(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス搬送システムのためのデータ管理システムであって、
ガスを搬送するパイプラインと、
データベースを作成する中央コンピュータと、
前記パイプラインに配置され、前記中央コンピュータに通信可能に接続される複数の報告機能付調整器と、を備え、
前記報告機能付調整器の各々は、
前記パイプライン内のガス圧を制御するためのスロットル要素と、
前記パイプラインを流れるガスのパラメータを測定するために前記パイプラインに取り付けられたセンサと、
メモリに記憶されたインストラクションセットを実行し、前記センサから受信された入力データに基づいて前記スロットル要素の位置を調整するプロセッサと、
前記センサからデータを受け取り、前記データを少なくとも当該データが取得された時間、日付及びロケーションを含む素性情報でマーク付けし、前記中央コンピュータに前記データを伝送する報告モジュールと、を有し、
前記中央コンピュータは、前記ガス搬送システムのシステム全体に亘るイベントを再構成するために前記報告モジュールにより伝送された前記マーク付けされたデータを解析することを特徴とするデータ管理システム。
【請求項２】
前記報告モジュールは、前記データを前記中央コンピュータに無線で伝送する請求項１記載のデータ管理システム。
【請求項３】
前記報告モジュールは、インターネットプロトコルを使用して前記データを前記中央コンピュータに伝送する請求項１記載のデータ管理システム。
【請求項４】
前記素性情報は、前記報告モジュールのロケーションを表すロケーション識別子を含んでおり、
前記ロケーション識別子は、前記メモリに記憶されている請求項１記載のデータ管理システム。
【請求項５】
前記プロセッサは、前記入力データを利用して前記パラメータを計算する請求項１記載のデータ管理システム。
【請求項６】
前記パラメータは、ガス流速である請求項５記載のデータ管理システム。
【請求項７】
前記素性情報は、識別番号、時間、日付、データタイプ、センサタイプ、優先順位、ＭＡＣアドレス、アラーム状況のうちの一つであるように構成される請求項１記載のデータ管理システム。
【請求項８】
前記中央コンピュータは、前記センサからのデータを利用して前記データベースを作成する請求項１記載のデータ管理システム。
【請求項９】
前記中央コンピュータは、ユーザのコマンドに従って前記センサからのデータを並べ替え、その並べ替えられたデータをユーザに表示する請求項１記載のデータ管理システム。
【請求項１０】
一の報告機能付調整器は、他の報告機能付調整器の機能を制御するよう構成されている請求項１記載のデータ管理システム。
【請求項１１】
前記中央コンピュータは、前記データベース内の前記データを利用して顧客にインボイスを準備するように構成される請求項１記載のデータ管理システム。
【請求項１２】
前記中央コンピュータは、前記プロセッサに前記インストラクションセットを伝送するように構成される請求項１記載のデータ管理システム。
【請求項１３】
前記インストラクションセットは、前記センサから受信した前記入力データに応じて、前記プロセッサが前記スロットル要素及び前記報告モジュールに指令する際に、当該プロセッサの動作を設定するように構成される請求項１２記載のデータ管理システム。
【請求項１４】
前記中央コンピュータは、前記中央コンピュータに前記データを伝送するように前記報告機能付調整器に指示するように構成される請求項１記載のデータ管理システム。
【請求項１５】
前記中央コンピュータは、前記センサからのデータを利用して保守管理報告を作成するように構成される請求項１記載のデータ管理システム。
【請求項１６】
前記中央コンピュータは、ガス搬送システムにおけるガスの動きのグラフ表示を生成するように構成される請求項１記載のデータ管理システム。
【請求項１７】
前記メモリは、センサデータを記憶するよう構成されている請求項１記載のデータ管理システム。
【請求項１８】
前記プロセッサに接続される時間クロックをさらに備えている請求項１記載のデータ管理システム。
【請求項１９】
前記プロセッサは、前記時間クロックによる時間スタンプで前記センサデータをマーク付けするよう構成される請求項１８記載のデータ管理システム。
【請求項２０】
前記センサは圧力センサである請求項１記載のデータ管理システム。
【請求項２１】
スロットル要素位置センサをさらに備えている請求項２０記載のデータ管理システム。
【請求項２２】
前記プロセッサは、前記スロットル要素位置センサ及び前記圧力センサからのデータを利用して前記報告機能付調整器を通る体積流量データを計算するよう構成される請求項２１記載のデータ管理システム。
【請求項２３】
前記プロセッサは、前記体積流量を素性データでマーク付けするよう構成される請求項２２記載のデータ管理システム。
【請求項２４】
前記プロセッサは、所定の時間にマーク付けされたデータを前記中央コンピュータに伝送するよう構成される請求項１記載のデータ管理システム。
【請求項２５】
前記プロセッサは、前記センサからのデータを前記メモリに格納する前に前記データをマーク付けするように構成される請求項１記載のデータ管理システム。
【請求項２６】
前記報告機能付調整器がガス搬送システムに設置される前に、前記報告機能付調整器に識別番号を搭載するための初期化デバイスをさらに備える請求項１記載のデータ管理システム。
【請求項２７】
前記報告機能付調整器がガス搬送システムに設置された後に、前記報告機能付調整器に識別番号を搭載するための初期化デバイスをさらに備える請求項１記載のデータ管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的にセンサデータを取得し、属性（弁別的特徴）を用いてこのデータを特徴づけし、特徴づけされたデータを中央ロケーションに供与するガス圧調整器に関するものである。本発明は、さらに、広域に分布する複数のロケーションに設置されるガス圧調整器よりなるネットワークからデータを取得して処理するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、２００１年２月２日に出願され、「ガス分配ネットワークを管理するための方法およびシステム」という表題の米国仮出願番号第60/266,126号および同じく２００１年２月２日に出願され、「電子識別番号を有するガス分配システムのためのデータ転送ユニット」という表題の米国仮出願番号第60/266,264号からの優先権を主張するものである。
【０００３】
ガス生産・分配システムを監視および保守するプロセスは困難な課題である。適切に行おうとすると、このタスクには、広範な地理的領域に亘って取得される大量のデータの処理が含まれる。今日、天然ガス搬送システムの如きガス搬送システム（即ち、ガス生産システム、処理システム、配管システム、分配システム）では、データを取得する能力、データを報告する能力、データを整理する能力、およびシステムを監視する能力が非常に限られている。一つの理由としては、調和の取れたデータの取得および通信システムが欠如しているからである。たとえば、一年に３６５日間、一日に２４時間、数百という場所において複数のセンサからガス搬送システムデータを取得しても、多量の「未整理の」データを作成しているだけである。未整理のデータでは、システム動作、イベント、および現象の概観を十分に得られないので多いに役に立つというわけではない。
【０００４】
典型的なガス分配システムは地域に区分されている。大きな管（ガス本管）は、地域ロケーションのマニフォールドを通って地域にガスを供給する。マニフォールドとは、本質的に、複数の接続を行うなための複数の開口部を有する管のことである。平均的な大都市においては、数百の地域サイトが存在しており、数十万もの供給管が監視されていない。ほとんどのガス会社では、いまだに手動によるデータ収集システムを使用している。このような会社では、現場の技師を地域サイトに送り、さまざまな場所でシステムパラメータを手動で測定して記録している。測定結果は作業日誌に手書きで記録されるのがほとんどである。このような理由で、一つのガスシステム内のさまざまな地点から受け取るデータを、システム動作の総合的な概要を得るためにロケーションと相関させようとしてもできず、または時間と対応させようとしてもできない。地域ロケーションにおいて、ガスシステムのパラメータを定期的に監視または検出する重要なセンサ技術は存在するが、ガス搬送システム全体を評価するデータ収集手段および管理手段は明らかに欠如している。
【０００５】
有益なデータは搬送システム内のポートにおいて集めることができる（通常、地域サイトにおいて）。しかしながら、現在、有益なデータを中央システムに提供する効率的な方法が存在しない。データが中央ロケーションで入手可能あったとしても、このデータを整理または操作して役立てる効率的な方法が存在しない。この結果、動作中のガスシステムを特徴付けることはほとんど不可能である。使用可能なデータの欠如のため、ガス搬送システム内のシステム全般に亘るイベントは十分に理解されていない。さらに、全システム協調型のガス圧力制御を達成することができない。ガス会社がシステム全体のイベントを適切に監視することができたならば、システム性能を最大にすることができ、漏洩を検出でき、爆発または溢流を予知することができ、年間数百万ドルを節約することができる。現在、ガス搬送システムのためのデータ取得システムおよびプロセス制御システムは、通信システム、制御システム、およびデータ処理システムが完全でないため、実時間における包括的な動的管理能力が欠けている。
【０００６】
図１は、炭化水素燃料生産・パイプライン・分配システム、すなわちガス搬送システム3を例示している。ガス生産者は、地面1からガスを採取し、流通業者にガスを搬送する。ガスは、井戸28から抽出され、バルブ5を介して移動し、プラント11により処理され、パイプライン4を介して搬送すべくポンプ10により圧縮または加圧される。このパイプライン4により、第一の都市7、第二の都市33、または発電所のごときガス消費ロケーションにガスが搬送される。また、プラント111および第二のポンプ110を介して、第二の井戸30もパイプライン4にガスを供給しうる。
【０００７】
一つのガス搬送システムにおいて、ガスの所有者が複数回変更される。所有者が変わる場合は、メータ6を用いて、供給ガス量、販売ガス量、または購入ガス量が測定される。所有者の移転の典型的なものには、生産者から流通業者、または流通業者から消費者への移転が含まれる。さらに、メータ6の近傍を所定の管圧に維持するため、通常、機械的圧力調整器2が管理移転ポイントにある。メータの精度を確実なものにするためには圧力を制御することが大切である。ガスシステム3内において、摩擦損失に打ち勝ち、低下する圧力を上昇させるべくサブステーション24を追加することが必要になりうる。
【０００８】
ガス生産者は、ガス搬送システムの一部として分配システム（たとえば、第二の都市33に関連する分配システム）を利用可能なことが多い。このように、生産者のガスは、都市の分配システム（第二の都市33）を移動し、この分配システムの向こう側にいる消費者（たとえば、発電所9）に供給される。分配システムの所有者達は、分配システムを介してガスを搬送するための搬送費用を生産者に請求することが一般的である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
米国のガス生産者達および流通業者達は、全員、州の認可を受ける運輸省（ＤＯＴ）または米国連邦ＤＯＴにより規制されている。これらのＤＯＴにより、最大許容管圧および他の規制が厳格に執行される。したがって、流通業者は、高圧を維持することにより通過体積流量を最大限にしたい場合でも、ＤＯＴの最大圧力要件および他の規則に従う必要がある。また、管圧を高くすると、システム内の漏洩を増大させることにもなる。しかしながら、システム全体に亘り適切にデータを取得し、圧力を制御しなくては、収益を最大にするとともに規則に従うことは容易ではない。ガス会社は、センサデータを取得して格納するが、データを調整する適切な基幹施設なしではこれらのセンサデータは実質的に役に立っていない。
【００１０】
ガス配送システムにおいて問題が生じた場合は、保守要員がさまざまな場所を訪問して一連の測定を実施することが普通である。これらの測定結果に基づいて、保守要員が故障した装置または他の問題箇所を見つけることができる場合がある。しかしながら、データ調整が欠如しているため、これらの測定結果から、問題の原因もその問題の解決方法も明らかにならない。
【００１１】
機械的圧力調整器2は、可動部品およびこれらの可動部品が厳しい環境において動作しなければならないために耐用年数が短い。問題が検出された所から数マイルも離れて設置されている機械的調整器に欠陥があり、この問題の出所である場合もある。ガス搬送システムにおける手動での故障対策は、経験により学んだ仮説に基づいた手順により行われるのが普通である。この方法は、体系づけされておらず、時間とコストがかかる。さらに、試験結果は、ペンと紙を用いて手動で記録されているのが普通であり、問題が解決すると廃棄されることになる。このような理由で、記録データまたは履歴データは、入手できないかまたは整理されておらず、結果として役に立たないことが多い。
【００１２】
システムに入り込む水スラッジまたは汚泥の如き不純物によって引き起こされる問題により移動妨害が生じる。現在、移動妨害を検出して解決することは、ゴーストを追いかけるようなものである。不純物によりシステム容量の損失またはデバイスの初期故障の如き非効率が発生しうる。不純物は、フィルタ、メータ、調整器、または消費者の器具を詰まらせうる。不純物の存在および移動の如きイベントを監視する方法は現在ない。
【００１３】
図２は、第二の都市33の分配システムの如き典型的な分配システムをさらに詳細に例示した図である。機械的調整器は、地域サイト27（黒ドットにより表されている、参照番号は全てのドットには付されていない）に、地域へのガス圧力を制御すべく設置されている。ガス分配システムにより、ほとんどのロケーションに重複する流路すなわち「供給ガス」が提供されている。したがって、供給管の圧力測定値または流量測定値は、分配システム内のガス流量特性を理解するためのデータを十分には提供していない（すなわち、さまざまな地域にどれだけのガスをどの供給管、本管、および／または地域調整器が供給しているのか）。ガス会社は、依然として、多量の「整理されていない」データをうまく処理することを考えねばならない。ガス分配会社は、データを調整して、損失が生じた場所、理由、および方法を特定することができないのが普通である。また、ガス会社は、季節的な需要および他の動的な現象に応じて地域ロケーションの圧力設定を手動により調整しているのが普通である。
【００１４】
典型的な地域サイトにおいては、電力線または通信回線にアクセスする手段がない。この結果、地域ロケーションにおいては、電子通信および制御は非常に制限されていたかまたは存在していなかった。さらに、このような基板設備を実装することは、危険であると一般的に考えられており、実装コストが高いために禁じられていた。必要なのは、収益を増加できかつ災害を避けることができる、効率的なデータ取得・通信方法及び効率的なガス搬送システムデータ管理方法である。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
ガス搬送システムまたは流体搬送システムにおいて利用される報告機能付調整器は、センサデータを取得し、作成し、格納し、マーク付けし、伝送する。特に、報告機能付調整器は、データの素性の如きデータの弁別的特徴を特定する属性でマーク付けし、その後、この特徴づけされたデータを中央ロケーションに伝送する。中央ロケーションのデータベースを使用することにより、マーク付けされたデータをこれらのマークすなわち属性を利用して整理またはリンクすることができるようになり、よって、搬送システムを通って流れるガスの属性を追跡することができるアプリケーションがこのようなデータベースを利用することができ、システム内の問題を特定できる。このようなアプリケーションを利用することにより、ガス搬送システムを効果的に特徴付けし、評価し、そして管理することが可能になる。
【００１６】
一つの実施例では、各報告機能付調整器は、複数の入力ポートをプロセッサおよびメモリに接続する電気配線を備えている。センサデータは、この入力ポートにおいて受信され、メモリに格納される。報告機能付調整器は、ＭＡＣアドレスの如き固有識別番号または時間スタンプおよび／もしくは日付スタンプの如き可変属性でありうる、素性スタンプの如き固定の属性を用いてセンサデータをマーク付けすることができる。パーソナルコンピュータの如きプロセッサは、このマークを用いて、中央ロケーションにおいてデータを時間的および空間的に再構築することができる。このマーク付けされたデータを利用して、ガス搬送システム内で生じるイベントを監視し、特徴付けし、制御することが可能である。この収集・再構築されたデータを利用することにより、ガス会社は、システム効率、異常事態の処理、予防保守、消費者への請求書発行を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
今日のガス搬送システムの欠陥は、ガス搬送システム全体に亘って報告機能付調整器を設置することにより解決される。各報告機能付調整器は、市販のセンサと、報告モジュールが設けられたガス圧調整器とを備えている。この報告モジュールは、ガス圧調整器と同一の共通領域内のセンサからデータを収集し、このデータにマーク付けし、その後、このデータを受信機に伝送する。受信機とは、中央ロケーションのコンピュータ、他の報告機能付調整器、またはガス搬送システム内の他のデバイスであってもよい。報告モジュールは、通信信号またはシステム変数を取得する受信ポートの如き少なくとも一つの入力部を有している。この入力部は、電気または光ファイバの如き任意の通信形態のセンサデータを受信できる。他の実施例においては、センサは報告モジュールと一体化されており、入力部は、ガス搬送システムに接続されているホースを介して、圧力の如きシステム変数を受信する。
【００１８】
センサデータは、流体搬送システムパラメータ、変数、または物性を表しうる。報告モジュールは、このデータについてのなんらかを定義する属性を用いて、センサデータにマーク付けをする。詳細にいえば、属性とは、データの一または複数の弁別的特徴を示す補助的な情報でありうる。たとえば、一つの属性は、データの素性（そのデータが取得された時間、日付、およびロケーション）を示しうる。
【００１９】
その後、報告モジュールは、マーク付けされたデータを中央ロケーションに伝送（報告）する。素性情報でセンサデータをマーク付けすることにより、多量のデータを容易に有意義な方法で整理し、搬送システムの流動パターンおよび特徴を特定することができる。たとえば、データは、イベントの監視、動作特徴の理解、性能の検討、履歴データの閲覧、異常箇所の探索、改良の評価、ならびに分配システム全体に亘るガスの制御および流動の実証ために整理されうる。
【００２０】
図３Ａを参照すると、報告機能付調整器29のブロック図の一例が示されている。図示されるように、報告機能付調整器29は、ガス圧調整器70と報告モジュール72とを備えている。典型的には、ガス圧調整器70は、出力ポート39でのガスの圧力を制御する。したがって、ガス圧調整器70の入力ポート37での圧力は変化することになるが、理想的には、出力ポート39でのガスの圧力は一定に留まる。
【００２１】
ガスの圧力を制御するのに一般的に用いられている調整器ならば、いずれであっても報告機能付調整器として用いられうる。たとえば、フィッシャーコントロールズインターナショナル社から入手可能なシリーズ３００型調整器を用いてもよい。当業者にとっては当然のことながら、報告モジュール72は、調整器70と一体に製造することができるし、または既存の調整器に後から取り付け可能な独立モジュールとしても製造することができる。報告モジュール72は、アンテナ48を介して中央プロセッサ44に情報を送信し、中央プロセッサ44は、中央データベース46にこのデータを格納する。電子データを報告モジュール72に提供できるセンサを調整器70が有していない場合には、報告モジュール72の近傍のガス搬送システムにセンサ74を設置することができる。
【００２２】
一般的に、ガス圧調整器は、ガス流路内のスロットル要素を移動させることにより圧力を制御している。フィッシャーコントロールズインターナショナル社から入手可能なモデルＲＦ―１１０の如き改良されたガス圧調整器は、圧力制御精度を向上させるべく、入力圧および出力圧の如き電子センサデータを利用している。また、さらなるシステムパラメータまたはデバイスパラメータを計算すべく、電子センサデータを利用することもできる。たとえば、複数のセンサ入力を処理することにより、流量およびデバイスの動作状態を判断することができる。本明細書で使用する用語「センサデータ」とは、中央システムに伝送されうるすべてのデータと理解すべきである。調整器または報告モジュールの如きデバイスはセンサとは考えられないが、このデバイスは、センサデータを用いてデータ処理またはパラメータ計算をすることによりセンサデータを提供することができる。このように、本明細書で使用する用語、センサデータは、さまざまなセンサ入力から計算される数値、および通常「センサ」であるとは考えられていないデバイスにより提供される数値でありうる。
【００２３】
図３Ｂは、報告機能付調整器29を作成すべく報告モジュール72がガス圧調整器70と一体になっている報告機能付調整器の一つの実施例を示している。報告機能付調整器29は、センサ12〜19を接続するための複数のポート35を設けている。通常、センサ12〜19は、調整器の動作または状態に直接関連するデータを提供する。しかしながら、センサ12〜19により、報告機能付調整器の動作にまったく関連しないデータが提供されてもよい。したがって、報告機能付調整器29は、該報告機能付調整器29と同一の共通領域に設置されるセンサからのすべての種類のデータを収集するデータ「ハブ」として動作することができる。センサ12〜19が、それぞれ、報告機能付調整器29に異なるタイプのデータを供給してもかまわない。
【００２４】
プロセッサ38は、メモリ40に格納されるユーザ定義のインストラクションセット45（たとえば、ソフトウェア）を実行することにより、報告機能付調整器29により実行される機能を制御している。メモリ40は、プロセッサ38と一体化されてもよく、別のデバイスであってもかまわない。本明細書で使用する用語「メモリ」は、最も広い意味合いで解釈する必要がある。たとえば、電子通信に必要な簡易バッファまたは入力レジスタは「メモリ」と解釈されるのと同様に、ハードワイヤード論理もしくはダイレクトコード論理または特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）も同様にメモリと解釈される。
【００２５】
プロセッサ38は、プログラム可能論理デバイスであってもよく、ＡＳＩＣであってもかまわない。または、プロセッサ38は、最近のパーソナルコンピュータにみられるような多目的プロセッサと等価のアーキテクチャを有していてもよい。本明細書で使用する用語「プロセッサ」は、電子信号を受信し、この電子信号を変換し、受信した電子信号とは異なる電子信号を他のデバイスに供与することができるデバイスであるならばいずれのものであってもよい。プロセッサ38は、インストラクションセット45にアクセスして実行し、報告機能付調整器29の複数の機能を制御する。たとえば、プロセッサ38は、出力ポート39での圧力を制御すべくスロットル要素47の位置を変更しうる。また、プロセッサ38は、入力通信および出力通信を制御することができる。報告機能付調整器29は、ポート35のセンサ12〜19からデータを取得し、メモリ40にこのセンサデータを格納する。記載した実施例においては、センサ12により空気温度が検出され、センサ13によりガス温度が検出され、センサ14、16、17、18により圧力が検出され、センサ15により調整器のプラグ位置が検出される。報告機能付調整器のエンクロージャの外側にありうるセンサ12、13、14、17、18、19は、電気的接続、機械的接続、または無線接続を介して報告機能付調整器に結合しうる。
【００２６】
プロセッサ38によりセンサデータが取得されてマーク付けされた後、通信回路42とアンテナ48とを介して、このデータを中央コンピュータに伝送することができる。中央プロセッサ44は、このセンサデータを中央データベース46に格納しうる。報告機能付調整器29は、回路基板、集積回路、または構成要素を相互接続するワイヤの如き電気配線33を利用しており、この電気配線33により、概して記載されているように、ポート35と、プロセッサ38と、電源36と、メモリ40と、実時間クロック34と、通信回路42とが結合される。
【００２７】
インストラクションセット45は、プロセッサ38がセンサ12〜19から受信するデータを取得し、操作し、処理し、整理し、格納し、そして通信する方法を決定する。たとえば、インストラクションセット45は、各センサ12〜19に対するサンプリング速度（センサの出力が読み取られて格納される速度）を決定する。また、プロセッサ38は、２〜３例を挙げると、入出力通信方法、通信タイミング、データ圧縮技術、およびセンサデータの調整（即ち、デジタル信号処理）も制御することができる。
【００２８】
最も重要なことは、インストラクションセット45は、センサデータをマーク付けする方法を決定するということである。マーク付きデータを作成すべく、データを取得した時間、日付、ロケーションの如きセンサデータの属性をセンサデータに連結することができる。デジタルデータの連結を行うための方法は多く知られており、データ処理の刊行物およびデジタル通信の刊行物に記載されている。これらのセンサデータにマーク付けしうる他の属性には、単位、センサデータのタイプ、センサのモデル番号、および／またはセンサの連続番号がある。たとえば、センサデータを、ｌｂｓ／ｉｎ2またはＫｐａの如き単位でマーク付けすることが可能である。好ましい実施例では、プロセッサ38は、センサからデータを読み取り、その後、メモリ40に格納する前にこのデータを属性を用いてマーク付けする。
【００２９】
図３の記載においては、報告機能付調整器29は、マニフォールド41に一定のガス圧を与えている。その後、マニフォールド41は、このガスを地域の報告機能付調整器43に分配する。次いで、地域報告機能付調整器43はガスを地域（図示せず）に供給する。一つの実施例によれば、各報告機能付調整器は、固有識別番号が与えられ、メモリにこの識別番号を格納する。あるいは、中央ロケーションにおける中央プロセッサ44は、報告機能付調整器の識別番号を中央メモリに格納することができる。この実施例においては、データを受信する通信チャネルに基づいてデータのマーク付けがなされる。中央コンピュータ44は、中央プロセッサと、中央メモリと、中央インストラクションセットと（個別に図示せず）を備えている。複数の中央コンピュータがあってもよく、用語「中央コンピュータ」とは、一を超える報告機能付調整器からデータを受信し、このデータを処理することができるコンピュータを参照しているにすぎない。個々の報告機能付調整器29の識別番号の割り当ては、調整器の工場においてか、または報告機能付調整器がガス搬送システムに設置された後に行うことができる。割り当てられた識別番号を、ポート35を介して報告機能付調整器に手動で搭載することができる。あるいは、この識別番号を、中央ロケーションにおける中央プロセッサ44により伝送し、その後、報告機能付調整器29が受信して格納することができる。
【００３０】
一つの実施例では、報告機能付調整器はガス搬送システムに設置され、その後、報告機能付調整器29は、最初の「始動」の際に「自動初期化」される。この自動初期化または始動手順の際に、報告機能付調整器29は、識別番号が与えられ、および／または、インストラクションセット45が供与される。中央コンピュータ44は、番号割り当てと、番号搭載と、始動手順とを自動化する。あるいは、現場の技能者が、識別番号を搭載し、初期化手順を実行することができる。また、報告機能付調整器29の設置場所と識別番号29との関係を確立して中央データベース46に格納することができる。
【００３１】
この固有識別番号および時間クロック34がセンサデータの属性を提供する。センサデータがいつどこで受信されたかまたはいつどこで中央システムにより要求されたかには関係なく、時間的素性、空間的素性、およびタイプ別素性が判断できるようにこれらの属性を用いてセンサデータにマーク付けをすることができる。
【００３２】
他の実施例では、携帯用装置を報告機能付調整器29のポート35の一つに接続することにより、設置者（通常、ガス会社の作業員）がメモリ40に識別番号を搭載する。この実施例によると、携帯用全地球測位受信機（ＧＰＳ）をポートに差込み、メモリ40に緯度・経度座標を格納することができる。また、ＧＰＳユニットは、時間クロック34を校正することもできる。この実施例では、マーク付けされるセンサデータを、時間的および空間的に正確なＧＰＳデータと一致させることが可能である。
【００３３】
あるいは、電子識別番号は、たとえば、キーパッドを用いて設置者により報告機能付調整器29に搭載される物理的住所でありうる。設置者は、住所、地域番号、ノード番号、または報告機能付調整器を区別もしくは識別すべく用いることができる数値もしくは他の指標を入力してもよい。一つの実施例においては、報告機能付調整器229のポート35は、それぞれ、報告機能付調整器29の識別番号に連結することができる識別番号を有している。このように設置すると、センサがそれぞれ独自の識別性を有することになり、すべてのセンサデータの素性を非常に正確に識別することができるようになる。
【００３４】
報告機能付調整器に任意の識別番号を工場45において与えることにより、他の一組の恩恵を受けることができるようになる。この実施例では、報告機能付調整器の位置と識別番号とを相互参照すべく関係データベースの如き表が用いられる。たとえば、独自のメディアアクセス制御（ＭＡＣ）アドレスが工場において各報告機能付調整器に割り当てられることが可能である。その後、報告機能付調整器が設置されるロケーションと割り当てられたＭＡＣアドレスとを関係データベースにより結びつけることができる。ＭＡＣアドレスシステムを用いることにより、報告機能付調整器29は、無線インターネットシステムを利用して通信することができる。無線インターネット通信ハードウェアおよびソフトウェアは通信回路42に収納されることが可能である。現在、多くの電子識別番号割り当て方法を利用することが可能であり、これらの方法のほとんど全てを、報告機能付調整器システムにより効果的に利用することができる。
【００３５】
報告機能付調整器29は、インストラクションセット45から受信するコマンドの実行に応答して、中央プロセッサ44へセンサデータを伝送できる。メモリ40から中央プロセッサ44までのデータの移動のことを、データの「ダウンロード」と呼ぶことが多い。センサデータのダウンロードが発生すると、プロセッサ38は、メモリ40からデータを取り出し、この取り出したデータを通信回路42に送信する。通信回路42は、アンテナ42、陸上回線49、または他の所望の通信ネットワークを介して中央プロセッサ44にデータを送信する。
【００３６】
報告機能付調整器29は、データのダウンロード中に取得するセンサデータの量を格納するのに十分なメモリ容量を有している必要がある。たとえば、報告機能付調整器29が、一月に一回、中央プロセッサ44にセンサデータをダウンロードする場合には、報告機能付調整器29内に最低一月分の格納容量／能力が設けられる必要がある。報告機能付調整器29の格納能力を向上させるべく、効率的なメモリ利用技術およびデータ比較技術を用いることができる。
【００３７】
体系的なデータのダウンロードに加えて、報告機能付調整器29は、中央コンピュータ44からの要求と同時にセンサデータを伝送することができる。インストラクションセット45は、センサデータをメモリ40に格納する前に、このデータを処理するように報告機能付調整器29に指示することができる。あるいは、インストラクションセット45は、中央ロケーション44にセンサデータを伝送する前に、このセンサデータにマーク付けをするように報告機能付調整器29に指示することができる。
【００３８】
電源36は、電気配線33を介してポート35に結合される。報告機能付調整器29は、ポート35を介してセンサに電力を供給することができる。電源36は、バッテリ、燃料電池、発電機もしくは発電所からのハードワイヤード接続部、太陽電池、または数ミリワットの電力を供給できるその他の代用品でありうる。実時間クロック34により、センサデータにスタンプを押すかまたはマーク付けするために利用できる時間および日付情報（データの属性）が提供される。所望ならば、センサデータは、時間および日付スタンプで一を超える回数マーク付けすることができる。たとえば、センサデータが取得された時間と日付、センサデータが通信回路42により送信された時間、および／またはセンサデータが中央プロセッサ44により受信された時間に対応してセンサデータをマーク付けすることができる。データを時間でマーク付けすることにより、過去のデータと現在のデータとを時系列に並べてガス搬送システムにおけるイベントを明らかにすることができる。
【００３９】
一つの実施例では、報告機能付調整器29は、中央ロケーションとしてまたは中央プロセッサとして機能することができる。報告機能付調整器29は、他の報告機能付調整器からデータを受信し、メモリ40においてデータを整理することができる。また、報告機能付調整器29は、自身のデータベース内にあるマーク付けされたデータを用いて他の報告機能付調整器を制御することもできる。キーボードおよびモニタの如き入力／出力デバイスをポート35に接続でき、流体搬送システム全体からのデータおよびパラメータ（情報）をアクセスまたは閲覧することができる。報告機能付調整器29は、システム全体のデータを格納してもよく、または下流の調整器からのデータを格納するのみであってもかまわない。さらに、報告機能付調整器29は、自身の下流にあるデバイスを制御するのみであってもよい。
【００４０】
ここで、図４を参照すると、報告機能付調整器300〜310がガス搬送システム3全体に亘って設置されていること以外は、図１に記載されたものと同様のガス搬送システム3が例示されている。ガス搬送システム3は、何千マイルにも達しうる。たとえば、報告機能付調整器300は、報告機能付調整器309から１０００マイルのところに位置する場合もあるし、井戸28からのガスが、報告機能付調整器309に到達する場合もあれば、しない場合もある。さらに、井戸28から発電所まで１バッチの低質のガスが移動するのに何週間もかかる場合がある。本明細書で記載される報告機能付調整器のシステムでは、異常ならばいかなるものであってもガス搬送システム3を通って伝播する際にはこの異常の与える影響を追跡することができることはいうまでもなく、上述のタイプの動作現象を追跡することもできる。
【００４１】
機械的調整器は磨耗するため、ガス会社は絶えず修理または交換する必要である。本明細書で記載する報告機能付調整器の恩恵の一つは、報告機能付調整器300〜310が既存の機械的調整器の直系の交換品であるということである。したがって、既存のガス搬送システムは、機械的圧力調整器が故障して交換を必要とするにつれ、時間の経過とともに機能を向上させていくことが可能になる。
【００４２】
中央コンピュータ44は、報告機能付調整器300〜310からマーク付けされたセンサデータを受信する。中央プロセッサ44は、このセンサデータのマークを利用してキーおよび論理リンクを作成することにより、関係データベース46内のデータを編集する。関係データベースは、時間的に、空間的に、およびガス搬送システム3内の過去と現在とのイベントを表示する形態に、データを再構築することができる。関係データベースは、ユーザの好みに応じて「並べ替え可能」である。現在のイベントまたは過去のイベントを探し出して表示するためには、既存のデータベース並び替え方法を利用することができる。
【００４３】
ユーザがイベントの展開とともに最新のイベントを閲覧したい場合には、キーボードおよびモニタの如きデータ入力デバイスを報告機能付調整器310または中央コンピュータ44に結合し、特定の報告機能付調整器からのデータまたは特定のセンサからのデータをユーザは要求することができる。この実施例により、ユーザは、ガス搬送システム内の現在の活動を閲覧することができる。たとえば、ユーザは、報告機能付調整器302、304、306に入力圧データ、出力圧データ、流量を頻繁に伝送するように命令できる。したがって、問い合わせに応答して、報告機能付調整器300〜310は、選択されたセンサから流動実時間データを供給することが可能である。実時間データにより、ユーザは、ガス搬送システムにおける圧力異常の如き動的イベントの進展を目のあたりに見ることができる。イベントの展開とともにそのイベントを見ることにより、作業員は訂正手段を提供することができ、かつ、実時間環境においてシステム応答を目のあたりに見ることができる。通信システムが過負荷にならないように、各報告機能付調整器からの実時間データの伝送量を制御できることが好ましい。
【００４４】
以下の表Ａの例では、「地域」と表題をつけられた欄、すなわち列は、データの供給源またはロケーションを表している。「データタイプ」の列は、記録に含まれるデータの形態またはタイプ（すなわち、流量、圧力、温度等）を表している。「時間」データの欄は、センサデータが取得された時間を表している。表Ａは、所与の日のガス搬送システム内において記録された最低圧力の時間とロケーションとをユーザが探索または並べ替えした結果を表していてもよい。また、ユニット、精度、またはそのロケーションにおける坑内温度のような他のデータの如き属性データまたは補助データをユーザからの要求に応じて表示することも可能である。
【００４５】
表Ａ
日付              時間        地域    データタイプ  データ測定値
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
０１／０２／０１  ２１：２０  ２５３  圧力          １．９ｆｔ  ｌｂｓ．
０１／０２／０１  ２１：４０  ２５６  圧力          ２．０ｆｔ  ｌｂｓ．
０１／０２／０１  ２１：２０  ２５１  圧力          ２．１ｆｔ  ｌｂｓ．
０１／０２／０１  ２１：０８  ２５３  流量          ３０ｆｔ3／ｍｉｎ
０１／０２／０１  ２１：２０  ２５３  温度          ３０℃
０１／０２／０１  ２１：４０  ２５６  流量          ２０ｆｔ3／ｍｉｎ
０１／０２／０１  ２１：２０  ２５６  温度          ３０℃
【００４６】
データベース46に対して並べ替え機能を実行することにより、傾向と問題領域とを特定するために探索および並べ替えを迅速に行うことができる。所定時間中の最大値または最小値が分かるようにデータベース46内のデータ配列をユーザが再構築できることにより、傾向、イベント、漏洩、非効率な点、および危険な状況をユーザが知ることができるようになる。
【００４７】
ガス搬送システムのデータベースの追加可能な欄には、センサで測定できる現象ならばいずれでも、計算することが可能なパラメータならばいずれでも、および診断情報または校正情報が含むことができる。たとえば、センサデバイスの状況、外部温度、ガス温度、検出された漏洩、漏洩量、検出された不純物、検出された不純物量、ガスの品質因子、ガス成分、流速、流量、デバイスアクチュエータ位置、入力制御信号、詰まったフィルタ、安全弁の開放、大気圧、エレメントの濃度レベル、圧力変位、坑内水位が可能な項目の一部である。上述のリストは完全なリストであると考えるべきではなく、可能な項目または役に立ちそうなデータの一例に過ぎないと考えるべきである。図４においては、一つの中央コンピュータ44のみが示されているが、しかしながら、複数の中央コンピュータ（図示せず）を使用してもよい。事実、ガス会社の従業員の多くは、同一のデータベース46に格納またはアクセスすることができ、現場で格納されたデータベースを操作する携帯用コンピュータを有している。
【００４８】
他の実施例では、中央システムは、それぞれ、ガス搬送システムの一部にサービスを提供する。分散型中央システムが利用される場合、冗長な通信パスおよび冗長なデータを用いることにより、データベースは、複数のユーザにより同時に利用されることが可能になる。報告機能付調整器システムでは、コンピュータネットワークに現在利用可能な多重ユーザコンフィギャレーションソフトウェアおよびアクセス制御ソフトウェアが効果的に動作することになる。さらに、報告機能付調整器300〜310は相互に通信することが可能であり、このことは、中央コンピュータ44との通信ができない場合に役に立ちうる。したがって、報告機能付調整器300〜310は情報を格納し、その後、他のロケーションに転送することができる。
【００４９】
ここで、ガス搬送システム性能および特性を判断する方法および手順ならびにこのようなシステムの実装に関して説明する。
【００５０】
システム現象を判断するシステムを実施するために、中央コンピュータは、報告機能付調整器からデータを受信してこのデータを中央メモリに格納する。中央コンピュータはプロセッサを備えており、このプロセッサにより、インストラクションセットを利用して受信されたデータは処理または操作される。このように処理されたデータは、このシステムのユーザに有益な情報を提供することができる。
【００５１】
（イベント再構築および履歴比較）
一つの例では、報告機能付調整器システムは格納されたデータからイベントを再構成することができる。たとえば、数百マイル離れて分散されている複数のセンサからのデータは、さまざまな時間間隔で、たとえば一月程度の間隔で中央ロケーションにより受信されるのが普通である。中央コンピュータは、データを整理すべく、時間および日付スタンプの如きマークまたは属性を利用することができる。所望の場合にはいつでもイベントを再構成することができる。さらに、中央コンピュータは、データのマークを利用して、最初から最後にいたるシステム全体に亘るイベントを再構成することができる。また、報告機能付調整器システムを利用することにより、ユーザは、現在のガスシステムの状態と数年前の如き過去に存在していたガスシステムの状態とを比較することができる。たとえば、過去数年間にわたる漏洩の如きイベントを観察して特徴づけすることができる。ユーザは、数年前にはわずかな漏洩であったものが、ここ数ヶ月でこの漏洩が段階的に拡大していることを、またはガスが損失していることを目撃しうる。このユーザは、漏洩がどの程度大きくなると探し出して修理するかを示す状態の差（変化の大きさ）を判断することができる。また、ユーザは、システムが正常な動作状態もしくは所望の動作状態から変化または逸脱しているか否か、そしてその程度を判断することができる。
【００５２】
（データの遠隔閲覧およびガス搬送システムの遠隔制御）
無線接続を介して、携帯情報端末またはラップトップコンピュータの如き携帯用計算デバイスを、中央コンピュータ44または報告機能付調整器に結合することができる。結合した計算デバイスを持つガス会社の作業員は、無線インターネットを介して、ほとんど何処でもそして何時でも、データにアクセスし、並べ替えを実行し、動作ガスシステムの重要な物性を閲覧することができる。
【００５３】
ガス会社の保守要員が問題を解決できない場合には、保守要員は、故障していると考えるデバイスの製造業者に連絡して状況を説明することが多い。通常、ガス会社と製造業者とは、電話で長い会話してその問題を解決しようと試みる。電話を使用して問題が解決できない場合は、次に、製造業者は問題のあるロケーションを訪問して問題を解決しようと試みる。一つの実施例では、デジタルカメラがガス会社の作業員により報告機能付調整器29のポートに接続される。そして、報告機能付調整器を介して、現場または設備の写真または録画および音声が、製造業者またはガス会社の責任者に送信される。
【００５４】
インターネットに結合される報告機能付調整器を利用したこのような方法で、電話会議を行うことができる。センサデータおよび設備の録画を利用することにより、経験豊かな問題解決者は、移動に時間を費やさなくてもかつ通信範囲から出て行かなくても、自分の仕事場から問題を解析することが可能になる。この恩恵により、製造業者の移動時間およびガス会社の移動時間、設備および保守に関連する他の費用を節約することができるようになる。録画により、不適切な配線、不適切な設備、不適切な設置、その場所における他の問題が明らかになることが多い。このように、報告機能付調整器を通信ハブとして利用して遠隔から故障対策を実行することができる。
【００５５】
（システム性能の計算）
中央コンピュータはシステムパラメータを測定することができ、データを整理してシステム特性を求めることができる。このシステム特性を利用して性能測定基準を決定することができる。並べ替えされたセンサデータを数学的公式で処理するかまたは数学的公式内で用いてさらなるシステム性能測定値を求めることができる。たとえば、個々の報告機能付調整器を制御して結果として得られたセンサデータに数学的関数を実行することによりガス搬送システムの異なる部分におけるガス流動速度を決定することができる。報告機能付調整器を作動させて圧力を一時的に上昇させ、その後、この上昇圧力がガス搬送システム中を伝播する速度を追跡することにより、流動ガスの平均速度を決定することができる。作動された報告機能付調整器の下流にある報告機能付調整器は、上昇した圧力がセンサからセンサへと移動するのに必要な時間を測定して報告することができる。速度＝距離×時間という式を用いて中央コンピュータ44により平均ガス速度の如きガス速度を計算することが可能である。さらに、データを正しく並べ替えすることにより、上昇圧力がガス搬送システム中を伝播する程度と方向とが明らかになる。さらに、程度と期間の両方における変数の減衰から、さまざまな入力に対するシステムの応答が明らかになる。
【００５６】
（診断）
上述した圧力サージの伝播を用いてガス搬送システム内のガス流動パターンを判断または特徴付けすることができる。また、圧力サージにより、ユーザは、動的状態が存在する場合に調整器がどのように作用するかを知ることができる。調整器が圧力上昇に対して補正を行わない場合は、この調整器が故障しており、したがって保守が必要であると想定することができる。また、各報告機能付調整器からの自己診断データが、報告機能付調整器のメモリに格納されるのと同様に、中央ロケーションにも格納されることが可能である。
【００５７】
（動的需要の判断と補正）
中央コンピュータは、動的需要を定量化して補正することができる。詳細にいうと、中央コンピュータは、動的補正を必要としている領域を正確に示すことができる。動的需要は、消費の変動のために殆どのシステムにおいて生じる。動的需要は、日毎にまたは季節ごとに循環しうる。また、動的需要はいつでも生じうる。たとえば、動的需要または動的消費は、各日午前８時から午後５時まで工場において釜または溶鉱炉の運転により起こりうる。また、動的消費は、より寒冷な気候またはより温暖な気候が原因となり季節変化により生じうる。中央コンピュータは、個々の報告機能付調整器と通信することにより制御訂正を行うことができる。制御訂正は、動的需要または需要予測に応じて行うことができる。報告機能付調整器を調整することにより、システムをベースにした制御においてさらに優れた補正が達成できる。
【００５８】
（グラフ補助、設定ポイント、アラーム条件の利用）
市販されているデータベースの整理および操作用プログラム（センサデータを整理するインストラクションセット）の多くは、データベース内のデータに基づいてグラフを作成することができる。アプリケーションによっては、データベース内のデータをグラフ表示することにより、ガス搬送システムの動作を理解するうえでさらなる柔軟性が得られる場合もある。たとえば、ガス会社は、「通常」または公称動作ポイントまたはパラメータのグラフに基づいてしきい値を設定することができる。このグラフ規範の外側に数値を検出すると、システム状態が異常であると解釈される。したがって、適切なしきい値を超える数値を有するデータが検出されると、中央コンピュータはアラームを生成することができる。報告機能付調整器は、ユーザが選択可能な境界条件（しきい値）に基づいてシステム異常が存在することをガス会社の作業員に警告するようにうまく構成されている。正常な動作条件を示すグラフ表示上でしきい値を容易に設定することができる。
【００５９】
報告機能付調整器300〜310により、または報告機能付調整器からのデータに応答する中央コンピュータ44によりアラームを誘発することができる。アラームが誘発されると、中央コンピュータ44は、小型無線呼び出し機ネットワーク、電子メール、またはウェブブラウザを介して緊急要員に通知することができる。この通知の後、緊急応答要員は、自分達の重要な判断を補助してくれる、データベース44内のデータにアクセスすることができる。本明細書に記載するデータ取得およびデバイスアドレス指定システムを利用することにより、遠隔のロケーションから問題を解決できることがあたりまえのことになる。
【００６０】
（瞬間的消費および漏洩検査）
現在のガスシステムにおいては、ガス搬送システムに入るものと、このシステムから出て行くものを月単位で機械的メータにより判断することができる。しかしながら、こうした判断は、ガス搬送システムにおいて漏洩を正確に分析するには十分に優れているというものではない。これとは対照的に、報告機能付調整器システムでは、ガスが漏洩する速度を判断し、ひいては任意の時間の間に漏洩するガスの量を判断している。また、報告機能付調整器システムでは、一定の圧力においてガスが漏洩する量も判断している。これらの判断を、すべて、今日まで達成することができなかった高精度で行うことができる。
【００６１】
物理の原理に基づく関数の如き数学的関数（式）を利用して、センサから直接に入手できないシステムパラメータを決定することができる。たとえば、センサデータとエネルギー保存（流入したものは必ず流出する）の式を用いて、メータを有しないパイプの流速を判断することができる。特定の量（流量）のガスがパイプに流入しそれよりも少ない量がパイプから流出していると判断された場合、ガスの損失量を計算することができる。さらに、エネルギー保存の式を用いて、漏洩のロケーションを判断してユーザに表示することができる。また、インストラクションセットの指示により、中央コンピュータは、この損失したガスがいくらで販売することができたかを判断することにより、この漏洩が日毎にガス会社にどれだけのコスト負担になるかを判断することもできる。マーク付けされたデータを用いて計算した結果に基づいて「探索・処置計画」を正当化することが可能である。重ね合わせの原理（マニフォールドまたは交差点に流入したものは必ず流出する）の如き物理学の他の原理を用いてメータを有していないパイプ内の流量を計算することができる。
【００６２】
（漏洩場所の割り出し）
また、中央コンピュータにより他の物理的原理および数学的原理も利用することができる。たとえば、漏洩が分かっており、ユーザが漏洩のロケーションを判断したい場合には、ユーザはさまざまなロケーションの圧力を系統的に上昇させることができる。制御する調整器の識別番号を有する制御信号に応答して報告機能付調整器300〜310を制御することにより、このような判断を達成することができる。疑わしいロケーションにおいて圧力を上昇した後、ユーザは、単位時間当たり損失体積ガス量に増加（ガス補正せず）があったか否かを知るべくチェックする。漏洩のある領域で圧力を上昇すると、所与の時間中により多くのガスが漏れる。また、エネルギー保存理論を用いて漏洩場所を割り出すこともできる。さらに、物理の原理を用いて、不良メータ、無許可の支管取り付け、不良センサ、不良調整器、および不良ポンプまたは圧縮機の如き問題の場所を割り出すことができる。
【００６３】
（「通過流量」の最大化）
特定の領域の圧力を上昇し、他の領域の圧力を減少することにより、中央ロケーションから圧力を制御すると、「通過流量」を最大化することができる。流体搬送システム内の圧力を変更することにより、エディー、すなわち所望の方向と反対に移動するガスを除去することができる。エディー流を除去すると、体積「通過流量」が最大化される。報告機能付調整器により入手可能にされたデータに応答してシステムを制御することにより、ガス搬送会社は、政府の規則に従うと同時に利益を最大にすることができる。政府に対する報告書が必要な場合は、中央コンピュータは、データベース46に収納されているデータを抽出し、再構成して、報告書を出力することができる。
【００６４】
（漏洩原因の判断）
場合によっては、報告機能付調整器システムは、ガス漏洩の有望な原因を判断することができ場合もある。突然圧力に変化がおき、圧力がスパイク状に上昇してガス損失が起きた場合は、圧力逃がし弁の閉鎖に失敗したために漏洩が発生した可能性が最も高い。突然圧力に変化がおき、圧力上昇の徴候なしにガス損失が起きる場合は、建設用装置により裂け目が生じたことにより漏洩が発生した可能性が最も高い。漏洩がゆっくりと進展し、時間の経過とともに大きくなる場合、この漏洩は、ガス搬送システム内のパイプ、結合部材、バルブの腐蝕によるものである可能性が最も高い。中央コンピュータは、漏洩の大きさの変化率を検出することができ、漏洩の原因を推測または判断することができる。変化率しきい値を設定することができ、計算された変化率がしきい値を超える場合には、ガス管が破裂していること、または、バルブもしくは調整器が開放位置のままになっていることを中央コンピュータは指摘する。
【００６５】
（不純物源の判断および不純物の追跡）
報告機能付調整器は、不純物センサまたは検出器からデータを取得し、このデータを中央プロセッサに伝送することができる。不純物センサは、ガス搬送システム内でパラフィン、スラッジ、二酸化炭素、または水の如き不純物の存在を検出することができる。報告機能付調整器からのデータを利用して、中央プロセッサは、ガス搬送システム内の不純物の有望な混入位置を判定することができる。また、報告機能付調整器からのデータを利用して、ガス搬送システム3における不純物の移動を追跡することができる。さらに、履歴データと現在のデータとを比較することによりシステム性能（すなわち、流量、圧力、損失配送容量など）に対する不純物の影響を判定すべく、中央コンピュータ44により受信する不純物データを利用することができる。
【００６６】
報告機能付調整器システムのさらなる特徴には、履歴データに基づいてフィルタを設置するための最適なロケーションを提案することが含まれる。フィルタを設置するための最適なロケーションとは、不純物が過去においてシステムに混入した場所、または不純物により問題が生じた場所である。不純物により生じる問題または保守に付随する運転コストからフィルタを設置するための財政的な正当性を導くことができる。
【００６７】
（スケジュール管理）
報告機能付調整器システムを利用することにより、ガス会社は、「必要に応じて」保守を行うことができる。現在、ガス会社は、定期的にまたは危機的モードで保守を行っている。中央コンピュータは、迫りくる問題または起こりうる問題に対してユーザに警告を与えることができる。たとえば、フィルタの前後の圧力降下がユーザが選択したしきい値または所定のしきい値を超える場合、フィルタが詰まってきていると想定される。この判断に基づいて、中央コンピュータ44は、フィルタを交換すべく担当者をスケジュールに入れることができる。圧縮機を駆動するモータのモータ温度および地域の坑の水位の如き「ガスとは関係のない」システムデータにより、さらに、ガス会社の保守作業員の保守リストが構成されていき、優先順位がつけられていく。したがって、マーク付けされたセンサデータに基づいて、中央プロセッサは、保守管理を公表し、スケジュールすることができる。
【００６８】
（工業的消費または家庭内消費のための圧力調整および自動メータ読み取り）
他の応用において、家庭内消費を測定するために報告機能付調整器29を効果的に利用することができる。この実施例では、報告機能付調整器29は、かさ高い機械的メータ、機械的圧力調整器、および通信ボックス（存在する場合）に取って代わることができる。報告機能付調整器は、設置に必要なハードウェアおよび労力を著しく減らすことができる。さらに大切なことに、報告機能付調整器システムは、地域社会の各家庭を物理的に訪問し、各家庭からのメータ出力を読み取り、記録する毎月のコストをなくすことができる。したがって、中央プロセッサは、家庭内消費に対する請求書作成を自動化することができる。報告機能付調整器システムのさらなる恩恵は、消費者に実際に配送されるエネルギーに対する請求額の精度が優れていることである。現在、配送されたエネルギーの量は、配送されたガスの体積に基づいて見積もられている。配送されたガスの正しいエネルギー含有量は、ガスのエネルギー含有量（ＢＴＵ）、ガス内の不純物（水、二酸化炭素）の量、ガスの温度、および他の変数の如き複数の非測定因子により決定される。現在は、これらのパラメータはほとんど推定されている。
【００６９】
（摩擦損失を判断して最少にする）
中央プロセッサは、流動ガスに対する管壁、フィルタ、および他の制限体（リストリクション）の摩擦による管路損失を計算することができる。パイプの流入口での圧力、速度、温度、または運動エネルギーからパイプ出口での運動エネルギーを引くとパイプ内での摩擦損失を求めることができる。この情報は、非効率性を理解するために、そしてさらに大きな配管、さらに高い圧力、またはシステムの拡張を正当化するために貴重である。管路損失、予測必要流量、およびシステム拡張に必要な圧力とパイプサイズを推定する他の変数を判断するために圧力、体積の如きデータを利用するとともにエネルギー保存則の如き物理の原理を利用することにより、適切なインストラクションセットを用いる中央プロセッサは、ガス搬送システムの拡張計画を立てることができる。
【００７０】
（資産管理）
本明細書で記載される報告機能付調整器の電子識別番号特徴およびマーク付け特徴により、資産管理の向上の如きさらなる恩恵が得られる。データベース46のマーク付けされた資産管理データを利用することにより、ガス会社は、報告機能付調整器およびセンサの性能、保守、校正、試験、および修理に関するすべての種類のデータを追跡することができる。たとえば、修理履歴、アラーム誘発、動作不良／機能不良、過去の設置ロケーション、出荷日付、実施した修理、サービスから開放された日付、サービス実施日、修理箇所の修理を実施したサービス技能者、サービスロケーションの如き報告機能付調整器に関する資産管理データを、識別番号および時間スタンプでマーク付けすることが可能である。報告機能付調整器およびセンサの平均故障時間間隔（ＭＴＢＦ）率を非常に正確に計算することができる。不具合の履歴をもつ報告機能付調整器は、ガス搬送システムから取り除き、合格性能よりも低い性能になった原因を解明すべく製造業者に戻すことができる。また、システム全体の保守コストを正確に判断することができる。
【００７１】
中央コンピュータ44は、故障した調整器の性能の劣化性能または診断データから報告機能付調整器の故障を検出することができる。この故障に応答して、中央コンピュータは、故障した報告機能付調整器の交換のために作業員をスケジュールに入れ、部品を注文することができる。データベース46にこの故障情報を入力することができ、故障した調整器の識別番号マークを利用する新しい報告機能付調整器のメモリにまたはこの故障の情報をダウンロードして格納することができる。技能者が修理を開始するときは、技能者は、故障に関する履歴データにアクセスすることができる。その後、技能者は、修理履歴データを新しい報告機能付調整器のメモリに入れてからそのユニットをサービス状態に戻すことができる。したがって、各報告機能付調整器の「揺りかごから墓場まで」の履歴を、本明細書に記載の識別番号マークを利用して容易に維持することができる。
【００７２】
（供給管の均衡をとる）
中央コンピュータ44を用いて、データベース46を並べ替えして低圧ロケーションを表示することができる。この低圧ロケーションを供給している報告機能付調整器を調整して出力圧を上げることができる。この制御により、ガス搬送システム内の低ガス圧を原因とする問題を有する領域数が減少することになる。加えて、中央コンピュータは、インストラクションセットおよびシステム全体の圧力データを用いて、供給管圧を釣り合わせるべく特定の領域の圧力を調整することができる。一連の報告機能付調整器からの体積流量データを閲覧することにより、単一の報告機能付調整器が特定の領域に不均衡な量のガスを供給している（不均衡状態）ことを指摘することができる。このとき、ユーザは、システムの均衡を向上させるべく適切な修正を行うことができる。
【００７３】
上述のパラグラフでは、複数の報告機能付調整器からなる単一のシステムに対する複数のユーザが記載されているが、これらの例を本発明の範疇を制限することに用いるべきではない。
【００７４】
ここで、図５を参照すると、ガス搬送システムを管理する際に使用する高次フローチャートが例示されている。ステップ１では、ブロック52に例示しているように、報告機能付調整器には電子識別番号が割り当てられている。この識別番号は報告機能付調整器のメモリに格納されるのが好ましい。電子識別番号の割り当ておよび格納に関しては図３Ｂの説明を参照されたい。
【００７５】
次に、ステップ２では、ブロック54に例示しているように、割り当て識別番号と報告機能付調整器の作動ロケーションとの間の関係（相関関係）が決定される。一つの実施例では、この相関関係は関係データベースを作成することにより規定される。このデータベースは、既存のガス会社ロケーションデータ（通常、すでにデータベース形式になっている）を使用し、この既存のデータベース内の適切な欄に報告機能付調整器の識別番号を追加することにより作成される。図３Ｂの記載において説明するように、報告機能付調整器システムは複数の異なる相関法を利用することができ、割り当て識別番号から報告機能付調整器のロケーションが直接明らかになる場合には、ステップ54は必要ではなくなることもある。
【００７６】
ステップ３では、ブロック56に例示しているように、報告機能付調整器は、センサデータを受信して格納すべくユーザが定義したインストラクションセット（ソフトウェア）に従って作動する。たとえば、インストラクションセットは、センサデータが各ポートから読み込まれる速度を決定する。また、インストラクションセットはこのデータがメモリに格納される時期、場所、および方法を決定する。さらに、インストラクションセットは、各ポートで受け入れられるセンサデータのタイプおよび形式を規定する。たとえば、デジタル形式の圧力データまたはアナログ形式の温度データが報告機能付調整器により受信されて格納されうる。
【００７７】
次に、ステップ４では、ブロック58に例示しているように、報告機能付調整器は、インストラクションセットに従ってセンサデータを処理する。センサデータには操作、計算、または処理を複数回行うことができる。しかしながら、報告機能付調整器は、データを整理および操作できるように、インストラクションセットに従ってセンサデータを属性でマーク付けする。センサデータの一つずつを時間スタンプ、日付スタンプ、そのデータを受信する報告機能付調整器の識別番号でマーク付けすることが望ましい。報告機能付調整器によりデータを取得するのと同時にまたはデータを伝送する前にマーク付けすることができる。たとえば、センサデータが格納されるメモリのロケーションを時間および日付スロットと相関させうる。この方法では、データは取得と同時にスタンプされる必要はない。というのは、メモリのロケーションによりデータが取得された日付と時間が判断されるからである。しかしながら、中央ロケーションに伝送するときにこのデータにマーク付けすることができる。
【００７８】
また、処理には、複数のセンサからのデータを用いたプロセッサによる計算が含まれる。たとえば、スロットル体の位置、スロットル体の前後の圧力差、および格納されている動作プロファイルを用いて調整器を通って流れる体積流量を計算することができる。また、処理には、センサデータをメモリに格納するまえにセンサデータを圧縮することが含まれる。
【００７９】
ステップ５では、ブロック60で例示しているように、マーク付けされたデータは、その後、中央ロケーションに伝送される。伝送は、中央プロセッサによるデータの要求にから開始される。あるいは、プロセッサは、インストラクションセットにある所定の「ダウンロードの時間コマンド」に応答してデータ伝送を開始してもよい。
【００８０】
その後、ステップ６では、ブロック62で例示しているように、報告機能付調整器が動作を停止するように指示されると、プロセスはブロック64で終了する。変更がない場合、または動作を停止する指示を受信しない場合には、この方法はステップ３（ブロック56）に戻り、報告機能付調整器はセンサデータを引き続いて受信し、マーク付けし、伝送する。
【００８１】
中央コンピュータ44は、インストラクションセットの一部または全部を報告機能付調整器に与えうる。したがって、中央プロセッサ44は、流体搬送システム内のすべての報告機能付調整器に対して報告スケジュールを設定することができる。中央コンピュータ44は、報告機能付調整器からのダウンロード（報告）をラウンドロビン方式で行うことができるように報告スケジュールを作成することができる。プロセッサまたはコンピュータにより実行されように上述された動作はそれぞれ、実際には、このプロセッサまたはコンピュータにより格納されるか、でなければ実装される一または複数のルーチン、プログラム、アプリケーション、または他のインストラクションセットにより実行されているのは言うまでもないことである。これらのアプリケーションは、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、またはこれらの任意の組み合わせで具象化されうる。本明細書において記載される流体搬送システムにより、ガス搬送システムからデータを取得して管理するシステムの設置および運用に伴う頭の痛い面倒な問題が解決される。本システムおよび方法により、圧力を調整し、データを収集し、データにマーク付けし、データを伝送し、記録を管理することを一体化するシステムが実現される。以上、本発明の好ましい実施例を詳細に説明した。本発明の精神および範疇から逸脱することなくさまざまな修正および追加を行うことができる。したがって、ここでの記載は、一例としてのみ理解するものであり、本発明を制限するものではないこと意味している。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】従来のガス搬送システムを例示している。
【図２】複数の地域を有する都市内の従来の天然ガス分配システムを例示している。
【図３Ａ】報告モジュールに接続されるガス圧調整器のブロック図の一例である。
【図３Ｂ】報告機能付調整器のブロック図の一例である。
【図４】ガス搬送システムに報告機能付調整器を組み込んでいる図１の前記ガス搬送システムを例示している。
【図５】報告機能付調整器のネットワークのセットアップおよび動作方法記載するフローチャート図の一例である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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