JP7774607B2 - 漏水検出装置及びシステム、方法 - Google Patents

Description

本発明は、地中レーダ装置を用いて水道管の地中漏水を検知する装置及びシステム、方法に関する。

地中に敷設された水道管の劣化が進み、地中漏水が起きている箇所を検知し、修理する保守保全が重要になっている。

特許文献１では、水道管の漏水を検知する方法として漏水音を検知する方法を挙げている。しかし例えば、音聴棒を用いて漏水音を人手で判定するには熟練度を要する。また、水道管の埋設位置を特定するには地中レーダ（GPR：Ground Penetrating Radar）を用いた電磁波探査が挙げられる。しかしながら、特許文献１では地中レーダで探査することで埋設物や空洞等の識別は可能であるが、漏水は発見できないとされている。

特許文献２には、地中レーダ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地中探査方法が述べられている。

非特許文献１には、地中に埋めた鋼管を地中レーダで探査する際、地下水面の上昇とともに鋼管の反射位置が深くなり、体積含水率及び地下水深を把握できる旨が述べられている。

特開平9－196798号公報 特開2018－40615号公報

坂田 賢、野津 俊光、徳富 啓二、刑部 信吾、三野 徹 「地中レーダを用いた体積含水率および地下水深の推定」農業農村工学会誌 第７８巻 第４号 ２０１０

しかしながら、地中漏水が周囲の土壌と混じり合った状態では反射波信号強度値の出現度合いから差異が見られにくいこともあり、特許文献２では地中レーダを用いて地中での漏水点を検知することを考慮されていなかった。

また、非特許文献1に記載されている方法では、地中レーダで強い反射を示さない材質・径を持つ埋設管は反射位置が分からないため、地中の体積含水率や地下水深を推定できない問題がある。

地中の状況を知るには通常、地中レーダを用いて探査する方法が挙げられるが、特許文献１で述べるように地中レーダを用いても直接、漏水を発見できない課題がある。
ここで、地中レーダを用いて得られる地中レーダ画像について以下で詳細を述べる。

図１は、地中レーダの探査で得られた探査データを画像化した一例である。レーダ装置は例えば、地面の上をユーザが手で押して掃引探査するレーダ装置が該当する。地中に電磁波を照射しながら掃引方向に沿って移動する。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データを取得する。

このレーダ装置はユーザが手で押して掃引探査するレーダ装置に限定されず、地面に沿って移動可能な任意のレーダ装置を採用し得る。例えば、車両に搭載されるレーダ装置や、自動で地面を移動できるレーダ装置でもよい。なお、埋設水道管の存在する付近を探査することを想定するが、埋設管の伸長方向と地上の掃引方向は平行でなくてもよい。また、地下に水道管が埋設されていない箇所でのデータ取得も想定される。

図１は、埋設水道管の径が小さく、材質も樹脂などのレーダを反射しづらいものであるときのレーダ画像１０の概略図である。横軸１１は地中レーダの掃引方向を表す。縦軸１２は電磁波を地中に照射してから反射して受信するまでの時間である反射時間を表す。地中深いところにある物体からの反射波ほど反射時間が長いので、縦軸１２は地中深さ方向に対応する。

レーダ画像１０は各測定位置・反射時間における受信信号をピクセルの輝度に対応させて画像で表したものである。ここでは受信信号が大きいほど輝度も大きくなり、図１では白色のように描画している。一方で受信信号が小さいほど輝度は小さくなり、図１では黒色のように描画している。白黒のコントラストが大きいほど、強い反射が起きていることを意味する。ちなみに、地表面反射１３は地表面における反射である。

中抜き点線四角形１４は水道管の埋設位置を表しており、水道管の管径が小さく、樹脂製であるため、中抜き点線四角形１４の位置において反射像が確認できない状況である。そのため、地中の体積含水率や地下水深を推定できない。また、漏水がある場所で地中レーダを用いても、レーダ画像１０のような結果を得られるため、異常な箇所が直接現れず、検出することができない。

そこで本発明の目的は、地中レーダを用いて地中漏水をより高精度に検出する技術を提供することにある。

本発明の好ましい一側面は、探査データを入力とし、減衰評価データを出力する減衰評価処理部と、前記減衰評価処理部から出力された前記減衰評価データから、水平比較データを出力する水平比較処理部を少なくとも有し、漏水箇所検出データを出力する漏水箇所検出処理部と、を有することを特徴とする漏水検出装置である。前記探査データとは、地中に電磁波を照射して戻ってきた反射波を受信した受信波信号と、前記受信波信号を受信した位置に関する位置情報と、前記電磁波を照射してから前記反射波を受信するまでの反射時間と、がそれぞれ対応付けられたデータである。前記減衰評価データとは、複数の減衰評価値と、前記位置情報と、前記反射時間と、がそれぞれ対応付けられたデータで、前記減衰評価値は前記探査データ内で任意の範囲を定義し、その範囲内の受信波強度の最大値と最小値の差分、分散、標準偏差のいずれかを求めることで前記受信波信号から反射波の減衰を評価して算出された値である。前記水平比較データは、複数の水平比較値と、前記位置情報と、前記反射時間の情報と、がそれぞれ対応付けられたデータで、前記水平比較値は、反射時間が任意の基準以内で近しい前記減衰評価データをそれぞれ抽出して正規化して算出された値である。前記漏水箇所検出データは、前記水平比較データ又は前記水平比較データを処理したデータである。

本発明の好ましい他の一側面は、地中に電磁波を照射して戻ってきた反射波を受信した受信波信号と、前記受信波信号を受信した位置に関する位置情報と、前記電磁波を照射してから前記反射波を受信するまでの反射時間と、がそれぞれ対応付けられた探査データの前記受信波信号から反射波の減衰を評価し、複数の減衰評価値と、前記位置情報と、前記反射時間の情報と、がそれぞれ対応付けられた減衰評価データを生成するステップと、前記減衰評価データについて、反射時間が基準以内で近しい前記減衰評価データをそれぞれ抽出して正規化して算出された複数の水平比較値と、前記位置情報と、前記反射時間の情報と、がそれぞれ対応付けられた水平比較データを生成するステップと、前記水平比較データを複数のエリアに分割し、前記エリア毎に算出された前記水平比較値に基づいてエリア評価値を算出し、複数のエリア評価値と、前記位置情報と、前記反射時間の情報と、がそれぞれ対応付けられたエリア評価データを生成するステップと、漏水箇所検出データに基づいて漏水スコア値を算出し、複数の漏水スコア値と、前記位置情報と、がそれぞれ対応付けられた漏水スコアデータを生成するステップと、前記漏水スコアデータに基づいて前記位置情報の示す各地点における地中漏水の有無を判定した情報と、前記位置情報と、がそれぞれ対応付けられたスコア判定データを生成するステップと、を有することを特徴とする漏水検出方法である。

地中レーダを用いて得られた地中レーダ画像から直接、漏水が起きていることを判別できなくとも、受信信号の減衰を評価することによって地中で漏水が起きている箇所を検知できる効果がある。また、埋設管による反射位置が判別できなくても、信号の減衰が大きい箇所から漏水の位置を検知できる。さらに、自動で地中漏水の判定を行うことができるため、地中探査データを分析する高度な知識や専門性がなくても地中漏水の起きている位置を検知することができる効果がある。故に、地中漏水をより高精度に検出する技術を提供することができる。

地中レーダで取得したレーダ画像の一例を示すイメージ図である。 実施例１において、漏水検出装置の全体構成を示した図である。 実施例１に係る漏水検出装置の漏水箇所検出処理部の構成を示した図である。 強い受信信号をレーダ画像でピクセルの輝度として表すときの対応関係を示す概略図である。 弱い受信信号をレーダ画像でピクセルの輝度として表すときの対応関係を示す概略図である。 探査データのピクセルの並びを示す概略図である。 減衰評価データのピクセルの並びを示す概略図である。 探査データから減衰評価データへの変換方法を示すフロー図である。 反射時間が同じ水平方向のピクセル群を表す概略図である。 水平比較データを画像出力したイメージ図である。 実施例１に係る漏水検出装置を実現可能なハードウェア構成の一例であるコンピュータシステムを示す図である。 実施例２に係る漏水検出装置の漏水箇所検出処理部の構成を示した図である。 エリア評価値からなる漏水箇所検出データを図示した結果を表すイメージ図である。 実施例２に係る漏水検出装置を実現可能なハードウェア構成の一例であるコンピュータシステムを示す図である。 実施例３に係る漏水検出装置の全体構成を示したフロー図である。 実施例３に係る漏水検出装置の漏水判定処理部の構成を示した図である。 エリア評価データから漏水スコアデータに算出する方法の概略を示したイメージ図である。 求めた漏水スコアをプロットしたグラフ図である。 実施例３に係る漏水検出装置を実現可能なハードウェア構成の一例であるコンピュータシステムを示す図である。 実施例４に係る漏水検出装置の漏水判定処理部の構成を示したフロー図である。 実施例４に係る漏水検出装置を実現可能なハードウェア構成の一例であるコンピュータシステムを示す図である。 実施例５に係る漏水検出装置の全体構成を示したフロー図である。 エリア評価データのエリアの並びを示す概略図である。 実施例５に係る漏水検出装置を実現可能なハードウェア構成の一例であるコンピュータシステムを示す図である。 実施例６に係る漏水検出システムの全体構成を示したフロー図である。 実施例７に係る漏水検出方法の全体構成を示したフロー図である。

以下、本発明に係る一実施例を図面に基づいて説明する。なお、実施例を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は適宜省略する。また、以下の実施例において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合及び原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

また、「Ａからなる」、「Ａよりなる」、「Ａを有する」、「Ａを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨を明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。同様に、以下の実施例において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合及び原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。実施例の説明に先立ち、地中レーダにより探査したデータの概要を述べる。

実施例の一例は、地中に電磁波を照射して戻ってきた反射波を受信した位置に関する位置情報と、前記電磁波を照射してから前記反射波を受信するまでの反射時間と、反射波強度の情報と、がそれぞれ対応付けられた探査データを入力として、前記探査データ内で任意の範囲を定義し、その範囲内の受信波強度の最大値と最小値の差分、分散、標準偏差のいずれか一つ以上の指標を求めることで減衰評価値を算出し、複数の減衰評価値と、前記位置情報と、前記反射時間と、がそれぞれ対応付けられた減衰評価データを出力する減衰評価処理部と、前記減衰評価処理部から出力された前記減衰評価データについて少なくとも、反射時間が任意の基準以内で近しい前記減衰評価データをそれぞれ抽出し、抽出した前記減衰評価データから得た最大値と最小値を用いて規格化した相対値に変換する処理を通じて、漏水箇所検出データを出力する漏水箇所検出処理部と、を有することを特徴とする漏水検出装置である。

図２は本実施例による漏水検出装置２０１の全体構成を示した図である。また、図３は図２における漏水箇所検出処理部Ｓ２５の一例である漏水箇所検出処理部Ｓ２５０１の構成を示した図である。
まず、図２の漏水検出装置の処理について述べる。

漏水検出装置２０１は探査データ２２を入力として、漏水箇所検出データ２６０１を出力とする。探査データ２２は、地中に電磁波を照射して戻ってきた反射波を受信した位置に関する位置情報と、前記電磁波を照射してから前記反射波を受信するまでの反射時間と、反射波強度の情報と、がそれぞれ対応付けられたデータである。漏水検出装置２０１は、減衰評価処理部Ｓ２３と漏水箇所検出処理部Ｓ２５を有し、探査データ２２を入力とし、減衰評価処理部Ｓ２３に受け渡す。減衰評価処理部Ｓ２３では探査データ２２から受信信号の減衰を評価し、減衰評価データ２４に変換して漏水箇所検出処理部Ｓ２５に受け渡す。減衰評価データ２４は、前記探査データ内で任意の範囲を定義し、その範囲内の受信波強度の最大値と最小値の差分、分散、標準偏差のいずれか一つ以上の指標を求めることで減衰評価値を算出し、複数の減衰評価値と、前記位置情報と、前記反射時間と、がそれぞれ対応付けられたデータである。漏水箇所検出処理部Ｓ２５は減衰評価データ２４を入力とし、漏水箇所検出データ２６０１を出力する。漏水箇所検出処理部Ｓ２５は前記減衰評価データについて少なくとも、反射時間が任意の基準以内で近しい前記減衰評価データをそれぞれ抽出し、抽出した前記減衰評価データから得た最大値と最小値を用いて規格化した相対値に変換した複数の水平比較値と、前記位置情報と、前記反射時間の情報と、がそれぞれ対応付けられた水平比較データに変換する処理を行い、漏水箇所検出データ２６０１を出力する。

次に、図３に示す漏水箇所検出処理部Ｓ２５０１の構成を述べる。

漏水箇所検出処理部Ｓ２５０１は減衰評価データ２４を水平方向に比較処理して水平比較データに変換する水平比較処理部Ｓ２５１を有する。水平比較データは、反射時間が任意の基準以内で近しい前記減衰評価データをそれぞれ抽出し、抽出した前記減衰評価データから得た最大値と最小値を用いて規格化した相対値に変換した複数の水平比較値と、前記位置情報と、前記反射時間の情報と、がそれぞれ対応付けられたデータである。漏水箇所検出処理部Ｓ２５０１は図２の漏水箇所検出処理部Ｓ２５の一例であり、ここではＳ２５０１はＳ２５１と同一であるとする。そのため、図３に示す水平比較処理部Ｓ２５１の出力である水平比較データが、漏水箇所検出データ２６０１となり、図２に示す漏水検出装置２０１の出力に相当する。

図２の示す漏水検出装置２０１には、地中レーダの探査データ２２を入力し、出力された漏水箇所検出データ２６０１によって地中漏水箇所を強調して特定しやすくする効果がある。以下では図２に示す各処理部に関する詳細を述べる。探査データ２２はレーダ装置が取得した測定データが該当する。この探査データ２２には、事前にアレイ型地中レーダ装置を用いて測定したデータから任意の線上における探査データを抜き出したものも含まれる。探査データ２２は、地中に電磁波を照射して戻ってきた反射波を受信した位置に関する位置情報と、前記電磁波を照射してから前記反射波を受信するまでの反射時間と、反射波強度の情報と、がそれぞれ対応付けられたデータである。なお、前記位置情報に関してはＧＰＳ（Global Positioning System）情報の座標といった絶対位置のみならず、ある地点を基準にした相対位置も該当する。例えば、探査を始めた地点からの掃引距離や掃引方向などの情報も前記位置情報にあたる。先に示した図１のレーダ画像１０は、探査データ２２を画像として表示させた一例である。

減衰評価処理部Ｓ２３で探査データ２２を減衰評価データ２４に変換する方法を図４Ａと図４Ｂを用いて説明する。
図４Ａと図４Ｂはレーダ画像１０においてピクセルの輝度と受信信号の対応関係を示した図である。横軸３１は受信信号の大きさを表し、縦軸３９は電磁波を照射してから受信するまでの反射時間を表す。

図４Ａに示す受信信号３３Ａと、図４Ｂに示す受信信号３３Ｂは地中に電磁波を照射して反射波を受信した信号波形である。受信信号３３Ａは、強い反射波すなわち減衰の小さな反射波の場合を模式化している。受信信号３３Ｂは、弱い反射波すなわち減衰の大きな反射波の場合を模式化している。画像ピクセル３４Ａと画像ピクセル３４Ｂは、受信信号３３Ａと受信信号３３Ｂを地中レーダ画像のピクセルとして輝度を対応させて表した模式図である。ここで、受信信号強度が強い部分は輝度が大きく、白色で表記し、受信信号強度が弱い部分は輝度が小さく、黒色で表記している。受信信号３３Ｂは受信信号３３Ａと比べ、振幅が小さい。このとき、画像ピクセル３４Ｂの方が画像ピクセル３４Ａより各ピクセル間の輝度差が小さくなる。

受信信号の減衰が大きい場合、振幅が小さくなるため、画像ピクセル３４Ａや画像ピクセル３４Ｂに示すような、局所的な範囲におけるピクセル間の輝度差を算出することで減衰を評価できる。各ピクセルにおける輝度は受信信号の大きさを表しているため、輝度の代わりに各ピクセルが表している受信波信号の測定値の差分を算出することでも減衰を評価できる。以下では各ピクセルに対応する輝度や受信波信号の測定値（強度）のことを「ピクセル値」とし、ピクセル値の集合を「ピクセルデータ」と呼ぶ。探査データ２２はピクセルデータであり、減衰評価処理部Ｓ２３は局所的なピクセルデータを用いて減衰を評価し、減衰評価値を算出する。

以下に減衰評価処理部Ｓ２３を説明する。減衰評価処理部Ｓ２３は探査データ２２を減衰評価データ２４に変換する。減衰評価データ２４は探査データ２２と同じピクセルの並びを持つデータである。

図５は、探査データ２２の複数の画像ピクセルであるピクセル群４１を、模式的に表したものである。ｘ軸は、地中レーダの掃引方向を表し、地中に電磁波を照射して戻ってきた反射波を受信した位置に関する位置情報に対応する。ｙ軸は電磁波を照射してから受信するまでの反射時間に対応する。各ピクセルはｘ軸の位置情報と、ｙ軸の反射時間に対応する受信波強度の情報を持つ。図６、図８のｘ軸、ｙ軸についても上記と同様である。

図６は、減衰評価データ２４を模式的に示し、ピクセル群５１は図５のピクセル群４１に対応した減衰評価データ２４の持つデータの並びを示している。ここでは探査データ２２から減衰評価データ２４のピクセル５２の位置にある減衰評価値を算出するフローを説明する。

図７は、減衰評価処理部Ｓ２３が減衰評価値を算出するフローを示す。図７で算出された減衰評価値は、減衰評価データ２４の一部となる。図７では算出範囲規定処理部Ｓ６１は、探査データ２２から、算出に使うデータである算出範囲データ６２を抽出し、減衰差分算出処理部Ｓ６３に受け渡す。減衰差分算出処理部Ｓ６３では算出範囲データ６２を減衰差分値６４に変換し、減衰評価データ作成処理部Ｓ６５に受け渡す。減衰評価データ作成処理部Ｓ６５は減衰差分値６４を用いて減衰評価値に変換し、減衰評価データ２４の一部を作成する。

算出範囲規定処理部Ｓ６１では、減衰差分値６４を算出したい図６に示すピクセル５２を選択し、図５に示すようにピクセル４２を中心とした太線枠４３を規定する。探査データ２２の中にあるピクセル４２はピクセル５２と同じ位置にあるピクセルである。太線枠４３はピクセル５２に対応する減衰差分値６４を算出するのに用いられる算出範囲データ６２を示す。

太線枠４３の縦幅と横幅は1ピクセルから数百ピクセル程度が想定され、任意に設定できる。例えば、データの取得に用いた電磁波の波長に対応させた範囲で設定する範囲を決めることが考えられる。そして太線枠４３内にある算出範囲データ６２を抽出する。

減衰差分算出処理部Ｓ６３では、算出範囲データ６２の範囲内での信号強度の最大値と最小値の差分を計算することで変化の大きさを数値化して示す。減衰差分算出処理部Ｓ６３の代わりに、算出範囲データ６２について分散、標準偏差などの少なくとも一つを計算する処理部を用いて、減衰を反映する値を算出することもできる。あるいは複数の計算結果を統合して減衰を反映する値を算出してもよい。

減衰評価データ作成処理部Ｓ６５では減衰差分値６４を減衰評価データ２４のピクセル５２の位置に相当する値として保存する。

図７に示すフローでは減衰評価データ２４のピクセル５２における値の算出方法を述べたが、ピクセル群４１の全てのピクセルにおいて同様の操作を行うことで、減衰評価データ２４を生成する。

減衰評価処理部Ｓ２３には、抽出した減衰評価データ２４の特徴から地中漏水点を見つけることができる効果がある。すなわち信号強度そのものではなく、信号の減衰が大きい位置を特定する。水は電磁波信号を減衰させる働きがあるため、減衰評価データ２４から減衰の特徴を示す箇所を検知することで漏水点の箇所を検知できる。

図３に示す漏水箇所検出処理部Ｓ２５０１に含まれる水平比較処理部Ｓ２５１は減衰評価データ２４を、反射時間が同じ水平方向で正規化する。
図８は、図７の処理フローで得られた減衰評価値からなる減衰評価データ２４を模式的に示し、ピクセル群７１は所定範囲の減衰評価データ２４の持つデータの並びを示している。図８において太線枠７２は反射時間の同じ水平方向におけるピクセルを示しており、この太線枠７２内の減衰評価値の最大値を上限、最小値を下限として規格化して表現する。例えば０～１０の範囲で正規化することが想定される。この処理をピクセル群７１の各行に対して順々に行い、同じ反射時間の減衰評価値を規格化した複数の水平比較値と、前記位置情報と、前記反射時間の情報と、がそれぞれ対応付けられた前記水平比較データを得る。ここで正規化する範囲は同じ地質のエリア範囲や、例えば１５ｍごとなど、地質や距離によって適宜、範囲を設けられるものとする。さらに、各水平方向における前述した最大値・最小値を基準とするほか、各水平方向の減衰評価データ２４から求めた標準偏差σをもとに平均値から例えば３σ前後離れているデータ範囲で正規化するなどの方法が考えられる。また、図８に示す太線枠７２はy軸に対して１ピクセル分しかない範囲であったが、太線枠の縦幅が数ピクセルの場合も想定される。その場合、太線枠７２は反射時間の近しい水平方向におけるピクセルを示し、同様に処理することができる。太線枠７２の縦幅は、反射時間が任意の基準以内で近しい前記減衰評価データを抽出するにあたり、設定できるものとする。

図９は、水平比較処理部Ｓ２５１の出力する前記水平比較データを画像化した、水平比較データ画像８０を示す模式図である。水平比較データ画像８０は、前記水平比較データの各水平比較値を各測定位置・反射時間におけるピクセルの輝度に対応させて画像で表したものである。横軸１１と縦軸１２は、図１の横軸１１と縦軸１２に対応する。地表面反射８３は図１の地表面反射１３に対応する。

黒く見られる領域８１は、減衰評価データ２４が反射時間の同じ水平方向において特異な値を示す部分であり、地中漏水の箇所に相当する。減衰評価処理部Ｓ２３では、例えば輝度の差分を比較する演算を行うため、図４Ａと図４Ｂで示した減衰の小さな部分と減衰の大きな部分が識別できる。輝度の差分を計算すると、減衰の大きな画像ピクセル３４Ｂ（図４Ｂ）のほうが差分が小さくなるので、減衰が起きている箇所については減衰評価値が小さくなり、輝度が低く（黒く）表示される。ただし、地表に近いほど減衰が小さく、地表から遠いほど減衰が大きいので、水平方向で規格化する演算を行うことで、図９のように減衰部分が浮き出て強調される。水平比較処理部Ｓ２５１は減衰評価データ２４を前記水平比較データに変換することで、特に地中漏水の箇所を見つけやすくする効果がある。前記探査データ内で太線枠４３のような範囲内の受信波強度の最大値と最小値の差分、分散、標準偏差のいずれかを求めることで前記受信波信号から反射波の減衰を評価し、算出された複数の減衰評価値からなる減衰評価データ２４を水平方向に比較することで、漏水がある箇所とない箇所の差を強調することができる。

地中の浅い部分からの信号は減衰が小さいので反射波強度が大きく、図４Ａに示したように反射波強度の差が大きく見え、減衰評価値の絶対値が大きくなる。一方、地中の深い部分からの信号は、長い距離を伝搬するため減衰が大きいので反射波強度が小さく、図４Ｂに示したように反射波強度の差が小さく見え、減衰評価値の絶対値が小さくなる。水平方向で正規化して評価することで、減衰評価値の深さ依存性の影響を緩和することができる。よって、レーダ画像１０（図１）では表示することができなかった地中漏水の箇所を、水平比較データ画像８０で特定できる。

故に漏水検出装置２０１は入力する探査データでは特定できない地中漏水の箇所を、前記水平比較データを漏水箇所検出データ２６０１として出力することで、漏水がある箇所とない箇所の差を強調した水平比較データ画像８０で特定できる効果がある。

図１０に、本実施例に係る漏水検出装置２０１を実現可能なハードウェア構成の一例であるコンピュータシステムＰＰＡ００を示す。コンピュータシステムＰＰＡ００は、データの生成、送信、受信及びこれら以外の各種処理を行うため、メモリリソースＰＰＡ０４に格納された各種プログラムを、プロセッサＰＰＰ０１が読み込むことで、プロセッサＰＰＰ０１がプログラムに応じた処理を実行する。なお、コンピュータシステムＰＰＡ００は、例えばパーソナルコンピュータ、タブレット端末、スマートフォン、サーバ計算機、ブレードサーバ、及びクラウドサーバ等の計算機であり、少なくともこれら計算機を１つ以上含むシステムである。すなわち、コンピュータシステムＰＰＡ００は、例えばクラウドサーバと、表示用の計算機（例えば、タブレット端末またはスマートフォン）と、を含むシステムも包含する。また、プロセッサＰＰＰ０１とメモリリソースＰＰＡ０４を含む、何かしらの装置を制御又は管理するコントローラもコンピュータシステムＰＰＡ００の一例である。

具体的には、コンピュータシステムＰＰＡ００は、図１０に示すように、１以上のプロセッサＰＰＰ０１と、１以上のメモリリソースＰＰＡ０４と、１以上のＵＩ(User Interface)デバイスＰＰＰ０２と、１以上のＮＩ(Network Interface)デバイスＰＰＰ０３とを有している。なお、コンピュータシステムＰＰＡ００は、これら以外の構成物を含んでもよい。また、プロセッサＰＰＰ０１、UIデバイスＰＰＰ０２、NIデバイスＰＰＰ０３、及びメモリリソースＰＰＡ０４はバスＰＰＰ１５を介して相互に接続される。

プロセッサＰＰＰ０１は、メモリリソースＰＰＡ０４に格納されている各種プログラムを読み込んで、各プログラムに対応する処理を実行する演算装置である。そのプログラムの例としては、例えばＯＳ(Operating System)等がある。なお、プロセッサＰＰＰ０１は、マイクロプロセッサ、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＧＰＵ(Graphics Processing Unit)、ＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)、量子プロセッサ、あるいはその他の演算を実行できる半導体デバイスが例である。

メモリリソースＰＰＡ０４は、減衰評価プログラムＰＰＰ０５、水平比較プログラムＰＰＰ０６、探査データＰＰＰ１０，減衰評価データＰＰＰ１１、水平比較データＰＰＰ１２を記憶する記憶装置であり、不揮発メモリ又は/及び揮発メモリが例である。揮発メモリの例は、ＲＡＭ(Random Access Memory)である。不揮発メモリの例は、フラッシュメモリ、ハードディスクあるいはＳＳＤ(Solid State Drive)、ＲＯＭ(Read Only Memory)等の書き換え可能な記憶媒体であってもよく、ＵＳＢ（商標）(Universal Serial Bus)メモリ、メモリカードおよびハードディスクなどであっても良い。また、ＭＲＡＭ(Magnetoresistive RAM)、ＰＲＡＭ(Phase change RAM)、ＲｅＲＡＭ(Resistive RAMといったＲＡＭを不揮発メモリと見なしてもよい。なお、プロセッサＰＰＰ０１は、メモリリソースＰＰＡ０４に格納されている各種プログラムを他のコンピュータに配信するサービスを行ってもよい。

ＵＩデバイスＰＰＰ０２は、ユーザ（オペレーターでもよい）の指示をコンピュータシステムＰＰＡ００に入力する入力デバイス、及びコンピュータシステムＰＰＡ００で生成した情報等を出力する出力デバイスである。入力デバイスには、例えばキーボード、タッチパネル、マウスなどのポインティングデバイスやマイクロフォンのような音声入力デバイスなどがある。なお、以下で特に言及しない場合は、コンピュータシステムＰＰＡ００とユーザとの間の情報の入出力は、ＵＩデバイスＰＰＰ０２を介して実行される。なお、ＵＩデバイスＰＰＰ０２は、入力デバイスのみでもよく、出力デバイスのみでもよい。出力デバイスとしては、液晶ディスプレイ等の表示デバイス、スクリーンに情報を投影するプロジェクタ、ＡＲ（仮想現実）グラス、紙に印刷をするプリンタ、スマートフォン、スマートウォッチがある。

ＮＩデバイスＰＰＰ０３は、外部装置との間で情報通信を行う通信装置である。ＮＩデバイスＰＰＰ０３は、例えばインターネットやＬＡＮ(Local Area Network)等の所定の通信ネットワーク網ＰＰＰ１６を介して地中レーダ装置ＰＰＰ１７や探査データが格納された地中データＰＰＰ１８と情報通信を行う。地中データＰＰＰ１８はあらかじめ地中レーダで測定した探査データを含み、クラウドやオンラインでアクセスできるサーバ上に保存されたデータ格納環境である。

なお、以下で特に言及しない場合は、コンピュータシステムＰＰＡ００（又はプロセッサＰＰＰ０１）と地中レーダ装置ＰＰＰ１７等の外部装置との情報通信は、ＮＩデバイスＰＰＰ０３を介して実行される。

このコンピュータシステムＰＰＡ００は、各種プログラムＰＰＰ０５、ＰＰＰ０６を実行することにより、本実施例の処理を実行する。

探査データＰＰＰ１０は地中レーダ装置ＰＰＰ１７や地中データＰＰＰ１８から、ＮＩデバイスＰＰＰ０３やバスＰＰＰ１５を介して、取り込まれる。

探査データＰＰＰ１０はユーザがＵＩデバイスＰＰＰ０２から直接入力・もしくはデータをアップロードすることでバスＰＰＰ１５を介してメモリリソースＰＰＡ０４に取り込むこともできる。

探査データＰＰＰ１０は探査データ２２に相当し、探査データ２２がメモリリソースＰＰＡ０４に格納された状態を示す。

減衰評価プログラムＰＰＰ０５は減衰評価処理部Ｓ２３の処理を実行する。同様に、水平比較プログラムＰＰＰ０６は水平比較処理部Ｓ２５１の処理を行う。また、減衰評価データＰＰＰ１１は減衰評価データ２４をメモリリソースＰＰＡ０４に格納した状態であり、水平比較データＰＰＰ１２は水平比較プログラムＰＰＰ０６が出力した水平比較データをメモリリソースＰＰＡ０４に格納したものである。漏水検出装置２０１はコンピュータシステムＰＰＡ００で生成した水平比較データＰＰＰ１２を漏水箇所検出データ２６０１として、ＵＩデバイスＰＰＰ０２を通じてユーザに出力する。

ＵＩデバイスＰＰＰ０２は、コンピュータシステムＰＰＡ００が、取り込んだ探査データＰＰＰ１０の他に、各種プログラムＰＰＰ０５、ＰＰＰ０６を実行して生成した各種データＰＰＰ１１、ＰＰＰ１２を図示・画像化して表示することができる。

故に、図１０に示すコンピュータシステムは、漏水検出装置２０１の処理を自動で実行できる効果がある。

以上に説明のＵＩデバイスＰＰＰ０２を用いたユーザへの出力の代わりとして、ＮＩデバイスＰＰＰ０３を介して外部プロセッサシステムに、ユーザへの出力に必要なデータの送信をしてもよい。当該データの例としては、出力するデータそのもの、出力データを別プロセッサシステムで生成するためのデータが考えられるが、外部プロセッサシステムでユーザ出力を行う処理が記述されたプログラムやＷｅｂデータであってもよい。

以上に説明のＵＩデバイスＰＰＰ０２を用いたユーザからの入力又は操作受信の代わりとして、ＮＩデバイスＰＰＰ０３を介して外部プロセッサシステムから、ユーザ入力又は操作を示すデータを受信してもよい。別な視点では、ユーザへのデータ出力の意味は、コンピュータシステムＰＰＡ００自身が行うことも含む以外に、コンピュータシステムＰＰＡ００以外の別の存在に当該データ出力をさせる（使役）ことを含めてもよい。また、ユーザからの入力又は操作受信の意味は、コンピュータシステムＰＰＡ００のＵＩデバイスＰＰＰ０２でユーザへ直接出力や受信をする以外に、コンピュータシステムＰＰＡ００が間接的に当該受信をすることを含めてもよい。

本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、他の効果があってもよい。本実施例は、上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した各実施例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、本発明が、必ずしも説明した全ての構成要素を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を、他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、ある実施例の構成に、他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現されてもよい。各機能を実現するプログラム、判定テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ＨＤＤ、ＳＳＤ等の記憶装置、または、ＩＣ(Integrated Circuit)カード、ＳＤ(Secure Digital)カード、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)等の記録媒体に置くことができる。また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

実施例２では実施例１の漏水検出装置２０１に対して漏水箇所検出処理部Ｓ２５が図１１に示す漏水箇所検出処理部Ｓ２５０２に置き換わった漏水検出装置２０２について述べる。漏水検出装置２０２は図２に示す漏水検出装置２０１の漏水箇所検出処理部Ｓ２５が図１１に示す漏水箇所検出処理部Ｓ２５０２に置き換わった構造である。図１１は実施例１（図３）対して、漏水箇所検出処理部Ｓ２５０２にエリア評価処理部Ｓ２５２が新規に存在する。本実施例で水平比較処理部Ｓ２５１は水平比較データ２５をエリア評価処理部Ｓ２５２に受け渡す。エリア評価処理部Ｓ２５２は、水平比較データ２５を複数のエリアに分割し、エリア毎に水平比較値に基づいてエリア評価値を算出し、前記エリア評価値からなるエリア評価データを生成する。エリア評価データは複数のエリア評価値と、前記位置情報と、前記反射時間の情報と、がそれぞれ対応付けられたデータである。漏水箇所検出処理部Ｓ２５０２は前記エリア評価データを漏水箇所検出データ２６０２として出力する。

漏水箇所検出処理部Ｓ２５０２は減衰評価データ２４を入力とし、エリア評価処理部Ｓ２５２で算出された漏水箇所検出データ２６０２を出力とする。漏水検出装置２０２は探査データ２２を入力として漏水箇所検出データ２６０２を出力とする。

エリア評価値は各エリア内に含まれる前記水平比較データの平均値として算出する。なお、平均値の他にも分散、標準偏差、最大値と最小値の差分といった統計値を用いることも想定される。エリアのサイズは任意に設定でき、照射する電磁波の波長や判定したい漏水範囲の分解能に基づくものとする。分割したエリア評価値の集合が前記漏水箇所検出データ２６０２となる。

図１２はエリア評価データ２８を画像化した、エリア評価データ画像１０１の模式図である。エリア評価データ画像１０１はエリア評価データ２８を５段階で画像化した一例である。四角枠１０２はエリアサイズを示す。エリア評価データ画像１０１が黒いほどエリア評価値が小さく、地中漏水の存在する可能性が大きいことを意味する。

エリア評価処理部Ｓ２５２は水平比較データ２５を複数のエリアに分けることで、観測対象の全体的な漏水の有無を評価できる効果がある。漏水検出装置２０２は探査データを入力として、巨視的に漏水の可能性が高いところを評価できる漏水箇所検出データ２６０２を出力できる効果がある。

図１３に、本実施例に係る漏水検出装置２０２を実現可能なハードウェア構成の一例であるコンピュータシステムＰＰＢ００を示す。メモリリソースＰＰＢ０４は、減衰評価プログラムＰＰＰ０５、水平比較プログラムＰＰＰ０６、エリア評価プログラムＰＰＰ０７、探査データＰＰＰ１０，減衰評価データＰＰＰ１１、水平比較データＰＰＰ１２、エリア評価データＰＰＰ１３を記憶する記憶装置である。

図１３に示すコンピュータシステムＰＰＢ００は、図１０のコンピュータシステムＰＰＡ００のメモリリソースＰＰＡ０４を上記メモリリソースＰＰＢ０４に置き換えた構成である。コンピュータシステムＰＰＢ００は各種プログラムＰＰＰ０５～ＰＰＰ０７を実行することにより、漏水検出装置２０２の処理を実行する。

エリア評価プログラムＰＰＰ０７は水平比較データＰＰＰ１２を用いてエリア評価処理部Ｓ２５２の処理を行う。エリア評価データＰＰＰ１３はエリア評価プログラムＰＰＰ０７が出力した漏水箇所検出データ２６０２をメモリリソースＰＰＢ０４に格納したものである。漏水検出装置は２０２はコンピュータシステムＰＰＢ００で生成したエリア評価データＰＰＰ１３、ＵＩデバイスＰＰＰ０２を通じてユーザに出力する。

ＵＩデバイスＰＰＰ０２は、コンピュータシステムＰＰＢ００が、取り込んだ探査データＰＰＰ１０の他に、各種プログラムＰＰＰ０５～ＰＰＰ０７を実行して生成した各種データＰＰＰ１１～ＰＰＰ１３を図示・画像化して表示することができる。故に、図１３に示すコンピュータシステムＰＰＢ００は漏水検出装置２０２の処理を自動で実行できる効果がある。

図１４は実施例３における漏水検出装置２０３の全体構成を示した図である。また、図１５は図１４における漏水判定処理部Ｓ２７の一例である漏水判定処理部Ｓ２７０１の構成を示した図である。
まず、図１４の漏水検出装置の処理について述べる。

図１４の漏水検出装置２０３は実施例１（図２）の漏水検出装置２０１に対して、漏水判定処理部Ｓ２７が新規に存在する。漏水判定処理部Ｓ２７は、少なくとも、漏水箇所検出データ２６に基づいて、各地点に対応する複数の漏水スコア値と、前記位置情報と、がそれぞれ対応付けられた漏水スコアデータを生成する処理を行い、漏水判定データ２８０１を出力する。なお、漏水箇所検出処理部Ｓ２５は実施例１（図３）の漏水箇所検出処理部Ｓ２５０１または、実施例２（図１１）の漏水箇所検出処理部Ｓ２５０２のいずれかが該当する。また、漏水箇所検出データ２６も実施例１（図３）の漏水箇所検出データ２６０１または、実施例２（図１１）の漏水箇所検出データ２６０２のいずれかが該当する。
次に、図１５に示す漏水判定処理部Ｓ２７０１の構成を述べる。

漏水判定処理部Ｓ２７０１は漏水箇所検出データ２６を入力として、各地点における漏水スコア値を算出し、複数の漏水スコア値からなる漏水スコアデータを算出する、漏水スコア処理部Ｓ２７１を有する。漏水スコアデータは前記漏水箇所検出データに基づいて、前記位置情報の示す各地点に対応する複数の漏水スコア値と、前記位置情報と、がそれぞれ対応付けられたデータである。漏水判定処理部Ｓ２７０１は図１４の漏水判定処理部Ｓ２７の一例であり、ここでは、Ｓ２７０１はＳ２７と同一であるとする。そのため、図１５に示す漏水スコア処理部Ｓ２７１の出力である漏水スコアデータが、漏水判定データ２８０１となり、図１４に示す漏水検出装置２０３の出力に相当する。

漏水スコア処理部Ｓ２７１が出力した前記漏水スコアデータは各データ取得位置で算出された漏水スコア値の集合データであり、その算出方法を以下に述べる。

図１６は、漏水箇所検出データ２６を画像化した、漏水箇所検出データ画像１２６の一例である。ここでは、漏水箇所検出データ２６は、実施例２に基づいて算出された漏水箇所検出データ２６０２とする。図１６を用いて、漏水箇所検出データ２６から漏水スコアデータを算出する方法の概略を説明する。

中抜き四角枠１２１から１２４はエリア評価処理部Ｓ２５２で分割したエリアの縦一列分を表し、各枠内に含まれるエリア評価値を用いて直上のデータ取得位置における漏水スコアを算出する。

各地点における漏水スコア値は直下にある縦一列分のエリア評価値の平均値を計算することで求める。なお、平均値の他に分散、標準偏差、最大値と最小値の差分といった統計値を求めて算出することもできる。

また、漏水スコアを求める際に用いる縦一列分のエリア評価値に関して、地表面からある深度までのエリア評価値を使うことにするなど、深度方向に関する規定を設けることもできる。

図１７は上記の方法で求めた漏水スコアデータをプロットした図である。縦軸１３０は漏水スコアを示し、横軸１１は掃引方向を示す。漏水スコアプロット点１３１から１３４はそれぞれ、中抜き四角枠１２１から１２４内にあるエリアの評価値を用いて算出された漏水スコアをプロットした点であり、他のプロット点も同様である。例えば、地中漏水地点１３５では漏水スコアが高く、地中漏水の可能性が高いことが示される。

漏水スコア処理部Ｓ２７１は各地点の真下に地中漏水が存在する可能性を定量的に評価することができる効果を有する。故に漏水判定処理部Ｓ２７０１も漏水箇所検出データに対して漏水の可能性を定量的に評価した結果を出力する効果がある。地中漏水の可能性が高い箇所は他の箇所と比較して漏水スコアが特異的な値を示すことで検知しやすくなる。

図１８に、本実施例に係る漏水検出装置２０３を実現可能なハードウェア構成の一例であるコンピュータシステムＰＰＣ００を示す。メモリリソースＰＰＣ０４は、減衰評価プログラムＰＰＰ０５、水平比較プログラムＰＰＰ０６、エリア評価プログラムＰＰＰ０７、漏水スコア算出プログラムＰＰＰ０８、探査データＰＰＰ１０，減衰評価データＰＰＰ１１、水平比較データＰＰＰ１２、エリア評価データＰＰＰ１３、漏水スコアデータＰＰＰ１４を記憶する記憶装置である。

図１８に示すコンピュータシステムＰＰＣ００は、図１３のコンピュータシステムＰＰＢ００のメモリリソースＰＰＢ０４を上記メモリリソースＰＰＣ０４に置き換えた構成である。コンピュータシステムＰＰＣ００は各種プログラムＰＰＰ０５～ＰＰＰ０８を実行することにより、実施例３（図１４）に示す漏水検出装置２０３の処理を実行する。

漏水スコア算出プログラムＰＰＰ０８はエリア評価データＰＰＰ１３を用いて漏水スコア処理部Ｓ２７１の処理を行う。漏水スコアデータＰＰＰ１４は漏水スコア算出プログラムＰＰＰ０８が出力した漏水スコアデータをメモリリソースＰＰＣ０４に格納したものである。

ＵＩデバイスＰＰＰ０２は、コンピュータシステムＰＰＣ００が、取り込んだ探査データＰＰＰ１０の他に、各種プログラムＰＰＰ０５～ＰＰＰ０８を実行して生成した各種データＰＰＰ１１～ＰＰＰ１４を図示・画像化して表示することができる。

故に、図１８に示すコンピュータシステムは、実施例３に示す漏水検出装置２０３の処理を自動で実行できる効果がある。

実施例４では図１４に示す実施例３の漏水検出装置２０３に対して漏水判定処理部Ｓ２７が図１９に示す漏水判定処理部Ｓ２７０２に置き換わった漏水検出装置２０４について述べる。漏水検出装置２０４は図１４に示す漏水検出装置２０３の漏水判定処理部Ｓ２７が図１９に示す漏水判定処理部Ｓ２７０２に置き換わった構成である。図１９は実施例３（図１５）に対して、漏水判定処理部Ｓ２７０２にスコア判定処理部Ｓ２７２が新規に存在する。漏水スコア処理部Ｓ２７１は出力する漏水スコアデータ２７をスコア判定処理部Ｓ２７２に受け渡す。スコア判定処理部Ｓ２７２は、漏水スコアデータ２７からデータ取得位置に対応するにおける漏水可能性を判定して地中漏水のある箇所を検知し、漏水判定データ２８０２として出力する。漏水判定処理部Ｓ２７０２は前記漏水箇所検出データ２６を入力とし、スコア判定処理部Ｓ２７２でスコア判定データを生成する。スコア判定データは、前記位置情報の示す各地点における地中漏水の有無を判定した情報と、前記位置情報と、がそれぞれ対応付けられたデータである。漏水判定処理部Ｓ２７０２は、前記スコア判定データを漏水判定データ２８０２として出力する。

実施例４は地中レーダの探査データを入力することによって各データ取得位置における漏水可能性が自動で判定できる効果がある。

スコア判定処理部Ｓ２７２では各データ取得位置における漏水スコアデータから、閾値や前後の地点と比較した際の変化量によって地中漏水の有無を判定し、スコア判定データを生成する。例えばある閾値を設け、その閾値を超えると漏水可能性があると判定する方法が適用できる。閾値を数段階設けてどの閾値以上かを判定することによって各地点における漏水の可能性も数段階で評価することも可能である。また、データ取得位置の漏水スコア値をその周辺位置の漏水スコア値と比較することで、評価することも想定される。例えば、データ取得位置周辺の漏水スコア値の平均値を算出し、その平均値に対する漏水スコア値の比であるスコア比を算出する。そして、前記スコア比がある一定値を超えている場合、漏水可能性があると判定することができる。また、スコア比に対して、数段階の評価基準を設けてどの基準以上かを判定することで、漏水の可能性を数段階で評価することも想定される。

スコア判定処理部Ｓ２７２は漏水スコアデータに基づいて地中漏水の可能性を提示できる効果がある。これにより、漏水検出装置２０４は探査データ２２から、反射波の減衰を評価し、地中漏水の可能性を示した漏水判定データを出力ことで地中漏水の判別ができるようになる効果がある。さらに、自動で地中漏水の判定ができるため、測定者に地中探査データを分析する高度な知識や専門性は必要としない。

図２０に、本実施例に係る漏水検出装置２０４を実現可能なハードウェア構成の一例であるコンピュータシステムＰＰＤ００を示す。メモリリソースＰＰＤ０４は、減衰評価プログラムＰＰＰ０５、水平比較プログラムＰＰＰ０６、エリア評価プログラムＰＰＰ０７、漏水スコア算出プログラムＰＰＰ０８、スコア判定プログラムＰＰＰ０９、探査データＰＰＰ１０，減衰評価データＰＰＰ１１、水平比較データＰＰＰ１２、エリア評価データＰＰＰ１３、漏水スコアデータＰＰＰ１４、スコア判定データＰＰＰ１９を記憶する記憶装置である。

図２０に示すコンピュータシステムＰＰＤ００は、図１８のコンピュータシステムＰＰＣ００のメモリリソースＰＰＤ０４を上記メモリリソースＰＰＤ０４に置き換えた構成である。コンピュータシステムＰＰＤ００は各種プログラムＰＰＰ０５～ＰＰＰ０９を実行することにより、漏水検出装置２０４の処理を実行する。

スコア判定プログラムＰＰＰ０９は漏水スコアデータＰＰＰ１４を用いてスコア判定処理部Ｓ２７２の処理を行う。スコア判定データＰＰＰ１９はスコア判定プログラムＰＰＰ０９が出力したスコア判定データをメモリリソースＰＰＤ０４に格納したものである。

ＵＩデバイスＰＰＰ０２は、コンピュータシステムＰＰＤ００が、取り込んだ探査データＰＰＰ１０の他に、各種プログラムＰＰＰ０５～ＰＰＰ０９を実行して生成した各種データＰＰＰ１１～ＰＰＰ１４、ＰＰＰ１９を図示・画像化して表示することができる。

故に、図２０に示すコンピュータシステムは、漏水検出装置２０４の処理を自動で実行できる効果がある。

実施例５では実施例１（図２）の漏水検出装置２０１に対して漏水箇所検出処理部Ｓ２５が図２１に示す漏水箇所検出処理部Ｓ２５０２Ａに置き換わった漏水検出装置２０２Ａについて述べる。

図２１は漏水検出装置２０２Ａの漏水箇所検出処理部Ｓ２５０２Ａを示す。図２１は実施例１（図３）に対して、エリア評価処理部Ｓ２５２Ａが新規に存在する。本実施例で水平比較処理部Ｓ２５１は水平比較データ２５をエリア評価処理部Ｓ２５２Ａに受け渡す。また、エリア評価処理部Ｓ２５２Ａには地中漏水に関する位置情報３６が入力として与えられる。エリア評価処理部Ｓ２５２Ａは、地中漏水に関する位置情報３６を入力として、前記地中漏水に関する位置情報で特定されるエリアのエリア評価値を基準値とし、他のエリア評価値が基準値に対する割合である二次評価値を算出し、前記二次評価値を前記エリア評価値に置換し、複数の置換されたエリア評価値の情報と、前記位置情報と、前記反射時間の情報と、がそれぞれ対応付けられたエリア評価データを出力する。漏水箇所検出処理部Ｓ２５０２Ａは減衰評価データ２４と地中漏水に関する位置情報３６を入力とし、エリア評価処理部Ｓ２５２Ａで算出された漏水箇所検出データ２６０２Ａを出力とする。漏水検出装置２０２Ａは探査データ２２と地中漏水に関する位置情報３６を入力として漏水箇所検出データ２６０２Ａを出力とする。

地中漏水に関する位置情報３６はすでに判明している地中漏水の位置や、地中漏水を含まないと分かっている位置の情報が該当する。例えば、水道管の埋設図面から、ある測定地点付近に埋設水道管が無いと分かっている場合、その地点では地中漏水が存在しない。そのため、その測定地点の位置情報は、地中漏水が無い位置の情報として、地中漏水に関する位置情報３６に含めることができる。

地中漏水に関する位置情報３６を用いて、前記水平比較データを、漏水箇所検出データ２６０２Ａに変換する方法を図２２を用いて以下で述べる。なお、前記水平比較データは実施例１で述べたように算出されたものとする。

図２２はエリア評価データ２８における複数のエリア群１９－２０を示す。四角枠１０２は一つのエリアを示す。まず、実施例１と同様にエリア評価処理部Ｓ２５２Ａで前記水平比較データを複数のエリアに分割してエリア評価値を算出する。ここで算出したエリア評価値を一次評価値と呼ぶ。次に、地中漏水に関する位置情報３６より漏水がない地点の直下に位置する基準領域を定める。ここでは点線枠１９２１が基準領域を示す。次に、基準領域に含まれる一次評価値を用いて二次評価値を算出する方法を述べる。ここでは四角枠１９２１２のエリアに対応する二次評価値の求め方を述べる。まず、四角枠１９２１２のエリアに対して、縦軸１２で同じ位置にあり、かつ、基準領域内にある基準エリアを特定する。ここでは、四角枠１９２１１のエリアが四角枠１９２１２の基準エリアに該当する。次に、四角枠１９２１２のエリアの一次評価値が、基準エリアの一次評価値に対する割合を算出し、これを二次評価値とする。このように他のエリアについても同様に、二次評価値を算出した後に、エリア評価値を二次評価値の値に置換する。エリア評価処理部Ｓ２５２Ａはこのようにして置換された複数のエリア評価値と、前記位置情報と、前記反射時間の情報と、がそれぞれ対応付けられたエリア評価データを漏水箇所検出データ２６０２Ａとして出力する。

エリア評価処理部Ｓ２５２Ａは地中漏水に関する位置情報３６の入力があることで漏水点が確実にない箇所またはある箇所の地中探査データを基準として他の箇所と比較できる。そのため、地中漏水に関する位置情報があらかじめ存在する場合、基準箇所との比較によって正確に地中漏水の起きている箇所を特定できる。

また、実施例３（図１５）の漏水スコア処理部Ｓ２７１にも地中漏水に関する位置情報３６を入力して同様に漏水点が確実にない箇所またはある箇所の地中探査データを基準として漏水スコアデータを算出することに適応できる。この場合、図１４の漏水スコア処理部Ｓ２７１は漏水箇所検出データ２６と地中漏水に関する位置情報から、前記漏水スコアデータを算出する。以下では地中漏水に関する位置情報を用いて、漏水箇所検出データを、前記漏水スコアデータに変換する方法を以下で述べる。なお、前記漏水箇所検出データは実施例２で述べたように算出されたものとする。

図１６で実施例３（図１６）に示すように中抜き四角枠１２１から１２４が示すような縦一列分のエリア評価値から求めた漏水スコア値を一次スコア値とする。ここで、漏水が無いと判明している位置における一次スコア値を基準スコア値とし、各計測地点における一次スコア値の基準スコア値に対する比を二次スコア値とする。そして漏水スコア値を二次スコア値に置換し、この置換された漏水スコア値からなる漏水スコアデータをＳ２７１が出力することも想定される。漏水スコア処理部Ｓ２７１は漏水点が確実にない箇所またはある箇所の地中探査データを基準とすることで、漏水箇所検出データに対して漏水の可能性を精度高く、定量的に評価した漏水スコアデータを出力する効果がある。

図２３に、本実施例に係る漏水検出装置２０２Ａを実現可能なハードウェア構成の一例であるコンピュータシステムＱＱＡ００を示す。地中漏水に関する位置情報ＱＱＱ０１はＮＩデバイスＰＰＰ０３やバスＰＰＰ１５を介して、取り込まれる。ＮＩデバイスＰＰＰ０３は通信ネットワーク網ＰＰＰ１６を介して地中レーダ装置ＰＰＰ１７や探査データが格納された地中データＰＰＰ１８と情報通信を行う。地中データＰＰＰ１８はあらかじめ探査データの他にも地中漏水に関する位置情報を含む。また、地中漏水に関する位置情報はＵＩデバイスＰＰＰ０２にユーザが入力・データをアップロードして、バスＰＰＰ１５を介して、取り込むことも可能である。地中漏水に関する位置情報ＱＱＱ０１は地中漏水に関する位置情報３６をメモリリソースＱＱＡ０２に格納した状態である。メモリリソースＱＱＡ０２は、減衰評価プログラムＰＰＰ０５、水平比較プログラムＰＰＰ０６、エリア評価プログラムＱＱＱ０７、探査データＰＰＰ１０，減衰評価データＰＰＰ１１、水平比較データＰＰＰ１２、エリア評価データＱＱＱ１３、地中漏水に関する位置情報ＱＱＱ０１を記憶する記憶装置である。

図２３に示すコンピュータシステムＱＱＡ００は、図１０のコンピュータシステムＰＰＡ００のメモリリソースＰＰＡ０４を上記メモリリソースＱＱＡ０２に置き換えた構成である。コンピュータシステムＱＱＡ００は各種プログラムＰＰＰ０５、ＰＰＰ０６、ＱＱＱ０７を実行することにより、漏水検出装置２０２Ａの処理を実行する。

エリア評価プログラムＱＱＱ０７は地中漏水に関する位置情報ＱＱＱ０１と水平比較データＰＰＰ１２を用いてエリア評価処理部Ｓ２５２Ａの処理を行う。エリア評価データＱＱＱ１３はエリア評価プログラムＱＱＱ０７が出力したエリア評価データ２８をメモリリソースＱＱＡ０２に格納したものを含む。

以上のように漏水の有無に関する既知の情報を位置情報と対応付けて地中漏水に関する位置情報ＱＱＱ０１として利用可能であり、プロセッサＰＰＰ０１は、地中漏水に関する位置情報ＱＱＱ０１を用いてエリア評価値を算出し、エリア評価データＱＱＱ１３を得る。

ＵＩデバイスＰＰＰ０２は、コンピュータシステムＱＱＡ００が、取り込んだ探査データＰＰＰ１０の他に、各種プログラムＰＰＰ０５、ＰＰＰ０６、ＱＱＱ０７を実行して生成した各種データＰＰＰ１１、ＰＰＰ１２、ＱＱＱ１３を図示・画像化して表示することができる。

故に、図２３に示すコンピュータシステムは、漏水検出装置２０２Ａの処理を自動で実行できる効果がある。

図２４は、実施例６における漏水検出システム２０００の全体構成を示した図である。漏水検出システム２０００は探査データ２２を入力とし、漏水検出装置２０５と表示情報抽出部Ｓ２９と表示部Ｓ３１からなる。漏水検出装置は探査データ２２を入力とし、漏水箇所検出データ２６と漏水判定データ２８０２を出力する。表示情報抽出部Ｓ２９は漏水箇所検出データ２６と漏水判定データ２８０２から表示データ３０を生成し、表示部Ｓ３１は表示データ３０を表示する。

漏水検出装置２０５は実施例３（図１４）の漏水検出装置２０３に対して、新規に漏水箇所検出データ２６を出力する特徴がある。漏水検出装置２０５は探査データ２２を入力として、漏水箇所検出データ２６と漏水判定データ２８０２を出力する。なお、図２４に示す漏水判定処理部Ｓ２７は実施例３（図１５）の漏水判定処理部Ｓ２７０１または、実施例４（図１９）の漏水判定処理部Ｓ２７０２のいずれかが該当する。

表示情報抽出部Ｓ２９は漏水判定データ２８０２と漏水箇所検出データ２６を入力として、表示データ３０を出力する。

表示情報抽出部Ｓ２９では、漏水判定データ２８０２で地中漏水があると判定された地点についてその地点に対応する漏水箇所検出データを漏水箇所検出データ２６から抽出する。そして、地中漏水があると判定された地点の情報と、抽出した前記漏水箇所検出データを表示データ３０として出力する。なお、漏水判定データ２８０２で地中漏水が無いと判定された地点についても同様に対応する漏水箇所検出データを抽出し、地中漏水が無いと判定された地点の情報と、抽出した前記漏水箇所検出データを表示データ３０として出力することも想定される。

表示情報抽出部Ｓ２９は漏水判定処理部Ｓ２７で地中漏水がある、または地中漏水の可能性が高いと判定された地点について、対応する漏水検出データを抽出して出力することで、判定した根拠を示す効果がある。

漏水検出システムでは、表示情報抽出部Ｓ２９の出力した表示データ３０を表示部Ｓ３１で表示する。表示部Ｓ３１ではディスプレイ上、又はウェブサーバ上で、漏水があると判定された地点について、座標情報や地図上の位置情報で表示することができる。また、同時に漏水があると判定された地点に対応する図１２のようなエリア評価データ画像を表示することができる。

漏水検出システム２０００は探査データ２２を入力することで地中漏水があると判定された地点を表示する他、対応する地点のエリア評価データ画像を提示できる。これによってユーザに根拠をもって漏水可能性があることを示す効果がある。また、図１６のようなエリア評価データ画像を表示することで、どれくらいの深さで地中漏水が起こっているかについてユーザが判断しやすくなる効果もある。

実施例７において図２５は前記探査データから前記漏水判定データを出力する漏水検出方法をステップごとに表したフロー図である。これは実施例４の漏水検出装置２０４を用いたとき、探査データ２２を入力して漏水判定データ２８０２を出力するまでの処理工程に対応する。

まず、減衰評価処理ステップＳ０２３では地中に電磁波を照射して戻ってきた反射波を受信した受信波信号と、前記受信波信号を受信した位置に関する位置情報と、前記電磁波を照射してから前記反射波を受信するまでの反射時間と、がそれぞれ対応付けられた前記探査データから反射波の減衰を評価し、複数の減衰評価値と、前記位置情報と、前記反射時間の情報と、がそれぞれ対応付けられた減衰評価データを生成する。減衰評価処理ステップＳ０２３は、実施例１（図２）で述べたように、減衰評価処理部Ｓ２３が探査データ２２を減衰評価データ２４に変換する処理工程に対応するステップである。

水平比較処理ステップＳ０２５１では、反射時間が任意の基準で近しい前記減衰評価データをそれぞれ抽出して正規化し、複数の水平比較値と、前記位置情報と、前記反射時間の情報と、がそれぞれ対応付けられた水平比較データを生成する。水平比較処理ステップＳ０２５１は、実施例１（図３）で述べた、水平比較処理部Ｓ２５１が減衰評価データ２４を水平比較データに変換する処理工程に対応するステップである。

エリア評価処理ステップＳ０２５２では、前記水平比較データを複数のエリアに分割し、前記エリア毎に算出された前記水平比較値に基づいてエリア評価値を算出し、複数のエリア評価値と、前記位置情報と、前記反射時間の情報と、がそれぞれ対応付けられたエリア評価データを漏水箇所検出データとして生成する。エリア評価処理ステップＳ０２５２は、実施例２（図１１）で述べた、エリア評価処理部Ｓ２５２が水平比較データを入力としてエリア評価データを算出し、漏水箇所検出データ２６０２を出力する処理工程に対応するステップである。

漏水スコア処理ステップＳ０２７１では、前記漏水箇所検出データに基づいて前記位置情報で特定される地点における漏水スコア値を算出し、複数の漏水スコア値と、前記位置情報と、がそれぞれ対応付けられた漏水スコアデータを生成する。漏水スコア処理ステップＳ０２７１は実施例３（図１５）で述べた、漏水スコア処理部Ｓ２７１が漏水箇所検出データ２６を入力として、漏水スコアデータを出力する処理工程に対応するステップである。

スコア判定処理ステップＳ０２７２では、前記漏水スコアデータに基づいて前記位置情報で特定される地点における漏水可能性を判定し、前記位置情報の示す各地点における地中漏水の有無を判定した情報と、前記位置情報と、がそれぞれ対応付けられたスコア判定データを前記漏水判定データとして生成する。スコア判定処理ステップＳ０２７２は、実施例４（図１９）で述べた、スコア判定処理部Ｓ２７２が、漏水スコアデータから漏水可能性を判定して地中漏水のある箇所を検知し、漏水判定データ２８０２を出力する処理工程に対応するステップである。

以上、図２５に示す前記探査データから前記漏水判定データを出力する漏水検出方法のフローは、探査データを漏水判定データに変換して地中漏水の可能性を提示できる効果がある。また、地中探査データを分析する高度な知識や専門性がなくても、図２５に示す各ステップを順に実行することで地中漏水を判定できるようになる。

上記の実施例７に示す漏水検出装方法はプラスチック製の水道管や直径が概ね５０ｍｍ以下の水道管からの漏水を見つけることが可能である。

プラスチック管製の水道管には、ポリエチレン管、硬化ポリ塩化ビニル管、耐衝撃性硬化ポリ塩化ビニル管、耐熱性硬化ポリ塩化ビニル管、エルメックス管などが該当する。これらの材質でできた埋設管は通常、地中レーダが照射した電磁波を反射しづらく、検知されにくい。また、同様に直径が５０ｍｍ以下の水道管は、どのような材質であっても、地中レーダの分解能以下であることが多く、検出されにくい。

土と配管の材質においては比誘電率が異なるため、電磁波はその境界で反射が起きる。土の誘電率をε_ｓ、配管の誘電率をε_ｐとし、透磁率が等しいとき、電磁波が土から配管に対して垂直に入射した際の反射係数Γは（式１）のように表される。

反射係数Γの大きさは入射波の振幅に対する反射波の振幅の比を表しており、配管がプラスチック管である場合は、金属管である場合より小さくなるため、プラスチック管は地中レーダ画像に反射像が映りにくくなる。

非特許文献１では、漏水箇所において地中の水分率が大きくなると、電磁波の伝わる速さが遅くなり、電磁波を照射してから埋設管から反射してくるまでの時間が長くなることからレーダ画像において埋設管の反射像が深化して見えることが報告されている。

しかし、埋設管がプラスチック管の場合、電磁波の反射が弱いため、レーダ画像から埋設管の反射像は確認できないことがある。また、埋設管の管径が電磁波の波長より小さい場合、埋設管の反射像がレーダ画像に映らないこともある。このような場合、埋設管の反射像が特定できないため、電磁波を照射してから反射してくるまでの時間が長くなったことがレーダ画像から判別不能であり、地中漏水を判定できない。

上記の実施例７に示す漏水検出方法は漏水地点付近の反射信号が水によって減衰させられることを利用し、その減衰を評価して漏水箇所を検知する。そのため、埋設管の反射像が確認できなくても、反射信号の減衰を評価することで漏水可能性を評価できる効果がある。

漏水検出装置２０１、探査データ２２、減衰評価処理部Ｓ２３、減衰評価データ２４、漏水箇所検出処理部Ｓ２５０１、水平比較処理Ｓ２５１、漏水箇所検出データ２６０１

Claims (11)

1. 地中に電磁波を照射して戻ってきた反射波を受信した位置に関する位置情報と、前記電磁波を照射してから前記反射波を受信するまでの反射時間と、反射波強度の情報と、がそれぞれ対応付けられた探査データを入力として、前記探査データ内で任意の範囲を定義し、その範囲内の前記反射波強度の最大値と最小値の差分、分散、標準偏差のいずれか一つ以上の指標を求めることで減衰評価値を算出し、複数の減衰評価値と、前記位置情報と、前記反射時間と、がそれぞれ対応付けられた減衰評価データを出力する減衰評価処理部と、
   前記減衰評価処理部から出力された前記減衰評価データについて少なくとも、反射時間が任意の基準以内で近しい前記減衰評価データをそれぞれ抽出し、抽出した前記減衰評価データから得た最大値と最小値を用いて規格化した相対値に変換する処理を通じて、漏水箇所検出データを出力する漏水箇所検出処理部と、
   を有することを特徴とする漏水検出装置。
2. 請求項１記載の漏水検出装置であって、
   漏水箇所検出処理部は、前記減衰評価データについて反射時間が任意の基準以内で近しい前記減衰評価データをそれぞれ抽出し、抽出した前記減衰評価データから得た最大値と最小値を用いて規格化した相対値に変換した複数の水平比較値と、前記位置情報と、前記反射時間の情報と、がそれぞれ対応付けられた水平比較データを出力する水平比較処理部
   を有し、前記水平比較データが前記漏水箇所検出データであることを特徴とする漏水検出装置。
3. 請求項２記載の漏水検出装置であって、
   前記漏水箇所検出処理部はさらに、前記水平比較データを複数のエリアに分割し、前記エリア毎に算出された前記水平比較値に基づいてエリア評価値を算出し、複数のエリア評価値と、前記位置情報と、前記反射時間の情報と、がそれぞれ対応付けられたエリア評価データを出力するエリア評価処理部
   を有し、前記エリア評価データが前記漏水箇所検出データであることを特徴とする漏水検出装置。
4. 請求項３記載の漏水検出装置であって、
   さらに、前記漏水箇所検出データに基づいて、前記位置情報の示す各地点に対応する複数の漏水スコア値を算出する処理を通じて、漏水判定データを出力する漏水判定処理部
   を有することを特徴とする漏水検出装置。
5. 請求項４記載の漏水検出装置であって、
   前記漏水判定処理部は、前記漏水箇所検出データに基づいて、前記位置情報の示す各地点に対応する複数の漏水スコア値と、前記位置情報と、がそれぞれ対応付けられた漏水スコアデータを出力する漏水スコア処理部
   を有し、前記漏水判定データが前記漏水スコアデータであることを特徴とする漏水検出装置。
6. 請求項５記載の漏水検出装置であって、
   前記漏水判定処理部はさらに、前記漏水スコアデータに基づいて、前記位置情報の示す各地点における地中漏水の有無を判定した情報と、前記位置情報と、がそれぞれ対応付けられたスコア判定データを出力するスコア判定処理部
   を有し、前記スコア判定データが前記漏水判定データであることを特徴とする漏水検出装置。
7. 請求項６記載の漏水検出装置であって、
   漏水スコア値を閾値と比較すること、および、前記漏水スコア値を周辺の漏水スコア値と比較することの少なくとも一つを実行することで、前記位置情報の示す各地点における地中漏水の有無を判定する
   ことを特徴とする漏水検出装置。
8. 請求項１記載の漏水検出装置であって、
   漏水箇所検出処理部のエリア評価部はさらに、地中漏水に関する位置情報を入力として、前記地中漏水に関する位置情報で特定されるエリアのエリア評価値を基準値とし、他のエリア評価値が基準値に対する割合である二次評価値を算出し、前記二次評価値を前記エリア評価値に置換し、置換された複数のエリア評価値と、前記位置情報と、前記反射時間と、がそれぞれ対応付けられたエリア評価データを出力するエリア評価処理部
   を有することを特徴とし、前記エリア評価データが前記漏水箇所検出データであることを特徴とする漏水検出装置。
9. 漏水検出装置と表示情報抽出部と表示部を有する漏水検出システムであって、
   地中に電磁波を照射して戻ってきた反射波を受信した反射波信号と、前記反射波信号を受信した位置に関する位置情報と、前記電磁波を照射してから前記反射波を受信するまでの反射時間と、がそれぞれ対応付けられた探査データを入力とし、前記探査データの前記反射波信号から反射波の減衰を評価して算出された複数の減衰評価値と、前記位置情報と、前記反射時間の情報と、がそれぞれ対応付けられた減衰評価データを出力する減衰評価処理部と、
   前記減衰評価処理部から出力された前記減衰評価データについて、反射時間が任意の基準以内で近しい前記減衰評価データをそれぞれ抽出し、正規化して算出された複数の水平比較値と、前記位置情報と、前記反射時間の情報と、がそれぞれ対応付けられた水平比較データを出力する水平比較処理部を有し、前記水平比較データが用いられた漏水箇所検出データを出力する漏水箇所検出処理部と、
   前記漏水箇所検出データに基づいて前記位置情報で特定される地点における漏水スコア値を算出し、複数の漏水スコア値と、前記位置情報と、がそれぞれ対応付けられた漏水スコアデータを出力する漏水スコア処理部を有し、前記漏水スコアデータが用いられた漏水判定データを出力する漏水判定処理部と、
   を有し、
   前記表示情報抽出部は、前記位置情報で特定される地点に対応する漏水箇所検出データと漏水判定データを抽出した表示データを出力し、
   前記表示部は前記表示データを表示する
   ことを特徴とする漏水検出システム。
10. 地中に電磁波を照射して戻ってきた反射波を受信した反射波信号と、前記反射波信号を受信した位置に関する位置情報と、前記電磁波を照射してから前記反射波を受信するまでの反射時間と、がそれぞれ対応付けられた探査データの前記反射波信号から反射波の減衰を評価し、複数の減衰評価値と、前記位置情報と、前記反射時間の情報と、がそれぞれ対応付けられた減衰評価データを生成するステップと、
    前記減衰評価データについて、反射時間が基準以内で近しい前記減衰評価データをそれぞれ抽出して正規化して算出された複数の水平比較値と、前記位置情報と、前記反射時間の情報と、がそれぞれ対応付けられた水平比較データを生成するステップと、
    前記水平比較データを複数のエリアに分割し、前記エリア毎に算出された前記水平比較値に基づいてエリア評価値を算出し、複数のエリア評価値と、前記位置情報と、前記反射時間の情報と、がそれぞれ対応付けられたエリア評価データを生成するステップと、
    漏水箇所検出データに基づいて漏水スコア値を算出し、複数の漏水スコア値と、前記位置情報と、がそれぞれ対応付けられた漏水スコアデータを生成するステップと、
    前記漏水スコアデータに基づいて前記位置情報の示す各地点における地中漏水の有無を判定した情報と、前記位置情報と、がそれぞれ対応付けられたスコア判定データを生成するステップと、
    を有することを特徴とする漏水検出方法。
11. 請求項１０記載の漏水検出方法であって、
    漏水検出の対象は、プラスチック管または直径が５０ｍｍ以下の水道管からの漏水
    であることを特徴とする漏水検出装方法。