JPH0896039A

JPH0896039A - 水道管路情報管理装置

Info

Publication number: JPH0896039A
Application number: JP23494494A
Authority: JP
Inventors: Akira Hayashi; 晃林; Kenichi Takahashi; 健一高橋; Shinichiro Miyaoka; 伸一郎宮岡
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-09-29
Filing date: 1994-09-29
Publication date: 1996-04-12

Abstract

(57)【要約】【目的】配水管路網の効率的維持管理を行うことがで
きる水道管路情報管理装置を提供することを目的とす
る。【構成】本発明の水道管路情報管理装置は、地図上に
配水管路を重畳して表示した配水管路網図８と配水管の
管種、管径、布設年度等の属性データとをデータベース
化し、配水管路網の維持管理を行うもので、配水管路の
計測箇所に流れる水の流量、圧力、振動のうちの少なく
とも一つを計測して計測データとして収集する計測デー
タ収集手段と、計測データを記憶する記憶手段３と、記
憶手段３に記憶された計測データを配水管路網８と関連
づけて画面６Ａに表示させる表示手段６と、記憶手段３
に記憶された計測データを加工処理し、配水管路の異常
の有無の診断と異常箇所とを特定する中央処理装置１と
を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は地図上に配水管路を重畳
して表示した配水管路網図と前記配水管の管種、管径、
布設年度等の属性データとをデータベース化し、配水管
路網の維持管理を行う水道管路情報管理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、地図上に配水管路を重畳して
表示した配水管路網図と前記配水管の管種、管径、布設
年度等の属性データとをデータベース化し、配水管路網
の維持管理を行う水道管路情報管理装置としていわゆる
コンピューターマッピングシステムが知られている。こ
のコンピューターマッピングシステムは、コンピュータ
ーを利用して配水管路網図と関連する情報とを一元的に
管理すると共に、水道業務の効率化と高度化とを図り、
需要者のサービスの向上に役立てられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の水道管路情報管理装置は、主として配水管路網の図
面を管理することを目的としており、配水管路網の計測
データを利用する配水管路網の維持管理には用いられて
いない。配水管網の維持管理には、例えば、漏水等の発
生を未然に予防するために、その原因となる配水管の腐
食による穴あき、材質劣化等による亀裂、ジョイント部
の接合不良等の点検、補修等があるが、従来、この種の
点検、補修等は、一年を通じての所定時期に、熟練作業
者が夜間の時間帯に配水管の設置箇所に赴いて行ってい
る。

【０００４】特に、漏水は、水の有する物質溶解力と水
圧による物理的作用とによって急速に配水管の漏水箇所
を拡大させ、水の量的損失、経済的損失を水道事業者に
与えるばかりでなく、漏水の成長による地中空洞の発
生、道路陥没等の二次的災害、断水後の配水管内への汚
水進入に基づく水質悪化等の原因となり、この漏水の早
期発見、未然予防が要請されている。しかしながら、熟
練作業者が配水管の設置箇所に夜間に赴いて点検、補修
を行う従来の方法では、流量、水圧の計測を漏水調査時
のみに臨時作業として行うので常時データを監視するこ
とができず、漏水の早期発見、未然予防に限度があり、
かつ、熟練作業者に深夜の路上業務を強い、労働環境、
条件が良くないという問題、作業計画、点検データの保
存を青焼き図面を利用してこれに色鉛筆等により書き込
んで行うため非効率で保存データの再活用を十分に行う
ことができないという問題がある。

【０００５】本発明の第１の目的は、配水管路網の効率
的維持管理を行うことができる水道管路情報管理装置を
提供することにある。

【０００６】本発明の第２の目的は、配水管路網の漏水
の早期発見、未然予防に好適の水道管路情報管理装置を
提供することにある。

【０００７】本発明の第３の目的は、高さを考慮して水
圧の過不足を維持管理することのできる水道管路情報管
理装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の水道管路情報管理装置は、上記第１の目的を達成する
ため、地図上に配水管路を重畳して表示した配水管路網
図と前記配水管の管種、管径、布設年度等の属性データ
とをデータベース化し、配水管路網の維持管理を行う水
道管路情報管理装置であって、前記配水管路の計測箇所
に流れる水の流量、圧力、振動のうちの少なくとも一つ
を計測して計測データとして収集する計測データ収集手
段と、前記計測データを記憶する記憶手段と、前記記憶
手段に記憶された計測データを前記配水管路網図と関連
づけて画面に表示させる表示手段と、前記記憶手段に記
憶された計測データを加工処理する加工処理手段と、加
工処理された計測データに基づき前記配水管路の異常の
有無の診断と異常箇所とを特定する管路異常診断手段と
を有する。

【０００９】本発明の請求項５に記載の水道管路情報管
理装置は、上記第２の目的を達成するため、地図上に配
水管路を重畳して表示した配水管路網図と前記配水管路
の管種、管径、布設年度等の属性データとをデータベー
ス化し、配水管路網の維持管理を行う水道管路情報管理
装置であって、前記配水管路の計測箇所に流れる水の流
量を計測して流量データを収集する流量監視計器と、前
記流量データを計測データとして記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された計測データを前記配水管路網
図と関連づけて画面に表示させる表示手段と、前記記憶
手段に記憶された計測データを加工処理して前記配水管
路網に漏水があるか否かを診断すると共に、前記配水管
路網のうちのいずれの配水管路に漏水が発生しているか
否かを特定する漏水発生配水管路特定手段とを有する。

【００１０】本発明の請求項７に記載の水道管路情報管
理装置は、上記第２の目的を達成するため、地図上に配
水管路を重畳して表示した配水管路網図と前記配水管路
の管種、管径、布設年度等の属性データとをデータベー
ス化し、配水管路網の維持管理を行う水道管路情報管理
装置であって、前記配水管路の計測箇所に流れる水の圧
力を計測して水圧データを収集する水圧監視計器と、前
記水圧データを計測データとして記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された計測データを前記配水管路網
図と関連づけて画面に表示させる表示手段と、前記記憶
手段に記憶された計測データを加工処理して前記配水管
路網に漏水があるか否かを診断すると共に、前記配水管
路網のうちのいずれの配水管路に漏水が発生しているか
否かを特定する漏水発生配水管路特定手段とを有する。

【００１１】本発明の請求項８に記載の水道管路情報管
理装置は、上記第２の目的を達成するため、地図上に配
水管路を重畳して表示した配水管路網図と前記配水管路
の管種、管径、布設年度等の属性データとをデータベー
ス化し、配水管路網の維持管理を行う水道管路情報管理
装置であって、前記配水管路の計測箇所に流れる水に起
因する振動を計測して振動データを収集する振動監視計
器と、前記振動データを計測データとして記憶する記憶
手段と、前記記憶手段に記憶された計測データを前記配
水管路網図と関連づけて画面に表示させる表示手段と、
前記記憶手段に記憶された計測データを加工処理して前
記配水管路網に漏水があるか否かを診断すると共に、前
記配水管路網のうちのいずれの配水管路に漏水が発生し
ているか否かを特定する漏水発生配水管路特定手段とを
有する。

【００１２】本発明の請求項９に記載の水道管路情報管
理装置は、上記第２の目的を達成するため、地図上に配
水管路を重畳して表示した配水管路網図と前記配水管路
の管種、管径、布設年度等の属性データとをデータベー
ス化し、配水管路網の維持管理を行う水道管路情報管理
装置であって、前記配水管路の計測箇所に流れる水の流
量を計測して流量データを収集する流量監視計器と、前
記配水管路の計測箇所に流れる水の圧力を計測して水圧
データを収集する水圧監視計器と、前記流量データと前
記水圧データとを計測データとして記憶する記憶手段
と、前記記憶手段に記憶された計測データを前記配水管
路網図と関連づけて画面に表示させる表示手段と、前記
記憶手段に記憶された流量データを加工処理して前記配
水管路網に漏水があるか否かを診断する漏水診断手段
と、前記漏水診断手段の診断結果と前記水圧データとに
基づき前記配水管路網のうちのいずれの配水管路に漏水
が発生しているか否かを特定する漏水発生配水管路特定
手段とを有する。

【００１３】本発明の請求項１２に記載の水道管路情報
管理装置は、上記第３の目的を達成するため、地図上に
配水管路を重畳して表示した配水管路網図と前記配水管
の管種、管径、布設年度等の属性データとをデータベー
ス化し、配水管路網の維持管理を行う水道管路情報管理
装置であって、前記地図上の二次元座標点に対応して地
形標高データと建造物高さデータとのうちの少なくとも
一つの高さデータを前記二次元座標点に対応して付与す
る付与手段が設けられると共に、該高さデータに基づき
水圧の過不足を判断する水圧過不足判断手段が設けられ
ている。

【００１４】

【作用】本願の請求項１に記載の水道管路情報管理装置
によれば、計測データ収集手段は配水管路の計測箇所に
流れる水の流量、圧力、振動のうちの少なくとも一つを
計測して計測データとして収集し、記憶手段はその収集
された計測データを記憶保存する。表示手段は記憶手段
に記憶された計測データを配水管路網図と関連づけて画
面に表示させ、必要に応じて地図に重畳して画面に表示
された配水管路網図と計測データとを図面として出力す
る。加工処理手段は記憶手段に記憶された計測データ、
例えば流量データを加工処理して配水状態の異常を診断
し、管路異常診断手段は加工処理された計測データに基
づきいずれの配水管路に異常があるか否かを診断すると
共に異常があると診断された配水管路の異常箇所を特定
する。

【００１５】本願の請求項５ないし請求項８に記載の水
道管路情報管理装置によれば、流量監視計器は配水管路
の計測箇所に流れる水の流量を計測して流量データを収
集し、水圧監視計器は配水管路の計測箇所に流れる水の
圧力を計測して水圧データを収集し、振動監視計器は配
水管路の計測箇所に流れる水に起因する振動データを収
集する。記憶手段は流量データ、水圧データ、振動デー
タを計測データとして記憶し、表示手段は記憶手段に記
憶された計測データを配水管路網図と関連づけて画面に
表示させ、必要に応じて地図に重畳して画面に表示され
た配水管路網図と計測データを図面として出力する。漏
水発生管路特定手段は、記憶手段に記憶された計測デー
タを加工処理して配水管路網に漏水があるか否かを診断
すると共に、配水管路網のうちのいずれの配水管路に漏
水が発生しているか否かを特定する。

【００１６】本願の請求項９に記載の水道管路情報管理
装置によれば、流量監視計器は配水管路の計測箇所に流
れる水の流量を計測して流量データを収集し、水圧監視
計器は配水管路の計測箇所に流れる水の圧力を計測して
水圧データを収集する。記憶手段は流量データと水圧デ
ータとを計測データとして記憶する。表示手段は記憶手
段に記憶された計測データを配水管路網図と関連づけて
画面に表示させる。漏水診断手段は記憶手段に記憶され
た流量データを加工処理して配水管路網に漏水があるか
否かを診断し、漏水発生配水管路特定手段は漏水診断手
段の診断結果と水圧データとに基づき配水管路網のうち
のいずれの配水管路に漏水が発生しているか否かを特定
する。好ましくは、その特定された漏水発生配水管路の
漏水箇所を特定するために振動監視計器による振動デー
タが用いられる。

【００１７】本願の請求項１２に記載の水道管路情報管
理装置によれば、付与手段は地図上の二次元座標点に対
応して地形標高データと建造物高さデータとのうちの少
なくとも一つの高さデータを前記二次元座標点に対応し
て付与し、水圧過不足判断手段はその高さデータに基づ
き水圧の過不足を判断し、好ましくは表示手段は地形標
高データと建造物高さデータと配水管路の設置位置デー
タとに基づき地図の地形と建造物と配水管路とを断面図
又は三次元透視図で表示する。

【００１８】

【実施例】図１において、１は中央処理装置（コンピュ
ーター）、２、３は記憶手段としてのデータベース、４
は入力手段としてのキーボード、５は入力手段としての
マウス、６は表示手段としてのディスプレイ装置、７は
配水幹線、８は配水管路網、９、１０、１１はその配水
管路網８を構成する主配水管路である。ここで配水管路
網８とは配水管路網を管理し易い一塊のブロックをい
い、このブロックは複数個存在し、例えば、給水末端地
域の樹枝状管網、住宅団地の独立管網を一塊のブロック
として把握し、配水幹線７はこれらの管網に接続された
直上流側の配水管路をいう。そのブロックは概念的に大
ブロック、中ブロック、小ブロックに区分され、数個の
小ブロックの集合体を中ブロック、数個の中ブロックの
集合体を大ブロックという。

【００１９】配水管路網８には配水幹線７からの分岐箇
所直下流に流量データを計測する流量監視計器１２が設
けられている。配水管路９、１０、１１は流量監視計器
１２の下流側の配水管路から分岐されており、配水管路
９にはその上流側に配水管路９を流れる水の圧力を計測
する１個の水圧監視計器１３と計測箇所に流れる水に起
因する振動を計測して振動データを収集する２個の振動
監視計器１４、１５とが設けられている。配水管路１０
には１個の水圧監視計器１６を挟んでその両側に２個の
振動監視計器１７、１８が設けられている。配水管路１
１には２個の振動監視計器１９、２０が水圧監視計器２
１の上流側に設けられている。流量監視計器１２、水圧
監視計器１３、１６、２１、振動監視計器１４、１５、
１７〜２０は、配水管路網８の計測箇所に流れる水の流
量、圧力、振動を計測して計測データを収集する計測デ
ータ収集手段としての役割を果たす。

【００２０】流量監視計器１２は例えば図２に拡大して
示す配水管２２に流れる水の流量を測定するもので、配
水管２２の埋設箇所には計器設置箇所２３が設けられて
いる。流量監視計器１２は本体部１２Ａとセンサ部１２
Ｂとから構成されている。本体部１２Ａは超音波発信回
路、超音波受信回路、演算回路を含むデータロガ部１２
Ｃと電源部１２Ｄとからなり、センサ部１２Ｂは発信セ
ンサ１２Ｅと受信センサ１２Ｆとからなる。この各セン
サ１２Ｅ、１２Ｆは固定金具１２Ｇにより配水管２２に
取り付けられる。流量監視計器１２はセンサ１２Ｅから
発せられた超音波がセンサ１２Ｆに受信されるまでの伝
搬時間を計測し、水の流速がゼロの時の超音波の伝搬時
間を基準として流速がある時の伝搬時間の大小により速
度と方向とを計測するようになっており、流速と管径と
により流量が求められる。この流量監視計器１２の構造
自体は公知である。この流量監視計器１２からの流量デ
ータは伝送ケーブル１２Ｈを介して取り出され、この伝
送ケーブル１２Ｈはこの実施例では中央処理装置１に例
えば電話回線を介して直接接続されている。しかしなが
ら、この流量監視計器１２による流量データを無線によ
り中継箇所に送信し、この中継箇所を経由して中央処理
装置１に送信してもよい。なお、この実施例ではセンサ
１２Ｅ、１２Ｆは配水管路２２の上部に設けられている
が、一方のセンサを配水管路２２の上部に設け、他方の
センサを配水管路２２の下部に設けてもよい。この流量
監視計器１２として超音波センサを用いれば、配水管路
を切断せずに外付けにより配水管路に流量監視装置を設
置できるので、管の口径の大小に拘らず流量監視装置を
簡便に配水管路に取り付けることができる。

【００２１】水圧監視計器１３、１６、２１と振動監視
計器１４、１５、１７〜２０とは消火栓又は分水栓に取
り付けられるもので、例えば、図３に示すように、水圧
監視計器１３はセンサ部１３Ａとデータロガ部１３Ｂと
からなり、センサ部１３Ａの測定子は配水管路９に設置
の消火栓本体２３の頂部に設けられた消火栓口２３Ａか
ら水の中に挿入されている。また、例えば振動監視計器
１４はセンサ部１４Ａとデータロガ部１４Ｂとからな
り、センサ部１４Ａは例えば水中マイクロホンからな
り、分水栓本体２４の頂部に設けられた分水栓口２４Ａ
から水の中に挿入されている。その消火栓又は分水栓に
は公知のものを使用でき、水圧監視計器１３、１６、２
１、振動監視計器１４、１５、１７〜２０も流量監視計
器１２と同様に公知であり、水圧データ、振動データは
伝送ケーブル１２Ｈを介して中央処理装置１に直接伝送
してもよいし、中継箇所を経由して無線送信してもよ
い。

【００２２】これに限らず、一定時間経過毎に各監視計
器設置箇所に赴いて時系列的に保存されている計測デー
タを採取するようにしてもよい。なお、この場合、これ
らの各監視計器の電源は交流電源工事を避けるためにバ
ッテリー駆動型とするのが望ましい。

【００２３】中央処理装置１にはキーボード４、マウス
５、ディスプレイ装置６が接続されていると共に、記憶
手段２、３が接続され、中央処理装置１は記憶手段２、
３との間で情報の授受を行う。記憶手段２には地図デー
タ、配水管路網図データ、配水管に関する管種、管径、
布設年度等の属性データ、流量監視計器、水圧監視計
器、振動監視計器の各計測器データが記憶されており、
記憶手段３には計測データ収集手段により時系列的に採
取された流量データ、水圧データ、振動データが記憶保
存される。

【００２４】その配水管路網図データは、データベース
化するために、例えば図４に示すようなデータ構造をし
ており、（イ）に示すように図面ＩＤ、図面データへの
ポインタ、表示オブジェクトへのポインタとからなる主
データ構造体と、（ロ）に示すようにオブジェクトＩＤ
と領域データと次のオブジェクトを指定するポインタと
からなるデータチェイン構造体と、（ハ）に示すように
図面データへのポインタによって指定される図面データ
とからなる。図面ＩＤは各図面毎にコード化され、図面
ＩＤを入力手段により入力すると、中央処理装置１は図
面データへのポインタに従って、例えば、図７に示すよ
うに地図データと共に配水管路網図２３をディスプレイ
装置６の画面６Ａに表示する。その図７において、２４
は例えば流量監視計器１２に対応する流量監視計器マー
ク、２５は水圧監視計器１３、１６等に対応する水圧監
視計器マーク、２６は振動監視計器１４、１５等に対応
する振動監視計器マークを示している。

【００２５】マウス５等の入力手段を用いて、カーソル
２７により例えば水圧監視計器マーク２５を指示する
と、中央処理装置１はマウス５によりクリックされたＸ
Ｙ座標を取得し、表示オブジェクトへのポインタに従っ
てデータチェイン構造体の検索を開始する。そして、中
央処理装置１は複数種の表示オブジェクトＩＤの領域デ
ータとＸＹ座標値とを比較し、不一致の場合にはポイン
タに従って次の表示オブジェクトＩＤに移行し、カーソ
ル２７により指定された監視計器の表示オブジェクトＩ
Ｄを同定する。なお、その図７には配水管路網は示され
ているが、道路、家屋等の地形図は省略されている。

【００２６】管路属性データ、計器属性データは例えば
図５に示すようなデータ構造をしており、管路属性デー
タは（イ）に示すように管路属性レコードと表示属性レ
コードとからなっており、計器属性データは（ロ）に示
すように計器属性レコードと表示属性レコードとからな
る。管路属性レコードは管路ＩＤ、配水管路の種別、管
径、管長、流速係数、敷設年月日、所属ブロックＩＤか
らなり、管路属性データの表示属性レコードは管路Ｉ
Ｄ、図面ＩＤ、オブジェクトＩＤからなる。計器属性レ
コードは計器ＩＤ、監視計器の種別、種別固有属性、設
置年月日、設置配水管路ＩＤ、所属ブロックＩＤからな
り、計器属性データの表示属性レコードは計器ＩＤ、図
面ＩＤ、オブジェクトＩＤからなる。

【００２７】計測データは例えば図６に示すようなデー
タ構造をしており、（イ）に示すように計器ＩＤとリア
ルタイムデータへのポインタと加工データへのポインタ
とからなる主データ構造体と、（ロ）に示すようにデー
タＩＤと加工データとポインタとからなるデータチェイ
ン構造体と、（ハ）に示すように各監視計器の時系列の
リアルタイムデータＰｔ、Ｐｔ−１、Ｐｔ−２、Ｐｔ−
ｎとからなる。

【００２８】中央処理装置１はカーソル２７により指定
されたオブジェクトＩＤを同定すると、このオブジェク
トＩＤに対応する管路ＩＤを管路属性データの管路属性
レコードにより取得すると共に、計器属性データの表示
属性レコードから計器ＩＤを取得する。中央処理装置１
はこの計器ＩＤを取得すると計器データの主データ構造
体に基づきリアルタイムデータへのポインタに従って時
系列のリアルタイムデータを取得し、画面６Ａにグラフ
化された時系列データ２８を表示する。

【００２９】また、例えば、画面６Ａに各流量監視計器
に対応する計器ＩＤとしてコードＱ１、Ｑ２、…、及び
その各流量監視計器が示す流量の現在値が表示されると
共に、各水圧監視計器に対応する計器ＩＤとしてコード
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３…、及びその各水圧監視計器に対応す
る水圧の現在値３０、４０、２０…が表示されていると
して、キーボード４によりコードＰ１を入力すると、中
央処理装置１は計器属性データの表示属性レコードから
図面ＩＤ、オブジェクトＩＤを検索し、その図面ＩＤに
基づいて図４（イ）に示す主データ構造体の図面データ
のポインタに従って図面データを呼び出すと共に主デー
タ構造体の表示オブジェクトへのポインタに従ってコー
ドＰ１に対応する監視計器（ここでは水圧監視計器１
３）を検索する。そして、中央処理装置１はそのコード
Ｐ１が所属するブロックに対応する配水管路網図２３を
図８に示すように画面６Ａに表示すると共に水圧監視計
器１３に対応する水圧監視計器マークを点滅させる。中
央処理装置１は、この配水管路網図２３の検索表示処理
と並列に図６に示す主データ構造体のリアルタイムデー
タへのポインタに従って時系列データを読み出し、これ
をグラフ化処理し、グラフ化された時系列データ２８を
画面６Ａに表示させる。

【００３０】以上は中央処理装置１の機能の一例であ
り、中央処理装置１はそれらの機能に加えて以下に説明
する機能を有する。

【００３１】中央処理装置１の機能は、記憶手段に記憶
された計測データを加工処理する加工処理機能と、加工
処理された計測データに基づき配水管路の異常の有無の
診断と異常箇所とを特定する管路異常診断手段機能とに
大別され、配水状態の異常診断は流量データ、水圧デー
タ、振動データを加工処理して行われ、管路異常診断は
加工処理された流量データ、水圧データ、振動データを
用いて行われ、その詳細を漏水の診断に例をとって説明
する。

【００３２】流量データ、水圧データ、振動データは生
データとして逐次データ収集されて、中央処理装置１を
介して記憶手段３に保存される。中央処理装置１は記憶
手段３に記憶された流量データを加工処理し、その流量
データを解析して配水管路網８に漏水があるか否かを診
断する。例えば、中央処理装置１は日単位毎の流量変化
を解析するもので、住宅団地等では、朝方（４時−５
時）から水の使用量が増え始め、日中はある所定量の範
囲で変動するが、夜間、特に、深夜（例えば０時−４
時）の範囲内では、ほとんど水が使用されないため、漏
水がない場合には、流量変化曲線Ｑは図９に示すような
カーブを描くことが推定され、図９において符号Ｍ１は
計測箇所の平均流量である。配水管路網８に漏水がある
と、図１０に示すように、流量変化曲線Ｑは所定量Ｍ２
だけ増加した平均流量Ｍ１´となり、また、深夜の時間
帯においても一定の流量が存在することとなる。従っ
て、中央処理装置１はこれらの流量データを加工及び解
析処理して配水管路網８に漏水があるか否かを診断でき
る。この他、中央処理装置１はこの流量データに基づき
日最大流量ＰＭＡＸ、日最小流量ＰＭＩＮを解析により
求める。中央処理装置１はその平均流量Ｍ１、漏水量
（漏水量＝ＰＭＩＮ−推定使用水量）の算定を行い、漏
水率の算定（漏水率＝漏水量／Ｍ１）、日最大流量ＰＭ
ＡＸ、日最小流量ＰＭＩＮ、平均流量により水使用特性
（水使用の傾向）を住宅地、工業地、オフィス街、繁華
街の地域ブロック毎に把握し、日最大流量ＰＭＡＸ、日
最小流量ＰＭＩＮにより管内障害、水質障害の判定、流
量の異常挙動の判定を行う。例えば、最大流速と最小流
速の差が大きい場合、管内障害として給水能力不足が発
生していると判断する。この原因は管口径の不足、管内
へのスケール（水垢、錆）の付着等が考えられる。

【００３３】他方、日最大流速と日最小流速の差が小さ
い場合は管口径が過大であるか水の滞溜が生じていると
考えられ、この場合には、停滞水による水質の劣化、管
内スケールの発生、増殖、管内沈澱物の発生等の管路障
害が懸念される。これらの日単位の流量データの単位時
間毎の流量データを更に詳細に解析することにより、詳
細な流量の挙動を把握することができ、配水管の破損事
故等を招く受水漕への急激な水の流入及び停止の有無等
を探知することができる。これらの解析、判定結果は記
憶手段３に保存される。

【００３４】次に、中央処理装置１は、漏水診断手段の
診断の結果、配水管路網８に異常があると判断した場合
には水圧データに基づき配水管路網８のうちのいずれの
配水管路に漏水が発生しているか否かを特定すると共
に、配水管路の計測箇所に流れる水に起因する振動を計
測して振動データを収集する振動監視計器の振動データ
と漏水発生配水管路の特定結果とに基づいてその特定さ
れた漏水発生配水管路のいずれの箇所に漏水が発生して
いるか否かを特定する処理を行う。

【００３５】今、図１１に模式的に示すように、流量監
視計器の下流側の配水管路２９に漏水があるものとし
て、水圧監視計器３０、３１が配水管路２９に設けら
れ、この水圧監視計器３０と水圧監視計器３１との間に
振動監視計器３２、３３が設けられ、配水管路３４には
振動監視計器３２に近接して振動監視計器３５が設けら
れているものとし、振動監視計器３２と振動監視計器３
３との間に漏水発生箇所３６があるものとする。

【００３６】すると、水圧監視計器３０により得られる
水圧データの変動曲線Ａ−１は漏水の影響が少ないので
例えば図１２の（イ）に示す様相を呈し、水圧監視計器
３１により得られる水圧データの変動曲線Ａ−２は漏水
の影響を大きく受けて給水不良状態となり、水圧が低下
すると共に不規則に変動するので図１２の（ロ）に示す
様相を呈する。従って、中央処理装置１は互いに近接す
る水圧監視計器の水圧データを比較解析することにより
漏水発生配水管路の特定を行うことができる。中央処理
装置１は、その配水管路２９に流れる流量のシュミレー
ション解析による理論値と現実の流量データとを比較す
ることによっても漏水の有無を診断でき、また、その配
水管路２９の水圧監視計器の水圧のシュミレーション解
析による理論値と現実の水圧データとの比較によっても
漏水発生配水管路の特定を行うことができる。また、中
央処理装置１は時系列の水圧データから日単位の最高水
圧、最低水圧、平均水圧を解析し、最高水圧と最低水圧
との差の大小により漏水の有無を判断するようにしても
よい。更に、時系列データを細かく解析することにより
水の異常挙動を把握し、例えば、時系列データにおいて
急激な水圧の減少増加が見られるときには管路破壊を招
くウオーターハンマー現象が生じていると判定する。ま
た、配水管路の属性に対応して過大水圧であるか過小水
圧であるかを判定し、過大水圧の場合、漏水の発生につ
ながることになるのでこの過大水圧を解析することによ
り漏水の未然予防を行うことができ、過小水圧の場合に
は給水不良の原因となるのでこの過小水圧を解析するこ
とにより給水不良を未然予防することができる。

【００３７】また、中央処理装置１は振動監視計器３
２、３３、３５により得られた各振動データを加工し、
音圧のピーク、音圧分布の形状、音圧波形パターンを得
て、漏水発生箇所３６を特定する。例えば、振動監視計
器３２により得られる振動データの分布Ｂ−１は図１３
（イ）に示すように漏水発生箇所３６（音源）に近いの
でそのピークが大きくかつその分布幅は狭いものとな
り、かつ、同一形状の分布が得られる。振動監視計器３
３により得られる振動データの分布Ｂ−２は図１３
（ロ）に示すように漏水発生箇所３６から遠いので振動
データの分布の幅に広がりがありかつほとんど再現性も
ない。というのは、漏水発生箇所３６の水の流出による
音以外の不規則な音を捕捉すると考えられるからであ
る。更に、振動監視計器３５により得られる振動データ
の分布Ｂ−３も（ハ）に示すように漏水発生箇所３６か
ら遠いので振動データの分布の幅に広がりがありかつほ
とんど再現性もない。従って、互いに近接する各振動監
視計器３２、３３、３５により得られた各振動データを
加工し、これらを比較解析することにより、漏水発生箇
所３６が振動監視計器３２の近くに存在することを判定
できることとなる。これらの計測データの加工処理、解
析結果も記憶手段３に保存される。この場合、必要に応
じて、地図に重畳して画面６Ａに表示された配水管路網
図８と流量データ、水圧データ、必要ならば振動データ
を図面６Ｂとして出力させることもできる。

【００３８】そして、この漏水箇所を点検補修した後、
再度各計測データを採集して、同様の手順で各計測デー
タを加工処理すると共に解析し、漏水処理後の各計測デ
ータを記憶手段３に保存する。そして、中央処理装置１
はその他の配水管路に漏水があるときは、同様の手順を
繰り返し、漏水がその配水管路網８に存在しないときに
はその他の管路異常診断を行い、管路障害があるか否か
を判定する。管路障害があるときには、これらの計測デ
ータを加工処理しあるいは計測データとシュミレーショ
ンにより得られる理論的データと比較処理して原因の特
定を行う。

【００３９】中央処理装置１は流量データ、水圧デー
タ、振動データを解析し、これらの相関分析を行って、
管路に異常があるか否かを判定することもできる。

【００４０】水道事業者は、その結果に基づいて管路異
常が漏水である場合には、実際の漏水実態の調査を行う
ために、漏水箇所の調査を経済的に不利であるか否か、
緊急を要するか否か等の行うか否かを現実的に判断し、
漏水箇所に赴いて調査を行っても効果が薄いと判断した
ときには、監視を継続し、実際に調査をすべきであると
判断したときには、本発明に係わる水道管路情報管理装
置を用いて、地図上に配水管路を重畳して表示した配水
管路網図と前記配水管の管種、管径、布設年度等の属性
データとのうち漏水発生配水管路に関連する所要のデー
タとを有する配水管路網図の図面６Ｂを出力させる。そ
して、この図面６Ｂに基づき、漏水調査方法の選定、作
業手順、工程を立案計画し、調査作業を行い、修理点
検、補修、交換、監視継続のいずれを行うかを決定し、
管路寿命、管種に原因があると考えられるときには管路
の変更を検討し、修理で間に合うときには修理を行い、
補修データを記憶手段２に保存する。そして、最終的
に、漏水防止結果を記憶手段２に記憶させる。

【００４１】管路障害については、流量（流速）要因と
水圧要因とに分類して判断し、この管路障害の原因を突
き止め、それに応じて対策処理を行い、その結果を記憶
手段２に保存させる。

【００４２】以上第１実施例では、流量データ、水圧デ
ータ、振動データをそれぞれ計測データとして収集し、
流量データを加工処理して配水管路網に漏水があるか否
かを診断し、漏水異常と診断した場合には水圧データに
基づきその診断された配水管路網のうちのいずれの配水
管路に漏水が発生しているか否かを特定し、その漏水が
発生していると予測される配水管路の振動データに基づ
いて漏水発生箇所の近傍を特定することとしたが、流量
データ、水圧データ、振動データの少なくとも一つを計
測データとして収集して加工処理することによりいずれ
の配水管路網、配水管路に漏水があるか否かを特定する
ことができる。

【００４３】例えば、流量データを用いて配水管路の異
常を特定する場合、各配水管路網に流量監視装置を設
け、バルブを遠隔操作により開閉制御することにすれ
ば、各配水管路網のいずれの配水管路網に漏水があるか
否かを特定することができる。また、配水管路が重要幹
線である場合には、上流から下流に向かって所定間隔毎
に流量監視装置を設け、隣接する流量監視計器の流量デ
ータを収集し、隣接する監視計器の流量データの差によ
り、配水管路の異常と異常箇所とを特定することができ
る。この流量監視計器のみによる配水管路の異常の有無
の診断と異常箇所の特定とは、配水管路が河川底を横切
る伏せ越し管の場合に特に有効である。というのは、河
川底の場合、振動データにより漏水箇所を特定できない
からである。この場合、河川を挟んでその両側に一対の
流量監視計器を設け、その一対の流量監視計器の流量デ
ータの差を解析すればよい。

【００４４】次に、水圧データを用いて配水管路の異常
を特定する場合、基準の水圧に対してある特定の配水管
路の水圧が著しく低下している場合には、その配水管路
に異常があると診断できる。この場合、その配水管路に
上流から下流に向かって所定間隔毎に水圧監視装置を設
置すれば、配水管路の異常箇所の近傍を特定できる。

【００４５】振動データを用いる場合には、その振動デ
ータを加工処理することにより、異常がある配水管路と
異常箇所の近傍とを特定できる。

【００４６】図１４ないし図１６は水道管路情報管理装
置の第２実施例を説明するための説明図である。

【００４７】中央処理装置１は配水管路網図８の図面上
の二次元座標（Ｘ，Ｙ）と地図としての航空写真の濃淡
値Ｉ（Ｘ，Ｙ）とを対応させると共に、この二次元座標
（Ｘ，Ｙ）に対応して地形標高データと建造物高さデー
タとを加えた高さデータＨ（Ｘ，Ｙ）を付与する付与手
段として機能すると共に、高さデータＨ（Ｘ，Ｙ）に基
づき水圧の過不足を判断する水圧過不足判断手段として
機能するもので、地形標高データと建造物高さデータと
配水管路の設置位置データとに基づき地図の地形３７と
建造物３８、３８´と配水拠点３９と配水管路（図示を
略す）とを図１５に示すように、画面６Ａに断面図で表
示させてもよいし、図１６に示すように、画面６Ａに地
形３７と建造物（図示を略す）と配水拠点３９と配水管
路（図示を略す）とを三次元透視図で表示させてもよ
い。また、画面６Ａにシュミレーションにより得られた
理論的水圧データ又は計測データにより求められた水圧
データを重畳して表示させることもできる。その図１５
（イ）に示す場合には、画面６Ａに静水圧直線ＳＰと適
正水圧の最大値曲線Ｐｍａｘとが表示されている。ここ
で、静水圧直線ＳＰは、自然流下の場合、配水拠点３９
の標高そのものであり、ポンプによる加圧の場合、配水
拠点３９の標高（水圧に換算）にポンプによる加圧分を
加算することにより求められる。適正水圧の最大値曲線
Ｐｍａｘは高さデータＨに適正水圧最大値（例えば４０
ｍ水柱）を加えることによって求められ、静水圧は需要
最小時の水の供給圧力とみなせるので、適正水圧の最大
値を越えると、水圧過剰とみることができ、図１５の
（イ）の場合には、符号４０で示す部分が水圧過剰であ
る。

【００４８】その図１５（ロ）に示す場合には、画面６
Ａに需要最大時の動水圧直線ＤＰと適正水圧の最小値曲
線Ｐｍｉｎとが表示されている。需要最大時の動水圧は
静水圧から管路による圧力損失分を差し引くことにより
求められ、この動水圧は配水管路の上流側から下流側に
向かうに伴って低くなる。この動水圧は管網シュミレー
ションあるいは計測データに基づき作成する。計測デー
タにより作成する場合、データ点数に限りがあるので、
補間法により動水圧直線ＤＰを作成する。この需要最大
時の動水圧は、水圧が最も低くなるときの水の供給圧力
であるので、動水圧が適正水圧の最小値よりも小さいと
き、水圧不足と判断する。その図１５（ロ）の場合、符
号４１、４２で示す領域が水圧不足である。これにより
建造物３８では水圧が足りているが建造物３８´では水
圧が不足していることを判断できる。また、図１６
（イ）に示す場合には、符号４３で示す領域では水圧過
剰であり、図１６（ロ）に示す場合には、符号４４、４
５で示す領域で水圧が不足していることを判断できる。

【００４９】なお、この実施例では、航空写真を用いて
高さデータを得ているが衛星画像データを用いて高さデ
ータを得てもよいし、地図の等高線を利用して高さデー
タを作成してもよい。

【００５０】

【発明の効果】本発明の請求項１に記載の水道管路情報
管理装置によれば、配水管路網の効率的維持管理を行う
ことができる。

【００５１】本発明の請求項５ないし請求項１１に記載
の水道管路情報管理装置によれば、配水管路網の漏水の
早期発見、未然予防を効率よく行うことができる。

【００５２】本発明の請求項６に記載の水道管路情報管
理装置によれば、配水管路を切断せずに外付けにより流
量監視装置を設置できるので、管の口径の大小に拘らず
簡便に流量監視装置を配水管路に取り付けることがで
き、経済的であると効果を奏する。

【００５３】本発明の請求項１２に記載の水道管路情報
管理装置によれば、高さを考慮して水圧の過不足を維持
管理することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる水道管路情報管理装置の全体
構成を示すブロック図である。

【図２】配水管路への流量監視計器の設置の一例を示
す図である。

【図３】配水管路への水圧監視計器と振動監視計器の
設置の一例を示す図である。

【図４】配水管路網図データベース構造の一例を示す
図である。

【図５】管路施設データベース構造の一例を示す図で
ある。

【図６】計測値データベース構造の一例を示す図であ
る。

【図７】画面に表示された配水管路網図からグラフ化
された時系列データを呼び出す場合の説明図である。

【図８】画面に表示された計器ＩＤから配水管路網図
と時系列データとを呼び出す場合の説明図である。

【図９】漏水がない場合の流量変化曲線の一例を示す
図である。

【図１０】漏水がある場合の流量変化曲線の一例を示
す図である。

【図１１】漏水箇所の説明をするための配水管路の模
式図である。

【図１２】漏水がある場合とない場合との水圧変化曲
線の一例を示す図である。

【図１３】漏水がある場合の振動分布の一例を示し、
（イ）は漏水発生箇所に近い場合の振動分布を示し、
（ロ）、（ハ）は漏水発生箇所から遠い場合の振動分布
を示す。

【図１４】本発明の請求項１２に記載の水道管路情報
管理装置の説明図であって、配水管路網図と地形図と高
さデータとの対応関係を示す図である。

【図１５】本発明の請求項１３に記載の水道管路情報
管理装置の説明図であって、建造物と地形図と水圧との
関係が画面に断面表示されている状態を示し、（イ）は
水圧過剰の場合であり、（ロ）は水圧不足の場合であ
る。

【図１６】本発明の請求項１４に記載の水道管路情報
管理装置の説明図であって、地形図と水圧との関係が画
面に透視図で表示されている状態を示し、（イ）は水圧
過剰の場合であり、（ロ）は水圧不足の場合である。

【符号の説明】

１…中央処理装置３…記憶手段４…キーボード（入力手段）５…マウス（入力手段）６…ディスプレイ装置（表示手段）６Ａ…画面８…配水管路網９、１０、１１…配水管路１２…流量監視計器１３、１６、２１３０、３１…水圧監視計器１４、１５、１７〜２０、３２、３３、３５…振動監視
計器２３…配水管路網図３６…漏水発生箇所

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋健一兵庫県西宮市高座町12−18−904 (72)発明者宮岡伸一郎神奈川県川崎市麻生区東百合ケ丘３−１− 14サニーハウス百合ケ丘 216

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】地図上に配水管路を重畳して表示した配
水管路網図と前記配水管の管種、管径、布設年度等の属
性データとをデータベース化し、配水管路網の維持管理
を行う水道管路情報管理装置であって、前記配水管路の計測箇所に流れる水の流量、圧力、振動
のうちの少なくとも一つを計測して計測データとして収
集する計測データ収集手段と、前記計測データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された計測データを前記配水管路網
図と関連づけて画面に表示させる表示手段と、前記記憶手段に記憶された計測データを加工処理する加
工処理手段と、加工処理された計測データに基づき前記配水管路の異常
の有無の診断と異常箇所とを特定する管路異常診断手段
とを有する水道管路情報管理装置。
【請求項２】前記表示手段は、前記画面に表示された
配水管路網図の特定の配水管路を入力手段により指定し
たときに、該指定された特定の配水管路に関連する計測
データを表示することを特徴とする請求項１に記載の水
道管路情報管理装置。
【請求項３】前記加工処理手段は、前記計測データを
加工処理して、該計測データの時系列変化をグラフ化し
て表示するか、前記計測データを過去の類似条件の計測
データと比較できるようにして表示するか、前記計測デ
ータを該計測データの計測箇所に隣接する計測箇所の計
測データと比較して表示するか、前記計測データをシュ
ミレーションにより得られた理論的計測データと比較し
て表示するかのうちの少なくとも１つを行うことができ
ることを特徴とする請求項１に記載の水道管路情報管理
装置。
【請求項４】前記管路異常診断手段は、流量データと
水圧データとに基づき漏水が発生している配水管路の特
定を行い、振動データに基づき前記特定された配水管路
上の漏水箇所の近傍を検知することを特徴とする請求項
１に記載の水道管路情報管理装置。
【請求項５】地図上に配水管路を重畳して表示した配
水管路網図と前記配水管路の管種、管径、布設年度等の
属性データとをデータベース化し、配水管路網の維持管
理を行う水道管路情報管理装置であって、前記配水管路の計測箇所に流れる水の流量を計測して流
量データを収集する流量監視計器と、前記流量データを計測データとして記憶する記憶手段
と、前記記憶手段に記憶された計測データを前記配水管路網
図と関連づけて画面に表示させる表示手段と、前記記憶手段に記憶された計測データを加工処理して前
記配水管路網に漏水があるか否かを診断すると共に、前
記配水管路網のうちのいずれの配水管路に漏水が発生し
ているか否かを特定する漏水発生配水管路特定手段とを
有する水道管路情報管理装置。
【請求項６】前記流量監視計器が超音波センサーである
ことを特徴とする請求項５に記載の水道管路情報管理装
置。
【請求項７】地図上に配水管路を重畳して表示した配
水管路網図と前記配水管路の管種、管径、布設年度等の
属性データとをデータベース化し、配水管路網の維持管
理を行う水道管路情報管理装置であって、前記配水管路の計測箇所に流れる水の圧力を計測して水
圧データを収集する水圧監視計器と、前記水圧データを計測データとして記憶する記憶手段
と、前記記憶手段に記憶された計測データを前記配水管路網
図と関連づけて画面に表示させる表示手段と、前記記憶手段に記憶された計測データを加工処理して前
記配水管路網に漏水があるか否かを診断すると共に、前
記配水管路網のうちのいずれの配水管路に漏水が発生し
ているか否かを特定する漏水発生配水管路特定手段とを
有する水道管路情報管理装置。
【請求項８】地図上に配水管路を重畳して表示した配
水管路網図と前記配水管路の管種、管径、布設年度等の
属性データとをデータベース化し、配水管路網の維持管
理を行う水道管路情報管理装置であって、前記配水管路の計測箇所に流れる水に起因する振動を計
測して振動データを収集する振動監視計器と、前記振動データを計測データとして記憶する記憶手段
と、前記記憶手段に記憶された計測データを前記配水管路網
図と関連づけて画面に表示させる表示手段と、前記記憶手段に記憶された計測データを加工処理して前
記配水管路網に漏水があるか否かを診断すると共に、前
記配水管路網のうちのいずれの配水管路に漏水が発生し
ているか否かを特定する漏水発生配水管路特定手段とを
有する水道管路情報管理装置。
【請求項９】地図上に配水管路を重畳して表示した配
水管路網図と前記配水管路の管種、管径、布設年度等の
属性データとをデータベース化し、配水管路網の維持管
理を行う水道管路情報管理装置であって、前記配水管路の計測箇所に流れる水の流量を計測して流
量データを収集する流量監視計器と、前記配水管路の計測箇所に流れる水の圧力を計測して水
圧データを収集する水圧監視計器と、前記流量データと前記水圧データとを計測データとして
記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された計測データを前記配水管路網
図と関連づけて画面に表示させる表示手段と、前記記憶手段に記憶された流量データを加工処理して前
記配水管路網に漏水があるか否かを診断する漏水診断手
段と、前記漏水診断手段の診断結果と前記水圧データとに基づ
き前記配水管路網のうちのいずれの配水管路に漏水が発
生しているか否かを特定する漏水発生配水管路特定手段
とを有する水道管路情報管理装置。
【請求項１０】前記配水管路の計測箇所に流れる水に
起因する振動を計測して振動データを収集する振動監視
計器と、前記漏水発生配水管路特定手段による漏水発生
配水管路の特定結果と前記振動データとに基づいてその
特定された漏水発生配水管路のいずれの箇所に漏水が発
生しているかを特定する漏水発生箇所特定手段とを備え
ている請求項９に記載の水道管路情報管理装置。
【請求項１１】前記水圧監視計器と前記振動監視計器
とは流量監視計器の下流側の配水管路に複数個設けら
れ、前記漏水発生管路特定手段は互いに近接する水圧監
視計器の水圧データを比較解析することにより漏水発生
配水管路の特定を行い、前記漏水発生箇所特定手段は特
定された漏水発生配水管路に設置された振動監視計器に
よる振動データの分布と該振動監視計器に近接する振動
監視計器による振動データの分布とに基づき漏水箇所を
特定することを特徴とする請求項１０に記載の水道管路
情報管理装置。
【請求項１２】地図上に配水管路を重畳して表示した
配水管路網図と前記配水管の管種、管径、布設年度等の
属性データとをデータベース化し、配水管路網の維持管
理を行う水道管路情報管理装置であって、前記地図上の二次元座標点に対応して地形標高データと
建造物高さデータとのうちの少なくとも一つの高さデー
タを前記二次元座標点に対応して付与する付与手段が設
けられると共に、該高さデータに基づき水圧の過不足を
判断する水圧過不足判断手段が設けられている水道管路
情報管理装置。
【請求項１３】前記地形標高データと前記建造物高さ
データと前記配水管路の設置位置データとに基づき前記
地図の地形と建造物と前記配水管路とを断面図で表示す
ると共に、シュミレーションにより得られたり理論的水
圧データ又は計測データにより求められた水圧データを
前記断面図に重畳して表示する表示手段を有する請求項
１２に記載の水道管路情報管理装置。
【請求項１４】前記地形標高データと前記建造物高さ
データと前記配水管路の設置位置データとに基づき前記
地図の地形と建造物と前記配水管路とを三次元透視図で
表示すると共に、シュミレーションにより得られた理論
的水圧データ又は計測データにより求められた水圧デー
タを前記三次元透視図に重畳して表示する表示手段を有
する請求項１２に記載の水道管路情報管理装置。