特許ウォッチ

公開番号2025053897
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-07
出願番号2023163004
出願日2023-09-26
発明の名称漏水流量推定システム、及び漏水流量推定方法
出願人株式会社日立製作所
代理人藤央弁理士法人
主分類G01M 3/24 20060101AFI20250331BHJP(測定;試験)
要約【課題】漏水点と漏水流量を推定する。
【解決手段】漏水流量推定システムであって、解析部は、水道管の漏水振動を検知するセンサが取得するセンサデータに基づいて判定される漏水判定結果と、前記センサの設置位置と、前記設置位置の周辺の管路情報とを入力として、探査範囲指示信号を出力する探査範囲推定部と、前記管路情報と、前記探査範囲指示信号によって指示された範囲の探査によって得られた探査画像とを入力として、推定漏水点を出力する漏水点推定部と、前記センサデータと、前記漏水点推定部から出力される推定漏水点と、漏水の振動伝搬特性をモデル化した漏水振動伝搬モデルとを入力として、推定漏水流量を出力する漏水流量推定部とを備え、前記探査範囲指示信号と前記推定漏水点と前記推定漏水流量を出力し、表示部は、前記探査範囲指示信号と前記推定漏水点と前記推定漏水流量を画面上に表示する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
解析部と表示部から成る漏水流量推定システムであって、
前記解析部は、
水道管の漏水振動を検知するセンサが取得するセンサデータに基づいて判定される漏水判定結果と、前記センサの設置位置と、前記設置位置の周辺の管路情報とを入力として、探査範囲指示信号を出力する探査範囲推定部と、
前記管路情報と、前記探査範囲指示信号によって指示された範囲の探査によって得られた探査画像とを入力として、推定漏水点を出力する漏水点推定部と、
前記センサデータと、前記漏水点推定部から出力される推定漏水点と、漏水の振動伝搬特性をモデル化した漏水振動伝搬モデルとを入力として、推定漏水流量を出力する漏水流量推定部とを備え、
前記探査範囲指示信号と前記推定漏水点と前記推定漏水流量を出力し、
前記表示部は、前記探査範囲指示信号と前記推定漏水点と前記推定漏水流量を画面上に表示することを特徴とする漏水流量推定システム。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
請求項１に記載の漏水流量推定システムであって、
前記探査範囲推定部は、前記演算装置が、前記漏水判定結果と、前記センサの設置位置と、前記設置位置の周辺の管路情報と、前記漏水振動伝搬モデルと、前記センサデータとを入力として、前記推定漏水流量と関連付けられた探査範囲指示信号を出力することを特徴とする漏水流量推定システム。
【請求項３】
請求項１に記載の漏水流量推定システムであって、
入力された管路情報を補正して補正済み管路情報を出力する管路情報補正部を備え、
前記探査範囲推定部に入力される管路情報は、前記補正済み管路情報であり、
前記漏水点推定部に入力される管路情報は、前記補正済み管路情報であることを特徴とする漏水流量推定システム。
【請求項４】
請求項３に記載の漏水流量推定システムであって、
前記管路情報補正部は、前記探査画像に基づいて、入力された管路情報を補正して補正済み管路情報を出力することを特徴とする漏水流量推定システム。
【請求項５】
請求項１に記載の漏水流量推定システムであって、
前記センサデータを入力として、漏水判定結果を出力する漏水判定部を備え、
前記探査範囲推定部には、前記漏水判定部が出力した漏水判定結果が入力されることを特徴とする漏水流量推定システム。
【請求項６】
請求項１に記載の漏水流量推定システムであって、
前記漏水振動伝搬モデルは、水道管の所定箇所において検知される振動の特性を示す漏水点振動特性データと、漏水点からの距離によって検知される振動の減衰特性を示す漏水振動減衰特性データとを含むことを特徴とする漏水流量推定システム。
【請求項７】
請求項６に記載の漏水流量推定システムであって、
前記漏水点振動特性データは、漏水流量に応じた振動データに基づいて定式化された漏水流量毎の振動強度データと、振動周波数ごとの振動強度データとを含むことを特徴とする漏水流量推定システム。
【請求項８】
請求項６に記載の漏水流量推定システムであって、
前記漏水振動減衰特性データは、管路の単位長さあたりの振動減衰係数と、管路の節点当たりの透過係数とを含み、
前記管路の単位長さあたりの振動減衰係数は、管路の口径や材質などの管種によって変化する振動伝搬時の減衰特性が振動周波数毎に定められる管種毎の減衰係数データと、振動周波数毎の減衰係数データとを含み、
前記管路の節点当たりの透過係数は、管路の繋ぎ目である節点の透過時の減衰特性を振動周波数毎に規定した管種毎の節点透過係数データと、振動周波数毎の節点透過係数データとを含むことを特徴とする漏水流量推定システム。
【請求項９】
請求項１に記載の漏水流量推定システムであって、
前記探査範囲推定部と前記漏水点推定部と前記漏水流量推定部が出力するデータを表示する表示部を備え、
前記表示部は、前記センサを識別するための識別情報と、前記センサが漏水有と判定した日付である漏水判定日と、漏水判定結果と、当該センサの設置位置の周辺の地図と、当該センサの設置位置の周辺の管路図と、前記探査範囲指示信号が示す探査範囲と、推定漏水点と、推定漏水流量とを画面に表示することを特徴とする漏水流量推定システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の漏水流量推定システムであって、
前記表示部は、さらに探査装置の現在地を画面に表示することを特徴とする漏水流量推定システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、漏水流量推定システムに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
社会インフラ（infrastructure）としての上下水道、工場の管路網において漏水が発生した漏水点を推定する技術として、地中レーダーを用いて漏水点を調査する方法がある。この分野の背景技術として、特許文献１（特開２０１８－４０６１５号公報）、特許文献２（特開２０２０－７６６４６号公報）がある。
【０００３】
特許文献１（特開２０１８－４０６１５号公報）には、複数の計測点のそれぞれにおいて電磁波を地中へと送出すると共に前記電磁波の反射波を連続して受信することによって前記計測点別に往復走時別の反射波信号強度のデータを取得し、当該計測点別の往復走時毎の反射波信号強度のデータを用いて前記往復走時別に前記複数の計測点の前記反射波信号強度のデータの集合を生成し、当該往復走時別の反射波信号強度のデータの集合を用いて前記往復走時別に反射波信号強度値の出現度合いを評価し、当該評価の結果に基づいて前記計測点のそれぞれにおける地中の状況を判定することを特徴とする地中探査方法が記載されている。
【０００４】
また、特許文献２（特開２０２０－７６６４６号公報）には、振動センサからの測定データを取得し、該測定データから自己相関係数を求め、該自己相関係数の複数のピークからなるピーク位置情報セットを抽出し、以上の処理を複数回繰り返すことで前記抽出されたピーク位置情報セットを複数個取得し、該複数のピーク位置情報セット間の関係性に基づいて漏水判定を行なうことを特徴とする漏水検知方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１８－４０６１５号公報
特開２０２０－７６６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の漏水調査は、音調棒を用いて漏水点及び漏水の有無を調査する音聴調査がある。発見された漏水点をどのタイミングで修繕すべきか、修繕の優先を度付けるために漏水流量に関する情報が必要となるが、音聴調査は作業員の聴力に依存した属人的な漏水調査方法であり、微弱な漏水音を聞き分けて漏水流量の推定は困難である。
【０００７】
属人的でない漏水調査方法として、地中レーダーを使用して水分含有率の違いによって地中漏水箇所を検知する方法がある。特許文献１に記載の技術では、地中レーダーを使用し、地中レーダーで受信した反射波信号強度値の出現度合いを評価して、地中の状況を判定する。
【０００８】
地上から地中に電磁波を照射しながら掃引方向に沿って地面を移動し、電磁波の照射とともに反射波を連続して受信することによって、反射波信号の強度を表す探査画像を取得する。漏水により空洞が生じている場合、照射した電磁波が土壌と空洞の界面で反射する性質や、水分量による誘電率の違いが探査画像に特徴として現れる。このため探査画像を解析して漏水点を特定できる。解析によって探査画像から漏水点を特定できるため、調査員の能力に依存しない漏水調査が可能となる。しかしながら、土中の誘電率の違によって漏水の有無は判断できても、漏水流量の推定は困難である。
【０００９】
一方、管路上に設けた振動センサを利用する漏水調査方法がある。例えば、管路網の制水弁等の各所に振動センサを設置して、漏水に起因して発生した振動を測定する方法である。特許文献２に記載の技術では、異なる時刻にセンサが取得した複数の振動の計測値の自己相関係数に基づいて、センサ設置位置周辺の管路における漏水を判定する。管路の微小な漏水孔噴出口（以下、漏水孔）では、急峻な圧力変動に伴って微小気泡が発生と消滅を繰り返すキャビテーション現象によって、漏水孔付近に固有の衝撃波（以下、漏水振動）が発生し、管路及び管路内部を流れる水等を振動が伝搬する。漏水振動は昼夜問わず継続的に発生する性質があるため、センサが計測した振動の自己相関係数のピーク位置情報の異なる時刻間の一致率を調べて漏水振動かを判定できる。しかし、自己相関関係数のピーク位置情報の一致率は漏水流量に依存せず決定されるため、特許文献２に記載の技術を用いた漏水流量の推定は困難である。
【００１０】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、漏水点の調査工数を抑制し、漏水流量の推定を目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許