図面 (/)

技術 管路ネットワークの入替対象管路自動抽出システムならびにそのための入替対象管路自動抽出方法および入替対象管路自動抽出用プログラム

出願人 東京ガス・エンジニアリング株式会社
発明者 深見洋介
出願日 2004年11月29日 (14年7ヶ月経過) 出願番号 2004-344598
公開日 2006年6月15日 (13年1ヶ月経過) 公開番号 2006-155226
状態 特許登録済
技術分野 CAD
主要キーワード 計算圧力 延長データ 対象パイプ 圧力解析 保持済み 換算圧力 連続経路 二次基準
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2006年6月15日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (20)

課題

管路ネットワークにおける管新設にともなって圧力損失が大きくなる既設管路(入替対象管路)を、データベース上の管路単位(=複数の既設管からなるレコ−ド単位)ではなく、現実の管レベルの単位で効率的に抽出することを目的とする。

解決手段

データファイル1の、ガス管水道管などの既設管からなる管路ネットワーク2のデータベースに基づくコンピュータ解析処理を実行して、管新設にともなう各既設管路の圧力損失を算出する。次に、この管路圧力損失をそれぞれ基準長さあたりの比較用圧力損失PCに換算し、これと、所定の基準圧力損失PSとを比較して「PC≧PS」となる既設ガス管路を入替対象管路として特定する。また、この入替対象管路が所定数以上(複数)生じた場合には、「長さが短い」,「口径が小さい」,「上流管路」,「材質埋設年の古さ」などの管路項目データに基づいて入替対象をさらに絞り込んでいく。

概要

背景

従来、コンピュータ処理により、ガス管などの管網管路ネットワーク)の圧力分布および流量分布管網データに基づいて求めることが行われている。

この管網解析処理は、ループ構造部と(ループを含まない)木構造部とからなるガス管網上の当該木構造部については、ガス圧力を考慮することなく需要量から一意ガス流量を決定することができ、木構造部の根となっているノードの圧力さえ求まればそこから当該木構造部の末端に向かって順次各ノードの圧力を求めることができる、すなわちループ構造部と木構造部とを含む管網全体に対しての連立方程式解く必要はない、点に着目したものである。

ここでは、管網中の木構造部をその根となっているノードで代表させて管網全体を縮約し、この縮約後のネットワークを対象としたコンピュータ解析の実行により、大規模なガス管網に対しても十分な精度の管網解析結果が利用者サイドからみたときの実用時間内に得られるようにしている。
特開平08−021599号公報

概要

管路ネットワークにおける管新設にともなって圧力損失が大きくなる既設管路(入替対象管路)を、データベース上の管路単位(=複数の既設管からなるレコ−ド単位)ではなく、現実の管レベルの単位で効率的に抽出することを目的とする。データファイル1の、ガス管や水道管などの既設管からなる管路ネットワーク2のデータベースに基づくコンピュータ解析処理を実行して、管新設にともなう各既設管路の圧力損失を算出する。次に、この管路圧力損失をそれぞれ基準長さあたりの比較用圧力損失PCに換算し、これと、所定の基準圧力損失PSとを比較して「PC≧PS」となる既設ガス管路を入替対象管路として特定する。また、この入替対象管路が所定数以上(複数)生じた場合には、「長さが短い」,「口径が小さい」,「上流管路」,「材質埋設年の古さ」などの管路項目データに基づいて入替対象をさらに絞り込んでいく。

目的

すなわち、管新設にともなう既設管路の圧力損失変化を調べる場合の単位として、既設管路データベースにおける上述の管路単位を用いるのではなく、いわば現実に設置済みの例えば長さ4mの物理的な個々の管単位に(管路単位よりは)近いものを用いるようにし、これにより当該既設管路における圧力損失が大きくなる部分を現実の管レベルで効率的に抽出することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

流体が通る複数の既設管からなる管路ネットワークでの管路新設に基づく圧力低下を補償するため既設管の一部を入れ替える場合に、管路単位の少なくとも長さ,口径を含む管属性についての、データファイル格納済み既設管路データと、新たに指示される新設管路データとを用いたコンピュータのデ−タ処理により、この入替えの対象となる既設管路自動抽出するシステムにおいて、前記データファイルから取得した前記既設管路データおよび、指示に基づく前記新設管路データを保持する記憶手段と、前記記憶手段の前記既設管路データおよび前記新設管路データを用いた管路ネットワーク解析処理により、管路新設後の各既設管路の圧力損失を求める圧力解析手段と、前記圧力解析手段で得られる圧力損失および前記既設管路データ中の長さ要素の各データを用いた演算処理により、前記圧力損失を基準長さあたりの比較用圧力損失に換算する圧力換算手段と、前記圧力換算手段で得られる各既設管路の比較用圧力損失および、別途設定される基準圧力損失の各データを用いた比較処理により、当該基準圧力損失以上の当該比較用圧力損失を示す前記既設管路を入替対象管路として特定する管路抽出手段と、を備えたことを特徴とする管路ネットワークの入替対象管路自動抽出システム。

請求項2

前記管路抽出手段は、前記基準圧力損失以上の前記比較用圧力損失を示す前記既設管路が複数存在する場合には、それぞれの管路属性のデ−タに基づいて当該既設管路から入替対象管路を絞り込む、ことを特徴とする請求項1記載の管路ネットワークの入替対象管路自動抽出システム。

請求項3

流体が通る複数の既設管からなる管路ネットワークでの管路の新設に基づく圧力低下を補償するため既設管の一部を入れ替える場合に、管路単位の少なくとも長さ,口径を含む管属性についての、データファイルに格納済みの既設管路データと、新たに指示される新設管路データとを用いたコンピュータのデ−タ処理により、この入替えの対象となる既設管路を自動抽出する方法において、圧力解析手段により、前記データファイルの前記既設管路データおよび、指示に基づく前記新設管路データを用いた管路ネットワーク解析処理を実行して、管路新設後の各既設管路の圧力損失を求め、圧力換算手段により、前記圧力損失および、前記既設管路データ中の長さ要素の各データを用いた演算処理を実行して、当該圧力損失を基準長さあたりの比較用圧力損失に換算し、管路抽出手段により、各既設管路の前記比較用圧力損失および、別途設定される基準圧力損失の各データを用いた演算処理を実行して、当該基準圧力損失以上の当該比較用圧力損失を示す前記既設管路を入替対象管路として特定する、ことを特徴とする管路ネットワークの入替対象管路自動抽出方法。

請求項4

前記管路抽出手段は、前記基準圧力損失以上の前記比較用圧力損失を示す前記既設管路が複数存在する場合には、それぞれの管路属性のデ−タに基づいて当該既設管路から入替対象管路を絞り込む、ことを特徴とする請求項3記載の管路ネットワークの入替対象管路自動抽出方法。

請求項5

流体が通る複数の既設管からなる管路ネットワークでの管路の新設に基づく圧力低下を補償するため既設管の一部を入れ替える場合に、管路単位の少なくとも長さ,口径を含む管属性についての、データファイルに格納済みの既設管路データと、新たに指示される新設管路データとに基づくコンピュータ処理により、この入替えの対象となる既設管路を自動抽出するためのプログラムであって、前記データファイルの前記既設管路データおよび、指示に基づく前記新設管路データを用いて、管路新設後の各既設管路の圧力損失を求める管路ネットワーク解析を実行する処理と、前記圧力損失および、前記既設管路データ中の長さ要素の各データを用いて、当該圧力損失を基準長さあたりの比較用圧力損失に換算する処理と、各既設管路の前記比較用圧力損失および、別途設定される基準圧力損失の各データを用いて、当該基準圧力損失以上の当該比較用圧力損失を示す前記既設管路を入替対象管路として特定する処理とを、コンピュータに実行させることを特徴とする管路ネットワークの入替対象管路自動抽出用プログラム。

請求項6

記入替対象管路を特定する処理は、前記基準圧力損失以上の前記比較用圧力損失を示す前記既設管路が複数存在する場合には、それぞれの管路属性のデ−タに基づいて当該既設管路から入替対象管路を絞り込む処理をともなうものである、ことを特徴とする請求項5記載の管路ネットワークの入替対象管路自動抽出用プログラム。

技術分野

0001

本発明は、流体用既設管ガス管水道管など)からなる管路ネットワークにおいて、需要増加などに対応して管路新設することにより生じる既設管路の圧力低下を補償するためその一部を入れ替えるときの、入替対象管路の自動抽出に関する。

0002

この自動抽出処理は、既設管路のそれぞれや新設管路の各管路単位の長さ,口径やそこでの圧力,流量などを示す管路データからなるデータベースを用いたコンピュータ処理により実行される。

0003

なお、管路データは、現実の個々の既設管(例えば長さ4mのガス管)からなる管網における、例えばそれぞれの口径,材質や設置年が同一の複数の管を任意の連続範囲でまとめた経路(=管路)ごとのレコ−ドデータになっている。この長さ4mはあくまで本明細書において便宜的に用いる数値にすぎない。

0004

したがってレコ−ド単位の各管路の長さは、個々の既設管単体自体の長さよりも大きな種々の値(60m,100mなど)となる。

0005

一般に、既存の管路ネットワークにガス管などを新設すると、既設の各管路におけるそれまでの流量が変化し、それぞれの圧力損失(=各管路の起点圧力と終点圧力との差)も変動してしまう。

0006

そのため、ガス管などの新設後の管路ネットワークにおける各既設管路の圧力損失をコンピュータによる管路網解析処理で求め、当該圧力損失が大きな管路部分については新たな管と入れ替えることを検討しなければならない。

0007

また、この入替えに際しては、データベース上でのまとまりにすぎない管路よりも、実際の設置単位である個々の管を基準にしてその入れ替えを検討するのが望ましく、本発明はこのような要請応えるものである。

背景技術

0008

従来、コンピュータ処理により、ガス管などの管網(管路ネットワーク)の圧力分布および流量分布管網データに基づいて求めることが行われている。

0009

この管網解析処理は、ループ構造部と(ループを含まない)木構造部とからなるガス管網上の当該木構造部については、ガス圧力を考慮することなく需要量から一意ガス流量を決定することができ、木構造部の根となっているノードの圧力さえ求まればそこから当該木構造部の末端に向かって順次各ノードの圧力を求めることができる、すなわちループ構造部と木構造部とを含む管網全体に対しての連立方程式解く必要はない、点に着目したものである。

0010

ここでは、管網中の木構造部をその根となっているノードで代表させて管網全体を縮約し、この縮約後のネットワークを対象としたコンピュータ解析の実行により、大規模なガス管網に対しても十分な精度の管網解析結果が利用者サイドからみたときの実用時間内に得られるようにしている。
特開平08−021599号公報

発明が解決しようとする課題

0011

このような従来のコンピュータによる管網解析は、例えば管路や整圧機などの水道,ガス輸送施設の新増設計画に際して、その設計段階で管網上の圧力分布や流量分布を把握することなどを対象としている。

0012

この解析手法は、各管路の流量や各ノードの圧力などを算出するものの、上述したようにガス管などの新設後の管路ネットワークにおける既設管路の圧力損失変化にともなう実効的な入替対象管路を決定するといったことまでを対象とするものではない。

0013

本発明では、ガス管や水道管などの既設管からなる管路ネットワークのコンピュータ解析処理により、管新設にともなう各既設管路の圧力損失を算出してからこれを基準長さあたりのデータに変換し、この変換後の圧力損失データに基づいて入替対象管路を抽出するようにしている。

0014

すなわち、管新設にともなう既設管路の圧力損失変化を調べる場合の単位として、既設管路データベースにおける上述の管路単位を用いるのではなく、いわば現実に設置済みの例えば長さ4mの物理的な個々の管単位に(管路単位よりは)近いものを用いるようにし、これにより当該既設管路における圧力損失が大きくなる部分を現実の管レベルで効率的に抽出することを目的とする。

0015

例えていえば、25個の管からなる長さ100mの管路Aの圧力損失が0.12kpaで、これとは別の4個の管からなる長さ16mの管路Bの圧力損失が0.03kpaの場合に、管路データベースからいわば直接的に求まるこれらの一次データ(圧力損失)に基づき管路Aを入替対象部分として抽出する代わりに、この一次データを管単位相当の二次データ換算した上でその圧力損失値が大きな値となる管路Bを入替対象部分として抽出するようにしたものである。ここでの管単位の圧力損失は、管路Aでは0.0048kpa(=0.12/25)となり、管路Bでは0.0075kpa(=0.03/4)となる。

課題を解決するための手段

0016

本発明は、以上の課題を次のようにして解決する。
(1)流体が通る複数の既設管からなる管路ネットワークでの管路の新設に基づく圧力低下を補償するため既設管の一部を入れ替える場合に、管路単位の少なくとも長さ,口径を含む管属性についての、データファイル(例えば後述のデータファイル1)に格納済みの既設管路データと、新たに指示される新設管路データとを用いたコンピュータのデ−タ処理により、この入替えの対象となる既設管路を自動抽出するシステムにおいて、
前記データファイルから取得した前記既設管路データおよび、指示に基づく前記新設管路データを保持する記憶手段(例えば後述のメモリ4)と、
前記記憶手段の前記既設管路データおよび前記新設管路データを用いた管路ネットワーク解析処理により、管路新設後の各既設管路の圧力損失を求める圧力解析手段(例えば後述の圧力解析部5a)と、
前記圧力解析手段で得られる圧力損失および前記既設管路データ中の長さ要素の各データを用いた演算処理により、前記圧力損失を基準長さあたりの比較用圧力損失(例えば後述のPC)に換算する圧力換算手段(例えば後述の圧力換算部5b)と、
前記圧力換算手段で得られる各既設管路の比較用圧力損失および、別途設定される基準圧力損失(例えば後述のPS)の各データを用いた比較処理により、当該基準圧力損失以上の当該比較用圧力損失を示す前記既設管路を入替対象管路として特定する管路抽出手段(例えば後述のガス管路抽出部)と、を備える。
(2)上記(1)の前記管路抽出手段として、前記基準圧力損失以上の前記比較用圧力損失を示す前記既設管路が複数存在する場合には、それぞれの管路属性のデ−タに基づいて当該既設管路から入替対象管路を絞り込むものを用いる。
(3)流体が通る複数の既設管からなる管路ネットワークでの管路の新設に基づく圧力低下を補償するため既設管の一部を入れ替える場合に、管路単位の少なくとも長さ,口径を含む管属性についての、データファイル(例えば後述のデータファイル1)に格納済みの既設管路データと、新たに指示される新設管路データとを用いたコンピュータのデ−タ処理により、この入替えの対象となる既設管路を自動抽出する方法において、
圧力解析手段(例えば後述の圧力解析部5a)により、前記データファイルの前記既設管路データおよび、指示に基づく前記新設管路データを用いた管路ネットワーク解析処理を実行して、管路新設後の各既設管路の圧力損失を求め、
圧力換算手段(例えば後述の圧力換算部5b)により、前記圧力損失および、前記既設管路データ中の長さ要素の各データを用いた演算処理を実行して、当該圧力損失を基準長さあたりの比較用圧力損失(例えば後述のPC)に換算し、
管路抽出手段(例えば後述のガス管路抽出部)により、各既設管路の前記比較用圧力損失および、別途設定される基準圧力損失(例えば後述のPS)の各データを用いた演算処理を実行して、当該基準圧力損失以上の当該比較用圧力損失を示す前記既設管路を入替対象管路として特定する。
(4)上記(3)の前記管路抽出手段において、前記基準圧力損失以上の前記比較用圧力損失を示す前記既設管路が複数存在する場合には、それぞれの管路属性のデ−タに基づいて当該既設管路から入替対象管路を絞り込む。

0017

本発明は、このような構成からなる、管路ネットワークの入替対象管路自動抽出システムおよび入替対象管路自動抽出方法を対象とし、さらには上述の各管路の圧力損失および比較用圧力損失の算出処理や、この比較用圧力損失に基づく入替対象管路の抽出処理をコンピュータに実行させるためのプログラムも対象にしている。

発明の効果

0018

本発明は、管新設にともなう既設管路の圧力損失変化を調べる場合の単位として、既設管路データベースにおける管路単位を用いるのではなく、いわば現実に設置済みの個々の物理的な例えば4mの管単位に近いものを用いるようにしているので、管新設により既設管路の圧力損失が大きくなる部分を現実の管レベルで効率的に抽出することができる。

発明を実施するための最良の形態

0019

図1乃至図21を用いて本発明の実施の形態を説明する。

0020

なお、上述のように、本発明はガス管や水道管などの流体用の既設管からなる任意の管路ネットワークを対象とするが、以下の記載では、説明の便宜上、ガス管の管路ネットワークを前提とする。水道管の場合は以下の圧力を水圧とみなせばよい。

0021

図1乃至図21において、
図1は、入替対象ガス管路抽出システム概要を示し、
図2は、パイプ(ガス管路)およびそれぞれの両端ノード始点ノードおよび終点ノード)からなる既設の現ネットワークの概要を示し、
図3は、図2の現ネットワークのパイプP1〜P33の口径および延長(長さ)を示し、
図4は、このパイプP1〜P33の材質および埋設年を示し、
図5は、図2の現ネットワークをハーディクロス法により解析した後の各ノードの圧力を示し、
図6は、同じく解析後の各パイプの流量を示し、
図7は、図2の現ネットワークのノードデータリストを示し、
図8は、図2の現ネットワークのパイプデータリストを示し、
図9は、図2の現ネットワークにパイプ(ガス管路)の新設部分を反映させた拡大ネットワークを示し、
図10は、図9の拡大ネットワークをハーディ・クロス法により解析した後の各ノードの圧力を示し、
図11は、同じく解析後の各パイプの流量を示し、
図12は、図9の拡大ネットワークのノードデータリストを示し、
図13は、図9の拡大ネットワークのパイプデータリストを示し、
図14は、図13のパイプデータリストの各パイプの始点圧力および終点圧力の単純差圧および、当該単純差圧を基準長さ(ここでは100m)あたりになおした換算差圧の各データを示し、
図15は、入替後ネットワークの解析結果(ノード圧力)を示し、
図16は、入替後ネットワークの解析結果(パイプ流量)を示し、
図17は、入替後ネットワークのノードデータリストを示し、
図18は、入替後ネットワークのパイプデータリストを示し、
図19は、図9の拡大ネットワークの入替対象パイプ(P10,P32,P33)を抽出するときの処理手順を示し、
図20は、入替対象パイプ抽出後の図17および図18データリストを作成するときの処理手順を示し、
図21は、使用するハ−ドウェアの構成例を示している。

0022

これらの図において、
1は後述の現ネットワークや入替後ネットワークのガス管路のデータベースなどを格納したデータファイル(例えば図7,8,17,18参照),
2は簡単化した形のガス管路ネットワーク(例えば図2の現ネットワーク),
3はガス管路データベースに対するデータ出力指示,当該出力データなどに基づくガス管路ネットワーク2の解析実行指示および、新設ガス管データや各ガス管ノードでの需要量データ入力処理などを、利用者が行うための入力装置キーボードマウスなど),
4はガス管路ネットワーク2の解析に用いるガス管路データや、解析結果データなどを保持するメモリ,
5はガス管路データベースや、例えばオペレータが作成(入力)する需要量データ,新設ガス管路データなどに基づくガス管路ネットワーク2の解析処理を実行して、ガス管新設にともなう基準長さあたりの圧力損失が大きい既設ガス管路を入替対象として抽出するデータ処理装置,5aは圧力解析部(ネットワーク解析部),5bは圧力換算部,5cはガス管路抽出部,
6はガス管路ネットワーク2やその解析結果(入替対象のガス管路,後述の入替後ネットワークの解析結果)などを画面表示する表示手段,
をそれぞれ示している。

0023

なお、データ処理装置5はガス管路ネットワーク2の解析途中データなどを保持するためのワーク領域(図示省略)を備えている。

0024

ここでの基本的特徴は、データ処理装置5における入替対象ガス管路の抽出基準として、ガス管新設にともなう各管路単位の圧力損失自体ではなく、この各管路単位の圧力損失を基準長さあたりになおした換算圧力損実を用いていることである。

0025

この基準長さあたりの換算圧力損実は、各ガス管路の構成要素である個々のガス管単位の圧力損失に(管路単位の圧力よりも)近い。

0026

そのため、ガス管網をコンピュータ解析する上で有効な管路に代えて、現実に設置済みの個々のガス管を対象とした入替部分を効率的に抽出することができる。

0027

なお、ガス管路は、上述のように同一性状の複数のガス管(例えば口径,材質,設置年などが同一のガス管)をまとめた連続経路であり、ガス管網のデータベース化に際しての基本単位となっている。

0028

この基本単位はガス管路ネットワーク2を構成する各パイプに相当し、当該パイプのそれぞれはその両端のノード(丸印)によって特定される(図5参照)。

0029

ここで、ガス管の新設にともなうデータ処理装置5における入替対象ガス管の抽出手順は次のようになっている。
(1)圧力解析部5aで、既設のガス管路データベースと利用者の入力データ(新設ガス管路データなど)とを用いて例えば後述のハーディ・クロス法の演算処理を実行することにより、新設ガス管付加後の管路網(=例えば図9の拡大ネットワーク)におけるガス供給状態を解析して各既設ガス管路(パイプ)の圧力損失を算出する。
(2)この各既設ガス管路の圧力損失を基準長さ(例えば100m)あたりの比較用圧力損失PCに換算する。
(3)この比較用圧力損失PCが基準圧力損失PS以上の値となるガス管路(を構成する各ガス管)を入替対象ガス管として抽出する。なお、基準圧力損失PSは利用者が入力装置3からあらかじめ指示するか、または入替対象ガス管抽出プログラム記述することにより設定される。

0030

図2は、パイプ(ガス管路)およびそれぞれの両端ノード(始点ノードおよび終点ノード)からなる既設の現ネットワークの概要を示す説明図であり、P1〜P33はパイプ,N1〜N25は当該各パイプのノードをそれぞれ示している。なお、ノードN1は供給ノードである。

0031

ここで、パイプとノードとの関係は図2で示すように、
・パイプP1のノードは始点ノードN1および終点ノードN2
・パイプP2のノードは始点ノードN2および終点ノードN10
・パイプP3のノードは始点ノードN4および終点ノードN7
・パイプP4のノードは始点ノードN5および終点ノードN6
・パイプP5のノードは始点ノードN6および終点ノードN13
・パイプP6のノードは始点ノードN3および終点ノードN4
・パイプP7のノードは始点ノードN7および終点ノードN21
・パイプP8のノードは始点ノードN8および終点ノードN3
・パイプP9のノードは始点ノードN7および終点ノードN22
・パイプP10のノードは始点ノードN8および終点ノードN25
・パイプP11のノードは始点ノードN9および終点ノードN2
・パイプP12のノードは始点ノードN10および終点ノードN3
・パイプP13のノードは始点ノードN11および終点ノードN9
・パイプP14のノードは始点ノードN10および終点ノードN11
・パイプP15のノードは始点ノードN12および終点ノードN11
・パイプP10のノードは始点ノードN8および終点ノードN25
・パイプP11のノードは始点ノードN9および終点ノードN2
・パイプP12のノードは始点ノードN10および終点ノードN3
・パイプP13のノードは始点ノードN11および終点ノードN9
・パイプP14のノードは始点ノードN10および終点ノードN11
・パイプP15のノードは始点ノードN12および終点ノードN11
・パイプP16のノードは始点ノードN13および終点ノードN20
・パイプP17のノードは始点ノードN14および終点ノードN17
・パイプP18のノードは始点ノードN12および終点ノードN19
・パイプP19のノードは始点ノードN15および終点ノードN13
・パイプP20のノードは始点ノードN13および終点ノードN16
・パイプP21のノードは始点ノードN16および終点ノードN14
・パイプP22のノードは始点ノードN17および終点ノードN5
・パイプP23のノードは始点ノードN16および終点ノードN18
・パイプP24のノードは始点ノードN18および終点ノードN17
・パイプP25のノードは始点ノードN19および終点ノードN15
・パイプP26のノードは始点ノードN20および終点ノードN8
・パイプP27のノードは始点ノードN21および終点ノードN14
・パイプP28のノードは始点ノードN19および終点ノードN20
・パイプP29のノードは始点ノードN20および終点ノードN21
・パイプP30のノードは始点ノードN22および終点ノードN8
・パイプP31のノードは始点ノードN9および終点ノードN23
・パイプP32のノードは始点ノードN12および終点ノードN24
・パイプP33のノードは始点ノードN24および終点ノードN25
にそれぞれ設定されている。

0032

図3は現ネットワーク(図2)のパイプP1〜P33の口径および延長(長さ)を示し、図4は当該パイプそれぞれの材質および埋設年を示している。これらの各データはデータファイル1に保持済みである。

0033

図5材質表示において、
・TMはTM型ダクタイル鋳鉄管
・DGはG型ダクタイル鋳鉄管
・KSは亜鉛メッキ鋼管
・PEはポリエチレン管
・KPはPLP鋼管
をそれぞれ示している。この中ではポリエチレン管が最新のものである。

0034

コンピュータによる図2のネットワーク解析では、各パイプの口径,延長,接続状況および、需要量分に基づいて、ガスの流れの連続条件や圧力の均衡条件を満足するような繰り返し計算により、各ノードのガス圧力や各パイプの流量を算出する。

0035

ガス流の連続条件とは各ノードでの流入ガス量流出ガス量相等しいということであり、また、圧力の均衡条件とは各ループを1回りしたときの圧力降下の和が「0」になることである。

0036

このネットワーク解析は、流れの連続条件に基づいて流量を仮定し、その計算圧力矛盾が生じれば先の仮定流量を修正してまた圧力を計算するという作業を繰り返して実行する。この場合の手法としては、1936年にイリノイ大学のハーディ・クロス教授により発表されたハーディ・クロス法を用いる。

0037

いずれにしても、このようなネットワーク解析の手法は周知の事項であり、例えば「本支管指針(設計編)JAS指−201−85,社団法人日本ガス協会,昭和60年11月25日発行,20〜22頁」に示されている。

0038

また、各パイプの流量計算式も同書16〜19頁に記されており、このネットワーク解析では次の式を用いた。

0039

0040

図5図2の現ネットワークをハーディ・クロス法により解析した後の各ノードの圧力を示し、図6は同じく解析後の各パイプの流量を示している。

0041

図7図2の現ネットワークのノードデータリストを示し、図8図2の現ネットワークのパイプデータリストを示している。

0042

図7および図8のデータリストは、データファイル1にもともと保持されていた(または利用者が入力した)ノードの需要量やパイプの始点・終点ノード,口径,延長,容積,材質,埋設年などの各データと、ネットワーク解析により求めた始点・終点ノード圧力,パイプ流量からなっている。このネットワーク解析後のデータリストもデータファイル1に保持される。

0043

図7および図8において、例えば、
・ノードN2のレコ−ドは「圧力2.25kpa,需要量(需要流量)4.13m3/h」であり、
・ノードN25のレコ−ドは「圧力2.10kpa,需要量(需要流量)0.56m3/h」であり、
・パイプP1のレコ−ドは「始点ノードN1,終点ノードN2,始点ノード圧力2.26kpa,終点ノード圧力2.25kpa,流量240.00m3/h,口径200mm,延長60m,容積1.995m3,材質TM,埋設年1984」であり、
・パイプP8のレコ−ドは「始点ノードN8,終点ノードN3,始点ノード圧力2.07kpa,終点ノード圧力2.16kpa,流量107.08m3/h,口径100mm,延長60m,容積0.513m3.材質TM,埋設年1984」である。

0044

なお、例えばパイプP8のように始点ノード圧力よりも終点ノード圧力が大きくなっているパイプでは、その中を、終点ノードN3から始点ノードN8の方へとガスが流れることになる。上述のように、各パイプの二つのノードについての始点・終点はあくまで当該二つのノードをデータ処理の際に識別できるように、任意に決めたものにすぎない。

0045

また、図7および図8の各データは上述のガス流の連続条件および、圧力の均衡条件を満足している。このことは、後述のネットワーク解析データのそれぞれの場合にも勿論あてはまる

0046

ガス流の連続条件についてみれば、例えばノードN2へのガス流入量であるパイプP1の流量(240)の値と、ノードN2からのガス流出量である需要量(4.13),パイプP2の流量(160.75)およびパイプP11の流量(75.12)の合計値が一致する。

0047

同じく圧力の均衡条件についてみれば、例えばパイプ〔P6−P3−P9−P30−P8〕の閉ループにおける圧力変化の合計値は「(2.16−2.06)+(2.06−2.05)+(2.05−2.06)+(2.06−2.07)+(2.07−2.16)=0」となっている。

0048

図9は、図2の現ネットワークにパイプ(ガス管路)の新設部分を反映させた拡大ネットワークを示す説明図である。ここでは現ネットワークのノードN14に口径75mmのPE管を新たに設け、その需要量(需要流量)を25.00m3/hとしている。

0049

利用者は、当該PE管のパイプ番号,口径,延長,材質,埋設年などのパイプデータおよび、当該PE管の新たなノードの番号,(当該ノードでの)需要量などのノードデータを入力する(図12,13のノードデータ,パイプデータ参照)。

0050

なお、パイプ番号やノード番号プログラム処理により付与してもよい。パイプの容積はその口径データおよび延長データに基づいて自動算出される。

0051

図10は、図9の拡大ネットワークをハーディ・クロス法により解析した後の各ノードの圧力を示し、図11は同じく解析後の各パイプの流量を示している。

0052

図12は、図9の拡大ネットワークのノードデータリストを示し、図13はこの拡大ネットワークのパイプデータリストを示している。

0053

図12および図13の各データリストは、図7および図8のそれと同一の各フィールドからなり、形式的にはノードN26のノードレコ−ドおよびパイプP34のパイプレコ−ドを追加した内容になっている。

0054

このデータリスト中のノード圧力およびパイプ流量の各フィールドデータは勿論、図9の拡大ネットワークに対する新たなプログラム解析により求めたデータである。図12および図13のデータリストをデータファイル1に保持してもよい。

0055

図12および図13において、例えば、
・ノードN26のレコ−ドは「圧力1.74kpa,需要量25.00m3/h」であり、
・パイプP34のレコ−ドは「始点ノードN14,終点ノードN26,始点ノード圧力1.76kpa,終点ノード圧力1.74kpa,流量25.00m3/h,口径75mm,延長20m,容積0.081m3,材質PE,埋設年2004」である。

0056

なお、ノードN8,N12,N13,N24およびN25の需要量の値が図7のそれと異なっているが、この点に特別の意味はない。

0057

図14は、図13のパイプデータリストの各パイプの始点圧力および終点圧力の単純差圧および、当該単純差圧を基準長さ(ここでは100m)あたりになおした換算差圧の各データを示している。

0058

本発明では、この換算差圧が所定値(例えば0.15kpa)以上のパイプを入替対象パイプの候補として選択する。

0059

図14のパイプ中、この入替対象候補に該当するのはP8,P10.P18,P32,P33の各パイプである。

0060

なお、これまでのように、単純差圧が所定値(例えば0.06kpa)以上のパイプということで抽出すれば、P2,P6.P7,P8,P16,P18.P20,P25,P26,P27.P33の各パイプが入替対象候補となる。

0061

換算差圧に基づいて選択したパイプP8,P10.P18,P32,P33の中から、ここではさらに延長が所定値(例えば40m)以下という二次基準により、P10,P32,P33の各パイプを抽出している。

0062

ここで二次基準としてパイプの延長(長さ)を用いるのは、パイプ入替工事コスト削減を図るためである。

0063

図15および図16は、この入替対象パイプP10,P32,P33の部分をそれぞれ口径100mmのPEガス管で入れ替えた後のネットワークに対するコンピュータ解析結果を示す説明図である。図15は各ノードの圧力を示し、図16は各パイプの流量を示している。

0064

図17および図18は、この入替後ネットワークのノードデータリストおよびパイプデータリストをそれぞれ示している。

0065

これらのデータリストはそれぞれ、図12および図13と同一の各フィールドを持つレコードからなるものであって、データファイル1に保持される。

0066

図19は、図9の拡大ネットワークの入替対象パイプを抽出するときの処理手順を示す説明図であり、その内容は次のようになっている。なお、実行主体はデータ処理装置5や後述のCPU12などである。

0067

(s11)データファイル1,後述の外部記憶装置14またはメモリ4,後述の内部記憶装置13から図2の現ネットワークのノードデータリストおよびパイプデータリスト(図7図8参照)を読み出してワーク領域に保持する。
(s12)現ネットワークを画面表示する。
(s13)図9の新設パイプP34についてオペレータが入力したフィールドデータ(パイプ番号,始点ノード番号,終点ノード番号,口径,容積,材質,埋設年,需要量など)をステップ(s11)の各データリストにポインタなどで追加する。
(s14)この追加後の拡大データリストにおける特定フィールドデータ(=ノード圧力およびパイプ流量の項目を除くデータ)を用いたネットワーク解析(ハーディ・クロス法)により、図9の拡大ネットワークの各ノード圧力(始点圧力,終点圧力)および各パイプ流量を演算する。すなわち図12および図13の各データリストの算出対象フィールドのデータを求める。
(s15)図13のパイプデータリストの各パイプについてその始点圧力と終点圧力との単純差圧(差分)を算出する。
(s16)この単純差圧を基準長さあたりの換算差圧(図14参照)に変換する。基準長さは任意の値でよく、ここでは100mとしている。
(s17)この換算差圧が所定値(例えば0.15kpa)以上のパイプが存在するかどうかを判断して、「YES」の場合は次のステップに進み、「NO」の場合はステップ(s20)に進む。
(s18)すべての該当パイプ(換算差圧が例えば0.15kpa以上のパイプ)を特定してそれが複数個であるかどうかを判断して「YES」の場合は次のステップに進み、「NO」の場合はステップ(s21)に進む。なお、ここでの判断基準を「n個以上(nは3以上の整数)」にしてもよい。
(s19)この該当パイプの中に延長が所定値以下(例えば40m以下)のものが存在するかどうかを判断して、「YES」の場合はステップ(s22)に進み、「NO」の場合はステップ(s21)に進む。
(s20)0.15kpa以上の換算差圧を呈するパイプが存在しない旨を画面表示して、一連の処理を終える。
(s21)ステップ(s18)で特定される該当パイプの拡大ネットワークにおける位置を画面上で強調表示するとともに、そのパイプの換算差圧,延長,口径,材質,埋設年などのパイプデータを画面表示して、一連の処理を終える。
(s22)延長が例えば40m以下の該当パイプをすべて特定し、それぞれの拡大ネットワークにおける位置を画面上で強調表示するとともに、そのパイプの換算差圧,延長,口径,材質,埋設年などのパイプデータを画面表示して、一連の処理を終える。

0068

なお、ステップ(s19)における入替対象パイプのさらなる絞込み要素として、延長の代わりに口径,上流側,材質,埋設年などのデータを用いるようにしてもよい。

0069

また、これらのデータ項目に対する優先順位にしたがって入替対象パイプを絞り込んでいく、例えば図9の拡大ネットワークで換算差圧が0.15kpa以上の各パイプに対し、
(1)延長が短いパイプを優先
(2)延長が同一レベル(例えば数mの差)なら口径が小さいパイプを優先
(3)同一口径なら上流パイプを優先または、材質や埋設年からみて古いパイプを優先
といったルールに基づき、入替対象パイプを絞り込むようにしてもよい。

0070

ステップ(s21)および(s22)において、特定パイプ以外のパイプデータも(この特定パイプのパイプデータと)区別できる形で同様の表示を行なってもよい。

0071

図20は、入替対象パイプ(P10,P32,P33)抽出後の図17および図18のデータリストを作成するときの処理手順を示す説明図であり、その内容は次のようになっている。なお、図12および図13のノードデータリストおよびパイプデータリストはワーク領域に保持されているものとする。実行主体はデータ処理装置5や後述のCPU12,入出力インタフェース16などである。

0072

(s31)入替対象パイプP10,P32,P33の口径,材質,埋設年の各フィールドデータをそれぞれ、オペレータの入力データ「100」,「PE」,「2004」で更新する。
(s32)パイプP10,P32,P33の容積を口径および延長の各フィールドデータから算出して、この算出値で当該パイプそれぞれの容積データを更新する。
(s33)更新後のパイプデータリストおよび、ノードデータリストを用いたネットワーク解析(ハーディ・クロス法)により、パイプP1〜P34それぞれの始点圧力,終点圧力とパイプ流量とを算出して、この算出値で当該パイプそれぞれの対応フィールドデータを更新する。

0073

図21は、本発明において使用するハ−ドウェアの構成例を示す説明図であり、11はマウスやキーボードなどからなる入力装置、12はプログラムの走行によりネットワーク解析(ハーディ・クロス法)や図19図20の処理などを実行するCPU、13は各種データを保持する内部記憶装置(メモリ)、14はネットワーク解析処理,入替パイプ抽出処理,ノード・パイプデータリスト作成処理などを実行するプログラムやガス管路データベース(ノードデータリスト,パイプデータリスト)などを格納する外部記憶装置、15は各種表示手段やプリンタなどの出力装置、16はCPUに対する入出力インタフェースをそれぞれ示している。

0074

以上の処理プログラムを格納する記録媒体としては、
プログラム提供者側のデータベース(DASDなどの回線先メモリ)
・各種形式の可搬型記録媒体
・コンピュータ本体部側のRAMやハードディスク
などのいずれでもよい。当該プログラムはコンピュータ本体部にローディングされてその主メモリ上で実行される。

図面の簡単な説明

0075

入替対象ガス管路抽出システムの概要を示す説明図である。
パイプ(ガス管路)およびそれぞれの両端ノード(始点ノードおよび終点ノード)からなる既設の現ネットワークの概要を示す説明図である。
図2のパイプP1〜P33の口径および延長(長さ)を示す説明図である。
図2のパイプP1〜P33の材質および埋設年を示す説明図である。
図2の現ネットワークをハーディ・クロス法により解析した後の各ノードの圧力を示す説明図である。
図2の現ネットワークをハーディ・クロス法により解析した後の各パイプの流量を示す説明図である。
図2の現ネットワークのノードデータリストを示す説明図である。
図2の現ネットワークのパイプデータリストを示す説明図である。
図2の現ネットワークにパイプ(ガス管路)の新設部分を反映させた拡大ネットワークを示す説明図である。
図9の拡大ネットワークをハーディ・クロス法により解析した後の各ノードの圧力を示す説明図である。
図9の拡大ネットワークをハーディ・クロス法により解析した後の各パイプの流量を示す説明図である。
図9の拡大ネットワークのノードデータリストを示す説明図である。
図9の拡大ネットワークのパイプデータリストを示す説明図である。
図13のパイプデータリストの各パイプの始点圧力および終点圧力の単純差圧および、当該単純差圧を基準長さ(ここでは100m)あたりになおした換算差圧を示す説明図である。
入替後ネットワークの解析結果(ノード圧力)を示す説明図である。
入替後ネットワークの解析結果(パイプ流量)を示す説明図である。
入替後ネットワークのノードデータリストを示す説明図である。
入替後ネットワークのパイプデータリストを示す説明図である。
図9の拡大ネットワークの入替対象パイプ(P10,P32,P33)を抽出するときの処理手順を示す説明図である。
入替対象パイプ抽出後の図17および図18のデータリストを作成するときの処理手順を示す説明図である。
使用するハ−ドウェアの構成例を示す説明図である。

符号の説明

0076

1:データファイル
2:ガス管路ネットワーク
3:入力装置
4:メモリ
5:データ処理装置
5a:圧力解析部(ネットワーク解析部)
5b:圧力換算部
5c:ガス管路抽出部
6:表示手段
11:入力装置
12:CPU
13:内部記憶装置(メモリ)
14:外部記憶装置
15:出力装置
16:入出力インタフェース

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • JFEスチール株式会社の「 積層複合部材の形状最適化解析方法及び装置」が 公開されました。( 2019/05/16)

    【課題】車体の一部に積層複合部材を用いたときの該積層複合部材の最適な形状を求める積層複合部材の形状最適化解析方法及び装置を提供する。【解決手段】本発明に係る積層複合部材の形状最適化解析方法は、平面要素... 詳細

  • 富士通株式会社の「 情報処理装置、柔軟物表示方法および柔軟物表示プログラム」が 公開されました。( 2019/05/09)

    【課題】 柔軟物の位置の検討を容易にすることができる情報処理装置、柔軟物表示方法および柔軟物表示プログラムを提供する。【解決手段】 情報処理装置は、柔軟物の重量、長さ、剛性、これらの公差および重力... 詳細

  • 日本電気株式会社の「 出力装置」が 公開されました。( 2019/05/09)

    【課題】基板に設置する部品の選定工数を低減し得る出力装置等の提供。【解決手段】出力装置は、基板に形成する配線パターンに関する配線情報における特徴点からなる特徴点群を抽出する特徴点抽出部と、前記特徴点群... 詳細

この 技術と関連性が強い技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ