ＩＣＴ・ＩｏＴ／ＣＰＳを活用した水道・下水道施設の 集中遠隔監視とストックマネジメントについて

松江市上下水道局工務部

次長 中倉 隆

目 次

１．水道事業・下水道事業の現状

２．松江市の水道事業と下水道事業の紹介

３．水道施設の遠隔監視システムの構築

①システム構築の背景と課題

②オープン型遠隔監視システムの構築

③システムの稼働による効果

４．ストックマネジメントにおけるシステムの活用

①施設・設備機器管理用データベースシステムの必要性

②管路・管渠管理用GISの現状

水道法の一部を改正する法律案の概要

１．水道事業の基盤強化及び広域連携の推進

（第１条、第２条の２、第５条の２、第５条の３、第５条の４）

２．適切な資産管理の推進

（第22条の２、第22条の３、第22条の４）

３．官民連携の推進

（第24条の４～第24条の13）

４．指定給水装置工事事業者制度の改善

（第25条の３の２）

５．その他の主な改正事項

（第11条、第14条、第39条の２関係）

改正水道法に基づく広域連携の取組の推進（イメージ図）

令和4年度末

出典：厚生労働省HP 水道法の改正について

２．適切な資産管理の推進

出典：厚生労働省HP 水道法の改正について

点検を含む維持・修繕

出典：厚生労働省HP 水道法の改正について

ストックマネジメントの 導 入

水道施設台帳の整備

出典：厚生労働省HP 水道法の改正について

ＧＩＳ（マッピングシステム）ストックマネジメント

データベース

公営企業会計の適用の推進について（要請）

（平成27年１月27日付 総務大臣通知）

計画的な経営基盤の強化と財政マネジメントの向上等をより的確に行うため、公営企業会計の適用に取り組むことを要請。

●平成27年度から平成31年度までを公営企業会計適用の「集中取組期間」とする。

●下水道事業及び簡易水道事業を「重点事業」と位置付け。

・都道府県及び人口３万人以上の市区町村等については公共下水道、流域下水道、簡易水道事業の移行が必要。人口３万人未満の市町村についてもできる限り移行が必要。

・その他の事業も実情に応じて移行が望ましい。

公営企業会計の適用拡大に向けた新たなロードマップ

出典：総務省HP 公営企業会計の適用

R2 R3 R4 R5 R6R元

水道事業の施設数

施 設 旧上水道 旧簡易水道 合 計

水 源 ５ １３ １８

浄 水 場 ３ ９ １２

送水・加圧ポンプ場 ４０ ５１ ９１

配 水 池 ４６ ６３ １０９

その他施設 ２３ ０ ２３

合 計 １１７ １３６ ２５３

下水道（汚水処理）施設の種類

汚水処理施設

集合処理施設

公共下水道（広義） 〔国土交通省〕

公共下水道（狭義）

特定環境保全公共下水道

特定公共下水道

流域下水道 〔国土交通省〕

農業集落排水施設 〔農林水産省〕

漁業集落排水施設 〔農林水産省〕

林業集落排水施設 〔農林水産省〕

簡易排水施設 〔農林水産省〕

小規模集合排水処理施設 〔総務省〕

コミュニティ・プラント 〔環境省〕

個別処理施設

市町村設置型浄化槽特定地域生活排水処理施設 〔環境省〕

個別排水処理施設 〔総務省〕

個人設置型浄化槽（補助を受け個人が設置） 〔環境省〕

その他浄化槽（上記以外で民間、個人が設置）

下水道法

浄化槽法

松江市汚水処理区・施設図

松江市の汚水処理施設

事 業 名処 理 区処 理 施 設

終末処 理 場 備 考

公共下水道 ４処理区 －流域下水道に接続中継ポンプ場：９施設

特定環境保全公共下水道 ９処理区 ８施設内流域下水道に接続：１処理区

中継ポンプ場：３施設

農業集落排水施設 ２３処理区 ２３施設既公共下水道に接続：３処理区減既特環下水道に接続：４処理区減

漁業集落排水施設 ２０処理区 １９施設 隣接漁集に接続：１処理区

小 計 ６３処理区 ５０施設

小規模集合排水施設 １施設 １施設

受贈汚水処理施設 ３施設 ３施設

小 計 ４施設 ４施設

公設浄化槽 ７９７基

（平成29年3月末）

松江市の上・下水道事業の概要

適 用 水 道 事 業 下 水 道 事 業

給水人口 行政区域内人口 202,965 人（給水区域内人口：193,925 人）

普及・整備状況

給水人口 190,214人 処理区域内人口 198,274人

給水戸数 93,038 戸 汚水処理人口普及率 97.7 ％

普及率 98.6 ％ 水洗化率 92.7 ％

給水・処理状況一日平均給水量 60,355 ㎥ 一日平均処理水量 58,943 ㎥

一日最大給水量 74,754 ㎥

有 収 率 92.5 ％ 92.7 ％

収益的収支総 収 益

6,059,968 千円 8,434,543 千円

（内給水収益） 4,748,020 千円 （内使用料） 3,629,295 千円

総 費 用 5,542,231 千円 7,682,313 千円

資本的収支

収 入 1,445,551 千円 3,109,559 千円

支 出3,957,347 千円 5,842,625 千円

（内建設改良費） 2,701,536 千円 （内建設改良費） 703,836 千円

職 員 数事務系：３１ 人技術系：４７ 人

合計：７８ 人事務系：１０ 人技術系：１７ 人

合計：２７ 人

平成29年度決算値

松江市の水道遠隔監視システムの状況（平成21年4月現在）

水 道 施 設 数 （監視給水区域別）

『大 型 Ｄ Ｃ Ｓ』横河電機㈱

上水（松江）

『ＦＡシステム』㈱日立製作所

簡水（島根）

『情報処理装置』横河電機㈱

『ＦＡシステム』㈱日立製作所

簡水（美保関）

『簡易シミュレーター』横河電機㈱

『製品ＳＣＡＤＡ』小松電機産業㈱

簡水（八雲）

『ＦＡシステム』河川監視㈱日立製作所

上水（松江） 『製品ＳＣＡＤＡ』小松電機産業㈱

簡水（玉湯）

『Web監視システム』 上水（松江） 『ＦＡシステム』㈱日立製作所

簡水（宍道）『クラウドサービス』河川監視小松電機産業㈱

上水（鹿島） 『ＦＡシステム』㈱日立製作所

『製品ＳＣＡＤＡ』小松電機産業㈱

上水（玉湯） 『ＦＡシステム』㈱日立製作所

『製品ＳＣＡＤＡ』小松電機産業㈱

簡水（松江） 音声ガイダンス（電話回線） 簡水（宍道）

『ＦＡシステム』㈱日立製作所

簡水（鹿島） 『ＦＡシステム』三菱電機㈱

簡水（八束）

松江市の水道・下水道遠隔監視システムの状況（平成27年4月現在）

水 道 施 設 数 （監視給水区域別） 下 水 道 （汚水） 施 設 数

第2期 『汎用ＳＣＡＤＡ』アズビル㈱ （データセンター設置）

上水（東出雲）簡水（３区域） 携帯電話メール通報

公・特・農・漁・他

２４１ヶ所

第1期 『汎用ＳＣＡＤＡ』㈱ロボティクスエンジニアリング製 （ＤＳ設置）

上水（４区域）簡水（２区域） 無線通信

農・漁

３５ヶ所

『大 型 Ｄ Ｃ Ｓ』『情報処理装置』『簡易シミュレーター』

横河電機㈱（中央管理センター設置）

上水（松江）

音声ガイダンス（電話回線）

特・農・漁

１１４ヶ所

『コルソス』

ＮＥＣプラットフォームズ㈱公・特・農・漁・他

５７ヶ所

『ＦＡシステム』㈱日立製作所

簡水（島根） 回転灯公・特・農・漁・他

１５５ヶ所

『ＦＡシステム』三菱電機㈱

簡水（八束）

『製品ＳＣＡＤＡ』小松電機産業㈱

上水（玉湯）

クラウドサービス小松電機産業㈱

簡水（２区域） クラウドサービス小松電機産業㈱

公・特・農・漁・他

２９０ヶ所

無監視 上水（２区域） 無監視農・漁

５５ヶ所

市町村合併当初のシステム統合の課題

① 合併市町村別及び認可事業別に7社（16種類）の遠隔監視システムを稼働させ、施設の運転監視を行う必要がある

② ＤＣＳ及びＳＣＡＤＡ（Supervisory Control And DataAcquisition）の多くは各ベンダーが開発したシステムを導入しており、通信仕様とシステム仕様が未公開導入事業者のみがその後の現地通信設備と中央システムの工事を担うこととなる

③ 更新計画は数年間をかけて設備機器の更新に合わせ遠隔監視システムに接続する計装設備等を行う各施設の工事に合わせ計装設備の工事も発注する必要がある

④ 既存の遠隔制御システムのＤＣＳ（Distributed ControlSystem）の更新に多大な経費が必要

⑤ 競争入札が成立するための調達を確保するため、事業者を選ばない製品化された汎用機器を採用する必要がある

大型制御システム（ＤＣＳ）運用の当局の課題

① ハードウエアの耐用年数ごとに更新が必要

定期的に高額な更新経費が確保できない

② 保守メンテナンス契約を求められる

特命随意契約での委託契約を締結している

③ 調達制度における課題

システムはメーカーが独自設計・開発

開発メーカー以外ではカスタマイズは行えない

各種エンジニアリング設定も他社では困難

通信仕様（プロトコル）も独自のものを採用

施設・設備等の機器及び作業に制約が発生

統廃合前の遠隔監視システムの様子

ＩCS（ＤＣＳのＨＩＭ）第1期汎用ＳＣＡＤＡ第2期汎用ＳＣＡＤＡのＨＭＩ

ＤＣＳの本体と施設毎のテレメータ盤

小型のＳＣＡＤＡ

遠隔監視システム『縁』開発コンセプト

施設は現地制御の自律分散型構成

フェイルセーフとフールプルーフ機構

仕様と構成のオープン化・標準化・モジュール化

デファクトスタンダード及びコモディティの導入

システム運用管理のアウトソーシング

エンドユーザコンピューティング体制の構築

オープン型遠隔監視システム『縁』の概要図

ＯＰＣサーバとＳＣＡＤＡ

データセンターの免震ラックにハウジング

ＯＰＣ‐ＤＡサーバ

ＳＣＡＤＡサーバ

ＯＰＣ‐ＤＡサーバ

ＤＢサーバ（ヒストリカル

サーバ）

その他業務系サーバ

松江市上下水道局中央管理センターのＨＭＩ

遠隔監視システム【縁ｗａｔｅｒ】のグラフィック忌部川水系河川監視画面

オープン型システム構築による効果

◆施設運転管理の機動性・同時把握の実現

◆設備・機器・システムの拡張性の確保

◆運用コストの縮減（事業のスマート化）

◆災害時対応の強化

◆想定する広域連携の実現

（施設管理の広域化の促進）

◆官民連携の実現

オープン型システムを利用したさまざまな連携

◆水道用水供給事業者／他受水団体との連携

◆流域下水道事業者／他参画団体との連携

◆水道事業体及び下水道事業体間との連携

◆重電・計装メーカー等との連携

◆各工事事業者との連携

◆メンテナンス事業者・水質検査機関との連携

インダストリー４.０ ： Industry4.0 （第四次産業革命）

ドイツ政府が所管し独製造業の競争力強化のための構想として公民共同で進めている国家プロジェクト

①実質的な世界標準「デファクトスタンダード」としてドイツが主導し世界市場を握る

②ドイツ生産技術で世界の工場を席巻③国内製造業の輸出競争力強化

2015年のハノーバメッセにおいて、『ＯＰＣ－ＵＡを推奨通信規格』とするインダストリー４ .０コンポーネントが定められた。（2015年版ものづくり白書）

日本ではSociety 5.0 （ソサエティ5.0 ）

Society 5.0とはサイバー空間（仮想空間）とフィジカル空間（現実空間）

を高度に融合させたシステムにより、経済発展と社会的課題の解決を両立する、人間中心の社会（Society）。

狩猟社会（Society 1.0）、農耕社会（Society 2.0）、工業社会（Society 3.0）、情報社会（Society 4.0）に続く、新たな社会を指すもので、第５期科学技術基本計画において我が国が目指すべき未来社会の姿として初めて提唱された。

【 keyword 】IoT： Internet of Things（物のインターネット）

ビッグデータ（大容量のデジタルデータ）

CPS： Cyber-Physical System （データ収集→分析解析・知識化

〔情報／価値の創出 〕 → 産業の活性化・社会問題の解決）

AI： Artificial Intelligence（人工知能）

『縁』システムのシステム構成概念図

ＨＭＩ ＨＭＩＨＭＩＨＭＩＨＭＩＨＭＩＨＭＩ ＨＭＩ

ＳＣＡＤＡ① ＳＣＡＤＡ③ＳＣＡＤＡ②Ｈｉｓｔｏｒｉｃａｌ

Ｄａｔａ Server①

ＨｉｓｔｏｒｉｃａｌＤａｔａ Server

②

ＯＰＣ‐ＵＡServer

①‐１

ＯＰＣ‐ＵＡServer

①‐２

ＯＰＣ‐ＵＡServer

②‐１

ＯＰＣ‐ＵＡServer

②‐２

ＯＰＣ‐ＵＡServer

③‐１

ＯＰＣ‐ＵＡServer

③‐２

ＯＰＣ‐ＵＡServer

④‐１

ＯＰＣ‐ＵＡServer

④‐２

ＰＬＣＯＰＣ‐ＵＡ

GatewayＯＰＣ‐ＵＡ

ブラウザで運転監視ＶＰＮ（閉域網）

有線・無線の通信キャリアのサービスを利用

ポーリングで情報を収集

ポーリングで情報を収集

設備・機器・デバイス（施設は自律分散型で稼働）

＝ ＝ ＝

汎用ＳＣＡＤＡとして『 ＩｎＴｏｕｃｈ ＨＭＩ 』を採用

Wonderware® InTouch®は、25年間、HMI (Human Machine Interface : 人間と機械のやり取り)で、世界でNo.1 の市場シェアを獲得し、使いやすさ、先端のイノベーション、無敵の投資保護、優れたグラフィックス、接続性、産業向けの最良のサポート、広範囲のパートナーエコシステムを提供し続けています。

InTouch は、標準化の作成、視覚化アプリケーションの再利用、すべての企業システムに渡る配置など、オープンで拡張性のある管理の HMIとSCADA のソリューションとして賞を受賞しています。

InTouch は、全世界の産業施設の３分の１以上で使われており、最大のパフォーマンスでの運用、機敏性の向上、コストの抑止、リスクの軽減、安全性の定着など、ビジネスの価値を提供し続けています。（出典：シュナイダーエレクトリックソフトウエア㈱ＨＰ）

データセンターの活用

UPS及び自家発電設備を設置し、さらに電力会社から別ルートで電線を引込、受電も冗長化することで安定した電力の供給を行う

建屋は震度７クラスにも耐えられる耐震設計とし、サーバ室内では機器の破損を防ぐための免震ラックと耐震ラックを用意

サーバ室は火災に対応する自動消火システムと、外気を利用したエコな冗長化された空調システムを設置

ICカードリーダや生体認証機と連動した入退室管理システム、監視カメラ、金属探知ゲートなど万全のセキュリティ対策を行って、お客様の大切な情報資産を預る

警備会社と連携した監視システムにより、24時間365日の監視・警備を行う

データーセンターを利用した耐震化

耐震性（頑強な基礎工事と鉄骨平屋建構造）

停電対策（自家発電装置・ＵＰＳ）

免震サーバラック

ＩｏＴの導入とデータセンターの活用により事業所内から機器が無くなった様子

旧システム時代の中央管理センターの計装室（サーバ盤・テレメータ盤群が乱立）

システムの最適化によりシステム機器が無くなり執務室となった旧計装室

第2回 インフラメンテナンス大賞

【情報通信技術の優れた活用に関する総務大臣賞 受賞】ＩｏＴを活用したオープン型遠隔監視システム構築

による広域的水道施設の運転維持管理

平成30年8月9日 中央合同庁舎2号館講堂鈴木茂樹総務審議官（総務大臣代理）より授与

国土交通省、総務省、文部科学省、厚生労働省、農林水産省、防衛省の６省で設置。２０５件の応募の中から受賞事例３２件（大臣賞・特別賞・優秀賞）を選定。

国のストックマネジメントに向けた施策【厚生労働省】

水道法の一部を改正する法律案で「水道施設台帳」の整備を義務付け

『水道施設におけるアセットマネジメント（資産管理）に関する手引き』による中長期的な視点を持った水道資産の管理運営を実施

【国土交通省】

下水道の支援制度である「長寿命化支援制度」を「ストックマネジメント支援制度」に移行し施設全体の管理を更に求める

法改正に伴い『下水道事業のストックマネジメント実施に関するガイドライン』を公表し、リスク、経営の視点をもった資産管理を目指す

【農林水産省】

施設の劣化状況を調べる「機能診断調査」及びその結果に基づき施設機能を保全するために必要な対策方法等を定める「最適整備構想」の策定をより推進するため『農業集落排水施設におけるストックマネジメントの手引き（施設監視編） 』をとりまとめる

【水産庁】

漁業集落排水施設の長寿命化対策等の推進を図るため『漁業集落排水施設におけるストックマネジメントの手引き（案） 』及び「漁業集落排水施設の規模適正化に向けた検討の手引き（案）」を策定

ストックマネジメントデータベースシステム

H27年度クラウドサービス開始（リモートメンテナンス付き）

日本下水道事業団「AMDB」データ互換（日本水工設計㈱ AssetMan®をベース）

初期導入経費：5,011千円 サービス経費：1,123千円/年（平成27.11契約 水道事業と下水道事業で経費を按分）

①設備台帳機能・設備諸元（機器分類・名称・耐用年数・取得額・設置年月・仕様等）・付属品等 ・予備品消耗品 ・点検・整備・修繕記録

②工事台帳機能③文書管理機能（ファイリング機能）④計画策定機能⑤財政計画策定機能（改築更新計画・中長期財政計画）⑥機器耐用年数の設定機能⑦資産管理機能（固定資産台帳管理）

水道事業 ストックマネジメントＤＢエントリ機器数

施設分類 設備分類

施設分類名 施設・設備・機器数 設備分類名 施設・設備・機器数

原水施設 １１２ 機械 １,２５２

浄水施設 ９５６ 計装 １,５７５

受水施設 ７３４ 建築 ２２７

送水施設 １,１５３ 電気 ７８２

配水施設 １,２６１ 土木 ５５７

配水処理施設 ８０

その他施設 ９７

合 計 ４,３９３ 合 計 ４,３９３

下水道事業 ストックマネジメントＤＢエントリ機器数

事業分類

事業分類名 施設・設備・機器数

公共下水道 ３,３０６

農業集落排水施設 ３,２４１

漁業集落排水施設 １,３２６

その他 ２２４

合 計 ８,０９７

ストックマネジメントシステム管理フォルダと施設図面

ストックマネジメントシステム送水ポンプの機器台帳画面

松江市上下水道局の統合型ＧＩＳ

システム概要 ⇒ 下水道台帳用として当初調達システム ⇒ システムの拡張・保守性とデータ互換を確

保するため汎用性のあるＧＩＳエンジン上（ArcGIS）で開発したパッケージに限定

システム形態 ⇒ 性能発注によるサービス提供型（閉域ネットワークによるクラウド方式）

・リモートディスクトップ

・管渠データ作成・修正のためライセンス貸出機能を有する

・リモートメンテナンス付き

※ ㈱パスコPasCALベース（平成27年2月契約）

更新：1ユーザ 閲覧：9ユーザ

空間データ基盤：Ｚｍａｐ最新版を毎年自動更新

初期導入経費：5,539千円 サービス経費：1,684千円/年

ＧＩＳ統合プラットフォーム ＡｒｃＧＩＳ

組織の課題解決における業務の一連のワークフロー（情報の取得、分析、共有、利用）に地理的な視点（マップ）を付加して活用できるプラットフォームです。汎用性が高く、多種多様な分野・業務で利用されています。開発元である Esri社は、50年近くにわたってGISソリューションを提供し続けているGISのリーディングカンパニーであり、そのソフトウェアは世界最大のシェアを誇ります。デスクトップ アプリ、モバイル アプリ、Webアプリ、クラウドサービス、サーバー製品、開発者向け製品、データ製品などから構成され、システム形態や用途に応じて自由に組み合わせて導入できます。データの取得、作成、管理、表示、検索、解析、共有など、地理空間情報を活用するための一連の機能を豊富に提供します。ほとんどの機能要件は標準機能で実現できますので、開発コストを最小限に抑えることができます。

出典：ESRIジャパン㈱ＨＰ

ＧＩＳの画面

【水道管路図】

【下水道台帳】