WO2005003471A1

WO2005003471A1 - 不明水発生分布推定装置、方法、および記録媒体

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Publication number: WO2005003471A1
Application number: PCT/JP2004/009437
Authority: WO
Inventors: Toshiaki Oka; Hiroaki Tsutsui
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2003-07-04
Filing date: 2004-07-02
Publication date: 2005-01-13
Anticipated expiration: 2006-01-04
Also published as: JP2005023763A; US20070095729A1; EP1643042A1; KR20060035717A; JP3857670B2; EP1643042A4; KR100804203B1; US7519473B2

Abstract

　制御部１０の不明水発生分布推定手段１２で、推定対象となる各地区における雨量の時系列変化を示す雨量データ２４と、これら地区より下流に位置する基点における不明水量の時系列変化を示す不明水量データ２３とから、各地区における雨量データ２４と不明水量データ２３との間の相関値をそれぞれ算出し、これら相関値を各地区における不明水発生分布として出力する。

Description

明細書

不明水発生分布推定装置、方法、および記録媒体

技術分野

[0001] 本発明は、不明水発生分布推定装置および方法に関し、特に下水道に流れ込む不明水の発生分布を推定する不明水発生分布推定装置、方法、および記録媒体に関する。

背景技術

[0002] 下水道には、生活排水と雨水に対する処理方法の違いにより、合流式と分流式という 2つの大きな方式がある。合流式とは、生活排水と雨水を一括して処理する方式であり、分流式とは、生活排水と雨水を分けて処理する方式である。合流式では、地下の下水管を生活排水と雨水で共用できるものの、下水処理場では、生活排水だけでなく雨水も処理する必要があり汚水処理負担が大きい。一方、分流式では、雨水専用の排水管を敷設する必要があるものの、下水処理場では生活排水だけを汚水処理すればよぐその処理負担を低減できる。

従来、このような下水道あるいは下水処理場への流入量を、季節や気温、さらには曜日や休日に応じて推定するシステムが提案されている（例えば、特開 2003— 0275 67号公報など参照)。

[0003] 図 14に分流式下水道の例を示す。一般に、下水処理場は 300、処理対象地域の下流に位置し、処理対象地域のビル ·工場 310や家屋 311からの生活排水を下水管 302さらには下水幹線 301により集めて下水処理をした後、河川や海へ放流している。また雨水は、下水管 302や下水幹線 301とは別個の配水管 303を介して、直接、河川や海へ放流している。

したがって、下水処理場 300には、対象処理地域からの生活排水だけ、すなわち上水道での消費量分を汚水処理すればよぐ下水処理場 300の汚水処理能力ゃ規模を縮小でき、処理コストを低減できる。

[0004] し力しながら、分流式の下水処理場では、実際に予想以上の下水が流入する傾向にあり、処理能力を上回った場合には、そのまま河川や海へ放流せざるを得ない越流という事態をもたらす。また、下水処理施設の増設や処理コストの増大を招く結果となっている。

一般に、このような汚水処理量の増大をもたらす不明な水を不明水といい、この不明水の原因となる大きなものの 1つとして、下水幹線 301や下水管 302への雨水浸入がある。これは、下水幹線 301や下水管 302の老朽ィ匕による配管の破損や配管接続箇所での接続不良などの各種配管不良による間接的浸入のほか、マンホール蓋、宅内排水設備の不良などによる直接的浸入もある。したがって、処理対象地域において、このような不明水の発生箇所を特定し、追跡浸入水対策として、配管や施設の補修ゃ水密性の向上を行う必要がある。

[0005] このような不明水の発生箇所を特定する作業としては、図 15に示す処理作業を行う必要があると考えられる。図 15は不明水特定作業を示す作業フローである。

まず、下水幹線での流量調査を行い (ステップ 400)、現況流量を定量するとともに、不明水量を把握し、下水処理場での処理負荷量を確認する (ステップ 401)。次に、処理対象地域を数百戸程度のブロックに分割し、各ブロックごとに細分化流量調査を行う (ステップ 402)。この際、付帯調査として、降雨観測、地下水位調査、塩素ィォン濃度調査などを行う（ステップ 403)。

そして、追跡浸入水対策計画として、問題ブロックを選定するとともに、不明水浸入原因発見方法を選定する（ステップ 404)ものとなって、る。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] 追跡浸入水対策を行う場合、広大な下水処理対象地域から、不良度高く補修効果が大きい不明水の発生箇所を絞り込んで、効率よく対策を実施する必要がある。しかしながら、実際には、前述した図 15の不明水特定作業において、ステップ 400では、下水処理場のほか、下水幹線に設けられたポンプステーションなどの数力所でしか下水量を調査できず、下水道を区分して多数の地区で下水量を実測するには、多数の設備と作業量を必要とすることから、現況流量の定量や不明水量の把握を正確に行うことが事実上困難であり、不明水の発生を詳細かつ容易に把握できな!、と!、う問題点があった。本発明はこのような課題を解決するためのものであり、不明水の発生分布を詳細かつ容易に推定できる不明水発生分布推定装置、方法、および記録媒体を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

[0007] 本発明にかかる不明水発生分布推定装置は、下水道に流入する不明水の発生分布を推定する各地区の不明水発生関数情報と、これら各地区より下流に位置する基点の不明水量関数情報との比較結果に基づいて、各地区での不明水発生分布を出力する不明水発生分布推定手段を備え、不明水発生分布推定手段は、当該地区での雨量を含む当該地区の不明水発生要因情報からそれぞれ生成された各地区の不明水発生関数情報について、基点での不明水量を含む不明水量関数情報とのバターンマッチング分析をそれぞれ行う第 1の処理手段と、これらパターンマッチング分祈で得られた各地区のパターンマッチ度を各地区における不明水発生分布として出力する第 2の処理手段とを備える。

[0008] また、本発明にかかる不明水発生分布推定方法は、下水道に流入する不明水の発生分布を推定する各地区の不明水発生関数情報と、これら各地区より下流に位置する基点の不明水量関数情報との比較結果に基づいて、各地区での不明水発生分布を出力する不明水発生分布推定ステップを備え、不明水発生分布推定ステップは、当該地区での雨量を含む当該地区の不明水発生要因情報からそれぞれ生成された各地区の不明水発生関数情報について、基点での不明水量を含む不明水量関数情報とのパターンマッチング分析をそれぞれ行う第 1のステップと、これらパターンマッチング分析で得られた各地区のパターンマッチ度を各地区における不明水発生分布として出力する第 2のステップとを備える。

[0009] また、本発明にかかる記録媒体は、下水道に流入する不明水の発生分布を推定する各地区の不明水発生関数情報と、これら各地区より下流に位置する基点の不明水量関数情報との比較結果に基づいて、各地区での不明水発生分布を出力する不明水発生分布推定装置のコンピュータで、当該地区での雨量を含む当該地区の不明水発生要因情報力それぞれ生成された各地区の不明水発生関数情報について、基点での不明水量を含む不明水量関数情報とのパターンマッチング分析をそれぞれ行う第 1のステップと、これらパターンマッチング分析で得られた各地区のパターンマッチ度を各地区における不明水発生分布として出力する第 2のステップとを実行させるためのプログラムが記録されている。

発明の効果

[0010] 本発明によれば、当該地区での雨量を含む当該地区の不明水発生要因情報からそれぞれ生成された各地区の不明水発生関数情報について、基点での不明水量を含む不明水量関数情報とのパターンマッチング分析がそれぞれ行われ、これらバターンマッチング分析で得られた各地区のパターンマッチ度が各地区における不明水発生分布として出力されるので、下水道を区分して多数の地区で下水量を実測する必要がなくなり、例えば各地区での雨量データなどの不明水発生関数情報と基点での不明水量データなどの不明水量関数情報とから、各地区における不明水の発生分布を容易かつ詳細に把握できる。

図面の簡単な説明

[0011] [図 1]図 1は、本発明の一実施の形態に力かる不明水発生分布推定装置の構成を示すブロック図である。

[図 2]図 2は、不明水発生分布推定装置の動作を示すフローチャートである。

[図 3]図 3は、不明水算出処理を示すフローチャートである。

[図 4A]図 4Aは、基点における下水量の時系列変化を示すグラフである。

[図 4B]図 4Bは、基点における非降雨下水量の時系列変化を示すグラフである。

[図 4C]図 4Cは、基点における不明水量の時系列変化を示すグラフである。

[図 5]図 5は、不明水発生分布推定処理を示すフローチャートである。

[図 6]図 6は、不明水発生分布データの例である。

[図 7A]図 7Aは、不明水発生分布データの出力例（下水幹線敷設図）である。

[図 7B]図 7Bは、不明水発生分布データの出力例 (不明水発生分布データ推定値）である。

[図 7C]図 7Cは、不明水発生分布データの出力例（コンター図）である。

[図 7D]図 7Dは、不明水発生分布データの出力例 (不明水発生分布データ推定値 Z 下水幹線敷設図)である。 [図 7E]図 7Eは、不明水発生分布データの出力例 (不明水発生箇所)である。

[図 7F]図 7Fは、不明水発生分布データの出力例 (不明水発生箇所 Z市街地地図）である。

[図 8]図 8は、相関値算出処理を示すフローチャートである。

[図 9]図 9は、下水道の構成例である。

[図 10]図 10は、流達時間データを示す構成例である。

[図 11 A]図 11 Aは、地区 Aの雨量データを示す説明図である。

[図 11B]図 11Bは、地区 Bの雨量データを示す説明図である。

[図 11C]図 11Cは、地区 A, Bの雨量データと不明水量データの時間差補正を示す説明図である。

[図 12]図 12は、他の相関値算出処理を示すフローチャートである。

[図 13A]図 13 Aは、地区 Aの雨量データを示す説明図である。

[図 13B]図 13Bは、不明水流入量を示す説明図である。

[図 13C]図 13Cは、地区 Aの雨量データと不明水流入量との相関値を示す説明図である。

[図 14]図 14は、分流式下水道の例である。

[図 15]図 15は、不明水特定作業を示す作業フローである。

発明を実施するための最良の形態

[0012] 次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

[不明水発生分布推定装置の構成]

まず、図 1を参照して、本発明の一実施の形態にかかる不明水発生分布推定装置について説明する。図 1は本発明の一実施の形態に力かる不明水発生分布推定装置の構成を示すブロック図である。

この不明水発生分布推定装置 1は、推定対象となる各地区における雨量を含む不明水発生要因情報から生成される不明水発生関数情報と、これら地区より下流に位置する基点における不明水量を含む不明水量関数情報とから、各地区における不明水の発生分布を推定する装置である。

[0013] 不明水発生関数情報は、推定対象となる各地区における雨量の時系列変化を示す雨量データのほか、各地区における日射量、土壌に対する雨の浸透量、雨の蒸発量など、不明水の発生量に関与する各種パラメータすなわち不明水発生要因情報を持つ関数力も算出されるデータである。

また、不明水量関数情報とは、対象下水道の任意の基点における下水量に含まれる不明水の時系列変化を示す不明水量データのほか、当該基点における温度や湿度などの気象情報や基点での下水流量など、基点における不明水量に関与する各種パラメータを持つ関数力も算出されるデータである。

[0014] 不明水発生分布推定装置 1では、各地区における不明水発生関数情報と不明水量関数情報とについてパターンマッチング分析をそれぞれ行い (第 1の処理手段 Z 第 1のステップ）、これらパターンマッチング分析で得られたパターンマッチ度を各地区における不明水発生分布として出力する（第 2の処理手段 Z第 2のステップ)。この際、ノターンマッチング分析としては、両者の相関値を求める相関分析のほか、 DP マッチング（Dynamic Programming:動的計画法）分析など、一般的な分析手法を用いればよい。

また、不明水発生分布推定装置 1は、通信網 5を介して、雨量計測システム 2、下水量測定器 3、あるいは下水量推定装置 4と接続され、必要に応じて、不明水の算出や不明水発生分布の推定に必要な各種データを取得する。

[0015] 本発明は、不明水が多い地区については、その地区での雨量変化とその地区から下流に位置する基点での下水に含まれている不明水量変化との相関が強いことに着目し、このような相関値を各地区ごとに算出することにより不明水発生分布を推定するようにしたものである。

以下では、各地区の雨量を各地区の不明水発生要因情報とし、これら雨量の時系列変化を示す雨量データ 24を各地区の不明水発生関数情報とし、基点における不明水の時系列変化を示す不明水量データ 23を基点の不明水量関数情報とし、各地点の雨量データ 24について基点の不明水量データとの相関値を両者のパターンマツチング分析で得られるパターンマッチ度 (比較結果）としてそれぞれ求めることにり、各地点での不明水発生分布を推定する場合を例として説明する。

[0016] 不明水発生分布推定装置 1には、制御部 10、記憶部 20、画面表示部 30、操作入力部 40、およびデータ入出力インターフェース部（以下、データ入出力 IZF部という ) 50が設けられている。

制御部 10は、 CPUなどのマイクロプロセッサとその周辺回路力もなり、予め記憶部 20に格納されているプログラム 29を読み込んで実行することにより、上記ハードゥエァとプログラムとを協働させて、不明水発生分布の推定に必要な各種機能手段を実現する。

[0017] 記憶部 20は、ハードディスクやメモリなどの記憶装置力なり、制御部 10での処理に用いる各種データとして、対象下水道の任意の基点における下水量の時系列変化を示す下水量データ 21、当該基点における非降雨下 (晴天下)での下水量の時系列変化を示す非降雨下水量データ 22、当該基点における不明水量の時系列変化を示す不明水量データ 23、さらには各対象地区における雨量の時系列変化を示す雨量データ 24のほか、制御部 10で実行されるプログラム 29を格納する。なお、プログラム 29は、例えばプログラム 29が記録されて!、る CD— ROMなどの記録媒体 6から読み込まれ、あるいはプログラム 29を保持する装置力通信網 5およびデータ入出力 IZF部 50を介して読み込まれ、予め記憶部 20へ格納される。

[0018] 画面表示部 30は、 LCDや CRTなどの表示装置力なり、不明水発生分布の推定結果をはじめとして、各種情報を画面表示する。

操作入力部 40は、キーボードやマウスなどの操作入力装置力もなり、利用者の操作を検出して制御部 10へ出力する。

データ入出力 IZF部 50は、通信網 5や外部装置（図示せず）と接続して、制御部 1 0での処理に必要な各種データや処理結果を入出力する。

[0019] 制御部 10の機能手段としては、不明水算出手段 11、不明水発生分布推定手段 1 2、および等高線情報算出手段 13が設けられている。

不明水算出手段 11は、基点における記憶部 20の下水道データ 21と非降雨下水量データ 22との差から、当該基点における不明水量データ 23を算出する。

不明水発生分布推定手段 12は、推定対象となる各地点の雨量データ 24と不明水量データ 23との相関値をそれぞれ算出することにより不明水発生分布を推定する。等高線情報算出手段 13は、各地区の相関値を補間演算することにより各地区周辺における相関値を補間情報として算出し、得られた補間情報を用いて不明水発生分布を示す等高線情報を生成し不明水発生分布データ 25として出力する。

[0020] [不明水発生分布推定装置の動作]

次に、図 2を参照して、本実施の形態にかかる不明水発生分布推定装置の動作について説明する。図 2は不明水発生分布推定装置の動作を示すフローチャートである。不明水発生分布推定装置 1の制御部 10は、操作入力部 40からの処理開始操作に応じて、図 2の動作を開始する。

まず、不明水算出手段 11を用いて、不明水算出処理を実行することにより、基点における不明水の時系列変化を示す不明水量データ 23を算出する (ステップ 100)。この基点については、下水処理場や下水幹線上のポンプステーションなど、下水道のうち推定対象となる各地区よりも下流において下水量を実測できる地点のうちから、任意の地点を選択すればょ、。

[0021] 次に、不明水発生分布推定手段 12を用いて、不明水量データ 23 (不明水量関数情報)と各地区の雨量データ 24 (不明水発生関数情報)との相関値 (比較結果)をそれぞれ算出することにより不明水発生分布を推定して、これら相関値を不明水発生分布データ 25として出力し (ステップ 101)、一連の不明水発生分布推定処理を終了する。

なお、不明水量データ 23については、装置外部の例えば下水量推定装置 4で算出可能であれば、通信網 5を介して下水量推定装置 4から取得したものを用いてもよい。

[0022] [不明水算出処理]

次に、図 3を参照して、不明水算出処理について説明する。図 3は不明水算出処理を示すフローチャートである。

不明水算出手段 11は、不明水を算出する際、まず、基点における下水量の時系列変化を示す下水量データ 21を記憶部 20から取得するとともに (ステップ 110)、基点における非降雨下での下水量の時系列変化を示す非降雨下水量データ 22を記憶部 20から取得する（ステップ 111)。下水量データ 21については、通信網 5を介して下水量測定器 3や下水量推定装置 4から取得したものを用いてもよい。そして、下水量データから非降雨下水量データを減算して不明水量データを算出し (ステップ 112)、一連の不明水算出処理を終了する。

[0023] ここで、図 4A—図 4Cを参照して、不明水の算出方法について説明する。図 4A, 図 4B,および図 4Cは、それぞれ基点における下水量、非降雨下水量、および不明水量の時系列変化を示すグラフである。

不明水は、本来、分流式の下水道に流れ込まない雨水が主な原因となっており、図 4Aに示すように、実測された下水量 70は降雨に応じて大幅に上昇する。

また、季節や気温、さら〖こは曜日や休日に応じて、上水道の消費量は変化するものの、非降雨下における上水道の消費量すなわち非降雨下水量 71は、図 4Bに示すように、 24時間ごとにほぼ同一パターンで変化しており、この下水量については精度よく推定することができる（例えば、特開 2003— 027567号公報など参照)。

[0024] 前述したように、下水量 70には、生活排水と雨水とが含まれて、る。したがって、実測された下水量 70から生活排水すなわち非降雨下水量 71を減算することにより、不明水量 72を算出できる。

図 4Cは算出された不明水量 72の時系列変化を示しており、降雨により下水量 70 が上昇した場合、これに応じて不明水量 72も増加して、る。

このように、基点での下水量 70から非降雨下水量 71を減算することにより不明水量 72を算出するようにしたので、容易かつ正確に不明水を算出できる。

[0025] なお、下水量 70につ、ては、下水量測定器 3で基点お、て実測されたデータを用いてもよいが、下水量推定装置 4で季節や気温、さらには曜日や休日に応じて推定した下水量データを用いてもょ、。

また、非降雨下水量 71についても、非降雨下、下水量測定器 3を用いて基点おいて実測されたデータを用いてもよいが、下水量推定装置 4で季節や気温、さら〖こは曜日や休日に応じて推定した非降雨下水量データを用いてもょ、。

[0026] [不明水発生分布推定処理]

次に、図 5を参照して、不明水発生分布推定処理について説明する。図 5は不明水推定処理を示すフローチャートである。

不明水発生分布推定手段 12では、不明水発生分布を推定する際、まず、推定対象地域に設けられた各地区のうち、相関値を算出していない未処理の地区を 1つ選択し (ステップ 120)、当該地区での雨量データ 24 (不明水発生関数情報）と不明水量データ 23 (不明水量関数情報)との相関値 (パターンマッチ度 Z比較結果)を算出する不明水相関値算出処理を実行する (ステップ 121)。

[0027] これにより、不明水発生分布推定手段 12において、当該地域における雨量データ 24 (不明水発生関数情報）について、基点での不明水量データ 23 (不明水量関数情報）とのパターンマッチング分析が行われ (第 1の処理手段 Z第 1のステップ）、このノターンマッチング分析で得られた相関値 (パターンマッチ度 Z比較結果)が当該地区の不明水発生分布として出力される（第 2の処理手段 Z第 2のステップ)。

そして、対象地域のうち相関値を算出して、な、未処理の地区がまだ残って!/、る場合は (ステップ 122 : YES)、ステップ 120へ戻って新たな地区の相関値算出を実行する。

[0028] 一方、すべての地区について相関値を算出した場合は (ステップ 122 :NO)、各地区の相関値を補間演算して、各地区の周辺地点における相関値を補間情報として生成するとともに (ステップ 123)、これら補間情報を用いて不明水発生分布を示す等高線情報を算出することにより不明水発生分布データ 25を生成し (ステップ 124)、その不明水発生分布データ 25を画面表示部 30へグラフィック表示して (ステップ 12 5)、一連の不明水発生分布推定処理を終了する。

[0029] 図 6に不明水発生分布データの構成例であり、各地区ごとに算出された相関値が対応付けられている。この相関値は、当該地区と不明水の時系列変化における類似性を示しており、相関値がゼロに近いほど当該地区の雨量と不明水との関連性 (類似性）がなぐ当該地区における不明水の発生が比較的少ないことがわかる。また、相関値が 1に近いほど当該地区の雨量と不明水との関連性 (類似性)があり、当該地区における不明水の発生が比較的多いことがわかる。

[0030] 図 7A—図 7Fに、不明水発生分布データのグラフィック表示例を示す。

図 7Aは、推定対象地域に敷設されている下水幹線敷設図であり、市街地地図が重ね合わせた表示例である。図 7Bは本実施の形態に力かる不明水発生分布推定装置で推定された不明水発生分布データ（図 6参照)であり、各地区 (メッシュ)の位置に当該地区の相関値が配置されている。図 7Cは、図 7Bの不明水発生分布データを補間処理して得られた不明水発生分布グラフ（コンター図）であり、各地区での相関値が等高線により表示されており、不明水発生相関の強弱に応じて色分け表示されている。この例では、特に白色領域ほど相関値が高ぐ不明水が多く発生していることを示している。

[0031] 図 7Dは、図 7Aの下水幹線敷設図に図 7Bの不明水発生分布グラフを重ね合わせてものであり、下水幹線の周辺に白色領域が存在しており、この図から、目視により不明水が発生して、る箇所を容易に把握できる。

図 7Eは、図 7Cにおいて不明水発生箇所を丸印で特定したものであり、この丸印を図 7Fの市街地地図上に重ね合わせることにより、実際にどの地区で不明水が多く発生して、るかを巿街地地図上で容易に確認できる。

なお、画面表示部でのグラフィック表示例については、図 7の各例に限定されるものではなぐこれら表示例の組み合わせある、は他の表示方法であってもよ!/、。

[0032] このように、制御部 10の不明水発生分布推定手段 12で、推定対象となる各地区における雨量 (不明水発生要因情報)の時系列変化を示す雨量データ 24 (不明水発生関数情報）と、これら地区より下流に位置する基点における不明水量の時系列変化を示す不明水量データ 23 (不明水量関数情報）とから、各地区における雨量データ 24と不明水量データ 23との間の相関値 (比較結果 Zパターンマッチ度）をそれぞれ算出し、これら相関値を各地区における不明水発生分布として出力するようにしたので、下水道を区分して多数の地区で下水量を実測する必要がなくなり、雨量データ 24と基点での不明水量データ 23とから不明水の発生を詳細かつ容易に把握できる。

[0033] [相関値算出処理]

次に、図 8を参照して、相関値算出処理について説明する。図 8は相関値算出処理を示すフローチャートである。

不明水発生分布推定処理 12では、任意の地区における雨量データ 24と不明水量データ 23との相関値を算出する際、まず、雨量データ 24と不明水量データ 23との間の時間差を補正する (ステップ 130)。ある地区で降った雨は、下水道を介して下流の基点まで流達するのにある程度時間を要する。したがって、雨量データ 24と不明水量データ 23との相関を算出する場合、その時間差を補正する必要がある。

[0034] この時間差としては、予め求めておいた当該地区力基点までの流達時間を用いてもよい。例えば、当該下水道が図 9に示す構成となっていた場合、地区 Aでの雨水は、その一部が下水幹線 61に浸入し、下水幹線 60を介して下流の下水処理場 63 へ流達する。また地区 Bでの雨水も、その一部が下水幹線 62に浸入し、下水幹線 60 で下水幹線 61からの下水と合流し、下水処理上 63へ流達する。

この際、地区 Aと地区 Bでは、下水処理場 63までの流達経路長が異なるため、その流達に要する時間も異なる。したがって、図 10に示すような流達時間データを予め記憶部 20へ記憶しておき、任意の地区の相関値を求める際には、当該地区の流達時間を用いて雨量データ 24と不明水量データ 23との時間差を補正すればよい。

[0035] 図 11A—図 11Cは、地区 A, Bの雨量データと不明水量データの時間差補正を示す説明図である。例えば、地区 Aでは、図 11Aに示すように、時刻 T1に雨量データ 7 1が増加し始め、地区 Bでは、図 11Bに示すように、時刻 T2に雨量データ 72が増加し始めたとする。そして、基点では、図 11Cに示すように、時刻 T3に不明水が増加し始めたとする。

したがって、地区 A力基点まで雨水が流達するのに、 ATa=T3— T1だけ要したことになる。また、地区 Bから基点まで雨水が流達するのに、 ATb=T3— T2だけ要したことになる。

[0036] すなわち、これら ATa, ATbがそれぞれ地区 A, Bの流達時間となり、この流達時間により雨量データ 71, 72と不明水量データ 75との時間差を補正することにより、両データが時間軸上で同期することになり、正確な相関値を算出できる。

なお、各地区の流達時間を予め測定しておくのではなぐ相関値の算出に用いる雨量データ 24と不明水量データ 23とから時間差 ΔΤを算出するようにしてもよい。例えば、雨量データ 24と不明水量データ 23のピーク（最大値）を見つけ、これらピークの時刻差を時間差 ΔΤとしてもよい。また、ピークに代えて雨量データ、不明水両データの開始点や終了点を用いてもよい。

[0037] このようにして、雨量データ 24と不明水量データ 23との間の時間差を補正して、両データ間の時間差を補正した後、これら両データ間の相関値を算出し (ステップ 131 )、一連の相関値算出処理を終了する。

時間差が補正された雨量データ 24と不明水量データ 23との間の相関値については、これらデータのうち所定の期間に含まれる各時系列データを用いて相関値が求められる。

[0038] このように、雨量データ 24と不明水量データ 23との間の時間差を補正して、両データの相関値を求めるようにしたので、各地区ごとに適切な相関値を得ることができる。また、雨水の流達時間を各地区ごとに予め用意しておき、対応する地区の流達時間を用いて両データの時間差を補正するようにしたので、比較的簡素な処理で両データの時間差を補正できる。

また、両データのピークの時刻差力得た時間差に基づき両データの時間差を補正してもよぐ各地区ごとに時間差を用意することなく両データの時間差を補正できる

[0039] [他の相関値算出処理]

次に、図 12を参照して、他の相関値算出処理について説明する。図 12は他の相関値算出処理を示すフローチャートである。

前述した相関値算出処理（図 8参照）では、雨量データ 24と不明水量データ 23との間の時間差を、予め当該地区に対応する時間差ゃ両データのピークの時刻差を用 V、て、両データの時間差を一括して補正する場合にっ、て説明した。

ここでは、雨量データ 24と不明水量データ 23との間の時間差を少しずつずらして、最も適切な相関値を得るようにして、る。

[0040] 図 13A—図 13Cは、図 12の相関値算出処理の具体例として、地区 Aの雨量データ、不明水流入量、およびこれらの相関値を示す説明図を示す。まず、不明水発生分布推定処理 12では、雨量データ 24と不明水量データ 23のうち所定の期間に含まれる各時系列データを用いて相関値を算出する (ステップ 140)。最初は、時刻 T11 力もの雨量データ 71と不明水量データ 75との相関値が得られる。この際、両データの時間差は補正されておらず、補正量はゼロである。

そして、両データの時間軸上における補正量が所定の上限値に達した力どうか判断する (ステップ 141)。

[0041] ここで、補正量が上限値に達していない場合は (ステップ 141： NO)、単位シフト時間 A tだけ両データ間の時間差を補正し (ステップ 142)、新たな相関値を求めるためステップ 140へ戻る。これ〖こより、時刻 T12までシフトされた雨量データ 71と不明水量データ 75との相関値が求められる。このようにして、補正量が上限値に達するまで、各補正量ごとに相関値を求める。

そして、ステップ 141において、補正量が上限値に Tmaxに達した場合は (ステップ

141 : YES)、それまでに得られた各相関値力最大相関値を選択し、当該地区における雨量データ 24と不明水量データ 23との間の相関値として出力し (ステップ 143)

、一連の相関値算出処理を終了する。

[0042] このように、雨量データ 24と不明水量データ 23との間の時間差を少しずつずらして相関値を算出し、その最大相関値を当該地区における相関値として算出するようにしたので、高精度で両データの相関値を算出できる。

なお、これら相関値算出処理では、実際に相関値を求める雨量データ 24と不明水量データ 23は、数時間分のデータを用いてもよぐ数日力も数週間、さらには数ケ月分データを用いてもよい。

[0043] 以上では、制御部 10の不明水算出手段 11を用いて、不明水発生分布の推定に用いる不明水量データ 23を算出する場合を例として説明したが、これに限定するものではなぐ他の装置、例えば下水量推定装置 4で算出された不明水量データを入手して用いるようにしてもよい。

また、制御部 10の不明水発生分布推定手段 12を下水量推定装置 4に設けてもよく

、下水処理場に流入する下水量および不明水に関する推定を一括して処理することができる。

[0044] なお、雨量データについては、雨量計測システム 2として気象庁のアメダスから 17K mごとに提供される雨量データを用いてもよぐレーダーアメダスから 2. 5Kmごとに提供される雨量データを用いてもよい。また地方自治体のレーダーアメダスから 250 mごとに提供される雨量データを用いてもょ、。

[0045] また、以上の実施の形態では、各地点の不明水発生要因情報として各地点での雨量を用いるとともに、各地点の不明水発生関数情報として各地点での雨量の時系列変化を示す雨量データ 24を用い、基点の不明水量関数情報として基点での不明水の時系列変化を示す不明水量データ 23を用いる場合を例として説明したが、これに限定されるものではない。

不明水発生要因情報として、上記雨量に加えて、各地区における日射量、土壌に対する雨の浸透量、雨の蒸発量など、不明水の発生量に関与する各種パラメータを用いてもよぐこれらパラメータを持つ関数力算出した時系列データを、上記雨量データ 24に代わる不明水発生関数情報として用いるようにしてもよい。また、不明水量関数情報すなわち不明水量データ 23として、当該基点における温度や湿度などの気象情報や基点での下水流量など、基点における不明水量に関与する各種パラメ一タカも算出した時系列データを用いてもょ、。

[0046] また、以上の実施の形態では、不明水発生関数情報と不明水量関数情報とのバターンマッチング分析として相関分析を用い、パターンマッチング分析で得られるパターンマッチ度 (比較結果)として相関値を用いる場合について説明したが、これに限定されるものではなぐパターンマッチング分析の処理方法やパターンマッチ度の算出方法については、他の公知の技術を用いてもよぐ前述と同様の作用効果が得られる。

産業上の利用可能性

[0047] 本発明にかかる不明水発生分布推定装置、方法、および記録媒体は、下水道に流れ込む不明水の発生分布を推定するのに好適であり、特に、生活排水と雨水を分けて処理する分流式の下水処理場または流入配管で不明水の発生分布を推定するのに適している。

Claims

請求の範囲

[1] 下水道に流入する不明水の発生分布を推定する各地区の不明水発生関数情報と

、これら各地区より下流に位置する基点の不明水量関数情報との比較結果に基づいて、前記各地区での不明水発生分布を出力する不明水発生分布推定手段を備え、前記不明水発生分布推定手段は、当該地区での雨量を含む当該地区の不明水発生要因情報力それぞれ生成された前記各地区の不明水発生関数情報について、前記基点での不明水量を含む前記不明水量関数情報とのパターンマッチング分析をそれぞれ行う第 1の処理手段と、これらパターンマッチング分析で得られた前記各地区のパターンマッチ度を前記各地区における不明水発生分布として出力する第

2の処理手段とを備えることを特徴とする不明水発生分布推定装置。

[2] 請求項 1に記載の不明水発生分布推定装置において、

前記不明水発生関数情報は、当該地区における雨量の時系列変化を示す雨量データを含み、前記不明水発生量関数情報は、前記基点における不明水量の時系列変化を示す不明水量データを含むことを特徴とする不明水発生分布推定装置。

[3] 請求項 2に記載の不明水発生分布推定装置において、

前記パターンマッチ度は、前記雨量データと前記不明水量データとの相関値からなることを特徴とする不明水発生分布推定装置。

[4] 請求項 3に記載の不明水発生分布推定装置において、

前記第 1の処理手段は、当該地区力前記基点まで不明水が流達するのに要する時間差を補正して前記相関値を算出することを特徴とする不明水発生分布推定装置。

[5] 請求項 3に記載の不明水発生分布推定装置において、

前記第 1の処理手段は、当該雨量データと不明水量データの時間位置を順次シフトさせてそれぞれ相関値を算出し、これら相関値のうち最大値を当該地区の相関値として選択することを特徴とする不明水発生分布推定装置。

[6] 請求項 3に記載の不明水発生分布推定装置において、

前記基点における下水量の時系列変化を示す下水量データと、前記基点における非降雨下での下水量の時系列変化を示す非降雨下水量データとの差から、前記不明水量データを算出する不明水算出手段をさらに備えることを特徴とする不明水発生分布推定装置。

[7] 請求項 1に記載の不明水発生分布推定装置において、

前記各地区のパターンマッチ度を用いて補間演算することにより前記各地区周辺におけるパターンマッチ度を補間情報として算出し、得られた補間情報を用いて前記不明水発生分布を示す等高線情報を出力する等高線情報算出手段をさらに備えることを特徴とする不明水発生分布推定装置。

[8] 下水道に流入する不明水の発生分布を推定する各地区の不明水発生関数情報と

、これら各地区より下流に位置する基点の不明水量関数情報との比較結果に基づいて、前記各地区での不明水発生分布を出力する不明水発生分布推定ステップを備え、

前記不明水発生分布推定ステップは、当該地区での雨量を含む当該地区の不明水発生要因情報からそれぞれ生成された前記各地区の不明水発生関数情報について、前記基点での不明水量を含む前記不明水量関数情報とのパターンマッチング分析をそれぞれ行う第 1のステップと、これらパターンマッチング分析で得られた前記各地区のパターンマッチ度を前記各地区における不明水発生分布として出力する第 2のステップとを備えることを特徴とする不明水発生分布推定方法。

[9] 請求項 8に記載の不明水発生分布推定方法において、

前記不明水発生関数情報は、当該地区における雨量の時系列変化を示す雨量データを含み、前記不明水発生量関数情報は、前記基点における不明水量の時系列変化を示す不明水量データを含むことを特徴とする不明水発生分布推定方法。

[10] 請求項 9に記載の不明水発生分布推定方法において、

前記第 1のステップで、前記パターンマッチ度として、前記雨量データと前記不明水量データとの相関値を用いることを特徴とする不明水発生分布推定方法。

[11] 請求項 10に記載の不明水発生分布推定方法において、

前記第 1のステップで、当該地区力前記基点まで不明水が流達するのに要する時間差を補正して前記相関値を算出することを特徴とする不明水発生分布推定方法。

[12] 請求項 10に記載の不明水発生分布推定方法において、

前記第 1のステップで、当該雨量データと不明水量データの時間位置を順次シフトさせてそれぞれ相関値を算出し、これら相関値のうち最大値を当該地区の相関値として選択することを特徴とする不明水発生分布推定方法。

[13] 請求項 10に記載の不明水発生分布推定方法において、

前記基点における下水量の時系列変化を示す下水量データと、前記基点における非降雨下での下水量の時系列変化を示す非降雨下水量データとの差から、前記不明水量データを算出する第 3のステップをさらに備えることを特徴とする不明水発生分布推定方法。

[14] 請求項 8に記載の不明水発生分布推定方法において、

前記各地区のパターンマッチ度を用いて補間演算することにより前記各地区周辺におけるパターンマッチ度を補間情報として算出し、得られた補間情報を用いて前記不明水発生分布を示す等高線情報を出力する第 4のステップをさらに備えることを特徴とする不明水発生分布推定方法。

[15] 下水道に流入する不明水の発生分布を推定する各地区の不明水発生関数情報と、これら各地区より下流に位置する基点の不明水量関数情報との比較結果に基づいて、前記各地区での不明水発生分布を出力する不明水発生分布推定装置のコンビユータで、

当該地区での雨量を含む当該地区の不明水発生要因情報からそれぞれ生成された前記各地区の不明水発生関数情報について、前記基点での不明水量を含む前記不明水量関数情報とのパターンマッチング分析をそれぞれ行う第 1のステップと、これらパターンマッチング分析で得られた前記各地区のパターンマッチ度を前記各地区における不明水発生分布として出力する第 2のステップとを実行させるためのプログラムが記録されて、ることを特徴とする記録媒体。

[16] 請求項 15に記載の記録媒体において、

前記プログラムは、前記不明水発生関数情報に、当該地区における雨量の時系列変化を示す雨量データを含み、前記不明水発生量関数情報に、前記基点における不明水量の時系列変化を示す不明水量データを含むことを特徴とする記録媒体。

[17] 請求項 16に記載の記録媒体において、

前記プログラムは、前記第 1のステップで、前記パターンマッチ度として、前記雨量データと前記不明水量データとの相関値を用いることを特徴とする記録媒体。

[18] 請求項 17に記載の記録媒体において、

前記プログラムは、前記第 1のステップで、当該地区力前記基点まで不明水が流達するのに要する時間差を補正して前記相関値を算出することを特徴とする記録媒体。

[19] 請求項 17に記載の記録媒体において、

前記プログラムは、前記第 1のステップで、当該雨量データと不明水量データの時間位置を順次シフトさせてそれぞれ相関値を算出し、これら相関値のうち最大値を当該地区の相関値として選択することを特徴とする記録媒体。

[20] 請求項 17に記載の記録媒体において、

前記プログラムは、前記基点における下水量の時系列変化を示す下水量データと、前記基点における非降雨下での下水量の時系列変化を示す非降雨下水量データとの差から、前記不明水量データを算出する第 3のステップをさらに実行させることを特徴とする記録媒体。

[21] 請求項 15に記載の記録媒体において、

前記プログラムは、前記各地区のパターンマッチ度を用いて補間演算することにより前記各地区周辺におけるパターンマッチ度を補間情報として算出し、得られた補間情報を用いて前記不明水発生分布を示す等高線情報を出力する第 4のステップをさらに実行させることを特徴とする記録媒体。