配水ネットワ-クのオンライン水需要量予測および最適圧力制御に関する研究

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63550377
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 神野 健二 九州大学, 工学部, 助教授 (80038025)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 河村 明 九州大学, 工学部, 助手 (10177735) ; 上田 年比古 九州大学, 工学部, 教授 (30037692)
• Keywords: 配水管網 / オンライン予測 / 水需要量予測 / カルマンフィルタ- / 圧力制御 / 管網計算 / センサ情報

Research Abstract

1.数値シミュレ-ションによる本オンライン水需要量予測手法の適応性、有効性および特性の検討
本オンライン予測手法を、予め節点水需要量の真値がはっきりしている模擬デ-タに適用してその有効性および特性の検討を行った。この場合、節点水需要量モデルとして周期関数モデルと自己回帰モデルの2種類を想定してシミュレ-ションを行ったが、特に、自己回帰モデルを用いた場合は、予想精度を向上させるためには、非線形用のカルマンフィルタ-理論を用いる必要があることを示した。
2.福岡市第9区画配水管網系に対する本予測手法の適用
まず、福岡市の第9区画配水管網系に設置されている流量計・水圧計および圧力制御バルブからの実デ-タより、水需要量・水圧・管路流量の特性解析を行った。次いでこの解析結果を基に、節点水需要量を表す関数モデルとして周期関数モデル、自己回帰モデルおよび周期関数と自己回帰の混合モデルの3種類を想定し、本予測手法を実デ-タに適用し、節点水需要量・節点水頭および管路流量のオンライン予測を行った。その結果、周期関数と自己回帰の混合モデルを用いた場合に、実デ-タへの適合度および予測精度が高いことを示した。
3.バルブ損失水頭を考慮した節点法による管網計算法
圧力制御バルブを含む管網系の解析にあたっては、摩擦損失水頭のみならずバルブ損失水頭を考慮した管網計算法が必要となり、管網内のバルブの配置は配置数の変更に容易に対応できる管網計算法の確立が望まれる。ここでは、管網内にバルブが設置された場合にも節点数を増加させることなくバルブの有無に容易に対応できる管網計算法を提案し、そのプログラムを示した。

Research Products

• [Publications] 上田年比古: "センサ情報を用いた配水管網の流量・水圧・需要量の予測" 九州大学工学集報. 59. 677-684 (1986)
• [Publications] Akira Kawamura: "On-line prediction method for water demands in city water supply network system" Proceedings of the 6th Conference of the Asian and Pacific Regional division of the International Association for Hydraulic research. 277-284 (1988)
• [Publications] 河村明: "自己回帰モデルによる配水管網系の節点需要量のオンライン予測" 九州大学工学集報. 62. 83-90 (1989)
• [Publications] 河村明: "上水道配水管網系の節点需要量のオンライン予測に関する研究" 土木学会論文集. 405. 245-254 (1989)
• [Publications] 河村明: "福岡市配水管網系における節点需要量のオンライン予測" 第3回水システム自動計測制御国内ワ-クショップ論文集. 319-322 (1989)
• [Publications] 河村明: "バルブ損失水頭を考慮した節点法による管網計算法" 水道協会雑誌. 58. 18-28 (1989)