本發(fā)明涉及漏水分布的推定裝置、推定系統(tǒng)和推定方法。

背景技術(shù)：

專(zhuān)利文獻(xiàn)1中記載了如下技術(shù)，即運(yùn)算從管網(wǎng)解析單元得到的各節(jié)點(diǎn)的壓力推定值與壓力測(cè)量點(diǎn)的壓力實(shí)際值之間的誤差的壓力誤差運(yùn)算單元、以及漏水分布最佳化單元，進(jìn)行用于使漏水量分布于各節(jié)點(diǎn)的最佳化運(yùn)算，以便使利用壓力誤差運(yùn)算單元得到的壓力誤差最小化。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2010-48058號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

然而，專(zhuān)利文獻(xiàn)1的漏水檢測(cè)裝置中推定出的漏水分布的精度或可靠性低。

例如，盡管使漏水量分布于多個(gè)管網(wǎng)解析的節(jié)點(diǎn)，然而由于一般地節(jié)點(diǎn)數(shù)明顯多于傳感器數(shù)，因此，除了推定出的分布之外還同樣地存在使壓力誤差最小化的分布的可能性高，分布的可靠性低。

另一方面，在利用匯集了與傳感器數(shù)同程度地少的節(jié)點(diǎn)數(shù)的管網(wǎng)解析模型的情況下，管網(wǎng)解析模型的誤差變大，漏水分布的精度變低。

因此，本發(fā)明提供一種能夠高可靠性、高精度地推定在配水管網(wǎng)中的漏水分布的漏水分布推定裝置。

用于解決課題的手段

為了解決上述課題，例如采用專(zhuān)利請(qǐng)求范圍中記載的結(jié)構(gòu)。

本申請(qǐng)包含了多個(gè)用于解決上述課題的手段，以下列舉其中一例。

一種以劃分水管網(wǎng)而得的DMA為對(duì)象的漏水分布推定裝置，具備：

測(cè)量信息收集部，其從設(shè)置在水管網(wǎng)中的測(cè)量裝置收集包含流量和壓力的至少一方的測(cè)量值信息；

管路信息存儲(chǔ)部，其存儲(chǔ)包含DMA中的水管網(wǎng)的配水管的延長(zhǎng)信息和供水管的連接信息中的至少一方、以及管網(wǎng)計(jì)算模型信息的管路信息；

風(fēng)險(xiǎn)信息計(jì)算部，其使用管路信息來(lái)計(jì)算由管網(wǎng)的各結(jié)構(gòu)要素中的漏水風(fēng)險(xiǎn)值構(gòu)成的漏水風(fēng)險(xiǎn)信息；

區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)部，其存儲(chǔ)進(jìn)一步劃分DMA的區(qū)域的結(jié)構(gòu)信息、以及與設(shè)置在水管網(wǎng)中的測(cè)量裝置相關(guān)的傳感器結(jié)構(gòu)信息；以及

漏水分布推定部，其通過(guò)推定由對(duì)區(qū)域中的鄰接區(qū)域進(jìn)行統(tǒng)一的區(qū)段結(jié)構(gòu)、與區(qū)段結(jié)構(gòu)中的各區(qū)段的漏水強(qiáng)度的組構(gòu)成的參數(shù)，來(lái)推定漏水分布，

漏水分布推定部，還具備：

區(qū)段指標(biāo)計(jì)算部，其根據(jù)參數(shù)中的區(qū)段結(jié)構(gòu)來(lái)計(jì)算區(qū)段指標(biāo)；

管網(wǎng)計(jì)算部，其通過(guò)根據(jù)參數(shù)和風(fēng)險(xiǎn)信息而假設(shè)了漏水分布的管網(wǎng)計(jì)算，來(lái)計(jì)算與傳感器結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)值信息；

誤差指標(biāo)計(jì)算部，其根據(jù)測(cè)量信息收集部收集到的測(cè)量值信息與管網(wǎng)計(jì)算部所計(jì)算的預(yù)測(cè)值信息之間的差，來(lái)計(jì)算誤差指標(biāo)；以及

最佳參數(shù)搜索部，其搜索使利用區(qū)段指標(biāo)和誤差指標(biāo)這兩者計(jì)算出的指標(biāo)最小化的最佳參數(shù)，

計(jì)算區(qū)段內(nèi)的漏水量、單位配管延長(zhǎng)的漏水量、單位供水管連接數(shù)的漏水量、和漏水率中的至少一個(gè)。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠高可靠性且高精度地推定在配水管網(wǎng)中的漏水分布。

上述以外的課題、結(jié)構(gòu)以及效果，通過(guò)以下實(shí)施方式的說(shuō)明而變得明確。

附圖說(shuō)明

圖1是表示漏水分布推定裝置的實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)例的圖。

圖2是漏水分布推定裝置的硬件模塊圖。

圖3是表示成為漏水分布推定的對(duì)象的水管網(wǎng)中的一個(gè)DMA的結(jié)構(gòu)的圖。

圖4是表示成為漏水分布推定的對(duì)象的DMA的管網(wǎng)計(jì)算模型的結(jié)構(gòu)的 圖。

圖5是表示管路信息存儲(chǔ)部中記錄的配水管信息的表。

圖6是表示管路信息存儲(chǔ)部中記錄的供水管信息的表。

圖7是表示風(fēng)險(xiǎn)信息存儲(chǔ)部中記錄的風(fēng)險(xiǎn)信息的表。

圖8是表示區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)部中記錄的區(qū)域結(jié)構(gòu)信息的表。

圖9是表示區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)部中記錄的傳感器結(jié)構(gòu)信息的表。

圖10是表示漏水分布存儲(chǔ)部中記錄的漏水分布信息的表。

圖11是表示針對(duì)一個(gè)DMA，漏水分布推定部的最佳參數(shù)搜索部所搜索的參數(shù)的例子的表。

圖12是表示漏水分布推定部的處理的流程圖。

圖13是畫(huà)面顯示部所顯示的漏水分布推定結(jié)果畫(huà)面的例子。

圖14是表示區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)計(jì)算部的區(qū)域結(jié)構(gòu)計(jì)算處理的圖。

圖15是表示區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)計(jì)算部的傳感器結(jié)構(gòu)計(jì)算處理的圖。

具體實(shí)施方式

以下，使用附圖來(lái)說(shuō)明第一實(shí)施例。此外，對(duì)于實(shí)質(zhì)相同的部位賦予相同的參照符號(hào)，不進(jìn)行重復(fù)說(shuō)明。

圖1是表示漏水分布推定裝置101的結(jié)構(gòu)例的圖。

漏水分布推定裝置101具有：漏水分布推定部110、風(fēng)險(xiǎn)信息計(jì)算部115、區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)計(jì)算部116、需求量推定部117、管路信息存儲(chǔ)部121、風(fēng)險(xiǎn)信息存儲(chǔ)部122、區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)部123、漏水分布存儲(chǔ)部124、測(cè)量信息存儲(chǔ)部125、測(cè)量裝置IF部131以及畫(huà)面顯示部132。

漏水分布推定部110由最佳參數(shù)搜索部111、管網(wǎng)計(jì)算部112、誤差指標(biāo)計(jì)算部113、以及區(qū)段指標(biāo)計(jì)算部114構(gòu)成。

漏水分布推定部110的輸入，是測(cè)量信息存儲(chǔ)部125中記錄的、包含流量或壓力的測(cè)量值信息；管路信息存儲(chǔ)部121中記錄的管路信息和管網(wǎng)計(jì)算模型信息；風(fēng)險(xiǎn)信息存儲(chǔ)部122中記錄的風(fēng)險(xiǎn)信息；區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)部123中記錄的區(qū)域結(jié)構(gòu)信息和傳感器結(jié)構(gòu)信息以及需求量推定部117所輸出的需求量信息。

漏水分布推定部110的輸出是漏水分布信息。特別地，漏水分布推定部 110輸出由對(duì)由區(qū)域結(jié)構(gòu)信息所決定的區(qū)域中的鄰接區(qū)域進(jìn)行統(tǒng)一的區(qū)段結(jié)構(gòu)、所述區(qū)段結(jié)構(gòu)中各區(qū)段的漏水強(qiáng)度的組而構(gòu)成的參數(shù)。

一般地，所謂DMA(District Metered Area：獨(dú)立計(jì)量區(qū))，是水管網(wǎng)的一部分，在存在與鄰接管網(wǎng)的水的流入流出的管的數(shù)量少、多數(shù)情況被限定為1個(gè)，并在全部的流入流出管中測(cè)量流量。一般地，水管網(wǎng)由多個(gè)DMA構(gòu)成。

在漏水分布推定裝置101中，所謂區(qū)域結(jié)構(gòu)是指將DMA分割為鄰接的區(qū)域后的結(jié)構(gòu)。更準(zhǔn)確地，所謂區(qū)域結(jié)構(gòu)是指將使DMA模型化的管網(wǎng)計(jì)算模型的節(jié)點(diǎn)，不遺漏也不會(huì)重復(fù)地分割為由鏈路連接的鄰接節(jié)點(diǎn)的集合的結(jié)構(gòu)。并且，將由鏈路連接的鄰接節(jié)點(diǎn)的集合稱(chēng)為區(qū)域。

關(guān)于DMA和區(qū)域結(jié)構(gòu)，后面利用圖3、圖4以及圖8的說(shuō)明來(lái)說(shuō)明。

此外，漏水分布推定裝置101，作為前提，設(shè)區(qū)域數(shù)為DMA內(nèi)的傳感器數(shù)以下。

此外，在漏水分布推定裝置101中，所謂區(qū)段結(jié)構(gòu)，是指將劃分DMA的區(qū)域，不遺漏也不重復(fù)地分割為由鏈路連接的鄰接區(qū)域的集合的結(jié)構(gòu)。并且，將各鄰接區(qū)域的集合稱(chēng)為區(qū)段。

關(guān)于參數(shù)和區(qū)段結(jié)構(gòu)，后面利用圖11的說(shuō)明進(jìn)行說(shuō)明。

漏水分布推定部110的處理，是根據(jù)輸入信息來(lái)推定所述最佳參數(shù)，并根據(jù)最佳參數(shù)來(lái)計(jì)算漏水分布。所謂漏水分布是指所述區(qū)段內(nèi)的漏水量、單位配管延長(zhǎng)的漏水量、單位供水管連接數(shù)的漏水量或漏水率等。關(guān)于漏水分布，后面也利用圖10的說(shuō)明進(jìn)行說(shuō)明。

漏水分布推定部110將輸出即漏水分布信息發(fā)送到漏水分布存儲(chǔ)部124。

最佳參數(shù)搜索部111的輸入，是區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)部123中記錄的區(qū)域結(jié)構(gòu)信息和傳感器結(jié)構(gòu)信息、以及管路信息存儲(chǔ)部121中記錄的管路信息。

最佳參數(shù)搜索部111的輸出是所述漏水分布信息，特別地，是所述最佳參數(shù)。

最佳參數(shù)搜索部111的處理是生成參數(shù)候補(bǔ)而向管網(wǎng)計(jì)算部112和區(qū)段指標(biāo)計(jì)算部114發(fā)送，此外，根據(jù)從區(qū)段指標(biāo)計(jì)算部114和誤差指標(biāo)計(jì)算部113接收到的各指標(biāo)來(lái)計(jì)算對(duì)參數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)的指標(biāo)，并搜索該指標(biāo)值為最小的參數(shù)。

此外，最佳參數(shù)搜索部111，在選定出最佳參數(shù)之后，根據(jù)基于該參數(shù)的管網(wǎng)計(jì)算部112的計(jì)算結(jié)果、以及所述管路信息和所述區(qū)域結(jié)構(gòu)信息，來(lái)計(jì)算所述漏水分布。

管網(wǎng)計(jì)算部112的輸入是管路信息存儲(chǔ)部121中記錄的管路信息和管網(wǎng)計(jì)算模型信息、風(fēng)險(xiǎn)信息存儲(chǔ)部122中記錄的風(fēng)險(xiǎn)信息、需求量推定部117輸出的需求量信息、以及從最佳參數(shù)搜索部111接收的參數(shù)。

管網(wǎng)計(jì)算部112的輸出是基于所述參數(shù)的管網(wǎng)計(jì)算的結(jié)果，是將水管網(wǎng)模型化的鏈路的流量、流速、節(jié)點(diǎn)的壓力、需求量等。

管網(wǎng)計(jì)算部112的處理在基于所述輸入信息而設(shè)定了全部節(jié)點(diǎn)的需求量的基礎(chǔ)上，進(jìn)行管網(wǎng)計(jì)算。管網(wǎng)計(jì)算是水道領(lǐng)域中一般性公知技術(shù)，因此省略詳細(xì)說(shuō)明。

管網(wǎng)計(jì)算部112的管網(wǎng)計(jì)算模型的規(guī)模即節(jié)點(diǎn)數(shù)、鏈路數(shù)與參數(shù)、特別是漏水強(qiáng)度的數(shù)值沒(méi)有直接關(guān)系。因此，漏水分布推定裝置101無(wú)需過(guò)度簡(jiǎn)化管網(wǎng)計(jì)算模型，不會(huì)受到由于簡(jiǎn)化而導(dǎo)致的管網(wǎng)計(jì)算的精度和推定精度惡化的影響。

誤差指標(biāo)計(jì)算部113的輸入是測(cè)量信息存儲(chǔ)部125中記錄的、包含流量或壓力的測(cè)量值信息；區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)部123中記錄的傳感器結(jié)構(gòu)信息以及從管網(wǎng)計(jì)算部112接收到的管網(wǎng)計(jì)算結(jié)果。

誤差指標(biāo)計(jì)算部113的輸出是根據(jù)所述測(cè)量值信息、以及所述傳感器結(jié)構(gòu)信息中決定的與所述測(cè)量值信息對(duì)應(yīng)的所述管網(wǎng)計(jì)算結(jié)果，而計(jì)算的誤差指標(biāo)。

誤差指標(biāo)例如如下式，能夠使用對(duì)應(yīng)的測(cè)量值與預(yù)測(cè)值之間的差的加權(quán)平方和。

[式1]

E(X)＝∑_t[w_p∑_i(p(i，t；X)-P(i，t))²+w_f∑_j(f(j，t；X)-F(j，t))²] (1)

其中，

X：參數(shù)

E(X)：誤差指標(biāo)

t：時(shí)刻指數(shù)

i：存在壓力測(cè)量值的部位的指數(shù)

j：存在流量測(cè)量值的管的指數(shù)

p：壓力預(yù)測(cè)值

P：壓力測(cè)量值

f：流量預(yù)測(cè)值

F：流量測(cè)量值

w_p、w_f：壓力、流量的權(quán)重。

誤差指標(biāo)計(jì)算部113根據(jù)輸入信息來(lái)進(jìn)行計(jì)算所述誤差指標(biāo)的處理，并將輸出即所述誤差指標(biāo)發(fā)送到最佳參數(shù)搜索部111。

區(qū)段指標(biāo)計(jì)算部114的輸入是從最佳參數(shù)搜索部111接收的參數(shù)。

區(qū)段指標(biāo)計(jì)算部114的輸出是區(qū)段結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)指標(biāo)即區(qū)段結(jié)構(gòu)指標(biāo)。

區(qū)段結(jié)構(gòu)指標(biāo)例如如下式，能夠使用構(gòu)成DMA的區(qū)段的個(gè)數(shù)。

[式2]

Z(X)＝#X (2)

其中，

Z(X)：區(qū)段結(jié)構(gòu)指標(biāo)

#X：參數(shù)X的區(qū)段的個(gè)數(shù)。

區(qū)段指標(biāo)計(jì)算部114根據(jù)輸入信息來(lái)進(jìn)行計(jì)算所述區(qū)段結(jié)構(gòu)指標(biāo)的處理，并將輸出即所述區(qū)段結(jié)構(gòu)指標(biāo)發(fā)送到最佳參數(shù)搜索部111。

除了誤差指標(biāo)之外，還增加區(qū)段指標(biāo)來(lái)推定漏水分布，由此，漏水分布推定裝置101能夠推定真正存在差異的漏水的地域性偏差，而不是對(duì)結(jié)果影響不大的細(xì)微差異。此外，漏水分布推定裝置101通過(guò)將要推定的參數(shù)個(gè)數(shù)抑制在傳感器個(gè)數(shù)以下，能夠推定具有可靠性的漏水分布。

后面利用圖12的說(shuō)明來(lái)說(shuō)明漏水分布推定部110的處理的詳情。

風(fēng)險(xiǎn)信息計(jì)算部115的輸入是在管路信息存儲(chǔ)部121中記錄的管路信息。

風(fēng)險(xiǎn)信息計(jì)算部115的輸出是在風(fēng)險(xiǎn)信息存儲(chǔ)部122中記錄的風(fēng)險(xiǎn)信息。

風(fēng)險(xiǎn)信息計(jì)算部115針對(duì)管網(wǎng)的各結(jié)構(gòu)要素例如管網(wǎng)計(jì)算的各節(jié)點(diǎn)，根據(jù)輸入信息來(lái)計(jì)算漏水風(fēng)險(xiǎn)值。

漏水風(fēng)險(xiǎn)值例如如下式，能夠計(jì)算為依賴(lài)于連接到該節(jié)點(diǎn)的配水管的延長(zhǎng)、管種類(lèi)、鋪設(shè)年數(shù)的項(xiàng)，與依賴(lài)于在該節(jié)點(diǎn)匯集的供水管的連接數(shù)的項(xiàng)的和。

[式3]

K_i＝w_D∑_j∈C(i)l_j·exp[a(m_j)+b(m_j)·t_j]+w_S·N_i (3)

其中，

i：節(jié)點(diǎn)指數(shù)

K_i:漏水風(fēng)險(xiǎn)值

j:配水管(鏈路)的指數(shù)

C(i):連接到節(jié)點(diǎn)i的配水管(鏈路)的指數(shù)的集合

l_j:配水管的延長(zhǎng)

m_j:配水管的管種類(lèi)

t_j:配水管的鋪設(shè)年數(shù)

a(m)、b(m)：漏水風(fēng)險(xiǎn)值依賴(lài)于管種類(lèi)的系數(shù)

N_i:在節(jié)點(diǎn)匯集的供水管的連接數(shù)

w_D、w_S：由配水管和供水管導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn)的權(quán)重

exp[·]：指數(shù)函數(shù)。

風(fēng)險(xiǎn)值的計(jì)算式不限于上述式(3)，能夠利用活用了圖5和圖6中后述的管路信息的式子。

如果沒(méi)有管種類(lèi)、鋪設(shè)年數(shù)的數(shù)據(jù)則可以使用省略后的式子，相反地，也可以使用利用了未在上述式中使用的信息如供水管的延長(zhǎng)、管種類(lèi)、鋪設(shè)年數(shù)的式子。

區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)計(jì)算部116的輸入是管路信息存儲(chǔ)部121中記錄的管路信息和管網(wǎng)計(jì)算模型信息、以及區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)部123中記錄的區(qū)域結(jié)構(gòu)信息或傳感器結(jié)構(gòu)信息。

區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)計(jì)算部116的輸出，在將傳感器結(jié)構(gòu)信息作為輸入的情況下，是區(qū)域結(jié)構(gòu)方案信息。另一方面，在將區(qū)域結(jié)構(gòu)信息作為輸入的情況下，是傳感器結(jié)構(gòu)方案信息。

區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)計(jì)算部116，在將傳感器結(jié)構(gòu)信息作為輸入的情況下，設(shè)定區(qū)域結(jié)構(gòu)候補(bǔ)，評(píng)價(jià)針對(duì)區(qū)域結(jié)構(gòu)的傳感器測(cè)量值的靈敏度，來(lái)搜索最佳區(qū)域結(jié)構(gòu)候補(bǔ)，由此來(lái)計(jì)算區(qū)域結(jié)構(gòu)方案。

另一方面，區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)計(jì)算部116，在將區(qū)域結(jié)構(gòu)信息作為輸入的情況下，設(shè)定傳感器結(jié)構(gòu)候補(bǔ)，評(píng)價(jià)針對(duì)傳感器結(jié)構(gòu)的傳感器測(cè)量值的靈敏度，來(lái)搜索最佳傳感器結(jié)構(gòu)候補(bǔ)，由此計(jì)算傳感器結(jié)構(gòu)方案。

區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)計(jì)算部116將計(jì)算出的區(qū)域結(jié)構(gòu)方案信息或傳感器結(jié)構(gòu)方案信息，發(fā)送并記錄于區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)部123。

通過(guò)生成考慮了基于區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)計(jì)算部116的靈敏度的區(qū)域結(jié)構(gòu)方案或傳感器結(jié)構(gòu)方案，能夠計(jì)算適合于漏水分布推定裝置101的應(yīng)用的區(qū)域結(jié)構(gòu)和傳感器結(jié)構(gòu)。這具有提高漏水分布推定裝置101的漏水分布精度的效果。

需求量推定部117，以測(cè)量信息存儲(chǔ)部125中記錄的測(cè)量信息作為輸入，進(jìn)行推定管網(wǎng)計(jì)算的需求量的計(jì)算，并將該需求量作為輸出而發(fā)送到管網(wǎng)計(jì)算部112。

管路信息存儲(chǔ)部121，針對(duì)作為漏水分布推定裝置101的解析對(duì)象的水管網(wǎng)，記錄配水管和供水管的管路信息、以及用于該管網(wǎng)的水理解析模擬的管網(wǎng)計(jì)算模型的信息。

關(guān)于管路信息，后面利用圖5和圖6的說(shuō)明進(jìn)行說(shuō)明。

風(fēng)險(xiǎn)信息存儲(chǔ)部122記錄風(fēng)險(xiǎn)信息計(jì)算部115輸出的由管網(wǎng)的各結(jié)構(gòu)要素中的漏水風(fēng)險(xiǎn)值構(gòu)成的漏水風(fēng)險(xiǎn)信息。

關(guān)于漏水風(fēng)險(xiǎn)信息，后面利用圖7的說(shuō)明進(jìn)行說(shuō)明。

區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)部123記錄成為區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)計(jì)算部116的輸入輸出的區(qū)域結(jié)構(gòu)信息和傳感器結(jié)構(gòu)信息。

后面對(duì)于區(qū)域結(jié)構(gòu)信息利用圖8的說(shuō)明、對(duì)于傳感器結(jié)構(gòu)信息利用圖9的說(shuō)明來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。

漏水分布存儲(chǔ)部124記錄漏水分布推定部110計(jì)算出的漏水分布信息。關(guān)于漏水分布信息，后面利用圖10的說(shuō)明進(jìn)行說(shuō)明。

測(cè)量信息存儲(chǔ)部125記錄從測(cè)量裝置191接收的測(cè)量信息。具體地，針對(duì)連接到漏水分布推定裝置101的測(cè)量裝置191，將流量測(cè)量值、壓力測(cè)量值等 以預(yù)定的時(shí)間間隔例如5分鐘周期等，記錄為時(shí)序列。

測(cè)量裝置IF部131將從后述的測(cè)量裝置191接收到的信息發(fā)送到測(cè)量信息存儲(chǔ)部125，并在測(cè)量信息存儲(chǔ)部125中追加新的測(cè)量信息。即，測(cè)量裝置IF部131進(jìn)行測(cè)量信息收集。

畫(huà)面顯示部132將漏水分布存儲(chǔ)部124中記錄的漏水分布信息，通過(guò)例如顯示器等輸出裝置來(lái)向漏水分布推定裝置101的操作者提示。具體地，以圖13的形式使用圖表等進(jìn)行提示。

漏水分布推定系統(tǒng)100由漏水分布推定裝置101和測(cè)量裝置191構(gòu)成。

各測(cè)量裝置191經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)而連接到漏水分布推定裝置101。在管理對(duì)象水管網(wǎng)中設(shè)置的流量計(jì)、壓力計(jì)等測(cè)量裝置，將測(cè)量出的傳感器數(shù)據(jù)經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)而向漏水分布推定裝置101的測(cè)量裝置IF部131發(fā)送。此外，各測(cè)量裝置191可以不直接連接到漏水分布推定裝置101，也可以經(jīng)由監(jiān)視控制系統(tǒng)、SCADA(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制)系統(tǒng)來(lái)連接。

關(guān)于測(cè)量裝置的具體例，在圖3的說(shuō)明中進(jìn)行后述說(shuō)明。

參照?qǐng)D2來(lái)說(shuō)明漏水分布推定裝置的硬件結(jié)構(gòu)。

圖2中，漏水分布推定裝置101由CPU201、存儲(chǔ)器202、介質(zhì)輸入輸出部203、輸入部205、通信控制部204、顯示部206、周邊設(shè)備IF部207以及總線(xiàn)210構(gòu)成。

CPU201執(zhí)行存儲(chǔ)器202上的程序。存儲(chǔ)器202暫時(shí)存儲(chǔ)程序、表格等。介質(zhì)輸入輸出部203保持程序、表格等。

輸入部205是鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等。通信控制部204與網(wǎng)絡(luò)220連接。

顯示部206是圖1說(shuō)明的顯示器。周邊設(shè)備IF部207是打印機(jī)等接口。

總線(xiàn)210將CPU201、存儲(chǔ)器202、介質(zhì)輸入輸出部203、輸入部205、通信控制部204、顯示部206、周邊設(shè)備IF部207相互連接。

從圖1和圖2的比較看出，通過(guò)由CPU201執(zhí)行程序，實(shí)現(xiàn)了圖1的漏水分布推定裝置101。

參照?qǐng)D3來(lái)說(shuō)明成為漏水分布推定裝置101的對(duì)象的水管網(wǎng)、DMA及其結(jié)構(gòu)。

漏水分布推定裝置101獨(dú)立地將各DMA作為解析對(duì)象。

圖3是DMA的例子，由配水管351等管構(gòu)成。對(duì)于區(qū)域340，流入流出管被限定為來(lái)自配水池301的一個(gè)流入管，此外那里設(shè)置有流量計(jì)310，成為DMA。

DMA340中還設(shè)置有多個(gè)壓力計(jì)320-325。構(gòu)成漏水分布推定系統(tǒng)100的測(cè)量裝置191，在該例中相當(dāng)于流量計(jì)310和壓力計(jì)320-325。

構(gòu)成DMA340的管路等例如配水管351的信息，記錄在管路信息存儲(chǔ)部121中。

漏水分布推定裝置101根據(jù)進(jìn)一步劃分DMA后的區(qū)域來(lái)推定漏水分布。圖3中，DMA340被劃分為區(qū)域330-335。區(qū)域與DMA不同，是漏水分布推定裝置101所利用的虛擬劃分，無(wú)需在流入流出管中設(shè)置流量計(jì)。

參照?qǐng)D4來(lái)說(shuō)明成為漏水分布推定裝置101的對(duì)象的DMA的管網(wǎng)計(jì)算模型的結(jié)構(gòu)。

圖4是DMA340的管網(wǎng)計(jì)算模型的例子，由表示管路的鏈路450、鏈路的連接點(diǎn)以及表現(xiàn)需要者的節(jié)點(diǎn)471、表現(xiàn)配水池的罐401等構(gòu)成。

如公知的，在管網(wǎng)計(jì)算模型中，對(duì)鏈路賦予管的延長(zhǎng)、口徑、流速系數(shù)的信息。對(duì)節(jié)點(diǎn)賦予標(biāo)高、需求量等信息。對(duì)罐賦予水位等信息。

比較圖3和圖4，配水管351被模型化為鏈路451。配水池301和壓力計(jì)320對(duì)應(yīng)于罐401，流量計(jì)310對(duì)應(yīng)于鏈路450，壓力計(jì)321對(duì)應(yīng)于節(jié)點(diǎn)481。

管路信息存儲(chǔ)部121中記錄有圖4例示的管網(wǎng)計(jì)算模型的信息。

圖4中，屬于區(qū)域330的節(jié)點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)471-473。這樣的區(qū)域結(jié)構(gòu)信息，如后面圖8的說(shuō)明中所述那樣，被記錄在區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)部123中。

參照?qǐng)D5來(lái)說(shuō)明管路信息存儲(chǔ)部121中記錄的管路信息中的、表示配水管信息的配水管信息表500。

配水管信息表500以列的形式具有配水管ID信息501、位置信息502、延長(zhǎng)信息503、口徑信息504、管種類(lèi)信息505、套管信息506、鋪設(shè)年度信息507。

圖5中僅顯示了一個(gè)配水管，然而，配水管信息表500中，針對(duì)作為漏水分布推定裝置101的管理對(duì)象的水管網(wǎng)的全部配水管，以一個(gè)配水管為一行地記錄了在可能的范圍內(nèi)的全部信息。

配水管ID信息501中存儲(chǔ)在全部配水管中對(duì)特定配水管進(jìn)行唯一確定的ID。

位置信息502中存儲(chǔ)與GIS(地理信息系統(tǒng))協(xié)作地來(lái)確定埋設(shè)有相應(yīng)配水管的位置的坐標(biāo)信息。

延長(zhǎng)信息503以及口徑信息504中存儲(chǔ)該配水管的延長(zhǎng)的值和口徑的值。

管種類(lèi)信息505中存儲(chǔ)DIP(延性鑄鐵管)、CIP(鑄鐵管)等管種類(lèi)的信息。

套管信息506中存儲(chǔ)有無(wú)防腐蝕套管等信息。

鋪設(shè)年度信息507記錄該配水管的鋪設(shè)年度。

參照?qǐng)D6來(lái)說(shuō)明管路信息存儲(chǔ)部121中記錄的管路信息中的、表示供水管信息的供水管信息表600。

供水管信息表600以列的形式具有供水管ID信息601、連接目的地信息602、延長(zhǎng)信息603、口徑信息604、管種類(lèi)信息605以及鋪設(shè)年度信息606。

圖6中僅顯示了一個(gè)供水管，然而，供水管信息表600中，針對(duì)作為漏水分布推定裝置101的管理對(duì)象的水管網(wǎng)的全部供水管，以一個(gè)供水管為一行地在可能的范圍內(nèi)記錄了全部信息。

供水管ID信息601中存儲(chǔ)在全部供水管中對(duì)特定供水管進(jìn)行唯一確定的ID。

連接目的地信息602中存儲(chǔ)與GIS(地理信息系統(tǒng))協(xié)作地來(lái)確定該供水管的連接目的地的配水管的ID及其埋設(shè)位置的坐標(biāo)信息。

延長(zhǎng)信息603以及口徑信息604中存儲(chǔ)該供水管的延長(zhǎng)和口徑的值。

管種類(lèi)信息605中存儲(chǔ)PE(聚乙烯管)、LP(鉛管)等管種類(lèi)的信息。

鋪設(shè)年度信息606記錄該供水管的鋪設(shè)年度。

參照?qǐng)D7來(lái)說(shuō)明表示在風(fēng)險(xiǎn)信息存儲(chǔ)部122中記錄的風(fēng)險(xiǎn)信息的風(fēng)險(xiǎn)信息表700。

風(fēng)險(xiǎn)信息表700以列的形式具有節(jié)點(diǎn)ID信息701、風(fēng)險(xiǎn)值信息702。

圖7中僅顯示了2個(gè)節(jié)點(diǎn)，然而，風(fēng)險(xiǎn)信息表700中，針對(duì)作為漏水分布推定裝置101的對(duì)象的管網(wǎng)計(jì)算模型的全部節(jié)點(diǎn)，以一個(gè)節(jié)點(diǎn)為一行地記錄了全部信息。

節(jié)點(diǎn)ID信息701中存儲(chǔ)對(duì)管網(wǎng)計(jì)算模型的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行唯一確定的ID。

風(fēng)險(xiǎn)值信息702中存儲(chǔ)風(fēng)險(xiǎn)信息計(jì)算部115使用式(3)等計(jì)算出的該節(jié)點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)值。

參照?qǐng)D8來(lái)說(shuō)明在區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)部123中記錄的、表示區(qū)域結(jié)構(gòu)信息的區(qū)域結(jié)構(gòu)信息表800。

區(qū)域結(jié)構(gòu)信息表800以列的形式具有區(qū)域ID信息801、DMA ID信息802以及結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)ID信息803。

圖8中僅顯示了2個(gè)區(qū)域，然而，區(qū)域結(jié)構(gòu)信息表800中，針對(duì)作為漏水分布推定裝置101的對(duì)象的全部DMA的全部區(qū)域，以一個(gè)區(qū)域?yàn)橐恍械赜涗浟巳啃畔ⅰ?/p>

區(qū)域ID信息801中存儲(chǔ)對(duì)區(qū)域進(jìn)行唯一確定的ID。

DMA ID信息802中存儲(chǔ)區(qū)域所屬的唯一的DMA的ID。

結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)ID信息803中存儲(chǔ)全部屬于區(qū)域的節(jié)點(diǎn)的ID。

參照?qǐng)D9來(lái)說(shuō)明在區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)部123中記錄的、表示傳感器結(jié)構(gòu)信息的傳感器結(jié)構(gòu)信息表900。

傳感器結(jié)構(gòu)信息表900以列的形式具有傳感器ID信息901、傳感器類(lèi)別信息902以及節(jié)點(diǎn)/鏈路ID信息903。

圖9中僅顯示了2個(gè)傳感器，然而，傳感器結(jié)構(gòu)信息表900中，針對(duì)作為漏水分布推定裝置101的對(duì)象的全部DMA的全部傳感器，以一個(gè)傳感器為一行地記錄了全部信息。

傳感器ID信息901中存儲(chǔ)對(duì)傳感器進(jìn)行唯一確定的ID。

傳感器類(lèi)別信息902中存儲(chǔ)傳感器的類(lèi)別，特別是壓力計(jì)或流量計(jì)的劃分信息。

節(jié)點(diǎn)/鏈路ID信息903中存儲(chǔ)與傳感器對(duì)應(yīng)的管網(wǎng)計(jì)算模型的節(jié)點(diǎn)/鏈路ID。

參照?qǐng)D10來(lái)說(shuō)明在漏水分布存儲(chǔ)部124中記錄的、表示漏水分布信息的漏水分布信息表1000。

漏水分布信息表1000以列的形式具有DMA ID信息1001、區(qū)段ID信息1002、結(jié)構(gòu)區(qū)域信息1003、漏水強(qiáng)度信息1004、區(qū)段漏水量信息1005以及單 位配管延長(zhǎng)的漏水量1006。

圖10中僅顯示了主要對(duì)DMA 340進(jìn)行劃分的區(qū)段的信息，然而，漏水分布信息表1000中，針對(duì)作為漏水分布推定裝置101的對(duì)象的全部DMA，以一個(gè)區(qū)段為一行地記錄了全部信息。

圖10中將DMA340劃分為2個(gè)區(qū)段。是對(duì)區(qū)域330、331、333進(jìn)行統(tǒng)一后的區(qū)段1311、以及對(duì)區(qū)域332、334、335進(jìn)行統(tǒng)一后的區(qū)段1312。

DMA ID信息1001中存儲(chǔ)對(duì)DMA進(jìn)行唯一確定的ID。

區(qū)段ID信息1002中存儲(chǔ)對(duì)劃分該DMA的區(qū)段進(jìn)行唯一確定的ID。

結(jié)構(gòu)區(qū)域信息1003中存儲(chǔ)構(gòu)成該區(qū)段的區(qū)域的全部ID。

漏水強(qiáng)度信息1004中存儲(chǔ)該區(qū)段的漏水強(qiáng)度。

區(qū)段漏水量信息1005中存儲(chǔ)該區(qū)段內(nèi)的漏水量。

單位配管延長(zhǎng)的漏水量1006中存儲(chǔ)該區(qū)段內(nèi)的單位配管延長(zhǎng)的漏水量。

漏水分布信息表1000中另外還可以存儲(chǔ)區(qū)段內(nèi)的單位供水管連接數(shù)的漏水量、漏水率等。

參照?qǐng)D11來(lái)說(shuō)明表示漏水分布推定部110中最佳參數(shù)搜索部111進(jìn)行設(shè)定/搜索的參數(shù)的例子的參數(shù)表1100。

參數(shù)表1100是表現(xiàn)一個(gè)DMA中的漏水分布的參數(shù)，以列的形式具有區(qū)段ID信息1101、結(jié)構(gòu)區(qū)域信息1102以及漏水強(qiáng)度信息1103。

圖11是表現(xiàn)DMA340的漏水分布的參數(shù)的例子。

與圖10相同地，圖11將DMA340劃分為2個(gè)區(qū)段。是對(duì)區(qū)域330、331、333進(jìn)行統(tǒng)一后的區(qū)段1、以及對(duì)區(qū)域332、334、335進(jìn)行統(tǒng)一后的區(qū)段2。

圖11中，在由2個(gè)行構(gòu)成的表中將DMA340劃分為2個(gè)區(qū)段，然而區(qū)段數(shù)不限于2。例如，可以將DMA全體作為一個(gè)區(qū)段，或者也可以將一個(gè)區(qū)域作為一個(gè)區(qū)段而使區(qū)段數(shù)與區(qū)域數(shù)一致。

區(qū)段ID信息1002中存儲(chǔ)對(duì)劃分該DMA的區(qū)段進(jìn)行唯一確定的ID。

結(jié)構(gòu)區(qū)域信息1003中存儲(chǔ)全部構(gòu)成該區(qū)段的區(qū)域的ID。

漏水強(qiáng)度信息1004中存儲(chǔ)該區(qū)段的漏水強(qiáng)度。

參照?qǐng)D12來(lái)說(shuō)明漏水分布推定部110的處理。圖12是表示漏水分布推定部110的處理的流程圖。

在數(shù)據(jù)接收步驟1202中，漏水分布推定部110從各存儲(chǔ)部接收輸入數(shù)據(jù)。

在參數(shù)設(shè)定步驟1203中，最佳參數(shù)搜索部111至少生成一組圖11中說(shuō)明的參數(shù)。

在管網(wǎng)計(jì)算步驟1204中，最佳參數(shù)搜索部111針對(duì)在參數(shù)設(shè)定步驟1203中生成的各參數(shù)，將該參數(shù)分別發(fā)送到管網(wǎng)計(jì)算部112和區(qū)段指標(biāo)計(jì)算部114。

接收到參數(shù)的管網(wǎng)計(jì)算部112，在根據(jù)該參數(shù)設(shè)定了后述的節(jié)點(diǎn)需求量的基礎(chǔ)上，進(jìn)行管網(wǎng)計(jì)算。另外，管網(wǎng)計(jì)算部112將管網(wǎng)計(jì)算結(jié)果即壓力值、流量值、節(jié)點(diǎn)漏水量值等發(fā)送到誤差指標(biāo)計(jì)算部113。

管網(wǎng)計(jì)算部112利用例如下式來(lái)設(shè)定節(jié)點(diǎn)需求量。

[式4]

q(i，t)＝d(i，t)+x[z(A(i))]·K_i·[p(i，t；X)]^α (4)

其中，

i：節(jié)點(diǎn)指數(shù)

t：時(shí)刻指數(shù)

q(i,t)：節(jié)點(diǎn)需求量

d(i,t)：節(jié)點(diǎn)水使用量

A(i)：節(jié)點(diǎn)i所屬的區(qū)域

z(A)：區(qū)域A所屬的區(qū)段(參數(shù)要素)

x[z]：區(qū)段z的漏水強(qiáng)度(參數(shù)要素)

K_i：節(jié)點(diǎn)i的漏水風(fēng)險(xiǎn)值

P(i,t；X)：壓力預(yù)測(cè)值

α：依賴(lài)于漏水壓力的指數(shù)值。

第一項(xiàng)節(jié)點(diǎn)水使用量d(i,t)，是根據(jù)需求量推定部117的信息在每個(gè)時(shí)刻修正被分配給管網(wǎng)計(jì)算模型的節(jié)點(diǎn)的基于費(fèi)用計(jì)量?jī)x等的水使用量(有收水量)后的值。

另一方面，第二項(xiàng)是表現(xiàn)節(jié)點(diǎn)漏水量的項(xiàng)，表現(xiàn)為該節(jié)點(diǎn)經(jīng)由區(qū)域而所屬的區(qū)段的漏水強(qiáng)度、該節(jié)點(diǎn)的漏水風(fēng)險(xiǎn)值、該節(jié)點(diǎn)的壓力值的冪運(yùn)算的積。

在指標(biāo)計(jì)算步驟1205中，誤差指標(biāo)計(jì)算部113和區(qū)段指標(biāo)計(jì)算部114根 據(jù)接收到的信息，分別使用式(1)和式(2)來(lái)計(jì)算誤差指標(biāo)和區(qū)段結(jié)構(gòu)指標(biāo)。

誤差指標(biāo)計(jì)算部113和區(qū)段指標(biāo)計(jì)算部114將各指標(biāo)值發(fā)送到最佳參數(shù)搜索部111。

最佳參數(shù)搜索部111接收到誤差指標(biāo)和區(qū)域結(jié)構(gòu)指標(biāo)時(shí)，按照下式，將其加權(quán)和計(jì)算為綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)。

J(X)＝w_E×E(X)+w_Z×Z(X) (5)

其中，

X：參數(shù)

J(X)：綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)

w_E、w_Z：權(quán)重系數(shù)。

在收斂判定步驟1206中，最佳參數(shù)搜索部111判定是否發(fā)現(xiàn)了使所述綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)近似地最小化的參數(shù)，即與參數(shù)相關(guān)的最佳化計(jì)算是否發(fā)生了收斂。在判定為發(fā)生了收斂的情況下，前進(jìn)到區(qū)段漏水量計(jì)算步驟1207。在判定為未發(fā)生收斂的情況下，前進(jìn)到參數(shù)設(shè)定步驟1203。

在基于最佳參數(shù)搜索部111的參數(shù)設(shè)定和收斂判定中，能夠利用遺傳算法等公知的適當(dāng)?shù)淖罴鸦惴ā?/p>

在區(qū)段漏水量計(jì)算部步驟1207中，最佳參數(shù)搜索部111根據(jù)在基于最佳參數(shù)的條件下的管網(wǎng)計(jì)算結(jié)果，來(lái)計(jì)算對(duì)象DMA的漏水分布。

首先，最佳參數(shù)搜索部111通過(guò)計(jì)算經(jīng)由區(qū)域而屬于區(qū)段內(nèi)的全部節(jié)點(diǎn)的、式(4)右邊第二項(xiàng)的總和，來(lái)計(jì)算各區(qū)段內(nèi)的漏水量、區(qū)段漏水量。

此外，最佳參數(shù)搜索部111通過(guò)以各區(qū)段的合適的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)來(lái)分割區(qū)段漏水量，來(lái)計(jì)算各區(qū)段內(nèi)的單位配管延長(zhǎng)的漏水量、單位供水管連接數(shù)的漏水量、或漏水率等。

在數(shù)據(jù)發(fā)送步驟1208中，最佳參數(shù)搜索部111將在區(qū)段漏水量計(jì)算步驟1207中計(jì)算出的漏水分布信息發(fā)送到漏水分布存儲(chǔ)部124。

參照表示漏水分布推定裝置的畫(huà)面顯示的圖13，來(lái)說(shuō)明基于畫(huà)面顯示部132的畫(huà)面顯示例。

畫(huà)面顯示部132所顯示的漏水分布推定結(jié)果顯示窗口1301，具有DMA選擇框1302、區(qū)段結(jié)構(gòu)顯示部1303、區(qū)段漏水量顯示部1304以及單位配管延長(zhǎng) 的漏水量的顯示部1305。

畫(huà)面顯示部132通過(guò)由漏水分布推定裝置101的操作者操作DMA選擇框1302，來(lái)變更漏水分布推定結(jié)果顯示窗口1301中顯示的對(duì)象的DMA。

在圖13的顯示例中，畫(huà)面顯示部132在區(qū)段結(jié)構(gòu)顯示部1303、區(qū)段漏水量顯示部1304、單位配管延長(zhǎng)的漏水量顯示部1305中顯示在DMA選擇框1302中選擇出的DMA340的漏水分布推定結(jié)果。

畫(huà)面顯示部132在區(qū)段結(jié)構(gòu)顯示部1303中，與GIS(地理信息系統(tǒng))協(xié)作地，在地圖上顯示水管網(wǎng)、DMA、區(qū)域以及區(qū)段結(jié)構(gòu)。

與圖10相同地，在圖13的顯示例中顯示了將DMA340劃分為2個(gè)區(qū)段的推定結(jié)果。具體是對(duì)區(qū)域330、331、333進(jìn)行統(tǒng)一后的區(qū)段1、以及對(duì)區(qū)域332、334、335進(jìn)行統(tǒng)一后的區(qū)段2。

畫(huà)面顯示部132在區(qū)段漏水量顯示部1304和單位配管延長(zhǎng)的漏水量顯示部1305中，使用圖表等來(lái)顯示對(duì)漏水調(diào)查的擬定方案有效的漏水分布信息。

參照?qǐng)D14來(lái)說(shuō)明基于區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)計(jì)算部116的區(qū)域結(jié)構(gòu)計(jì)算處理。圖14是表示區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)計(jì)算部116的區(qū)域結(jié)構(gòu)計(jì)算處理的流程圖。

區(qū)域結(jié)構(gòu)處理是區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)計(jì)算部116針對(duì)對(duì)象DMA根據(jù)既定的傳感器結(jié)構(gòu)信息來(lái)計(jì)算區(qū)域結(jié)構(gòu)方案的處理。例如，在圖12所說(shuō)明的漏水分布推定處理之前，在漏水分布推定裝置101的操作者指示時(shí)執(zhí)行。

例如，在漏水分布推定裝置101的初始應(yīng)用時(shí)、在新追加傳感器時(shí)等執(zhí)行。

在數(shù)據(jù)接收步驟1402中，區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)計(jì)算部116接收在管路信息存儲(chǔ)部121中記錄的管路信息和管網(wǎng)計(jì)算模型信息、以及在區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)部123中記錄的傳感器結(jié)構(gòu)信息。

在區(qū)域設(shè)定步驟1403中，區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)計(jì)算部116至少生成一組區(qū)域結(jié)構(gòu)參數(shù)。所謂區(qū)域結(jié)構(gòu)參數(shù)，是指滿(mǎn)足圖8中說(shuō)明的區(qū)域結(jié)構(gòu)的要件，將DMA內(nèi)的節(jié)點(diǎn)向由彼此利用鏈路鄰接的節(jié)點(diǎn)的集合而構(gòu)成的區(qū)域的分割。

此外，區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)計(jì)算部116以區(qū)域數(shù)為該DMA內(nèi)的傳感器數(shù)以下的方式來(lái)生成區(qū)域結(jié)構(gòu)參數(shù)。

在管網(wǎng)計(jì)算步驟1404中，區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)計(jì)算部116按照區(qū)域設(shè)定步驟1403中生成的區(qū)域結(jié)構(gòu)，使用管網(wǎng)計(jì)算來(lái)評(píng)價(jià)針對(duì)與各區(qū)域內(nèi)的漏水量的增 減對(duì)應(yīng)的各傳感器測(cè)量值的靈敏度。

具體地，設(shè)各個(gè)區(qū)域分別為一個(gè)一個(gè)的區(qū)段，區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)計(jì)算部116在圖12的管網(wǎng)計(jì)算步驟1204的方法中應(yīng)用管網(wǎng)計(jì)算，求取使各個(gè)區(qū)段(區(qū)域)的漏水量從0增加到了1時(shí)的、基于各傳感器的管網(wǎng)計(jì)算的預(yù)測(cè)值的增加量。

此外，設(shè)在使區(qū)域A的漏水強(qiáng)度發(fā)生了變化時(shí)的傳感器M的增加量為靈敏度s[A,M]。

在指標(biāo)計(jì)算步驟1405中，區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)計(jì)算部116計(jì)算對(duì)靈敏度進(jìn)行匯集的指標(biāo)。

具體地，區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)計(jì)算部116構(gòu)成了靈敏度矩陣S＝(s[A,M]/m(M))，并將指標(biāo)計(jì)算為靈敏度矩陣奇值的最小值。這里，靈敏度矩陣S是設(shè)區(qū)域A為行的指數(shù)，設(shè)傳感器M為列的指數(shù)的矩陣，m(M)是傳感器M的誤差水平。此外，能夠利用公知的線(xiàn)性代數(shù)算法來(lái)計(jì)算奇值，因此省略詳情。

指標(biāo)不受限于靈敏度矩陣奇值的最小值，也可以是奇值的和、奇值的積。

靈敏度矩陣的奇值是表示是否以能夠分別確定各區(qū)域漏水強(qiáng)度的變化的形式而能夠在傳感器中進(jìn)行觀測(cè)的指標(biāo)。因此，區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)計(jì)算部116能夠通過(guò)使基于奇值的指標(biāo)最大化，來(lái)選定適合于漏水分布推定的區(qū)域結(jié)構(gòu)。

在結(jié)束判定步驟1406中，區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)計(jì)算部116判定是否發(fā)現(xiàn)了使所述指標(biāo)近似地最大化的區(qū)域結(jié)構(gòu)參數(shù)，即與區(qū)域結(jié)構(gòu)參數(shù)相關(guān)的最佳化計(jì)算是否發(fā)生了收斂。在判定為發(fā)生了收斂的情況下，前進(jìn)到數(shù)據(jù)發(fā)送步驟1407。在判定為未發(fā)生收斂的情況下，前進(jìn)到區(qū)域設(shè)定步驟1403。

在基于區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)計(jì)算部116的區(qū)域設(shè)定和收斂判定中，能夠利用遺傳算法等公知的適當(dāng)?shù)淖罴鸦惴ā?/p>

在數(shù)據(jù)發(fā)送步驟1407中，區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)計(jì)算部116將使指標(biāo)最大化時(shí)選擇出的區(qū)域結(jié)構(gòu)參數(shù)作為區(qū)域結(jié)構(gòu)方案信息，發(fā)送到區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)部123。

參照?qǐng)D15來(lái)說(shuō)明基于區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)計(jì)算部116的傳感器結(jié)構(gòu)計(jì)算處理。圖15是表示區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)計(jì)算部116的傳感器結(jié)構(gòu)計(jì)算處理的流程圖。

區(qū)域結(jié)構(gòu)處理是區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)計(jì)算部116針對(duì)對(duì)象DMA根據(jù)既定的區(qū)域結(jié)構(gòu)信息來(lái)計(jì)算傳感器結(jié)構(gòu)方案即測(cè)量裝置的配置方案的處理。例如，在圖 12所說(shuō)明的漏水分布推定處理之前，在漏水分布推定裝置101的操作者指示時(shí)執(zhí)行。

例如，在漏水分布推定裝置101的初始應(yīng)用時(shí)、在操作者利用人手而設(shè)定了所期望的區(qū)域結(jié)構(gòu)之后，為了研究測(cè)量裝置的配置方案而執(zhí)行。

在數(shù)據(jù)接收步驟1502中，區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)計(jì)算部116接收在管路信息存儲(chǔ)部121中記錄的管路信息和管網(wǎng)計(jì)算模型信息、以及在區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)部123中記錄的傳感器結(jié)構(gòu)信息。

在傳感器位置設(shè)定步驟1503中，區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)計(jì)算部116至少生成一組傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)。所謂傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)，是指從管網(wǎng)計(jì)算模型的節(jié)點(diǎn)中僅提取區(qū)域結(jié)構(gòu)信息的區(qū)域數(shù)的節(jié)點(diǎn)，作為壓力計(jì)的設(shè)置候補(bǔ)。

在管網(wǎng)計(jì)算步驟1504中，區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)計(jì)算部116按照傳感器位置設(shè)定步驟1503中生成的傳感器結(jié)構(gòu)，使用管網(wǎng)計(jì)算來(lái)評(píng)價(jià)針對(duì)與各區(qū)域內(nèi)的漏水量的增減對(duì)應(yīng)的傳感器測(cè)量值的靈敏度。

由于與圖14的管網(wǎng)計(jì)算步驟1404相同，因此省略詳情。

在指標(biāo)計(jì)算步驟1505中，區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)計(jì)算部116計(jì)算對(duì)靈敏度進(jìn)行匯集的指標(biāo)。

這也與圖14的指標(biāo)計(jì)算步驟1405相同，因此省略詳情。

在結(jié)束判定步驟1506中，區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)計(jì)算部116判定是否發(fā)現(xiàn)了使所述指標(biāo)近似地最大化的傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)，即與傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)相關(guān)的最佳化計(jì)算是否發(fā)生了收斂。在判定為發(fā)生了收斂的情況下，前進(jìn)到數(shù)據(jù)發(fā)送步驟1507。在判定為未發(fā)生收斂的情況下，前進(jìn)到區(qū)域設(shè)定步驟1403。

在基于區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)計(jì)算部116的傳感器位置設(shè)定和收斂判定中，能夠利用遺傳算法等公知的適當(dāng)?shù)淖罴鸦惴ā?/p>

在數(shù)據(jù)發(fā)送步驟1507中，區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)計(jì)算部116將使指標(biāo)最大化時(shí)選擇出的傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)作為傳感器結(jié)構(gòu)方案信息，發(fā)送到區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)部123。

此外，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，可以包含各種變形例。例如，上述實(shí)施例是為了以易于理解的方式說(shuō)明本發(fā)明而進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明的例子，不必受限于具備所說(shuō)明的全部結(jié)構(gòu)。

此外，可以通過(guò)例如設(shè)置在集成電路中等以硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)上述各結(jié)構(gòu)、功能、處理部、處理單元等的一部分或者全部。此外，也可以通過(guò)由處理器解釋并執(zhí)行用于實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能的程序，以軟件形式來(lái)實(shí)現(xiàn)上述各結(jié)構(gòu)、功能等。實(shí)現(xiàn)各功能的程序、表格、文件等信息，能夠置于存儲(chǔ)器、硬盤(pán)、SSD(Solid State Drive：固態(tài)硬盤(pán))等記錄裝置，或者IC卡、SD卡、DVD等記錄媒介中。

此外，控制線(xiàn)、信息線(xiàn)表示認(rèn)為在說(shuō)明上所需要的，在制品上并不一定受限于全部的控制線(xiàn)、信息線(xiàn)。實(shí)際上可以考慮將幾乎全部結(jié)構(gòu)相互連接。

符號(hào)說(shuō)明

101 漏水分布推定裝置

110 漏水分布推定部

111 最佳參數(shù)搜索部

112 管網(wǎng)計(jì)算部

113 誤差指標(biāo)計(jì)算部

114 區(qū)段指標(biāo)計(jì)算部

115 風(fēng)險(xiǎn)信息計(jì)算部

116 區(qū)域/傳感器結(jié)構(gòu)計(jì)算部

131 測(cè)量裝置IF部

132 畫(huà)面顯示部

191 測(cè)量裝置