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公開番号2025098644
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-02
出願番号2023214919
出願日2023-12-20
発明の名称管路設計システム
出願人中国電力株式会社
代理人弁理士法人維新国際特許事務所,個人,個人
主分類G06F 30/18 20200101AFI20250625BHJP(計算;計数)
要約【課題】管路のルートだけでなく、管路を構成する複数の種類の管とそれぞれの数、及び、それらの組み合わせについても最適に、且つ、効率良く自動で設計できる管路設計システムを提供する。
【解決手段】管路設計システム1は、地中において複数の管を順に繋いで構成される管路を設計する。設計空間設定部4aは、三次元の地中設計空間5Aを設定する。強化学習部4bは、管の種類とその延びる方向との選択を行動とするとともに当該行動によりそれぞれ選択する各管のデータを順に繋いだ先を遷移した状態として、地中設計空間5Aにおいて指定した始点から終点まで移動できた時の一連の各行動に基づいて得られる予め設定された報酬が合計で最も多くなる学習管路データを強化学習により1つ以上学習して出力する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
地中において複数の管を順に繋いで構成され、１つ以上の既設埋設物を迂回して延びる管路を設計可能な管路設計システムであって、
三次元の地中設計空間を設定する設計空間設定部と、
前記管の種類とその延びる方向との選択を行動とするとともに当該行動によりそれぞれ選択する前記各管のデータを順に繋いだ先を遷移した状態として、前記地中設計空間において指定した始点から終点まで移動できた時の一連の前記各行動に基づいてそれぞれ得られる予め設定された報酬が合計で最も多くなる学習管路データを強化学習により１つ以上学習して出力する強化学習部と、を備えていることを特徴とする管路設計システム。
続きを表示（約 570 文字）【請求項２】
請求項１に記載の管路設計システムにおいて、
前記報酬は、前記既設埋設物のデータとの離隔距離、前記終点までの相対距離、前記終点への到達、及び、行動回数の少なくとも１つに応じて予め設定された点数であることを特徴とする管路設計システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の管路設計システムにおいて、
複数の前記学習管路データの特徴値をそれぞれ演算して抽出する特徴抽出部と、
前記各特徴値を予め決められた評価テーブルに基づいた評価値に換算してそれぞれ出力する評価値出力部と、を備えていることを特徴とする管路設計システム。
【請求項４】
請求項３に記載の管路設計システムにおいて、
前記特徴値は、前記学習管路データの全長、前記学習管路データの地表からの平均埋設深さ、及び、前記学習管路データが前記既設埋設物の下方を通過している回数の少なくとも１つであることを特徴とする管路設計システム。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の管路設計システムにおいて、
前記学習管路データが描かれた前記地中設計空間を上方から見た平面管路データ図と、所定の側方から見た縦断管路データ図と、をそれぞれ出力する図面出力部を備えていることを特徴とする管路設計システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中において内部に電線等を配設可能な管路を設計する管路設計システムに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
地中には、複数の管を順に繋いで構成される管路が多数埋設され、これら各管路内には、例えば、電線等が配設されている。従来、各管路については、設計者が情報処理端末等を用いて図面上の指定された始点から終点までの間において既設埋設物の領域を迂回させながら手作業で設計することが一般的に行われており、設計される管路の質が設計者の経験値に依存するといった課題や、設計ミスによる手戻りによって作業に多くの時間が費やされるといった課題があった。
【０００３】
これらに対応するために、近年、各管路の設計を自動で設計するシステムが考えられている。例えば、特許文献１に開示されている管路設計プログラムは、指定された始点から終点までの間の縦断面データ上において、既設埋設物が存在する領域を迂回するような台形状に延びる線を算出した後、始点から終点に向かって延ばす線と生成した台形状の線との交点の座標値を順に取得し、その後、取得した座標値を始点から終点に向けて順に結んで得られた折れ線を管路の最適ルートとして出力するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第７０８６３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、管路を構成する各管は、直管と曲管とがそれぞれ存在し、さらには、それぞれ長さや曲率の異なるものが複数種存在するため、管路の設計の際に、これら複数の種類の管をどのように繋ぐかを考える必要があり、工事に必要な管の種類や数に加えて、それらの組み合わせを事前に把握しておかなければならない。
しかし、特許文献１では、管路の最適なルートが自動で出力されるものの、その出力されたルートにおける管路がどのような種類や数の管の組み合わせで成立するのかということを設計することについては、何ら考慮されていない。
【０００６】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、管路のルートだけでなく、管路を構成する複数の種類の管とそれぞれの数、及び、それらの組み合わせについても最適に、且つ、効率良く自動で設計できる管路設計システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明では、所定の区間における管路を構成する複数種の管の組み合わせを強化学習により取得可能にしたことを特徴とする。
具体的には、地中において複数の管を順に繋いで構成され、１つ以上の既設埋設物を迂回して延びる管路を設計可能な管路設計システムを対象とし、次のような対策を講じた。
【０００８】
すなわち、第１の発明に係る管路設計システムでは、三次元の地中設計空間を設定する設計空間設定部と、前記管の種類とその延びる方向との選択を行動とするとともに当該行動によりそれぞれ選択する前記各管のデータを順に繋いだ先を遷移した状態として、前記地中設計空間において指定した始点から終点まで移動できた時の一連の前記各行動に基づいてそれぞれ得られる予め設定された報酬が合計で最も多くなる学習管路データを強化学習により１つ以上学習して出力する強化学習部と、を備えていることを特徴とする。
このように構成される管路設計システムでは、地中において指定する始点から終点まで既存埋設物を迂回させながら延びる管路の最適ルートが設計されると同時に、その最適ルートにおける管路を構成する複数の管について最適な種類とそれぞれの数、及び、それらの組み合わせが分かるように作用する。
【０００９】
第２の発明の管路設計システムでは、第１の発明において、前記報酬は、前記既設埋設物のデータとの離隔距離、前記終点までの相対距離、前記終点への到達、及び、行動回数の少なくとも１つに応じて予め設定された点数であることを特徴とする。
このように構成される管路設計システムでは、強化学習により出力される学習管路データが、経験値の高い設計者が従来の手法で行った設計によるものに近づくように作用する。
【００１０】
第３の発明の管路設計システムでは、第１又は第２の発明において、複数の前記学習管路データの特徴値をそれぞれ演算して抽出する特徴抽出部と、前記各特徴値を予め決められた評価テーブルに基づいた評価値に換算してそれぞれ出力する評価値出力部と、を備えていることを特徴とする。
このように構成される管路設計システムでは、強化学習により得られた複数の学習管路データの特徴が分かるようになり、設計者が各学習管路データを定量的に比較できるように作用する。
（【００１１】以降は省略されています）

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