JP7774868B2 - 水管理の方法 - Google Patents

Description

本発明は、水管理の方法に関する。

従来、環境保護等の見地から事業者による取水量や排水量等の水処理に関する情報を把握する動きが見られる。

特許文献１には、取水事業者及び排水事業者から、取水量及び排水量に関する情報を収集するシステムが開示されている。

特開２０１１－１９０６６３公報

しかしながら、特許文献１に開示の技術は、同一水源から取水する事業者及び排水する事業者から各々、取水量や排水量に関する情報を収集し、再生水のマッチングを行なったり、取水量や排水量を調節する方法を開示するものの、より精緻に水管理上のリスクを評価する方法は開示されていない。

そこで、本発明は、より精緻に水管理上のリスクを評価し、把握する方法を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態による、 事業者の取水及び排水を管理する、水の管理方法であって、事業者端末から、取水量及び排水量に関する情報を受信し、前記事業者端末から、前記事業者の施設の地点に関する情報を受信し、前記地点に関する情報に基づいて、前記事業者の取水及び排水に関する水源を決定し、前記水源の衛星画像データを受信し、前記衛星画像データを解析することにより、前記水源の水の変化量を決定し、前記取水量、排水量、及び前記水源の水の変化量に基づいて、前記事業者の取水及び排水に関するリスクを評価する。

本発明によれば、より精緻に水管理上のリスクを評価し、把握する方法を提供することができる。

本発明の第１の実施形態による水管理システムを説明する図である。 水管理システムを構成する管理端末の機能ブロック図である。 水管理システムを構成する事業者端末の機能ブロック図である。 本発明の第１の実施形態による事業者データの詳細を説明する図である。 本発明の第１の実施形態による水管理方法を説明するフローチャート図である。 本発明の第１の実施形態による水管理を説明する図である。

本発明の実施形態の内容を列記して説明する。本発明の実施の形態による水管理システム（以下単に「システム」という）は、以下のような構成を備える。
［項目１］
事業者の取水及び排水を管理する、水の管理方法であって、
事業者端末から、取水量及び排水量に関する情報を受信し、
前記事業者端末から、前記事業者の施設の地点に関する情報を受信し、
前記地点に関する情報に基づいて、前記事業者の取水及び排水に関する水源を決定し、
前記水源の衛星画像データを受信し、
前記衛星画像データを解析することにより、前記水源の水の変化量を決定し、
前記取水量、排水量、及び前記水源の水の変化量に基づいて、前記事業者の取水及び排水に関するリスクを評価する、方法。
［項目２］
前記衛星画像を解析することは、前記衛星画像に含まれる水が占める面積の変化を分析することを含む、項目１に記載の管理方法。
［項目３］
前記衛星画像に含まれる水が占める面積をピクセル毎に解析する、項目２に記載の管理方法。
［項目４］
前記リスクを評価することは、前記事業者による取水による、前記水源の枯渇リスクを評価することを含む、項目１に記載の管理方法。

＜第１の実施形態＞
以下、本発明の実施の形態によるシステムについて、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態による水管理システムを説明する図である。

図１に示されるように、本実施形態における水管理システム１において、管理者端末１００と複数の事業者端末２００Ａ、２００Ｂとが、通信ネットワークＮＷを介して相互に接続する。

例えば、管理端末１００は、事業者端末２００Ａ、２００Ｂから、事業者に関する基本情報、水管理に関連する入力情報（例えば、取水量及び排水量に関するデータ）を受信する。

管理端末１００は、ウォレットを有しており、図示しないパブリックブロックチェーンネットワークＮＷに接続することができる。管理端末１００は、上記所定期間毎の水管理に関する情報を基に、ＳＨＡ２５６または他のハッシュ関数を用いて単一のハッシュ値を生成し、トランザクション情報としてブロックチェーン・ネットワークに記録する。ブロックチェーン・ネットワーク上で、トランザクション情報、直前のブロックに記録されたハッシュ値及びノードにより採掘されたナンス値を基に、本ブロックが生成され、直前のブロックに続いて記録され、ブロックチェーンが形成される。ここで、上記ハッシュ生成、及び／またはトランザクション情報のブロックチェーンへの記録を管理端末１００でなく、他の端末を介して行うこともできる。管理端末１００は、水管理に関する情報を、スマートコントラクトとしてブロックチェーン・ネットワークに記録することができる。スマートコントラクトを用いることで、上記水管理に関する情報を基に、必要に応じて他の事業者との間の水管理取引に関する契約を、第三者を介さずに自動生成し、承認及び実行をすることができる。また、スマートコントラクトにより、各事業者が、管理端末を介することなく、トランザクション情報を参照することが可能となり、サービス利便性が高まり、運用コストも軽減される。

ここで、パブリックブロックチェーンは、上述の通り、取引の承認を特定の管理者ではなく、不特定多数のノードやマイナーが行うため、プライベートブロックチェーンと比較して、データのより高い非改ざん性と耐障害性を担保することができ、よって、取引の安全性が担保されることから、本実施形態において電力取引を記録する先としてパブリックブロックチェーンであることが好ましい。代表的なパブリックブロックチェーンとして、Ｂｉｔｃｏｉｎ（ビットコイン）、Ｅｔｈｅｒｅｕｍ（イーサリアム）等が挙げられるが、例えば、Ｅｔｈｅｒｅｕｍは、パブリックブロックチェーンの中でも、非改ざん性、信頼性がより高い。

また、管理端末１００は、水管理に関する情報を識別子等により関連づけ、ノンファンジブルトークン（Ｎｏｎ－Ｆｕｎｇｉｂｌｅ Ｔｏｋｅｎ（以下、「ＮＦＴ」））として、ブロックチェーン・ネットワークに記録することができる。ＮＦＴは、例えば、ブロックチェーン・ネットワークのプラットフォームであるＥｔｈｅｒｉｕｍの「ＥＲＣ７２１」という規格で発行されるトークンであって、ブロックチェーン・ネットワークに記録されるデータの単位であり、非代替性の性格を有する。ＮＦＴはブロックチェーン上にスマートコントラクトとともに記録され、追跡可能であるため、水管理を行う事業者情報等の詳細及び履歴を含む取引情報を証明することができる。

図２は、水管理システムを構成する管理端末の機能ブロック図である。

通信部１１０は、ネットワークＮＷを介して外部の端末と通信を行うための通信インターフェースであり、例えばＴＣＰ／ＩＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ／Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）等の通信規約により通信が行われる。

記憶部１２０は、各種制御処理や制御部１３０内の各機能を実行するためのプログラム、入力データ等を記憶するものであり、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等から構成される。また、記憶部１２０は、事業者に関連する各種データを格納する、事業者データ格納部１２１、及び水源に関する衛星画像データ及び解析データを格納する、分析データ格納部１２２を有する。なお、各種データを格納したデータベース（図示せず）が記憶部１２０または管理端末１００外に構築されていてもよい。

制御部１３０は、記憶部１２０に記憶されているプログラムを実行することにより、管理端末１００の全体の動作を制御するものであり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等から構成される。制御部１３０の機能として、事業者端末２００等外部の端末からの情報を受け付ける情報受付部１３１、事業者端末より受信した、取水量及び排水量等の水管理に関する情報を処理する、水情報処理部１３２、及び水源に関する衛星画像データを解析することで、水源における水の変換量を算出する解析処理部１３３を有する。

また、図示しないが、制御部１３０は、画像生成部を有し、事業者端末２００等外部の端末のユーザインターフェースを介して表示される画面情報を生成する。例えば、記憶部１２０に格納された画像及びテキストデータを素材として、所定のレイアウト規則に基づいて、各種画像及びテキストをユーザインターフェースの所定の領域に配置することで、ユーザインターフェースに表示される情報を生成する。画像生成部に関連する処理は、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）によって実行することもできる。

また、管理端末１００は、さらに、ブロックチェーン・ネットワークに対しトランザクション情報を記録するために必要な（図示しない）ウォレットを有する。なお、本ウォレットは管理端末１００外部に有することもできる。

図３は、水管理システムを構成する事業者端末の機能ブロック図である。

事業者端末２００は、通信部２１０と、表示操作部２２０と、記憶部２３０と、制御部２４０とを備える。

通信部２１０は、ネットワークＮＷを介して管理端末１００と通信を行うための通信インターフェースであり、例えばＴＣＰ／ＩＰ等の通信規約により通信が行われる。

表示操作部２２０は、事業者が指示を入力し、制御部２４０からの入力データに応じてテキスト、画像等を表示するために用いられるユーザインターフェースであり、事業者端末２００がパーソナルコンピュータで構成されている場合はディスプレイとキーボードやマウスにより構成され、事業者端末２００がスマートフォンまたはタブレット端末で構成されている場合はタッチパネル等から構成される。この表示操作部２２０は、記憶部２３０に記憶されている制御プログラムにより起動されてコンピュータ（電子計算機）である事業者端末２００により実行される。

記憶部２３０は、各種制御処理や制御部２４０内の各機能を実行するためのプログラム、入力データ等を記憶するものであり、ＲＡＭやＲＯＭ等から構成される。また、記憶部２３０は、管理端末１００との通信内容を一時的に記憶している。

制御部２４０は、記憶部２３０に記憶されているプログラムを実行することにより、事業者端末２００の全体の動作を制御するものであり、ＣＰＵやＧＰＵ等から構成される。

図４は、本発明の第１の実施形態による事業者データの詳細を説明する図である。

図４に示す事業者データ１０００は、事業者端末２００を介して事業者から取得した、事業者に関連する各種データを格納する。図４において、説明の便宜上、一事業者（事業者ＩＤ「１０００１」で識別される事業者）の例を示すが、複数の事業者の情報を格納することができる。事業者に関連する各種データとして、例えば、事業者の基本情報（例えば、事業者の法人名、ユーザ名、事業所情報（例えば、事業所毎の住所情報等）、業種、連絡先、メールアドレス、事業所名、関連会社名、サプライチェーン上で関連する事業者名等）、入力情報（例えば、取水量及び排水量等の水管理に関するデータ等）、地点情報（例えば、事業者が管理／運営する水処理施設等の（ＧＰＳ等を介して取得される）位置情報）、及び水リスク情報（例えば、事業者の管理／運営する水処理施設周辺の水源における水の変化量と、取水量及び排水量とを比較した結果、推測される水源の枯渇化リスク等の情報）を含むことができる。

図５は、本発明の第１の実施形態による水管理方法を説明するフローチャート図である。

まず、ステップＳ１０１の処理として、管理端末１００の制御部１３０の情報取得部１３１は、事業者端末２００から、ネットワークＮＷを介して、事業者により入力された、任意の事業所（例えば、水処理施設等）の取水量及び排水量に関する水管理情報を受信する。情報取得部１３１が取得した水管理情報は、記憶部１２０の事業者データ格納部１２１に事業者データとして格納される。

続いて、ステップＳ１０２の処理として、管理端末１００の制御部１３０の情報取得部１３１は、事業者端末２００から、ネットワークＮＷを介して、事業者により入力された事業所の地点情報（例えば、住所等）、または、事業所に備えられたＧＰＳを介して取得される位置情報を受信する。情報取得部１３１が取得した水管理情報は、記憶部１２０の分析データ格納部１２１に分析データとして格納される。

続いて、ステップＳ１０３の処理として、管理端末１００の制御部１３０の情報取得部１３１は、外部のデータベース（例えば、衛星画像を格納するデータベース）から、ネットワークＮＷを介して、上記地点情報（例えば、住所等）及び／または位置情報を基に特定された、事業所が取水及び排水する水源周辺の衛星画像を受信する。情報取得部１３１が取得した衛星画像は、記憶部１２０の解析データ格納部１２２に解析データとして格納される。

続いて、ステップＳ１０４の処理として、管理端末１００の制御部１３０の解析処理部１３３は、事業者端末２００から受信した取水量及び排水量に関する水管理嬢王と、衛星画像とを解析し、水リスクの評価を実行する。まず、衛星画像の画像解析について、事業者が管理／運営する事業所に関連する（事業所周辺の）水源の衛星画像を基に、図６に示すように、ピクセル毎に画像を解析し、色の特徴量を基に水の変化量を算出する。例えば、解析処理部１３３は、ピクセル単位で、色の特徴量を分析し、水の面積を示す色の特徴量として青色により占められる面積と、水以外の土地の面積を示す色の特徴量として茶色や緑色により占められる面積とを、取得時間の異なる複数の衛星画像を基に、比較することにより、水の占める面積の増減を決定する。解析処理部１３３は、上記の通り、水の示す面積を決定したうえで、水源の深度に関する情報を参照することで、水の変化量を算出することができる。ここで、水の示す面積の増減のみの情報を基に、水の変化量を推測することもできる。ここで、図６の例においては、事業所周辺の水源を、湖や貯水池として説明しているが、水源を河川や海として、同様の方法により水リスクの評価を行うこともできる。

続いて、解析処理部１３３は、上記の通り算出または推測された水源の水の変化量と、事業者データを参照して得られる、事業者の取水量及び排水量とから、事業者による取水により、水源の水がいつ枯渇するかの水リスクについてシミュレーションとして予測することができる。予測された水リスクに関する情報は、記憶部１２０の解析データ格納部１２２に解析データとして格納される。例えば、水リスクに関するシミュレーションとして、「水源の水が毎月Ｘｃｍ少なくなっているので、取水により枯渇リスクがＹ年後に発生し得る。」という予測を行うことができ、水管理情報処理部１３２は、事業者端末２００に対し、取水量及び排水量に関する情報から、そのリスクの要因を数値的に説明するメッセージを送信し、また、上記衛星画像の時系列による変化に基づいて、取水による悪影響について、画像を参照しながら説明するメッセージを送信することもできる。また、水リスクのある水源からの水源を回避するために、他の水源または他の事業者から取水が行えるよう、特定の水源または特定の事業者に関する情報を推奨することもできる。

以上のように、本実施形態によれば、衛星画像を用いることで、事業者から取得される水管理に関する情報に基づいて、より精緻に水管理上のリスクを評価し、把握する方法を提供することができる。

上述した実施の形態は、本発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良することができると共に、本発明にはその均等物が含まれることは言うまでもない。

例えば、上記実施形態においては、衛星画像を用いて水リスクを評価する方法につて説明したが、衛星画像に変えて、光学、ＳＡＲ／レーダー、ＬｉＤＡＲなど、利用可能なデータを活用することもできる。

１００ 管理端末
２００ 事業者端末

Claims (4)

1. コンピュータにより実行される、事業者の取水及び排水を管理する、水の管理方法であって、
   事業者端末から、取水量及び排水量に関する情報を受信し、
   前記事業者端末から、前記事業者の施設の地点に関する情報を受信し、
   前記地点に関する情報に基づいて、前記事業者の取水及び排水に関する水源を決定し、
   前記水源の衛星画像データを受信し、
   前記衛星画像データを解析することにより、前記水源の水の変化量を決定し、
   前記取水量、排水量、及び前記水源の水の変化量に基づいて、前記事業者の取水及び排水に関するリスクを評価する、方法。
2. 前記衛星画像データを解析することは、前記衛星画像データに含まれる水が占める面積の変化を分析することを含む、請求項１に記載の管理方法。
3. 前記衛星画像データに含まれる水が占める面積をピクセル毎に解析する、請求項２に記載の管理方法。
4. 前記リスクを評価することは、前記事業者による取水による、前記水源の枯渇リスクを評価することを含む、請求項１に記載の管理方法。