Ehime University Institutional Repository

鈴木, 茂

Japanese

Politiques pour l'essor regional a Ehime (Symposium international : Role de l'Universite dans sa region : decentralisation et developpement)

村上, 祐介

The System of A Fundamental Local Self-Governing Body and the Relation between the Province and Municipalities in the Japanese Wide Regional System "Doshu-sei" (The Study on the Japanese Wide Regional System "Dosyu-sei")

大田, 英明

グローバル経済・市場の根本的変化 : 金融危機を超えて

和田, 寿博

九州の自動車部品サプライヤーシステムの発達条件 : 福岡県直鞍地区のものつくりと自治体の産業振興策

鵜川, 是

学校体育におけるスポーツ指導の原点を考える

中村, 悦大

時系列的特性から見た政党支持の安定性について(故南充彦教授追悼号)

徐, 祝淇

〈論文〉
下水道設備点検作業の効率化に関する研究
A　study　on　efficient　inspection　method　for　equipment　of　drain
漠
　
U
祝
X
　
．
9
1
　
㎞　
Z
地
回　要
　多くの地方自治体は，厳しい財政事情に直面している。下水道事業を管理・運営する公営企
業・団体は事業の効率化をはかる必要が生じているとともに，安全・安心できる下水道設備の
管理・点検もこれ以上に求められる。市町村の合併による広い範囲に分布している下水処理施
設の点検を効率的に行えるシステムの構築および点検方法の確立が必要である。
　愛媛大学法文学部総合政策学科の研究グループが数年前から共同研究として，ITを活用した
下水道管理システム構築の試みを行い，Webで監視・情報収集に係る実証実験を試験的に進め
てきた。本研究では，リアルタイムで収集した情報のもとで下水道設備点検作業の効率化を高
める手法を提案し，数値例で提案手法の有効性を確認する。
1．下水道事業の現状［1］
　行政・財政改革および経済構造の変化に伴
い，社会資本の整備，維持・管理業務の効率化
が求められ，社会資本の維持管理システムの抜
本的な再検討が必要である。社会の重要なイン
フラである下水道事業では，市町村の公営事業
として安全安心かつ効率的な管理運営方法が比
較的早い時期に議論されてきた。経営効率をは
かり，事業経営の一部を民間企業に委託すると
いう形で進めている。近年，下水道事業の維持
管理業務の9割以上がすでに民間委託されてい
る実績を踏まえ，経営改善を目的としたPFIに
よる事業運営，維持管理の性能発注や包括委託
などが検討され，一部地域で先行的に導入され
ている。愛媛大学総合政策研究会は，このよう
な社会的なニーズのもとで，性能発注のあり方
について研究し提言しながら，IT技術や生産
管理技術を活用し，社会資本の維持管理の効率
化をはかる手法を模索している。2005年2月
からM市，1市の協力を得て，NTTインフラ
ネット株式会社との共同研究として，下水道事
業について多岐にわたって調査研究・実証実験
を行った。本研究は，ITを活用した社会資本
維持管理システムの効率化に関する研究の一環
として，下水道設備点検作業の効率化をはかる
手法を考察する。
　一方，政府は国や地方行政の効率化をはかる
ため，IT社会の形成や市町村合併の促進等に
よる行政コストの縮減施策を進めている。平成
11年度の全国の市町村の数は3，232であった
が，平成20年度には1，788になるように，1
市も周辺町村と合併し，島喚部も含めて広域に
わたって，合計34箇所の下水道処理施設を運
営管理している。管理体制には有人監視方式と
無人・巡回方式が利用されている。
　有人監視方式を採用している下水道処理施設
は，1市浄化センター，北部浄化センター，塔
ケ谷下水処理場の3箇所であり，その他の処理
施設は，すべて無人であるが，下水道設備点検
一13一
［愛媛経済論集　第28巻，第1・2・3号，2009］
作業は巡回方式（作業者が各施設を定時・不定
時に巡回し，点検および調整作業を行い，点検
に係る情報を記録する等）で行われている。無
人・巡回管理の補完手段として，故障や停止な
どの異常情報は非常通報装置により各施設のメ
ンテ受託企業社員と支所に連絡され，その都度
現場に出動して詳細を確認し，必要な措置を講
じることとしている。現在の体制においては特
段の支障は生じていないが，更なる効率化や対
応の迅速化をはかるためには，下水道管理シス
テムの見直しが必要である。
2．ITを活用した下水道管理システム構
　　築の試み
　下水道管理システムの効率化をはかるため
に，愛媛大学総合政策研究会らはITを活用し
た新しい下水道管理システムの構築により，複
数施設の集約管理，施設点検管理の効率化およ
び省力化を試みている［1］。
　包括的管理委託の課題解決を目指し，市町村
合併後の多くの処理施設を抱える1市で，研究
［1］では，広範な地域から迅速かつ確実な情報
収集の実現と情報共有化を実現するための，IT
を活用した管理システムの構築手法を次の3つ
のステップで検証している。図1に管理システ
ムのイメージを示している。
　ステップ1：インターネットを活用した下水
　　　　　　　道設備の集約監視システムの構
　　　　　　　築
　ステップ2：センサー，監視カメラ，RFID
　　　　　　　等を用いて監視機能を向上し管
　　　　　　　理情報の自動収集機能の確立
　ステップ3：情報処理技術や最適化技術を活
　　　　　　　用した事業経営に影響する管理
　　　　　　　情報の分析および活用ツールの
　　　　　　　導入
　本研究では，上述の下水道管理システムが構
築されたことを前提に，リアルタイムで収集さ
れた情報のもとで，下水道設備点検作業の効率
化を高める手法を考察し，研究［2］をベース
に作業者の巡回経路の決定方法を提案する。
SτEP1集豹監視制御とユピキタスな環境
●金目下水道処理施融の同時監視が可ta　！
いつでもどこでも監視が可能なインターネットを活用した集絢監視の実現を目指します．
図1　1Tを活用した下水道管理システムのイメージ
一14一
下水道設備点検作業の効率化に関する研究
点検者
設備
データ・所在地　転送
＝＝＝画
　鍵検経路再単調
く；雄蝶、駅確　簡蟻）
設
備
点
検
要
求
情
報
デ
ー
タ
マ
イ
ニ
ン
グ
最適化麟□
　　　　墨
　　　　データベース
分析
解析蝶衛
一一一レ：予定の点検経路　・…・…・レ：再決定の点検経路
A
O
Aが設備①の点検結果により，①の関連設備③と④を優
先的に点検するような点検要求が出され，点検経路が再
決定される場合
図2　点検に係る情報の流れ
図3　点検経路の決定
3．点検経路決定にかかわる情報の流れ
　本研究で以下のような情報の流れを想定して
いる。
　複数の作業チームに分かれている点検作業者
が，事務所（下水処理センタ等）を出発し，担
当地区に分散しているいくつかの施設・設備に
順次に移動し点検作業を行う。各設備の点検情
報を素早く事務所に転送する。
　複数の点検者が管理者に指示されたそれぞれ
の点検経路で各設備の点検・管理を行う。管理
事務所はインターネットで監視・自動収集され
た情報，および点検者からの点検情報をリアル
タイムで処理する。管理者が転送された情報を
点検・管理データベースに入力し，データマイ
ニングなどの手法を用いて情報分析を行う。そ
して，当該設備および関連設備の点検要求（正
常かどうかの判定範囲や点検時刻）に基づい
て，下水道設備の点検・管理経路を再決定し，
点検者ヘリアルタイムで伝える。図2に点検経
路の決定にかかわる情報の流れを示す。
4．点検経路の決定方法
　点検・管理経路の決定の考え方を図3のよう
な一例を用いて説明する。
　図3が時刻tにおいて，点検・管理の再決定
の一例を示している。時刻tにおいて，点検者
Aは設備①を点検し，その点検情報を管理者へ
転送する。点検者Bは次の点検対象である設
備⑧に向かって移動している。
　管理者が①の点検情報を分析した結果，仮に
設備①と関連性のある設備③，④を時間枠［t1，
t2］で点検するように判断したとする。点検
者の時刻t現在の位置を考慮し，予定していた
これからの経路を図3のように変更する。Aは
①⇒③へ移動し，③へ到着していても［t！，t2］
の時間枠に入ってないため，③でt1までに待
機する。Bはそのまま⑧へ移動し，所定の点
検・管理作業終了後，④へ移動し，［t1，　t2］
の時間枠内で④の点検作業を行う。
　本研究は上述のような時間枠づき点検経路の
決定問題を考慮する。時刻tにおいて，時間枠
づき点検対象を複数の点検者に配分し点検経路
を決定し，待機時間と移動時間を合わせた総所
要時間の最小化をはかる。
　前提条件は以下のとおりである。
（1）時間枠の制約が厳しい点検要求があった場
　合に，管理者があらたな点検者の派遣が必要
　であるが，本研究では，点検者AとBが対
　応できるような問題のみ対応する。
（2）点検・管理時間は考慮しない。
一15一
［愛媛経済論集　第28巻，第1・2・3号，2009］
（3）点検寸間の点†剣旨旨量や終了時刻のバラン
　スは考慮しない。
　記号は以下のとおりである。
　　　n：点検対象設備n＝1，＿，N
　　　G：点検対象設備の集合
［tln，　t2・］：設備の点検時間枠
　MT嗣・：nからn＊への移動所要時間
　　　　∫：点検者∫一1，．．．，S
　　　Y・n：Sの点検経路
　　TA　・n　：点検者Sがn番目の設備への到着
　　　　　時刻
数式モデルは以下のとおりである。
目的関数：点検・管理の総所要時間の最小化。
　　　　S　　N
　　　　　　　　　　　　　　　　　　（i）Min Z ZTAsn
　　　s＝ln＝t
制約式：点検が必要となる設備を選ぶ。
　ysn　E　G　（s＝1，　．．．，　S；n　＝：］　L．．，　N）
すべて設備点検が行われる
　Y　tvsn｝＝G
嵩1乳
到着時間の算出
（2）
（3）
TA・，，＝max（TA　、（。一〇，オ1，、圃）＋MT，，，，、一、）y、rt
　　　　　（s＝1，　．．．，S；n＝1，　．．，，八1）　　（4）
時間枠の制約
　TA　sn　（1　t　2y，，　（S＝1，　．一．，　S；n＝　1，　・・一，N）　（5）
非負条件　　　　　　　　　　　　　　　　（6）
5．数　値　例
　本研究では，以下のような数値例で提案方法
の有効性を確認する。
　点検対象となる施設は10箇所で，各施設問
の移動時間は施設問の距離に応じて予め算出
し，表1に示す。各施設に設置されている設備
の点検の時間枠は1時間ごとにWeb等の情報
に基づいてセンターで確定したうえで，新たに
点検経路を決定し，点検者に即時に伝達する。
表2に9：00と10：00の2回分の点検の緊急
度（1～4）および時間枠（単位：分）を示す。
表2　各設備の点検の時間枠
点検要請 9：00 タイムリミット 10：00 タイムリミット
施設1 4 120 2 360
施設2 3 240 ！ 480
施設3 4 120 2 360
施設4 1 480 4 ！20
施設5 4 120 1 480
施設6 3 240 4 120
施設7 1 480 2 360
施設8 1 480 1 480
施設9 3 240 3 240
施設10 3 240 4 120
タイムリミット：単位分
表1　点検施設問の移動距離（単位：分）
移動時問 施設1 施設2 施設3 施設4 施設5 施設6 施設7 施設8 施設9 施設10
施設1 0 30 60 65 75 95 65 55 30 35
施設2 30 0 35 45 70 110 80 65 30 65
施設3 60 35 0 20 60 120 100 75 40 90
施設4 65 45 20 0 40 105 85 65 40 85
施設5 75 70 60 40 0 70 55 40 45 80
施設6 95 110 120 105 70 0 30 45 85 65
施設7 65 80 100 85 55 30 0 25 5 40
施設8 55 65 75 65 40 45 25 0 35 40
施設9 30 30 40 40 45 85 5 35 0 50
施設10 35 65 90 85 80 65 40 40 50 0
一16一
下水道設備点検作業の効率化に関する研究
表3　計算結果
経路 出発地 目的地 所要時間 累積時間
1 ① 0 0
1 ② 30 30
A班 2 ③ 35 65
3 9 40 105
9 4 40 145
1
回
目
の
経
路
決
定
1 ⑤ 75 75
5 6 70 145
B班 6 7 30 175
7 8 25 200
8 10 40 240
3 ④ 15 15
4 ⑨ 40 55
A班 9 ② 30 85
2 1 30 115
2
回
目
の
経
路
決
定
5 ⑥ 25 25
6 ⑩ 65 90
B班 10 7 40 130
7 8 25 155
【参考文献】
［1］　日本下水道事業団，愛媛大学，㈱大栄電気工
業，NTTインフラネット㈱：ITを活用した効率
　的な下水道システムの開発（研究報告書）（2008）
［2］　徐ら：下水道設備の点検・管理経路の決定に
　関する研究，生産管理学会第28回全国大会講演
　論文集（2008）
［3］増井他：ロジスティクスのOR，愼書店（1998）
なお，本数値例では，作業者がA班，B班の
2チームに分かれて点検作業を行うとする。
　表3に点検経路の計算結果を示す。○で囲ん
だ数値は次回の経路決定のときにすでに点検実
施済みの設備の番号である。
6．ま　と　め
　本研究では，ITを活用した下水道管理シス
テム構築の試みを考察し，Webで監視・情報
収集を試験的に実現しリアルタイムで収集され
た情報のもとで，下水道設備点検作業の効率化
を高める手法を提案したが，作業者数の最小化
をはかる目標にはまだ至ってない。多くの検討
余地が今後の課題として残っている。
謝辞：本研究の分担者の徐が平成20年度科学
研究費補助金（基盤C：20530412，代表者：愛
媛大学岡本直之）を分担者として受けておりま
す。関係者に深く感謝します。
一！7一


下水道設備点検作業の効率化に関する研究

谷本, 貴之

馬路村農協におけるゆず加工品のマーケティング戦略 : 地域ブランド構築の視点によせて

黒木, 幹夫

What is Pilgrimage? : Kailas Pilgrimage and Shikoku Henro

青井, 倫子

小川, 敦子

Meanings of Parental Participation as a Teacher in Kindergarten : The case of Kindergarten attached to Ehime University

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