(57)【要約】【課題】  本発明は、複数の工事箇所の組合せを考慮して、長期設備更新計画の経済性を最適化することが可能な工事計画支援システムを提供することを目的としている。【解決手段】本発明にかかる工事計画支援システムの代表的な構成は、複数の工事箇所と、各工事箇所の費用を格納したデータベース１１０と、データベースから工事箇所を読み出して提示し、複数の工事箇所のうち一部の工事箇所を整合させて１または複数の組合せを作成し、かつ組合せの費用を入力させ、データベースに組合せとその費用を追加格納するリスト生成部１２０と、データベースから工事箇所および組合せとそれぞれの費用を読み出して、組合せに含まれる場合を含めて各工事箇所が１度だけ選択され、かつ費用の合計が最も小さくなるように工事箇所または組合せを選択する選択処理部１４０と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の工事箇所と、各工事箇所の費用を格納したデータベースと、
前記データベースから前記工事箇所を読み出して提示し、前記複数の工事箇所のうち一部の工事箇所を整合させて１または複数の組合せを作成し、かつ該組合せの費用を入力させ、前記データベースに該組合せとその費用を追加格納するリスト生成部と、
前記データベースから前記工事箇所および組合せとそれぞれの費用を読み出して、組合せに含まれる場合を含めて各工事箇所が１度だけ選択され、かつ費用の合計が最も小さくなるように工事箇所または組合せを選択する選択処理部と、を備えたことを特徴とする工事計画支援システム。
【請求項２】
前記リスト生成部は、作成した前記組合せを、他の工事箇所と共に整合可能に提示することを特徴とする請求項１に記載の工事計画支援システム。
【請求項３】
前記データベースには前記工事箇所と関連づけて工事内容が格納されていて、
同じ工事箇所に択一的に実施される複数の工事内容がある場合に、
前記データベースにおいて、前記択一的に実施される複数の工事内容を、同じ工事箇所の値を有し、個別の費用を格納する別のレコードとし、
前記リスト生成部は工事内容単位で整合可能に提示し、
前記選択処理部は工事箇所単位で１度だけ選択することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の工事計画支援システム。
【請求項４】
前記データベースには前記工事箇所と関連づけて施工時期が格納されていて、
前記リスト生成部は、前記工事箇所を提示するとき、ある工事箇所を選択することにより、選択された工事箇所に対して施工時期が所定期間内にある工事箇所を整合可能に提示することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の工事計画支援システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の工事を同時に準備または進行することによって費用が抑えられる場合に、費用の最適化を図ることのできる工事計画支援システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
規模の大きな設備を有する事業者は、長期的に設備の拡充や改良を行う必要がある。これを長期設備更新計画と呼ぶこととする。
【０００３】
例えば電力事業者は、管轄の地域に多くの配電設備や変電設備を備えている。そして需要者の増加傾向に応じて設備を拡充したり、老朽化した設備を修理または交換したり、法令に適合させるために改良を施す必要がある。このような拡充や改良は数年〜数十年の幅で施工時期（対策リミット）が設定される。施工時期は、重要なものは２〜３年後の短期に設定されるが、緊急を要しないものは１０〜２０年後の長期に設定されたり、設定されなかったりする。むろん落雷や地絡などの事故は早急に処理されるが、それは今回の発明とは別論である。
【０００４】
これまで、費用削減を目的とした点検サイクルの見直しや、適正な設備改修時期の検討、投資の最適な配分を目的とした設備更新計画の検討事例は行われている。特許文献１には、設備投資額を平準化しつつ費用を最小化させることを目的とした投資上限額決定方法（拡充計画）が提案されている。特許文献１によれば、設備のライフサイクルにおけるコストを総合的に考慮して、投資額を平準化させられるとしている。また特許文献２には、将来予測に係る不確実性を考慮してコストが最小となるような配電設備計画（拡充計画）を支援するシステムが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２０４１４２号公報
【特許文献２】特開２００８−２８９２６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら従来の提案では、電力流通設備の拡充計画と改良計画を整合した長期的な投資の最適化を図る手法は提案されていない。
【０００７】
すなわち、拡充工事も改良工事も、それぞれ定められた施工時期の範囲内において、年ごとの予算の範囲に収まるように分散して配分される。しかし、ある箇所を改良すれば他の箇所を拡充する必要がなくなったり、ある箇所を拡充すれば系統切替によって改良する必要がなくなったりする場合がある。また拡充工事同士、改良工事同士であっても、資材の購入や作業員の手配など、同時に準備または進行することによって費用が抑えられる場合がある。このような場合まで考慮して最適化する手法は検討されていない。
【０００８】
したがって従来は、今後増加するであろう老朽化設備の更新、その他なんらかのリスク要因のある設備の更新、設備の拡充計画との組み合わせを考慮した長期的な設備更新計画の策定は、設備計画担当者の勘や経験に頼らざるを得ない状況であった。このため、長期計画の立案は人間の想像の範囲でしか検討されず、経済的に最も優れた工事計画が検討漏れのまま長期設備更新計画が決定されている可能性もあった。
【０００９】
そこで本発明は、複数の工事箇所の組合せを考慮して、長期設備更新計画の経済性を最適化することが可能な工事計画支援システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明にかかる工事計画支援システムの代表的な構成は、複数の工事箇所と、各工事箇所の費用を格納したデータベースと、データベースから工事箇所を読み出して提示し、複数の工事箇所のうち一部の工事箇所を整合させて１または複数の組合せを作成し、かつ組合せの費用を入力させ、データベースに組合せとその費用を追加格納するリスト生成部と、データベースから工事箇所および組合せとそれぞれの費用を読み出して、組合せに含まれる場合を含めて各工事箇所が１度だけ選択され、かつ費用の合計が最も小さくなるように工事箇所または組合せを選択する選択処理部と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
複数の工事箇所が予定されている場合、同時に準備または進行することによって費用が抑えられる場合がある。そこで上記構成によれば、幾通りもの工事案から、費用の合計が最も小さくなるように工事箇所の組合せを考慮することができ、経済性を基軸とした工事計画を容易に立案することができる。このため、担当者の経験や勘を頼りに検討を行っていたこれまでの場合と比べ、長期設備更新計画の立案時における経済的に最適な計画案の検討漏れは極力回避され、結果として長期設備更新計画の経済性を最適化することができる。
【００１２】
リスト生成部は、作成した組合せを、他の工事箇所と共に整合可能に提示することが好ましい。これにより、既に作成された組合せに対してさらに他の工事箇所を整合させることができる。したがって、３以上の工事箇所の組合せを作成しやすくなる。
【００１３】
データベースには工事箇所と関連づけて工事内容が格納されていて、同じ工事箇所に択一的に実施される複数の工事内容がある場合に、データベースにおいて、択一的に実施される複数の工事内容を、同じ工事箇所の値を有し、個別の費用を格納する別のレコードとし、リスト生成部は工事内容単位で整合可能に提示し、選択処理部は工事箇所単位で１度だけ選択することが好ましい。これにより、同じ工事箇所に複数の工事内容（対策）がある場合に、他の工事箇所との兼ね合いにおいて最も費用が小さい工事内容を選択することができる。
【００１４】
データベースには工事箇所と関連づけて施工時期が格納されていて、リスト生成部は、工事箇所を提示するとき、ある工事箇所を選択することにより、選択された工事箇所に対して施工時期が所定期間内にある工事箇所を整合可能に提示することが好ましい。これにより、施工時期が近い工事箇所についてのみ組合せを検討することが可能となる。また、組合せを検討する工事箇所の数を飛躍的に削減することができるため、迅速に処理を行うことが可能になる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、複数の工事箇所の組合せを考慮して、長期設備更新計画の経済性を最適化することが可能な工事計画支援システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態にかかる工事計画支援システムの概略構成を示す図である。
【図２】配電設備とその工事箇所を例示する図である。
【図３】データベースの構成例である。
【図４】工事箇所の組合せを説明する図である。
【図５】リスト生成部の動作の例である。
【図６】選択処理部の動作の例について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１８】
図１は本実施形態にかかる工事計画支援システム（以下、単に「システム１００」という。）の概略構成を示す図である。図１に示すシステム１００は、データベース１１０と、リスト生成部１２０と、入力操作部１３０と、選択処理部１４０とから構成される。
【００１９】
システム１００は、プログラムをコンピュータに実行させることによって実現することができる。プログラムはコンピュータに組み込みで提供したり、記録媒体に固定して配布したり、またはネットワークからダウンロード可能なようにサーバーに保存したり、コンパイルして利用可能なようにソースファイルで提供したりすることができる。
【００２０】
具体的には、データベース１１０は記憶部に記憶された構造データである。各種記憶部はハードディスクやＣＤＲＯＭなどの記憶装置、および一時的な記憶であればＲＡＭを用いて実現できる。リスト生成部１２０および選択処理部１４０は、ＣＰＵによって動作するプログラムルーチンとして実現できる。入力操作部１３０は、モニタなどの表示装置１３２に表示させた操作画面と、キーボードやマウスなどの入力装置１３４の組み合わせによって実現できる。
【００２１】
システム１００の構成と動作について、簡単な例を用いて説明する。図２は配電設備とその工事箇所を例示する図、図３はデータベースの構成例である。図２に示すように、複数の変電所２００から負荷２１０（街やビルなど）に配電線によって電力が供給されている。そして、図２の配電設備において、図に示すようなａ〜ｅの工事箇所が予定されているとする。
【００２２】
このように複数の工事箇所が予定されている場合、同時に準備または進行することによって費用が抑えられる場合がある。そこで本実施形態にかかるシステム１００では、工事箇所の組合せも含めて経済性を最適化する。
【００２３】
これらの工事箇所について図３に示すように、データベース１１０には、工事箇所、工事内容、施工時期、費用が格納されている。工事箇所は識別子であって、記号や番号など、識別できるものであればよい。工事内容は担当者（人間）が見て理解するためのものであって、工事内容の概略を格納している。施工時期は、その工事をいつまでに実施すべきかというデータ（対策リミット）である。施工時期はその工事箇所の重要度に応じて定められている。費用は、その工事について試算された金額である。これらの情報は、担当者があらかじめ入力操作部１３０から入力する。
【００２４】
なお、図３の例において、工事箇所ｅが多重化して２つのレコードが存在している。これは工事箇所ｅについてはどちらかの工事を行えばよく、２つの工事が択一的に実施されることを意味している。
【００２５】
リスト生成部１２０は、データベース１１０から工事箇所およびその他の情報を読み出し、入力操作部１３０の表示装置１３２に工事箇所のリストを提示する。リストの例としては、図３に示したような表形式でよい。また表示装置１３２には、図２に示すような概略図もあわせて表示させることが好ましい。入力操作部１３０では、担当者が複数の工事箇所のうち一部の工事箇所を整合させて、１または複数の組合せを作成する。
【００２６】
図４は工事箇所の組合せを説明する図であって、図４（ａ）は整合の手順を説明する図、図４（ｂ）は組合せを含むリストの例（データベースの内部データの例）を示す図である。
【００２７】
担当者は、図４（ａ）上段に示すように、まず１つの工事箇所について選択し、他の工事箇所と整合可能であるか否かを判断する（工事箇所ｅのように多重化している場合には個別に判断する）。整合可能であるか否かの判断は、選択した工事箇所よりも施工時期が同じか後であるものに対し、施工箇所が近いかどうか、工事により得られる効果が同種であるか、資材あるいは作業員に共通性があるかなどに基づいて判断される。このとき整合不可能であるもの（例えば、一方を施工する場合には他方は施工しなくなるもの）は除外する。図４（ａ）の中段に示すように２工事箇所の組合せを作成した後、これを整合可能な工事箇所がなくなるまで繰り返す。これにより担当者は３以上の工事箇所の適切な組合せも迅速に作成することが可能となる。なお、費用の増減は判断せずに組合せを作成する。
【００２８】
リスト生成部１２０は、図４（ｂ）に示すように、図４（a）下段まで作成された組合せをリストに追加して他の工事箇所と共に整合可能に提示する。各組合せの施工時期は、その組合せに含まれる工事箇所のうち最も早い施工時期とする。
【００２９】
組合せの整合が完了すると、リスト生成部１２０は、担当者に費用を入力させる。担当者は、組合せごとの費用を試算して入力する。ここで、複数の工事箇所の費用を単に加算した金額以上となる組合せはリストから削除してもよい。そしてリスト生成部１２０はデータベース１１０に、組合せとその費用を追加格納する。
【００３０】
「作成された組合せを他の工事箇所と共に整合可能に提示する」例として、組合せの候補を提示することが好ましい。図５はリスト生成部の動作の例であって、組合せの生成に関する部分である。
【００３１】
図５（ａ）において破線で示す領域１は、整合の可否を入力する項目である。領域２は工事箇所および組合せの候補を提示する項目である。領域３は組合せの階層を表す項目である。領域４はそのレコードが含む工事箇所を意味していて、組合せにおいては複数の工事箇所にフラグ（１）が立てられる。領域３と領域４は内部的に使用されるデータであって、非表示であってもよい。
【００３２】
まず図５（ａ）に示すように、領域２には、予め入力された初期の工事箇所（組み合わせられていない工事箇所）が表示される。次にリスト生成部１２０は、図５（ｂ）に示すように、初期の工事箇所を組み合わせて「組合せ候補」を生成する。領域３はそのレコードの組合せ数を階層として反映する。領域４はそのレコードが含む工事箇所にフラグを立てるように更新する。そして担当者に対し、組合せ候補の中から整合可能な組合せを選択させる。
【００３３】
例えば図５（ｂ）に示すように、組合せ「ａｆ」「ｃｄ」に整合可能であることを意味する「１」が入力されたとする。次にリスト生成部１２０は、選択されていない行（判別結果が１でない行）を削除し、選択された組合せと初期の工事箇所とを組み合わせる。そして、図５（ｃ）に示すように次階層の「組合せ候補」を生成する。
【００３４】
ここで、第２階層を生成する場合には単に掛け合わせを行うが、第３階層以降を生成する場合には組合せの重複判別と階層超過判別を行う。例えば、第２階層において「ａｆ」が選択されているところ、「ａｆ×ａ」と「ａｆ×ｆ」は工事箇所が重複するため削除する（組合せ候補を生成しない）。具体的には、領域４において２以上の値が存在するレコードを削除する。また、第３階層を生成するに当たって「ａｆ×ｃｄ」は第４階層になるから、階層が超過しているとして削除する（組合せ候補を生成しない）。具体的には、領域３において階層数が現在の階層よりも大きいレコードを削除する。
【００３５】
選択と次階層候補生成を繰り返し、生成した階層が初期の工事箇所数と一致する場合（初期の工事箇所数が７箇所なら第７階層になる場合）には終了する。階層が工事箇所数と一致する組合せは全ての工事を整合したことを意味しており、それ以上の組合せはありえないからである。また、階層が工事箇所数と一致する前であっても、次の階層以降の新しい組合せが生成されなくなった場合には終了する。例えば、図５（ｃ）の第３階層でどの組合せも選択されなかった場合、第４階層はａｆ×ｃｄのみとなる。さらに、この組合せも第４階層で選択されない場合、第５階層以降は生成されず第７階層生成前に終了する。
【００３６】
上記のように、リスト生成部１２０が組合せ候補を生成して選択可能に提示し、選択された組合せと初期の工事箇所をかけ合わせて次の階層の組合せ候補を生成し、かつ組合せの重複判別と階層超過判別を行って絞り込むように構成したことにより、膨大な数になる組合せを大幅にかつ適切に削減することができ、極めて効率的に組合せを生成することができる。
【００３７】
次に選択処理部１４０は、データベース１１０から工事箇所および組合せとそれぞれの費用を読み出す。そして、組合せに含まれる場合を含めて各工事箇所が１度だけ選択され、かつ費用の合計が最も小さくなるように工事箇所または組合せを選択する。
【００３８】
図６は選択処理部１４０の動作の例について説明する図である。破線で示す領域Ａは、データベース１１０の内容をそのまま表している。領域Ｂは、各レコードに含まれる工事箇所を表しており、組合せにおいては複数の工事箇所にフラグ（１）が立っている。決定関数は、そのレコードを選択することを意味している。領域Ｃは、選択されたレコードが含む工事箇所を意味していて、決定関数が１になると領域Ｂのフラグを反映する。領域Ｄは、そのレコードが選択された際にその工事箇所または組合せの費用が反映される。領域Ｄの費用は施工時期を考慮した現価換算値とすることが好ましい。費用合計は領域Ｄの費用の合計であって、この収束計算の目的関数である。
【００３９】
そして選択処理部１４０は、領域Ｃにおいて各工事箇所が１になるという制約条件（各工事箇所が1度だけ選択されることを意味する）の下で、決定関数を０または１に変化させ、費用合計が最も小さくなるような決定関数の組合せを探索する。収束計算は、ニュートン・ラプソン法や準ニュートン法、共役勾配法など既知の手法を用いることができる。なおさらに、特定の工事箇所を同時に選ばないように制約条件を加えることもできる。
【００４０】
収束計算が完了すると、決定関数が１となっている工事箇所または組合せを施工することにより、費用の合計を最も小さくすることができる。
【００４１】
また、同じ工事箇所に択一的に実施される複数の工事内容がある場合に別レコードとすることにより、他の工事箇所との兼ね合いにおいて最も費用が小さい工事内容を選択することができる。
【００４２】
上記説明した如く、本実施形態にかかるシステム１００によれば、幾通りもの工事案から、費用の合計が最も小さくなるように工事箇所の組合せを考慮することができ、経済性を基軸とした工事計画を容易に立案することができる。このため、担当者の経験や勘を頼りに検討を行っていたこれまでの場合と比べ、長期設備更新計画の立案時における経済的に最適な計画案の検討漏れは極力回避され、結果として長期設備更新計画の経済性を最適化することができる。
【００４３】
さらに、今後の劣化診断技術の発展により設備毎の余寿命が算定された場合には、その余寿命を施工時期に入力して本手法へ適用すればよい。すなわち、将来技術の発展にも整合でき、長期〜超長期的な設備投資の削減に貢献することができる。
【００４４】
なお、上記実施形態において組合せを作成する際に、選択した工事箇所よりも施工時期が同じか後であるものはすべて組合せの検討の対象とするように説明した（図４（ａ）参照）。しかし、例えば施工時期が２年のものと１５年のものを組合わせると、そのときの費用は安かったとしても、施工時期が遅いものについては経年劣化の開始が早くなってしまうおそれもある。
【００４５】
また、図３に示したリストにおいて、工事箇所の数（多重化しているものを含む）がｎ個であるとすると、すべての組合せはΣｎＣｍ（ｍ＝１〜ｎ）となる。ｎが５であれば３１通り、ｎが１０であれば１０２３通りになる。すなわち、工事箇所の数が少し増えると、整合を検討する組合せの数が膨大になる。
【００４６】
そこで、リスト生成部１２０が表示装置１３２に工事箇所を提示するとき、ある工事箇所を選択することにより、選択された工事箇所に対して施工時期が所定期間内にある工事箇所を整合可能に提示することが好ましい。具体例としては、ある工事箇所を選択したとき、施工時期が所定期間以上離れた工事箇所については選択不能にしてもよい。これにより、施工時期が近い工事箇所についてのみ組合せを検討することが可能となる。また、組合せを検討する工事箇所の数を飛躍的に削減することができるため、迅速に処理を行うことが可能になる。
【００４７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、複数の工事を同時に準備または進行することによって費用が抑えられる場合に、費用の最適化を図ることのできる工事計画支援システムとして利用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１００…システム、１１０…データベース、１２０…リスト生成部、１３０…入力操作部、１３２…表示装置、１３４…入力装置、１４０…選択処理部、２００…変電所、２１０…負荷
【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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