水の量に関する情報と、前記節点から流出する水の量に関する情報とを取得する。圧力推定部は、前記取得部により取得された情報、および前記配水管路網における節点の接続情報を含むモデル情報に基づいて、前記配水管路網における節点の少なくとも一部における水圧を推定する。抽出部は、前記圧力推定部により推定された水圧を含む複数の水圧の中から水圧の最小値を抽出する。制御部は、前記抽出部により抽出された最小値に基づいて、前記配水管路網に流入する水の水圧または流量を調整可能な調整部を制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態に係る漏水抑制装置３０を含む漏水抑制システム１の構成の一例を示す図。
【図２】節点と家庭や事業所等との関係を例示した図。
【図３】配水管路網モデル情報３８として格納される情報の一例を示す図。
【図４】従来の技術によって圧力設定値が設定された場合の末端の水圧の時間変化を例示したイメージ図。
【図５】本実施形態によって圧力設定値が設定された場合の最も水圧が小さい地点の水圧の時間変化を例示したイメージ図。
【図６】表示画像生成部５２が生成する配水状況表示画像の一例を示す図。
【図７】ポンプ２０の吐出圧力と、夜間に検出された最小の流量（夜間最小流量）との関係を例示した図。
【図８】第２の実施形態に係る漏水抑制装置３０を含む漏水抑制システム１の構成の一例を示す図。
【図９】漏水抑制装置３０と、制御部４０に相当する制御装置６０とが別体として構成される場合のシステム構成の一例を示す図。
【図１０】漏水抑制装置３０と、制御部４０に相当する制御装置６０とが別体として構成される場合のシステム構成の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照し、漏水抑制装置、漏水抑制システム、および漏水抑制プログラムの実施形態について説明する。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る漏水抑制装置３０を含む漏水抑制システム１の構成の一例を示す図である。漏水抑制システム１は、配水池１０に蓄えられた水（浄水）を、ポンプ２０によって家庭や事業所等に供給する。ポンプ２０には、回転数センサ２２が取り付けられる。回転数センサ２２は、ポンプ２０の回転数Ｎｐｖを漏水抑制装置３０に出力する。また、ポンプ２０が圧送する水の圧力は、吐出圧力センサ２３によって検出される。吐出圧力センサ２３は、吐出圧力Ｐ０ｐｖを漏水抑制装置３０に出力する。また、ポンプ２０が流出させる水の流量は、流量センサ２４によって検出される。流量センサ２４は、水の流量を漏水抑制装置３０に出力する。
【０００９】
ポンプ２０から家庭や事業所等に水を提供する配水管路網ＰＮには、節点ｑ１、ｑ２、‥ｑｎ（図ではｎ＝９）が設定されている。各節点から水が提供される家庭や事業所等の少なくとも一部には、水の使用量を検出可能なスマートメータが取り付けられている。スマートメータは、例えば１分間に１回や１時間に１回といった頻度で、漏水抑制装置３０に水の使用量を送信する。この水の使用量の情報は、例えば、漏水抑制装置３０において節点毎の情報として集計され、節点から流出する水の量として扱われる。なお、水の使用量の情報が漏水抑制装置３０において節点毎の情報として集計される仕組みを備えることに代えて、節点毎に家庭や事業所等の水の使用量を計測または集計する装置が備えられてもよい。節点から流出する水の量に関する情報を取得するための構成は、少なくとも１日に複数回、節点から流出する水の量に関する情報を収集して漏水抑制装置３０に提供可能なものであることが好ましい。また、節点から流出する水の量に関する情報を収集する仕組みとして、水の使用量を計測して自動的に漏水抑制装置３０に送信する機器を備えることに限らず、検針メータの検出値を人が読み取り、機器に入力することで、その機器から漏水抑制装置３０に送信される仕組みが採用されてもよい。
【００１０】
図２は、節点と家庭や事業所等との関係を例示した図である。図中、黒丸が家庭や事業所等を示している。また、配水管路網ＰＮの所望の位置には、圧力センサ２６が取り付けられると好適である。なお、本実施形態において、圧力センサ２６は省略することができる。
【００１１】
漏水抑制装置３０は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）等のプロセッサ、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）やＲＡＭ（Random  Access  Memory）、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）等の記憶装置、各種通信装置（ネットワークカード等）を備える。漏水抑制装置３０は、水使用量取得部３２と、節点圧力推定部３４と、最小圧力抽出部３６と、制御部４０とを備える。節点圧力推定部３４は、方程式自動構築部３４Ａを備える。制御部４０は、更に、最小圧力制御部４２と、吐出圧力制御部４４と、アクチュエータ制御部４６とを備える。また、漏水抑制装置３０は、ＬＣＤ（Liquid  Crystal  Display）や有機ＥＬ（Electroluminescence）表示装置などの表示部５０と、表示画像生成部５２とを備えてもよい。これらの機能部（表示部５０を除く）は、例えば、記憶装置に格納されたプログラムをＣＰＵが実行することにより機能するソフトウェア機能部である。プログラムは、予め漏水抑制装置３０の記憶装置（非一時的記憶媒体）に格納されていてもよいし、インターネットなどのネットワークを介して他のコンピュータから取得されてもよいし、プログラムを格納した可搬型の記憶媒体（非一時的記憶媒体）が漏水抑制装置３０のドライブ装置に装着されることで漏水抑制装置３０にインストールされてもよい。また、これらの機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large  Scale  Integration）やＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）等のハードウェア機能部であってもよい。また、漏水抑制装置３０は、配水管路網モデル情報３８を記憶装置に格納している。
【００１２】
図３は、配水管路網モデル情報３８として格納される情報の一例を示す図である。図示するように、配水管路網モデル情報３８では、節点数や管路数の他、節点毎の有効水頭［ｍ］や種別、設置標高［ｍ］などの情報が、節点番号に対応付けられて記述されている。ここで、種別「１」とは、ポンプ２０から水が注入される節点であることを示し、種別「―１」とは、圧力センサ２６が取り付けられた末端節点であることを示す。また、配水管路網モデル情報３８では、管路毎の始点および終点の節点番号、管長（長さ）、管路摩擦係数などの情報が、管路番号に対応付けられて記述されている。
【００１３】
水使用量取得部３２は、前述したように、家庭や事業所等に取り付けられたスマートメータから受信した水の使用量を集計し、節点毎の水の使用量（すなわち節点から流出する水の量）を取得する。
【００１４】
節点圧力推定部３４は、流量センサ２４から入力された流量、節点毎の水の使用量、圧力センサ２６から入力された圧力、および配水管路網モデル情報３８に基づいて、各節点における圧力（水圧）を推定する。以下、水の圧力のことを、必要に応じて水圧と称する。節点圧力推定部３４は、常微分方程式（１）と、物質収支の式（２）とを解くことで、各節点における圧力ｐ１、ｐ２、‥ｐｎを推定する。式（１）において、ｉ、ｊは節点の番号であり、ｖｉｊは管路ｉｊ（節点ｉと節点ｊを結ぶ管路）における水の流速であり、Ｌｉｊは管路ｉｊの長さ［ｍ］であり、ρは水密度［ｋｇ／ｍ３］であり、Ｈｉは節点ｉの標高であり、Ｄｉｊは管路ｉｊの口径［ｍ］であり、λｉｊは管路ｉｊの管路摩擦抵抗である。また、式（２）おいて、Ａは式（３）に示す接続行列であり、Ｓは式（４）に示す管路面積行列であり、Ｖは流速ｖｉｊを管路番号順に並べたベクトルの転置ベクトル［ｖｉｊ］Ｔであり、ｆは式（５）に示す流入量ベクトルであり、Ｑは節点毎の水の使用量をベクトル化したものである。接続行列Ａにおいて、行列要素の「１」は、その管路番号の示す管路の両端の節点のうち、水の流れに関して上流側の節点であることを示し、「―１」は、水の流れに関して下流側の節点であることを示す。また、管路面積行列におけるＳｉｊは、横位置によって表される管路の管路ｉｊの面積（（π／４）・Ｄｉｊ２）である。また、流入量ベクトルｆにおける値αは、流量センサ２４から入力された流量である。
【数１】
2015083551.tif 000003
ＡＳＶ―ｆ―Ｑ＝０  ‥（２）
【数２】
2015083551.tif 000004
【数３】
2015083551.tif 000005
【数４】
2015083551.tif 000006
【００１５】
節点圧力推定部３４の方程式自動構築部３４Ａは、新規な配水管路網モデル情報３８が記憶装置に格納されたり、配水管路網モデル情報３８が更新されたりすると、配水管路網モデル情報３８の接続関係や管路の数などを反映した次数の常微分方程式（１）と物質収支の式（２）とを含むソフトウェアを生成する。この場合、節点圧力推定部３４は、方程式自動構築部３４Ａにより生成されたソフトウェアに対して、流量センサ２４から入力された流量、節点毎の水の使用量、圧力センサ２６から入力された圧力をパラメータとして入力することで、式（１）と式（２）を解く処理を実行し、各節点における圧力（水圧）を推定する。なお、方程式自動構築部３４Ａにより、ある配水管路網について式（１）と式（２）を含むソフトウェアが生成された後は、上記パラメータの入力のみで各節点における圧力（水圧）を推定することができる。また、漏水抑制装置３０が特定の配水管路網にカスタマイズされたものである場合、最初から配水管路網に対応する式（１）と式（２）を含むソフトウェアが用意され、方程式自動構築部３４Ａによるソフトウェアの生成は省略されてもよい。また、方程式自動構築部３４Ａ自体が省略されてもよい。
【００１６】
最小圧力抽出部３６は、節点圧力推定部３４により推定された圧力ｐｉ（ｉ＝１〜ｎ）から、最小値ｍｉｎ（ｐｉ）を抽出し、制御部４０に出力する。ここで、最小圧力抽出部３６は、厳密に最小値を抽出するのではなく、異常値を除外する処理等を行って、実質的な最小値を抽出するようにしてもよい。
【００１７】
制御部４０の最小圧力制御部４２は、最小圧力抽出部３６から入力された最小値ｍｉｎ（ｐｉ）と、予め設定された圧力設定値Ｐｓｖとに基づいて、ポンプ２０の適切な吐出圧力目標値Ｐ０ｓｖを演算する。この圧力設定値Ｐｓｖは、例えば、家庭や事業所等の蛇口から水を十分な勢いで噴出させるための限界水圧（例えば２００ｋＰａ）に対して、図２に例示した構造によって節点から家庭や事業所等までの間に減少する圧力見込み値を加算することで、予め求められている。圧力設定値Ｐｓｖは、例えば有効水頭で１５ｍ程度に設定される。全ての節点における水の圧力ｐｉが、圧力設定値Ｐｓｖ以上となるように制御することで、配水管路網ＰＮを利用する家庭や事業所等に、水を十分に提供することができる。なお、最小圧力制御部４２は、配水管路網ＰＮに流入する水の水圧に代えて、配水管路網ＰＮに流入する水の流量を制御することで、最小値ｍｉｎ（ｐｉ）が予め設定された圧力設定値Ｐｓｖを下回らないように制御してよい。
【００１８】
吐出圧力制御部４４は、最小圧力制御部４２により設定された吐出圧力目標値Ｐ０ｓｖと、吐出圧力センサ２３から入力された吐出圧力Ｐ０ｐｖとに基づいて、ＰＩＤ等のフィードバック演算を行うことにより、ポンプ２０の目標回転数Ｎｓｖを決定する。なお、最小圧力制御部４２により演算された吐出圧力目標値Ｐ０ｓｖは、自動的に吐出圧力制御部４４に出力されるのではなく、表示部５０などに表示され、人が、表示された内容に従って吐出圧力制御部４４に対する吐出圧力目標値Ｐ０ｓｖを入力するように構成されてもよい。この場合、吐出圧力目標値Ｐ０ｓｖは、連続値ではなく離散値または離散データ（例えば、高―中―低、或いはＡ―Ｂ―Ｃといったもの）であってよい。また、吐出圧力目標値Ｐ０ｓｖの演算タイミングは、情報の取得周期やポンプ２０の制御周期と一致させる必要はなく、一定時間毎（例えば１時間毎）であってもよい。アクチュエータ制御部４６は、回転数センサ２２から入力されるポンプ２０の回転数Ｎｐｖが、目標回転数Ｎｓｖに一致するように、ポンプ２０への通電制御を行ったり、ポンプ２０に付随する（或いは単独の）バルブを開閉するアクチュエータを制御したりする。
【００１９】
［従来の技術との比較］
ここで、従来の技術として、配水管路網内で最も水圧が低くなると想定された固定地点（末端）の水圧を測定し、末端の水圧が圧力設定値以上となるように制御する技術が知られている。末端は、配水管路網の入り口から遠方であったり、或いは標高が高いことによって水圧が低くなると想定された固定地点である。しかしながら、この「末端」の水圧が、必ずしも最も低くなるとは限らない。現実の配水管路網では、水需要の偏りなどに起因して、最も水圧の低い地点が、時間の経過に応じて変動する場合がある。このため、固定地点における水圧が圧力設定値以上となるように制御する場合、より水圧が低い地点が生じ得ることを想定して、圧力設定値を高めに設定せざるを得ない場合がある。圧力設定値を高めに設定すると、配水管路網全体としての水圧が上昇するため、地中への漏水量が多くなってしまう。
【００２０】
なお、一般に配水ブロック内の圧力と漏水量との間には、式（６）に示す関係があることが、実験的に確認されている。式中、Ｌは節点ｉの漏水量［Ｌ／ｓｅｃ］であり、Ｃは漏水係数である。漏水係数は、節点ｉに関する管路延長や口径、漏水孔の形状、面積に依存する係数である。また、ｈは節点ｉの有効水頭［ｍ］であり、κは実験乗数（例えば１．１５）である。式（６）から分かるように、各節点の水圧（有効水頭）をなるべく小さくすることで、漏水抑制の効果を得ることができる。
Ｌ＝ｃ・ｈκ  ‥（６）
【００２１】
本実施形態の漏水抑制装置３０では、上記説明した手法によって各節点における水の圧力を推定し、推定された圧力の最小値が圧力設定値以上となるように制御するため、上記従来の技術と比較すると、圧力設定値に余裕を持たせて高めに設定する必要性が小さくなる。この結果、漏水抑制装置３０は、圧力設定値を比較的低く設定することができる。このため、漏水抑制装置３０は、配水管路網ＰＮ全体としての水圧を抑制することができ、地中への漏水量を低減することができる。図４は、従来の技術によって圧力設定値が設定された場合の末端の水圧の時間変化を例示したイメージ図であり、図５は、本実施形態によって圧力設定値が設定された場合の最も水圧が小さい地点の水圧の時間変化を例示したイメージ図である。これらの図中において、ＬＰは限界水圧である。また、図５において、最も水圧が小さい地点は、固定地点ではなく、動的に変化する。図示するように、本実施形態の漏水抑制装置３０は、水圧が最も低いと推定された節点を基準として制御を行うため、配水管路網ＰＮ全体としての水圧を低下させ、地中への漏水を抑制することができる。
【００２２】
［表示画像］
表示画像生成部５２には、漏水抑制装置３０内で参照可能な各種情報が入力される。表示画像生成部５２は、例えば、各節点における水の使用量と、推定された圧力と比較可能な態様で表示する表示画面を生成し、表示部に表示させる。図６は、表示画像生成部５２が生成する配水状況表示画像の一例を示す図である。この配水状況表示画像では、節点毎に、水の使用量と推定された圧力が、配水管路網ＰＮの簡易的な地図に重畳して表示される。このような画像を表示することで、配水管路網ＰＮにおける水の使用量と圧力の関係を一目で把握させることができる。
【００２３】
また、表示画像生成部５２は、漏水抑制効果を可視化して表示部５０に表示させてもよい。例えば、表示画像生成部５２は、横軸にポンプ２０の吐出圧力、縦軸に夜間最小流量のうち吐出圧力値毎の最小値をプロットしたグラフを表示部５０に表示させてもよい。流量は、例えば流量センサ２４の検出値を用いて監視することができる。図７は、ポンプ２０の吐出圧力と、夜間に検出された最小の流量（夜間最小流量）との関係を例示した図である。このように、夜間最小流量は、同じ吐出圧力であっても、異なる流量を示すことがある。このバラつきは、実際の水の使用量のバラつきに起因するものであると考えられる。従って、漏水抑制効果を可視化するには、夜間最小流量のうち吐出圧力毎の最小値を抽出して表示するのが効果的である。図７における破線内のデータが、夜間最小流量のうち吐出圧力毎の最小値に相当する。このような画像を、漏水抑制装置３０の適用前と適用後の状態のそれぞれについて表示することで、漏水抑制装置３０による漏水抑制効果を把握させることができる。
【００２４】
［まとめ］
以上説明した本実施形態の漏水抑制装置３０、およびこれを利用した漏水抑制システムによれば、配水管路網ＰＮに流入する水の量に関する情報（流量センサ２４によって検出される流量）と、配水管路網ＰＮにおける節点から流出する水の量に関する情報（水使用量取得部３２により取得される水の使用量）を取得し、これらの情報と、節点の接続情報を含む配水管路網モデル情報３８とに基づいて、配水管路網ＰＮにおける節点の水圧を推定し（圧力センサ２６が取り付けられている節点については推定不要）、推定値の最小値に基づいて配水管路網ＰＮに流入する水の水圧を調整可能な調整部（ポンプ２０）を制御するため、配水管路網ＰＮからの漏水を抑制することができる。
【００２５】
（第２の実施形態）
図８は、第２の実施形態に係る漏水抑制装置３０を含む漏水抑制システム１の構成の一例を示す図である。第２の実施形態に係る漏水抑制装置３０は、第１の実施形態の構成に加えて、水使用量パターン作成部３３と、水使用量データベース３９とを備える。第２の実施形態の漏水抑制装置３０は、家庭や事業所等に取り付けられたスマートメータが、第１の実施形態と同様の頻度（例えば１分間に１回や１時間に１回）で計測を行うが、情報の送信を、計測よりも低頻度に（例えば１日１回程度）行う場合に対応することができる。
【００２６】
水使用量データベース３９には、節点毎に、例えば、曜日毎、時間帯毎の水の使用量が、水使用量取得部３２によって書き込まれる。水使用量パターン作成部３３は、例えば、流量センサ２４によって検出された流量や、圧力センサ２６によって検出された水圧と、水の使用量とを、水の使用量と関連付けて水使用量データベース３９に格納することで、相関モデルを構築しておく。そして、水使用量パターン作成部３３は、流量センサ２４によって検出された流量と、圧力センサ２６によって検出された水圧とを相関モデルに対するパラメータとして入力することで、その時点における節点毎の水の使用量を推定し、節点圧力推定部３４に出力する。
【００２７】
相関モデルは、流量や圧力、時間を説明変数とする重回帰モデルであってもよいし、ＡＲＭＡ（Auto  Regressive  Moving  Average）モデルやＡＲＩＭＡ（Auto  Regressive  Integrated  Moving  Average）モデル等であってもよい。また、水使用量パターン作成部３３は、正規化された前日と同じ水使用量のパターンに、現在の注入流量を乗じるといった簡易的な方法で、その時点における節点毎の水の使用量を推定してもよい。なお、以降の処理については、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００２８】
［まとめ］
以上説明した本実施形態の漏水抑制装置３０、およびこれを利用した漏水抑制システムによれば、第１の実施形態と同様、配水管路網ＰＮからの漏水を抑制することができる。また、第１の実施形態と比較すると、節点毎の水の使用量を取得する頻度が低い場合にも、対応することができる。
【００２９】
以上述べた少なくともひとつの実施形態によれば、配水管路網に流入する水の量に関する情報と、配水管路網における節点から流出する水の量に関する情報を取得し、これらの情報と、節点の接続情報を含む配水管路網モデル情報とに基づいて、配水管路網における節点の水圧を推定し、推定値の最小値に基づいて配水管路網に流入する水の水圧を調整可能な調整部を制御するため、配水管路網からの漏水を抑制することができる。
【００３０】
以上、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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。
【００３１】
例えば、漏水抑制装置３０は、制御部４０を含むものとしたが、制御部４０とは別体として構成され、最小圧力ｍｉｎ（ｐｉ）や吐出圧力Ｐ０ｐｖ等の制御目標値を制御部４０に相当する装置に送信するものであってもよい。図９および図１０は、漏水抑制装置３０と、制御部４０に相当する制御装置６０とが別体として構成される場合のシステム構成の一例を示す図である。これらの図において、上記実施形態と同じ符号が付されているものは、上記実施形態と同様の機能を有するものとする。図９に示すように、漏水抑制装置３０は、最小圧力ｍｉｎ（ｐｉ）を、インターネット等のネットワークＮＷを介して制御装置６０に送信してもよいし、図１０に示すように、漏水抑制装置３０は、吐出圧力Ｐ０ｐｖを、インターネット等のネットワークＮＷを介して制御装置６０に送信してもよい。上記実施形態と同様、最小圧力ｍｉｎ（ｐｉ）や吐出圧力Ｐ０ｐｖは、連続値ではなく、離散値または離散データ（例えば、高―中―低、或いはＡ―Ｂ―Ｃといったもの）であってよい。なお、図９または図１０で示す構成において、上記第２の実施形態のように、水使用量パターン作成部３３や水使用量データベースを備える構成としてもよい。また、漏水抑制装置３０から受信した最小圧力ｍｉｎ（ｐｉ）や吐出圧力Ｐ０ｐｖは、自動的に制御装置６０の機能部に入力されるのではなく、制御装置６０側の表示装置に表示され、人が制御目標を制御装置６０に入力するようにしてもよい。
【００３２】
なお、上記各実施形態において、漏水抑制装置３０における、流量センサ２４や圧力センサ２６の検出値が入力されるインターフェース部分、および水使用量取得部３２が「取得部」の一例であり、節点圧力推定部３４が「圧力推定部」の一例であり、最小圧力抽出部３６が「抽出部」の一例であり、水使用量パターン作成部３３が「水量推定部」の一例である。また、吐出圧力目標値Ｐ０ｓｖが「制御目標値」の一例である。
【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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【国際調査報告】
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