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JP7332185B2 - Manhole pump abnormality detection method - Google Patents
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Description

本発明は、マンホールポンプの異常を未然に検知する方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for detecting an abnormality in a manhole pump in advance.

汚水を流すマンホールポンプは、全国に約4万7千基設置されている。老朽化した設備の管理維持費や更新の費用が年々増大する一方、現場で作業する人手不足が大きな課題となっている。
従来、下水道のマンホールポンプには、アラート機能が付いており、ポンプの過負荷、ポンプの長時間運転やポンプの故障等の場合にはアラートを発報し、これを受けて作業員が現場に行き、修繕補修を行っていた。
しかしながら、老朽化した施設の維持管理や更新の費用が年々増大する一方、現場で作業する人員の加重な負担も課題になっている。
There are about 47,000 manhole pumps installed nationwide. While the management and maintenance costs of aging facilities and the costs of updating them are increasing year by year, the shortage of workers on-site has become a major issue.
Traditionally, sewage manhole pumps have an alert function that issues an alert in the event of pump overload, pump operation for a long time, or pump failure. I went and did some repairs.
However, while the cost of maintenance and renewal of aging facilities is increasing year by year, the heavy burden on the personnel working on the site is also a problem.

特開2019-020264JP 2019-020264 特開2016-018526JP 2016-018526 特開2016-012158JP 2016-012158 特開2012-038298JP 2012-038298

そこで本発明は、上記事情に鑑みて、維持管理費の効率化やコストを削減し、さらには現場作業員の負担を軽減することができるマンホールポンプの異常未然検知方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an abnormality detection method for a manhole pump, which can improve the efficiency of maintenance and management costs, reduce costs, and reduce the burden on field workers. do.

上記目的を達成するために本発明に係るマンホールポンプの異常未然検知方法は、マンホールポンプの電流値時系列データを、学習用基準時刻を終点とする所定期間抽出し、前記学習用基準時刻から予測検出期間経過時点までの間に異常が発生したか否かの状態とともにセットとしてニューラルネットワークに入力して学習させることによって、任意の評価用基準時刻を始点とする前記予測検出期間内の異常確度計算器を作成し、前記異常確度計算器に任意の前記評価用基準時刻までの前記所定期間分の電流値時系列データを入力することにより、当該マンホールポンプにおいて前記評価用基準時刻から前記予測検出期間経過後までの間に異常が発生する確度を推測することを以て未然に異常発生の検知が可能となることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a manhole pump abnormality detection method according to the present invention extracts current value time series data of a manhole pump for a predetermined period with a learning reference time as an end point, and predicts from the learning reference time. By inputting to the neural network as a set together with the state of whether or not an abnormality has occurred before the detection period has elapsed and making it learn, calculation of the abnormality probability within the prediction detection period starting from an arbitrary reference time for evaluation By creating a device and inputting the current value time series data for the predetermined period up to the arbitrary evaluation reference time into the abnormality accuracy calculator, the prediction detection period from the evaluation reference time to the manhole pump It is characterized in that it is possible to detect the occurrence of an abnormality in advance by estimating the probability of occurrence of the abnormality until the time has elapsed.

本発明に係るマンホールポンプの異常未然検知方法によれば、近い将来起こり得るマンホールポンプの異常を検知することが可能なので、異常発生までの時間を確保できる。これにより、修繕準備や計画の見直しなどを効率的に行うことができるので、緊急出動や夜間待機の緩和を目指すことができ、延いては現場作業員の負担の軽減にも貢献できるものである。また、本発明に係るマンホールポンプの異常未然検知方法における異常確度計算器は、対象ポンプにつき学習用の異常データが3件以上あれば構築が可能であるため、一般に大量のデータが必要であるといわれる深層学習において、異常データが少ない状況下でもデータを確保しやすい量であることから、有用性が非常に高いものである。 According to the manhole pump abnormality detection method according to the present invention, it is possible to detect an abnormality of the manhole pump that may occur in the near future, so that it is possible to secure time until the abnormality occurs. This makes it possible to efficiently prepare for repairs and review plans, so it is possible to reduce the need for emergency dispatch and nighttime standby, which in turn contributes to the reduction of the burden on site workers. . In addition, since the abnormality accuracy calculator in the manhole pump abnormality detection method according to the present invention can be constructed if there are three or more abnormal data for learning for the target pump, it is generally said that a large amount of data is required. In deep learning, which is widely used, it is very useful because it is easy to secure data even in situations where there is little abnormal data.

異常確度計算器の教師データの説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of teacher data for an anomaly accuracy calculator; 学習済みニューラルネットワークの評価データにおける異常と正常それぞれの正解数のグラフである。It is a graph of the number of correct answers in each of the abnormal and normal evaluation data of the trained neural network. 未然検知方法の運用事例のグラフである。It is a graph of the operation example of the detection method.

以下、本発明の異常未然検知方法の実施例について図面に基づいて説明する。
本実施例の異常未然検知方法は、現場作業員の夜間(18:00~翌日9:00の15時間を想定)の出動を軽減することを主な目的としている。そのためには、現在から15時間後までの間にポンプの異常が発生する予兆を捉えることが必要である。
本実施例では、教師データを作成してニューラルネットワークに入力し学習させることによって、予測検出期間内の異常確度計算器を作成し、異常確度計算器によって算出される、評価用基準時刻R2を始点とする予測検出期間E内にポンプ異常が起こる確度Aを以て、ポンプ異常の未然検知を行う。予測検出期間Eとは、ポンプ異常の発生の予測の対象となる、評価用基準時刻R2を始点とする一定期間のことであって、予測検出期間Eの長さは教師データの作成時に定めるものである。なお、以降において学習用基準時刻R1および評価用基準時刻R2とは、ともに各種イベントを代表する、例えば現在時刻や任意の判定時刻、ポンプの異常発生時刻等を指していて、学習用基準時刻R1は教師データの作成時に用いる時刻であり、評価用基準時刻R2は異常確度計算器の利用時にユーザーが指定する時刻のことである。また、教師データの作成において、ポンプの異常発生時刻とは、ポンプの既存のアラート発報機能による異常警報の発報時刻を指す。
An embodiment of the abnormality detection method of the present invention will be described below with reference to the drawings.
The main purpose of the anomaly detection method of this embodiment is to reduce the dispatch of site workers at night (assuming 15 hours from 18:00 to 9:00 the next day). For that purpose, it is necessary to catch the signs of the occurrence of pump abnormalities between now and 15 hours from now.
In this embodiment, by creating teacher data and inputting it to a neural network for learning, an abnormality probability calculator within the prediction detection period is created, and the reference time for evaluation R2 calculated by the abnormality accuracy calculator is the starting point. The pump abnormality is detected in advance with the probability A that the pump abnormality will occur within the predicted detection period E of . The predictive detection period E is a certain period starting from the evaluation reference time R2, which is the target for predicting the occurrence of pump abnormality, and the length of the predictive detection period E is determined when the teacher data is created. is. Note that hereinafter, the reference time for learning R1 and the reference time for evaluation R2 both represent various events, such as the current time, an arbitrary judgment time, and the time when an abnormality occurs in a pump. is the time used when creating teacher data, and the reference time for evaluation R2 is the time specified by the user when using the anomaly probability calculator. Further, in the creation of training data, the pump abnormality occurrence time refers to the time at which an abnormality warning is issued by the existing alert issuing function of the pump.

本実施例では、IoT機能を有する電流計(以降、IoT電流計と記す)を用いてリアルタイムで取得される電流値データを用いる。
本実施例におけるIoT電流計は、0.05秒毎にサンプリングした電流値データを1分毎に1200個ずつ送信するものである。
また、以降において電流値時系列データとは、前記電流値データが時刻毎に並んでいるデータ列のことであり、前記IoT電流計による電流値データから、本実施例では最短1分間隔(IoT電流計による電流値データ転送の最短間隔)の任意の学習用基準時刻R1または評価用基準時刻R2を終点として収集される。そして、1つの電流値時系列データは、学習用基準時刻R1または任意の評価用基準時刻R2を終点とした所定期間P(本実施例では24時間とする)分の、1分刻毎または1秒刻毎のポンプの運転時間平均の電流値データの列(本実施例では1438分刻分と120秒刻分の計24時間分)として構成されている。
ここで、1分刻毎または1秒刻毎のポンプの運転時間平均の電流値データとはそれぞれ、IoT電流計が計測した1分間(本実施例では当該分刻の0秒から59.95秒まで)の電流値データ1200個または1秒間(本実施例では当該秒刻の0秒から0.95秒まで)の電流値データ20個のうち、ポンプが運転した時刻(分刻または秒刻)の電流値データのみ、すなわち値がゼロ以外の電流値データについて、その電流値の合計をそのデータ数の合計で除することで平均した電流値データのことであり、毎分刻または毎秒刻を代表した電流値データを意味する。
そして、所定期間P分の、1分刻毎または1秒刻毎のポンプの運転時間平均の電流値データの列(電流値時系列データ)とは、1分刻毎または1秒刻毎のポンプの運転時間平均の電流値データが、所定時間P分連なったデータ列のことである。(本実施例では、1分刻毎の運転時間平均1438個ののち1秒刻毎の運転時間平均120個の連続した24時間分のデータ列を用いた。)つまり、所定期間Pの長さが、異常確度計算器への入力データである電流値時系列データのデータ長となる。
In this embodiment, current value data obtained in real time using an ammeter having an IoT function (hereinafter referred to as an IoT ammeter) is used.
The IoT ammeter in this embodiment transmits 1200 pieces of current value data sampled every 0.05 seconds every minute.
In addition, hereinafter, the current value time-series data is a data string in which the current value data is arranged for each time. Collection is made with an arbitrary learning reference time R1 or evaluation reference time R2 of the shortest interval of current value data transfer by the ammeter as an end point. Then, one current value time-series data is obtained every minute or every minute for a predetermined period P (24 hours in this embodiment) ending at the learning reference time R1 or an arbitrary evaluation reference time R2. It is configured as a string of current value data of the pump operating time average for each second (in this embodiment, a total of 24 hours of 1438-minute intervals and 120-second intervals).
Here, the current value data of the average operating time of the pump at every minute or every second is the one minute measured by the IoT ammeter (in this embodiment, from 0 second to 59.95 seconds of the minute) 1200 pieces of current value data for 1 second or 20 pieces of current value data for 1 second (in this embodiment, from 0 to 0.95 seconds of the second interval), the time when the pump was operated (minute or second interval) Current value data only, i.e. current value data with a value other than zero, is the current value data averaged by dividing the total of the current values by the total number of data, and every minute or every second It means representative current value data.
Then, the column of current value data (current value time series data) averaged over the operating time of the pump every minute or every second for the predetermined period P is the pump is a data string in which the average current value data for the operation time of is continued for a predetermined time P. (In this embodiment, a continuous 24-hour data string of 1438 average operating times per minute and then 120 average operating times per second was used.) In other words, the length of the predetermined period P is the data length of the current value time-series data, which is the input data to the anomaly accuracy calculator.

異常確度計算器とは、ポンプ異常が発生する時刻よりも前の電流値時系列データから、評価用基準時刻R2を始点とする予測検出期間E内にポンプが異常状態となる確からしさである確度Aを出力するものである。
異常確度計算器の構築は、ニューラルネットワークを用いて次のように行う。まずは、ニューラルネットワークに学習させる教師データを作成する。図1は教師データの説明図である。
The abnormality accuracy calculator is the probability that the pump will be in an abnormal state within the prediction detection period E starting from the evaluation reference time R2 from the current value time series data before the time when the pump abnormality occurs. It outputs A.
The construction of the anomaly accuracy calculator is performed as follows using a neural network. First, create training data for the neural network to learn. FIG. 1 is an explanatory diagram of teacher data.

教師データは、電流値時系列データの集合である入力データと、その時のポンプの状態(正常または異常の別)から構成されており、入力データは、正常時データ5と異常時データ6からなる。正常時データ5と異常時データ6はともに、学習用基準時刻R1を所定期間Pの終点として収集された電流値時系列データから、それぞれ選別されたものである。
異常時データ6は、ポンプの異常発生時刻に至るまでの予測検出期間E(本実施例では15時間とする)に所定期間Pの終点(学習用基準時刻R1)が含まれる電流値時系列データのことである。したがって実際のポンプ異常1ケースにつき、15時間×60分=900個の時刻をそれぞれ学習用基準時刻R1とする異常時データ6が収集可能である。但し、これら900個のすべてのデータを使うと、判定される異常に占める当該異常ケースの寄与が高くなりすぎると考えられることから、ランダムに選択した25%程度(本実施例では225個)を採用する。
正常時データ5は、収集した全ての電流値時系列データのうち異常時データ6以外のもの、すなわち、所定期間Pの終点(学習用基準時刻R1)から予測検出期間E(本実施例では15時間とする)が経過するまでの間にポンプ異常が発生していない場合の電流値時系列データのことである。正常時データ5の個数については、通常は異常発生数が少ないことから大量に収集可能であるが、異常時データ6との識別能力を獲得するために異常時データ数の2倍程度(本実施例では異常時データ1件当たり正常時データ450個)を採用する。
上記を言い換えると、教師データは、所定期間Pの終点(学習用基準時刻R1)から予測検出期間E経過時点までの間に異常が発生したか否かの状態と、当該所定期間P分抽出された電流値時系列データとのセットが複数集まったデータ行列である。
The teacher data consists of input data, which is a set of current value time-series data, and the state of the pump at that time (normal or abnormal). The input data consists of normal data 5 and abnormal data 6. . Both the normal data 5 and the abnormal data 6 are selected from the current value time-series data collected with the learning reference time R1 as the end point of the predetermined period P.
The abnormality time data 6 is current value time-series data in which the end point (learning reference time R1) of the predetermined period P is included in the prediction detection period E (15 hours in this embodiment) until the pump abnormality occurs. It's about. Therefore, it is possible to collect the abnormality time data 6 with 15 hours×60 minutes=900 times as the learning reference time R1 for each case of actual pump abnormality. However, if all of these 900 pieces of data are used, the contribution of the relevant abnormal cases to the judged abnormalities is considered to be too high. adopt.
Normal time data 5 is data other than abnormal time data 6 among all collected current value time-series data, that is, data from the end point of predetermined period P (learning reference time R1) to predicted detection period E (15 in this embodiment). It is current value time-series data when no pump abnormality occurs during the elapse of a period of time. Regarding the number of normal data 5, a large amount can be collected because the number of abnormal occurrences is usually small. In the example, 450 pieces of normal data are adopted per abnormal data.
In other words, the teacher data includes the state of whether or not an abnormality has occurred during the period from the end of the predetermined period P (learning reference time R1) to the time when the prediction detection period E has elapsed, and the extracted data for the predetermined period P. It is a data matrix in which multiple sets of current value time-series data are collected.

今回の異常確度計算器の構築の対象としたポンプ施設は、島本郷・田島・永楽町の3つの施設であり、学習及び検証に利用した各施設における異常データは表1および表2に示す通りである。なお、表1および表2のような緊急出動時の修繕記録等から得られるポンプ異常の発生時刻と、その時刻に合致する、IoT機能を有する電流計を用いてリアルタイムで取得している電流値データとを照らし合わせることによって、前記異常発生時刻におけるリアルタイムの電流値が、異常発生時の電流値データであることを知ることができる。

Figure 0007332185000001
Figure 0007332185000002
The three pump facilities, Shimamotogo, Tajima, and Eirakucho, were targeted for the construction of this anomaly accuracy calculator. is. In addition, the time of occurrence of the pump abnormality obtained from the repair record at the time of emergency dispatch as shown in Tables 1 and 2, and the current value obtained in real time using an ammeter with IoT function that matches that time By comparing it with the data, it can be known that the real-time current value at the time when the abnormality occurred is the current value data at the time when the abnormality occurred.
Figure 0007332185000001
Figure 0007332185000002

教師データは以下のようにして、ニューラルネットワークに学習させる。
まず、Squeeze-and-Excitationブロックを多段にした多層SE構造によりマルチスケールで特徴が獲得しやすいニューラルネットワークをベースネットワークとして学習を開始し、AutoML/NASにより300~400個程度の学習済みニューラルネットワークを自動で作成する。AutoML/NASによる学習とは、ニューラルネットワークの学習において、一般にハイパーパラメータと呼ばれる技術者が設定するパラメータをソフトウエアで自動的に設定したり(AutoML)、ネットワーク構造を自動的に変更(NAS:ネットワーク構造自動検索)して、自動的にチューニング作業を進める機能の総称である。
ニューラルネットワークへの入力項目は、同一ポンプ場の異常3件以上を含む学習データと、ポンプの定格電流と、アラート設定値である。アラート設定値とは、既存システムにおけるアラートがポンプの定格電流の何倍で発報することになっているかを指す係数である。本発明の異常確度計算器は、対象ポンプにつき学習用の異常データが3件以上あれば構築が可能であるため、一般に大量のデータが必要であるといわれる深層学習において、異常データが少ない状況下でもデータを確保しやすい量であることから、有用性が非常に高いものである。
The training data is learned by the neural network as follows.
First, training is started using a neural network that is easy to acquire multi-scale features with a multi-layered SE structure with multiple stages of squeeze-and-excitation blocks as a base network. Create automatically. Learning by AutoML/NAS means that in neural network learning, parameters set by engineers, generally called hyperparameters, are automatically set by software (AutoML), or the network structure is automatically changed (NAS: network It is a general term for functions that perform automatic structure search) and automatically proceed with tuning work.
Input items to the neural network are learning data including three or more abnormalities of the same pump station, pump rated current, and alert setting value. The alert setting value is a coefficient indicating how many times the rated current of the pump is to trigger the alert in the existing system. The abnormality accuracy calculator of the present invention can be constructed if there are three or more abnormal data for learning for the target pump, so deep learning, which is generally said to require a large amount of data, can However, it is very useful because it is an amount that is easy to secure data.

こうして作られた300~400個の学習済みニューラルネットワークに表2の評価用データを入力し、正常/異常の正解数の組が最適なニューラルネットワークを選定する。なお、評価データの入力の際には、教師データに含まれてない異常発生日時の含まれる期間をそれぞれ評価用基準時刻R2として入力した。図2は学習済みニューラルネットワークの評価用データにおける異常と正常それぞれの正解数を示したグラフである。一般にすべてが正解となるような完全なニューラルネットワークは発見できないため、パレート最適解により現実的なニューラルネットワークを選定する。ポンプ施設の特性や現場の要望などを考慮し、見逃し低減を重視したニューラルネットワーク(図2中の一点鎖線の円内)か空振り低減(図2中の二点鎖線の円内)を重視したニューラルネットワークのどちらかを選定する。なお、ニューラルネットワークの選定にあたり各ニューラルネットワークの特性をグラフにより可視化する場合は、対数軸で表示することにより、正常/異常のデータ数が異なることによる見づらさを解消できる場合がある。以上のようにして、異常確度計算器が構築される。
また、選定したニューラルネットワークはパレート最適解であるので、実際に異常発報アプリケーションに組み込み使用する際には、入力データに含まれるノイズ等を原因とする確度Aの時間的なバラツキによる異常未然検知の不具合を抑えるため、異常発報アプリケーションの運用時に移動平均等の手法でノイズ除去し、確度Aを安定させる必要がある。なお、異常発報アプリケーションは、異常確度計算器により算出された確度Aの呼び出し、表示、他セクションへの受け渡し、および異常未然検知情報の発報等の機能を有するものである。
The evaluation data shown in Table 2 are input to the 300 to 400 trained neural networks created in this way, and the neural network with the optimum number of normal/abnormal correct answers is selected. When inputting the evaluation data, a period including a date and time of occurrence of an abnormality, which is not included in the teacher data, is input as the reference time for evaluation R2. FIG. 2 is a graph showing the number of correct answers for each of the abnormal and normal evaluation data of the trained neural network. Since it is generally impossible to find a perfect neural network that is correct in all cases, a realistic neural network is selected based on the Pareto optimal solution. Considering the characteristics of the pump facility and the needs of the site, a neural network that emphasizes oversight reduction (inside the one-dot chain line circle in Figure 2) or a neural network that emphasizes miss-swing reduction (inside the two-dot chain line circle in Figure 2). Choose one of the networks. In selecting a neural network, when visualizing the characteristics of each neural network in a graph, display on a logarithmic axis may eliminate the difficulty of viewing due to the difference in the number of normal/abnormal data. An abnormality probability calculator is constructed as described above.
In addition, since the selected neural network is a Pareto optimal solution, when it is actually incorporated into an anomaly notification application, it is possible to detect anomalies in advance due to variations in the accuracy A over time caused by noise contained in the input data. In order to suppress the problem of (1), it is necessary to stabilize the accuracy A by removing noise by a method such as moving average when operating the anomaly notification application. The anomaly notification application has functions such as calling the accuracy A calculated by the anomaly accuracy calculator, displaying it, passing it to other sections, and issuing an anomaly detection information.

選定された学習済みニューラルネットワーク(異常確度計算器)は、俗に言う重みファイルとして、入力データである評価用基準時刻R2までの所定期間P分の電流値時系列データとともに異常発報アプリケーションに読み込まれて、当該マンホールポンプにおいて評価用基準時刻R2から前記予測検出期間E経過後までの間に異常が発生する確度Aを算出する。この確度Aに対して、前述のように移動平均等の手法で異常発報アプリケーションによりノイズ除去を行ったものを、最終異常確度Bとする。なお、本実施例では確度Aに対し15時間の移動平均をとったものを最終異常確度Bとした。この最終異常確度Bがしきい値T(本実施例では60%とする)を超えたときに異常発報アプリケーションにより異常未然検知情報の発報を行うこととする。なお、本実施例では入力データとしてIoT機能を有する電流計によるリアルタイム計測結果を用い、30分毎に最終異常確度Bの算出を行った。 The selected trained neural network (abnormality accuracy calculator) is read as a so-called weight file into the abnormality notification application together with current value time series data for a predetermined period P up to the evaluation reference time R2, which is input data. Then, the probability A that an abnormality will occur in the manhole pump from the reference time for evaluation R2 to the elapse of the predicted detection period E is calculated. Final anomaly accuracy B is obtained by removing noise from this accuracy A by an anomaly notification application using a technique such as moving average as described above. In this embodiment, the final abnormality probability B is obtained by taking a 15-hour moving average from the accuracy A. FIG. When the final abnormality probability B exceeds the threshold value T (60% in this embodiment), the abnormality warning application issues the abnormality pre-detection information. In this embodiment, real-time measurement results by an ammeter having an IoT function are used as input data, and the final abnormality accuracy B is calculated every 30 minutes.

次いで、構築した異常確度計算器の的中率について記載する。的中率の算定の定義は以下の通りである。既存システムのアラート発報以前の時刻帯において、最終異常確度Bが60%以上である異常検知(予報通知)があった場合を的中と判定する。既存システムのアラート発報に対して異常確度計算器による異常未然検知が的中した件数の割合を的中率とする。
上記表2の検証用データに対する、異常確度計算器の的中率は表3の通りである。8件の既存アラート発報のうち7件について的中となり、的中率は87.5%であった。

Figure 0007332185000003
Next, the hit rate of the constructed abnormality probability calculator will be described. The definition of the accuracy calculation is as follows. If there is an anomaly detection (forecast notification) with a final anomaly probability B of 60% or more in the time zone before the alert is issued by the existing system, it is determined to be correct. The hit rate is defined as the ratio of the number of cases where the anomaly detection by the anomaly probability calculator hits against the alert issued by the existing system.
Table 3 shows the hit rate of the abnormality probability calculator for the verification data in Table 2 above. Of the 8 existing alerts issued, 7 were hit, and the hit rate was 87.5%.
Figure 0007332185000003

次に、本発明のマンホールポンプ異常の未然検知方法を実際に運用した結果を示す。本結果は、異常発報アプリケーションによって異常未然検知情報が維持管理業者6に通知され、維持管理業者が対応を行った事例である。図3は、異常確度計算器および異常発報アプリケーションが算出および通知した、田屋北汚水中継ポンプ所No.1マンホールポンプの異常確度と評価用基準時刻R2の関係を示すグラフである。2021年7月8日5:30に最終異常確度B(異常確度Aの15時間移動平均)が60%に到達したことにより、異常発報アプリケーションから維持管理業者に異常未然検知の通知が発報された。この通知を受け、2021年7月8日14:00に維持管理業者が現場対応を行った。この現場対応においては、ケーシング内部に異物(し渣)が混入していることが発見されたため異物除去を行ったところ、当該ポンプの電流値が定格電流以下に下がった。その結果、2021年7月9日6:30に最終異常確度Bが60%を下回り、維持管理業者の待機体制は解除となった。このようにして、本発明の未然検知方法によって異常未然検知情報が維持管理業者に予め昼間に通知されたことで、異常が起こる前に補修修繕対応のための時間を昼間のうちに確保できた結果、維持管理業者が夜間(18:00~翌日9:00)に出動することなく対応を完了することができた。これにより、現場作業員の負担の軽減に大きく貢献できた。 Next, the result of actually operating the manhole pump abnormality detection method of the present invention will be shown. This result is an example in which the maintenance management contractor 6 was notified of the abnormality detection information by the abnormality notification application, and the maintenance management contractor took action. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the abnormality accuracy of the No. 1 manhole pump at the Taya north sewage relay pump station and the evaluation reference time R2 calculated and notified by the abnormality accuracy calculator and the abnormality notification application. At 5:30 on July 8, 2021, the final anomaly accuracy B (15-hour moving average of anomaly accuracy A) reached 60%. was done. After receiving this notification, maintenance contractors responded to the site at 14:00 on July 8, 2021. During this on-site response, it was discovered that foreign matter (screen residue) was present inside the casing. As a result, the final abnormality probability B fell below 60% at 6:30 on July 9, 2021, and the standby system for maintenance contractors was lifted. In this way, by notifying the maintenance contractor of the abnormality detection information in advance by the detection method of the present invention during the daytime, it was possible to secure the time for repair and repair before the abnormality occurred during the daytime. As a result, maintenance contractors were able to complete the work without dispatching at night (18:00 to 9:00 the next day). This greatly contributed to reducing the burden on field workers.

本発明は、上記の実施形態に限定されない。例えば、予測検出期間Eは15時間に限らず、例えば15時間後までの各1時間単位のように、複数に分けてもよい。また、教師データの作成におけるポンプの異常発生時刻は、ポンプの既存のアラート発報機能による異常警報の発報時刻でなくともよく、例えば別のシステム等によるポンプの正常または異常状態の峻別データ等でもよい。 The invention is not limited to the embodiments described above. For example, the predicted detection period E is not limited to 15 hours, and may be divided into a plurality of periods, such as 1 hour units until 15 hours later. In addition, the pump abnormality occurrence time in the creation of training data does not have to be the time when an abnormality alarm is issued by the existing alert issuing function of the pump. It's okay.

A 確度
E 予測検出期間
P 所定期間
R1 学習用基準時刻
R2 評価用基準時刻
A Accuracy E Prediction detection period P Predetermined period R1 Reference time for learning R2 Reference time for evaluation

Claims (1)

マンホールポンプの電流値時系列データを、学習用基準時刻を終点とする所定期間分抽出し、
前記学習用基準時刻から予測検出期間経過時点までの間に異常が発生したか否かの状態とともにセットとしてニューラルネットワークに入力して学習させることによって、任意の評価用基準時刻を始点とする前記予測検出期間内の異常確度計算器を作成し、
前記異常確度計算器に任意の前記評価用基準時刻までの前記所定期間分の電流値時系列データを入力することにより、当該マンホールポンプにおいて前記評価用基準時刻から前記予測検出期間経過後までの間に異常が発生する確度を推測することを以て未然に異常発生の検知が可能となることを特徴とするマンホールポンプ異常の未然検知方法。
Extracting the manhole pump current value time series data for a predetermined period with the learning reference time as the end point,
By inputting to the neural network as a set together with the state of whether or not an abnormality has occurred from the learning reference time to the time when the prediction detection period has elapsed, and making it learn, the prediction with an arbitrary evaluation reference time as a starting point Create an anomaly accuracy calculator within the detection period,
By inputting the current value time-series data for the predetermined period up to the arbitrary evaluation reference time into the abnormality accuracy calculator, the manhole pump can detect A method for detecting abnormality in advance of a manhole pump, characterized in that the occurrence of abnormality can be detected in advance by estimating the probability of occurrence of abnormality in the manhole pump.
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