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公開番号2025077451
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-19
出願番号2023189640
出願日2023-11-06
発明の名称水運用計画支援装置、および水運用計画支援方法
出願人株式会社日立製作所
代理人青稜弁理士法人
主分類G06Q 50/06 20240101AFI20250512BHJP(計算;計数)
要約【課題】用水供給事業と末端給水事業の連携した水運用の導入計画を支援する装置を提供する。
【解決手段】水運用計画支援装置は、各受水点の配水量実績データを用いて所定の水運用計画問題を解いて、各受水点に対して時間に応じて供給量を変化させる変動型の用水供給と、各受水点における自己水量を平準化する自己水平準化と、を導入したときの各受水点における自己水施設の規模を決定する水運用計画部と、配水量実績データ及び自己水施設の規模を用いた各受水点の水運用計画シミュレーションから得られた、決定に用いた水需要が所定の条件を満たす配水量実績データ及び自己水施設の規模を用いて決定したときの各受水点における貯水余力を算出する貯水余力算出部と、各受水点の貯水余力の大きさに基づき、現在の状態から自己水施設の規模に至るまでの各受水点に対する時間変動型の用水供給及び自己水平準化の導入順序案を作成する導入順序案作成部と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
受水した水道用水と自己水を需要家に配水する各受水点の水運用を支援する水運用計画支援装置であって、
前記各受水点の配水量実績データを用いて所定の水運用計画問題を解くことにより、前記各受水点に対して時間に応じて供給量を変化させる変動型の用水供給と、前記各受水点における自己水量を平準化する自己水平準化と、を導入したときの前記各受水点における自己水施設の規模を決定するゴール状態決定部と、
前記配水量実績データおよび前記自己水施設の規模を用いた前記各受水点の水運用計画シミュレーションから得られた、前記決定に用いた水需要が所定の条件を満たす前記配水量実績データおよび前記自己水施設の規模を用いて、前記決定したときの前記各受水点における貯水余力を算出する貯水余力算出部と、
前記各受水点の貯水余力の大きさに基づき、現在の状態から前記自己水施設の規模に至るまでの前記各受水点に対する前記時間変動型の用水供給および前記自己水平準化の導入順序案を作成する導入順序作成部と、
を備えることを特徴とする水運用計画支援装置。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
前記導入順序作成部は、作成された前記導入順序案に対して、前記水運用計画シミュレーションに基づき、前記導入順序案の実現可能性を評価し、前記導入順序案が実現可能となるよう修正を行う、
ことを特徴とする請求項１記載の水運用計画支援装置。
【請求項３】
所定の統計情報を用いて、複数時期における前記受水点の将来の配水量を予測する需要予測部と、を更に備え、
前記ゴール状態決定部は、前記各受水点の予測された配水量データを用いて所定の水運用計画問題を解くことにより、各時期における、前記各受水点に対する前記変動型の用水供給と、前記各受水点における前記自己水平準化を導入したときの前記各時期における前記各受水点の自己水施設規模を決定し、
前記貯水余力算出部は、前記配水量の需要の予測結果および前記各受水点の前記各時期における前記自己水施設の規模を用いた水運用計画シミュレーションから得られた、前記決定に用いた水需要が所定の条件を満たす前記配水量の需要の予測結果および前記自己水施設の規模を用いて、前記決定したときの前記各時期における各受水点の貯水余力を算出し、
前記導入順序作成部は、前記各時期における各受水点の貯水余力の大きさに基づき、前記各時期についての前記各受水点に対する前記時間変動型の用水供給と前記自己水平準化の導入順序案を作成する、
ことを特徴とする請求項１記載の水運用計画支援装置。
【請求項４】
所定指標に基づき、前記作成された導入順序案の採点を行う導入順序案採点部と、
を更に備えることを特徴とする請求項１記載の水運用計画支援装置。
【請求項５】
受水した水道用水と自己水を需要家に配水する各受水点の水運用を支援する水運用計画支援方法であって、
前記各受水点の配水量実績データを用いて所定の水運用計画問題を解くことにより、前記各受水点に対して時間に応じて供給量を変化させる変動型の用水供給と、前記各受水点における自己水量を平準化する自己水平準化と、を導入したときの前記各受水点における自己水施設規模を決定するゴール状態決定ステップと、
前記配水量実績データおよび前記自己水施設の規模を用いた前記各受水点の水運用計画シミュレーションから得られた、前記決定に用いた水需要が所定の条件を満たす前記配水量実績データおよび前記自己水施設の規模を用いて、前記決定したときの前記各受水点における貯水余力を算出する貯水余力算出ステップと、
前記各受水点の貯水余力の大きさに基づき、現在の状態から前記自己水施設の規模に至るまでの前記各受水点に対する前記時間変動型の用水供給および前記自己水平準化の導入順序案を作成する導入順序作成ステップと、
を含むことを特徴とする水運用計画支援方法。
【請求項６】
前記導入順序作成ステップでは、作成された前記導入順序案に対して、前記水運用計画シミュレーションに基づき、前記導入順序案の実現可能性を評価し、前記導入順序案が実現可能となるよう修正を行う、
ことを特徴とする請求項５記載の水運用計画支援方法。
【請求項７】
所定の統計情報を用いて、複数時期における前記受水点の将来の配水量を予測する需要予測ステップと、を更に含み、
前記ゴール状態決定ステップでは、前記各受水点の予測された配水量データを用いて所定の水運用計画問題を解くことにより、各時期における、前記各受水点に対する前記変動型の用水供給と、前記各受水点における前記自己水平準化を導入したときの前記各時期における前記各受水点の自己水施設規模を決定し、
前記貯水余力算出ステップでは、前記配水量の需要の予測結果および前記各受水点の前記各時期における前記自己水施設の規模を用いた水運用計画シミュレーションから得られた、前記決定に用いた水需要が所定の条件を満たす前記配水量の需要の予測結果および前記自己水施設の規模を用いて、前記決定したときの前記各時期における各受水点の貯水余力を算出し、
前記導入順序作成ステップでは、前記各時期における各受水点の貯水余力の大きさに基づき、前記各時期についての前記各受水点に対する前記時間変動型の用水供給と前記自己水平準化の導入順序案を作成する、
ことを特徴とする請求項５記載の水運用計画支援方法。
【請求項８】
所定指標に基づき、前記作成された導入順序案の採点を行う導入順序案採点ステップと、
を更に含むことを特徴とする請求項５記載の水運用計画支援方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、用水供給事業と末端給水事業の連携した水運用の導入計画を支援する装置および方法に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
国内の水道事業では、県や広域水道企業団などの用水供給事業者から市町村などの末端給水事業者に対して水道用水の供給が行われ、末端水道事業者では上記供給された水道用水に対して自施設で製造した水道水（自己水）が加えられ、末端水道事業者より一般家庭等の需要家に対して水道水の供給が行われている。多くの地域では、用水供給事業者の浄水場から末端給水事業者の浄水場・配水池に対して常時一定量の用水供給を行われているが、これを時間変動型の用水供給に変更し、末端給水事業者の水道施設規模を最適化（ダウンサイジング）という取組みが進められている。例えば非特許文献１には、水道用水の受水を行う末端給水事業者の浄水場・配水池（以下、受水点と呼ぶ）に対して、末端給水事業者の配水池の貯水能力を活用して時間変動型の用水供給を行うことにより、受水点における自己水量を平準化し自己水施設の規模最適化（ダウンサイジング）を行う方法が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
藤井ほか：水道用水の変動供給に関する一考察、学会誌「EICA」、第27巻、第2・3号, pp.80-84 (2022)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の非特許文献１に記載の方法により、用水供給地域における全ての受水点に対して時間変動型の用水供給、自己水平準化を導入したときのゴールの状態（最終形態）、すなわち時間変動型の用水供給の効果によりできるだけ自己水が平準化され自己水施設規模（自己水量上限）が最小化されたときの状態を決定できるようになり、地域全体における施設規模の最適化、施設更新コストの削減が可能となる。
【０００５】
しかしながら、末端給水事業者の予算や準備の都合により、時間変動型の用水供給および自己水平準化を全ての受水点に対して同時に導入することはできないため、現在の状態（各受水点に対して常時一定量の用水供給が行われている状態）から上記ゴールの状態に至るまでに、各受水点に対して時間変動型の用水供給および自己水平準化を順序立てて導入していく必要がある。しかしながら上記従来方法ではその導入順序については言及されていない。
【０００６】
ところで、現在の用水供給事業者の浄水場（以下、用水浄水場と呼ぶ）は基本的に一定量を送水することを前提として建設されているため、各受水点に対して上記時間変動型の用水供給が行われるようになった場合であっても、各受水点における用水受水量の総和である用水浄水場からの送水量は一定であることが望ましい。すなわち、所定期間におけるある受水点の用水受水量が需要変動に応じた順位相の波形（需要増減に合わせて用水受水量も増減するような波形）であれば、別の受水点の用水受水量はその逆位相の波形となる必要がある。このとき、受水点の貯水余力が大きければ用水受水量は順位相、逆位相のどちらの波形もとることができるが、貯水余力が小さければ順位相の波形しかとることができない。
【０００７】
よって例えば、はじめに貯水余力の小さい複数の受水点に対して上記時間変動型の用水供給および自己水平準化が導入された場合、上記受水点の用水受水量の波形は順位相となり、よってそれらの総和である用水浄水場からの送水量の波形も順位相、すなわち送水量一定を維持できなくなり、上記時間変動型の用水供給および自己水平準化が実現不可能となる可能性がある。
【０００８】
よって現在の状態から上記ゴールの状態に至るまで各受水点に対する時間変動型の用水供給および自己水平準化の適切な導入順序を決めることが課題となる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明にかかる水運用計画支援装置は、受水した水道用水と自己水を需要家に配水する各受水点の水運用を支援する水運用計画支援装置であって、前記各受水点の配水量実績データを用いて所定の水運用計画問題を解くことにより、前記各受水点に対して時間に応じて供給量を変化させる変動型の用水供給と、前記各受水点における自己水量を平準化する自己水平準化と、を導入したときの前記各受水点における自己水施設の規模を決定するゴール状態決定部と、前記配水量実績データおよび前記自己水施設の規模を用いた前記各受水点の水運用計画シミュレーションから得られた、前記決定に用いた水需要が所定の条件を満たす前記配水量実績データおよび前記自己水施設の規模を用いて、前記決定したときの前記各受水点における貯水余力を算出する貯水余力算出部と、前記各受水点の貯水余力の大きさに基づき、現在の状態から前記自己水施設の規模に至るまでの前記各受水点に対する前記時間変動型の用水供給および前記自己水平準化の導入順序案を作成する導入順序作成部と、を備えることを特徴とする水運用計画支援装置として構成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、現在の状態からゴールの状態に至るまでの各受水点に対する時間変動型の用水供給および自己水平準化の適切な導入順序を決めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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