JPS604700A - 管網破断点の推定方式 - Google Patents
管網破断点の推定方式Info
- Publication number
- JPS604700A JPS604700A JP11272483A JP11272483A JPS604700A JP S604700 A JPS604700 A JP S604700A JP 11272483 A JP11272483 A JP 11272483A JP 11272483 A JP11272483 A JP 11272483A JP S604700 A JPS604700 A JP S604700A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- break
- pipe network
- node
- flow rate
- abnormal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
- F17D5/00—Protection or supervision of installations
- F17D5/02—Preventing, monitoring, or locating loss
- F17D5/06—Preventing, monitoring, or locating loss using electric or acoustic means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
- G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
- G01M3/26—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors
- G01M3/28—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves ; for welds
- G01M3/2807—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves ; for welds for pipes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、供給節点から複数の消費節点へ向けて物質を
配分する管網延おいて破断事故を監視する方式に係り、
特に管網規模が大きく、流量、圧力測定点が限定される
ために破断発生の可能性がある地点を特定することが難
しい場合に好適な方式に関する。
配分する管網延おいて破断事故を監視する方式に係り、
特に管網規模が大きく、流量、圧力測定点が限定される
ために破断発生の可能性がある地点を特定することが難
しい場合に好適な方式に関する。
従来の破断推定方法は、単一の管路を対象として、管路
両端点での流量・圧力測定値からその管路内での破断点
を推定するものであった。大規模管網の監視制御システ
ムにおいて、すべての管路節点の流量、圧力を観測する
ことは不可能であり、従来法の適用は困難である。また
、本発明者等は異常節点候補集合を逐次縮小していく推
定方法（特願昭５８−３７３９６号）を明らかにしたが
、より大規模な対象で、異常節点候補集合が実用上十分
なまでに縮小しないことが起こシ得る点は問題であった
。
両端点での流量・圧力測定値からその管路内での破断点
を推定するものであった。大規模管網の監視制御システ
ムにおいて、すべての管路節点の流量、圧力を観測する
ことは不可能であり、従来法の適用は困難である。また
、本発明者等は異常節点候補集合を逐次縮小していく推
定方法（特願昭５８−３７３９６号）を明らかにしたが
、より大規模な対象で、異常節点候補集合が実用上十分
なまでに縮小しないことが起こシ得る点は問題であった
。
本発明の目的は、管路破断の可能性があるとして特定さ
れた異常節点候補集合をさらに縮小することを可能とす
る方式を提供することにより破断点の位置推定精度を向
上し、管路ネットワーク系の破断事故監視システムの信
頼性を増す方法を提供することにある。
れた異常節点候補集合をさらに縮小することを可能とす
る方式を提供することにより破断点の位置推定精度を向
上し、管路ネットワーク系の破断事故監視システムの信
頼性を増す方法を提供することにある。
この目的のために、破断地点推定ルールによる推論の結
果、異常節点候補集合が特定され、それ以上その集合の
縮小が不可能となったとき、異常節点候補集合内のある
節点での破断を仮定したシミュレーションを行なう。そ
の結果と観測されている流量、圧力を比較することにょ
シ、異常節点候補集合をさらに縮小することを可能にす
るものである。
果、異常節点候補集合が特定され、それ以上その集合の
縮小が不可能となったとき、異常節点候補集合内のある
節点での破断を仮定したシミュレーションを行なう。そ
の結果と観測されている流量、圧力を比較することにょ
シ、異常節点候補集合をさらに縮小することを可能にす
るものである。
以下、本発明の実施例を第１図〜第３図により説明する
。
。
第１図は、本発明を実施するために必要な全体システム
の構成を示したものである。管網破断事故発生時には、
管１において流量、圧力が正常な状態と異なる。その流
量、圧力の異常値がプロセス入出力装置２を介して、プ
ラントデータベース５に送られ記憶される。プラントデ
ータベースの記憶内容を常時監視している事故監視部４
は、プラントデータベースの異゛常値を検知し、推論処
理プログラム部７を駆動し、破断地点の推定を行なう。
の構成を示したものである。管網破断事故発生時には、
管１において流量、圧力が正常な状態と異なる。その流
量、圧力の異常値がプロセス入出力装置２を介して、プ
ラントデータベース５に送られ記憶される。プラントデ
ータベースの記憶内容を常時監視している事故監視部４
は、プラントデータベースの異゛常値を検知し、推論処
理プログラム部７を駆動し、破断地点の推定を行なう。
推定の過程で、破断の可能性ある地点を包含する異常節
点候補集合の縮小が進まなくなった場合には、プラント
シミュレータ６を駆動することにより、さらに破断可能
性地点を絞り込むようにする。上記手順によシ得られた
異常節点候補集合に含まれる地点基が表示ＣＲＴ８に示
される。オペレータ９は、ＯＲ’！’８上の表示を確認
し、必要な対策を決定し、配水管網制御装置３を介して
、あるいは直接プロセス入出力装置２へ制御指令を送る
。
点候補集合の縮小が進まなくなった場合には、プラント
シミュレータ６を駆動することにより、さらに破断可能
性地点を絞り込むようにする。上記手順によシ得られた
異常節点候補集合に含まれる地点基が表示ＣＲＴ８に示
される。オペレータ９は、ＯＲ’！’８上の表示を確認
し、必要な対策を決定し、配水管網制御装置３を介して
、あるいは直接プロセス入出力装置２へ制御指令を送る
。
次に、本発明の特徴である破断地点推定におけるプラン
トシミュレータの利用法を含めた処理手順を示したのが
第２図である。管網破断状態を１１で検知した場合、１
２において、管網全体を破断異常節点候補集合とし、以
下１３．１４のループにより後述のルー灰を適用し、異
常節点候補集合を更新し縮小する。適用可能なルールが
存在しなくなシ未だ異常加点の特定が終了していない場
合には、シミュレーションによる流量、圧力既知点増加
の可能性を１５において判定し、１６においてシミュレ
ーションを実施する。その結果により再び１３．１４の
ループに戻る。上記１３〜１６の手順を、さらなる異常
節点候補集合縮小の可能がなくなるまでくシ返し、その
結果を１７において出力し、１８において処置を決定す
る。
トシミュレータの利用法を含めた処理手順を示したのが
第２図である。管網破断状態を１１で検知した場合、１
２において、管網全体を破断異常節点候補集合とし、以
下１３．１４のループにより後述のルー灰を適用し、異
常節点候補集合を更新し縮小する。適用可能なルールが
存在しなくなシ未だ異常加点の特定が終了していない場
合には、シミュレーションによる流量、圧力既知点増加
の可能性を１５において判定し、１６においてシミュレ
ーションを実施する。その結果により再び１３．１４の
ループに戻る。上記１３〜１６の手順を、さらなる異常
節点候補集合縮小の可能がなくなるまでくシ返し、その
結果を１７において出力し、１８において処置を決定す
る。
上記における破断推定のためのルールは、次の内容であ
る。
る。
（ルール１）
ＩＦ ：ある枝の流量が既知かつ隣接する節点圧力のう
ち一方が既知、他方が未知。
ち一方が既知、他方が未知。
ＴＨＥＮ：核特性式によシ未知圧力をめ、これを既知と
する。
する。
（ルール２）
ＩＦ ：、ｉる枝の流量が未知かつ隣接する節点圧力の
両方とも既知。
両方とも既知。
ＴＨＥＮ：枝等性式により未知流量をめこれを既知とす
る。
る。
（ルール３）
ＩＦ ：途中で分岐する枝を持たない径路において、両
端の節点圧力は両方とも既知かつ径路内の各校流量はす
べて未知かつ径路内の各節点はいずれも異常候補集合に
属さない。
端の節点圧力は両方とも既知かつ径路内の各校流量はす
べて未知かつ径路内の各節点はいずれも異常候補集合に
属さない。
ＴＨＥＮ：各核特性式によりなる連立方程式を解き、各
未知流量をめ、それらを既知とする。
未知流量をめ、それらを既知とする。
（ルール４）
□ＩＦ ＝ある節点が異常候補集合に属さなくかつその
節点に結合される枝の流量のうち１本のみ未知。
節点に結合される枝の流量のうち１本のみ未知。
ＴＨＥＮ ：流量連続条件式よシ未知流量をめ、それを
既知とする。
既知とする。
（ルール５）
ＩＦ ：異常候補集合に属する節点のうち、圧力既知の
ものが２つ以上ある。
ものが２つ以上ある。
ＴＨＥＮ：ＩＦ部の条件で既定された節点の中で、正常
状態からの圧力降下最大の節点を選び、他は異常候補集
合から除く。そのうえで選ばれた節点を始点として、異
常候補に属さない節点に出合うまで隣接するすべての枝
について径路探索を行なう。
状態からの圧力降下最大の節点を選び、他は異常候補集
合から除く。そのうえで選ばれた節点を始点として、異
常候補に属さない節点に出合うまで隣接するすべての枝
について径路探索を行なう。
そして、始点とした節点および上記探索径路内の節点に
より新たな異常候補集合を構成する。
より新たな異常候補集合を構成する。
上記各ルールにおいて、μ特性式としては、例えば次の
（１）式を用いればよい。
（１）式を用いればよい。
Ｐ＋ Ｐｊ＝Ｒｔｊ１ｘｌｊ１”’ｓｇｎ（ｘ＋ｊ）
…−（ｉ）ここに、Ｐ ｔ ＋ Ｐ ｊが節点ｉ＋Ｊに
おける圧力、几１ｊ が管路抵抗、Ｘｌｊ が節点ｉ＋
Ｊを結ぶ枝ノ流量、Ｓｇｎ（）は、正負の符号を表わす
。また、流量連続式とは、節点において流れ込んでくる
流量の和が、流れ出る（その節点で消費されるものを含
めて）流量の和に一致することを表わす式のことである
。
…−（ｉ）ここに、Ｐ ｔ ＋ Ｐ ｊが節点ｉ＋Ｊに
おける圧力、几１ｊ が管路抵抗、Ｘｌｊ が節点ｉ＋
Ｊを結ぶ枝ノ流量、Ｓｇｎ（）は、正負の符号を表わす
。また、流量連続式とは、節点において流れ込んでくる
流量の和が、流れ出る（その節点で消費されるものを含
めて）流量の和に一致することを表わす式のことである
。
上記ルールを適用する対象として、第３図に模式的に表
わす配水管網を選んだ。第３図において、丸印が節点で
あり、それらを結ぶのが上記で枝として表わした管路で
ある。第３図において、節点２１が配水池節点であシ、
ここよシ他の節点に水が送られている。このとき破断推
定の前提として、各節点で正常な状態で消費される流量
と、そのときのそれぞれの正常な圧力は既知であるとす
る。
わす配水管網を選んだ。第３図において、丸印が節点で
あり、それらを結ぶのが上記で枝として表わした管路で
ある。第３図において、節点２１が配水池節点であシ、
ここよシ他の節点に水が送られている。このとき破断推
定の前提として、各節点で正常な状態で消費される流量
と、そのときのそれぞれの正常な圧力は既知であるとす
る。
また、枝２２，２３，２４．２５については、末端まで
適正圧力での配水を可能にするために調節パルプが設け
られているものとし、その校内の流量および、両端の節
点圧力（黒くぬりつぶしである）が常に観測されている
。破断推定の問題は、このような条件のもとで、例えば
圧力を観測していない節点３２近傍で破断が発生した場
合に、上記の既知情報を前提に、既述のルール１〜ルー
ル５の中でＩＦ以下で記述した前提が成り立つものを探
索し、該当ルールのＴＨＥＮ以下で記述した内容を逐次
実行することにより、破断発生節点３２を見い出そうと
するものである。第３図に示した管網について、逐次ル
ールを適用すると、異常候補集合３３を得るが、それ以
上適用可能なルールは存在しなくなる。このとき、本発
明の特徴点であるシミュレータ・の活用を図り、異常候
補集合内で圧力が既知である節点２６における破断を仮
定しシミュレーションを行なう。今、実際に破断が発生
しているのは節点３２であるので、シミュレーション結
果は観測値と一致せず、その結果、節点３２を破断の異
常候補集合から除くことができる。これにより、新たに
推論を進めることが可能となる。すなわち枝７に着目す
ると、節点２８はすでに異常候補から除かれており、上
記により節点２６も異常候補から除かれたことにより、
前述のルール２適用の条件が整う。その結果、枝２７の
流量を既知とすることができる。そして、次には節点２
６に着目すると、枝２７の流量が既知となったことによ
シ、ルール４のＩＦ部が成り立ち、その適用によシ枝２
９の流量を既知とすることができる。
適正圧力での配水を可能にするために調節パルプが設け
られているものとし、その校内の流量および、両端の節
点圧力（黒くぬりつぶしである）が常に観測されている
。破断推定の問題は、このような条件のもとで、例えば
圧力を観測していない節点３２近傍で破断が発生した場
合に、上記の既知情報を前提に、既述のルール１〜ルー
ル５の中でＩＦ以下で記述した前提が成り立つものを探
索し、該当ルールのＴＨＥＮ以下で記述した内容を逐次
実行することにより、破断発生節点３２を見い出そうと
するものである。第３図に示した管網について、逐次ル
ールを適用すると、異常候補集合３３を得るが、それ以
上適用可能なルールは存在しなくなる。このとき、本発
明の特徴点であるシミュレータ・の活用を図り、異常候
補集合内で圧力が既知である節点２６における破断を仮
定しシミュレーションを行なう。今、実際に破断が発生
しているのは節点３２であるので、シミュレーション結
果は観測値と一致せず、その結果、節点３２を破断の異
常候補集合から除くことができる。これにより、新たに
推論を進めることが可能となる。すなわち枝７に着目す
ると、節点２８はすでに異常候補から除かれており、上
記により節点２６も異常候補から除かれたことにより、
前述のルール２適用の条件が整う。その結果、枝２７の
流量を既知とすることができる。そして、次には節点２
６に着目すると、枝２７の流量が既知となったことによ
シ、ルール４のＩＦ部が成り立ち、その適用によシ枝２
９の流量を既知とすることができる。
以下、上記と同様の手順によシ、推論が行きずり、新た
にルール適用の条件を整え、異常候補集合を縮小し、最
終的に破断節点３２を推論によりめることができる。
にルール適用の条件を整え、異常候補集合を縮小し、最
終的に破断節点３２を推論によりめることができる。
本発明によれば、大規模管網における管路破断時にその
破断点を推定する除に、流量、圧力の観測点数が不足し
ているために、逐次異常節点候補集合を縮小していく推
論ルールの適用が行きずまるような場合でも、破断地点
を仮定したシミュレーションを適宜性なうことによれ、
推論をさらに進めることを可能とし、破断地点推定の精
度を向上させることができる。
破断点を推定する除に、流量、圧力の観測点数が不足し
ているために、逐次異常節点候補集合を縮小していく推
論ルールの適用が行きずまるような場合でも、破断地点
を仮定したシミュレーションを適宜性なうことによれ、
推論をさらに進めることを可能とし、破断地点推定の精
度を向上させることができる。
なお、以上の実施例は、上水道の配水管網を対象とした
ものであるが、本発明の方式は対象動特性についてのシ
ミュレータを得ることのできる、他の輸送ネットワーク
系、例えばガス管網、石油バイプライ／網、電力系統な
どにも適用できるものである。
ものであるが、本発明の方式は対象動特性についてのシ
ミュレータを得ることのできる、他の輸送ネットワーク
系、例えばガス管網、石油バイプライ／網、電力系統な
どにも適用できるものである。
第１図は、本発明を実施するために必要な全体システム
の構成図、第２図は、本発明を実施する処理手順を示し
たフローチャート図、第３図は、実施例で対象とした配
水管網の構成および観測点の分布、異常節点候補集合の
例を示したものである。 １・・・管、２・・・プロセス入力装置、３・・・配水
管網制御装置、４・・・事故監視部、５・・・データベ
ース、６冨 １ 口 ■Ｚ図
の構成図、第２図は、本発明を実施する処理手順を示し
たフローチャート図、第３図は、実施例で対象とした配
水管網の構成および観測点の分布、異常節点候補集合の
例を示したものである。 １・・・管、２・・・プロセス入力装置、３・・・配水
管網制御装置、４・・・事故監視部、５・・・データベ
ース、６冨 １ 口 ■Ｚ図
Claims (1)
- 大規模配水管網に代表されるようなネットワーク系の破
断事故監視システムにおいて、異常圧力変動の分布特性
、管路特性、流量連続条件とに基づく推論ルール群を、
正常状態での基準流量・圧力データと、実測流量・圧力
データとに適用して破断地点の推定を行う際に、破断点
を仮定した数値シミュレーション結果を利用し、破断の
可能性がある部分を限定しつつ推定を進めることを特徴
とする管網破断点の推定方式。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11272483A JPS604700A (ja) | 1983-06-24 | 1983-06-24 | 管網破断点の推定方式 |
| US06/841,827 US4712182A (en) | 1983-03-09 | 1986-03-20 | Method of estimating fracture point of pipe line network |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11272483A JPS604700A (ja) | 1983-06-24 | 1983-06-24 | 管網破断点の推定方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS604700A true JPS604700A (ja) | 1985-01-11 |
Family
ID=14593942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11272483A Pending JPS604700A (ja) | 1983-03-09 | 1983-06-24 | 管網破断点の推定方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS604700A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003513237A (ja) * | 1999-10-26 | 2003-04-08 | マルティネック・ペーター | 給水系内で測定を行う方法と測定ヘッド |
| KR100419006B1 (ko) * | 2001-10-05 | 2004-02-14 | 이경훈 | 유체운송관로의 차단밸브 최적선정 방법 |
| JP2014510261A (ja) * | 2011-01-18 | 2014-04-24 | タカドゥ リミテッド | 水道施設ネットワークで異常の可能性がある地理的場所を識別するためのシステム及び方法 |
| CN111692535A (zh) * | 2020-06-05 | 2020-09-22 | 北京清控人居环境研究院有限公司 | 压力管网压力突变位置定位方法 |
| US11002630B2 (en) * | 2016-08-31 | 2021-05-11 | 3M Innovative Properties Company | Systems and methods for modeling, analyzing, detecting, and monitoring fluid networks |
-
1983
- 1983-06-24 JP JP11272483A patent/JPS604700A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003513237A (ja) * | 1999-10-26 | 2003-04-08 | マルティネック・ペーター | 給水系内で測定を行う方法と測定ヘッド |
| KR100419006B1 (ko) * | 2001-10-05 | 2004-02-14 | 이경훈 | 유체운송관로의 차단밸브 최적선정 방법 |
| JP2014510261A (ja) * | 2011-01-18 | 2014-04-24 | タカドゥ リミテッド | 水道施設ネットワークで異常の可能性がある地理的場所を識別するためのシステム及び方法 |
| US11002630B2 (en) * | 2016-08-31 | 2021-05-11 | 3M Innovative Properties Company | Systems and methods for modeling, analyzing, detecting, and monitoring fluid networks |
| CN111692535A (zh) * | 2020-06-05 | 2020-09-22 | 北京清控人居环境研究院有限公司 | 压力管网压力突变位置定位方法 |
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