JP2002318141A - 土石流検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現場に電源を必要とせず、しかも安価で信頼
性にも優れる土石流検知装置を提供する。 【解決手段】 送光部８から光ファイバケーブル３に光
パルスを送り込み、光ファイバセンサ１を通って戻って
くるその光パルスを受光部９で受け、受光変化から光フ
ァイバセンサ１の断線を確認する。その光ファイバセン
サ１を土石流の通り道に張り、このセンサの断線の有無
で土石流の発生を検知する。なお、光ファイバセンサ１
は、光ケーブル３にコネクタ１５で接続すると簡単に交
換できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、火山活動や大雨
などによって発生した泥流や土石流などを検知する土石
流検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】土石流や泥流などの早期検知は、被害を
最小限に喰い止めるのに役立つ。その目的で用いられて
いる防災システム用の土石流検知装置としては、以下に
記すものがある。 ワイヤーセンサ ワイヤー（電線）を泥流、土石流の通り道に張って電流
を流し、ワイヤー断線による通電状態の変化によって泥
流等の発生を検知する。 振動センサ 泥流等の流下時に発生する振動をとらえて発生を検知す
る。 光センサ 泥流等の通り道に光を通し、反射板からの反射光が泥流
等に遮られたときの受光量変化によって発生を検知す
る。 音響センサ 泥流等の流下音をセンサ（マイクロホン）でとらえて発
生を検知する。 光ファイバ歪センサ 泥流等の通り道に光ファイバを布設し、泥流や土石流に
よって光ファイバに生じる歪を測定して泥流等の発生を
検知する。 監視カメラ 泥流等の通り道にカメラを多数設置し、カメラの画像を
一定時間毎にとり込み、それを画像処理して泥流等の発
生を検知する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】土石流の監視では、確
実なのワイヤーセンサがよく使われているが、このワ
イヤーセンサは、電流を流すので現場（監視点）に電源
を必要とする。また、ワイヤーに電磁ノイズが入り込む
ため雷等の影響を受け易い。

【０００４】の振動センサは、地震等による他の振動
との区別がつかず誤作動が多くなる。

【０００５】の光センサも、霧や雪、投、受光部の汚
れなどで光が遮られると誤作動する。

【０００６】の音響センサも、他の音を泥流等の流下
音と間違えて誤作動することが考えられる。

【０００７】また、の光ファイバ歪センサは、光ファ
イバの歪を検出するために歪が発生したときに生じる微
弱な反射光を検出する必要があり、検出器の検出精度に
限界があるため、検知が粗くなって安定しない。また、
このセンサは検出器が高価で、システムコストが高くつ
く。

【０００８】のカメラも高価である。加えて、カメラ
による監視は現場に電源を必要とし、さらに、画像処理
に時間がかかり、状況把握が遅れる。

【０００９】この発明は、従来の土石流検知装置に見ら
れる上記の諸問題を無くすことを課題としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明においては、土石流検知装置を、光パルス
を発生させる光源を備えた送光部と、送光部からの光パ
ルスを流す多芯の送受信用光ファイバケーブルと、泥
流、土石流等の通り道に張る交換可能な光ファイバセン
サと、光ファイバケーブルと光ファイバセンサ間に設け
る中継器と、光ファイバセンサ通過後の光パルスを受信
用の光ファイバケーブルから受ける受光部と、受光変化
から光ファイバセンサの切断か否かを判定する手段とを
備えるものにしたのである。

【００１１】さらに、複数箇所で検知を行う場合、一連
の光ファイバを複数本設置すると作業が多くなるので、
多芯の光ファイバケーブルを使用し、検知部となる部分
を独立させてコネクタ接続することで設置や修復の作業
を簡単にする。

【００１２】この装置は、中継器における光ファイバの
接続をコネクタで行ったり、送光部に１個の光源からの
光を複数に分けて出力する分光手段を含めたりすると、
好ましい。

【００１３】

【作用】泥流や土石流によってそれ等の通り道に張った
光ファイバセンサが断線すると、送光部から送り込んだ
光パルスの伝播が断たれて受光がストップする。従っ
て、受光量変化により光ファイバセンサの断線即ち、そ
の断線を生じさせる泥流や土石流の発生を検知できる。

【００１４】この検知装置は、電磁誘導の無い光ファイ
バを使用しているので、雷等の影響を受けない。また、
光の長距離伝送が可能であり、監視領域が広大でも光フ
ァイバのみで対応できるため、現場に電源を必要としな
い。

【００１５】また、光ファイバの断線を検知する方式で
あるので、泥流、土石流などの発生を確実に検知でき
る。

【００１６】システムコストも、光ファイバの歪を検出
するものや監視カメラを用いるものに比べて安価であ
る。

【００１７】このほか、分光手段を含めて光源からの光
を複数に分けて出力するものは、ひとつの光源で複数点
の監視が行え、コスト面でより有利になる。

【００１８】また、中継器における光ファイバの接続を
コネクタで行うものは、光ファイバセンサの交換や中継
器の増設を簡単に行え、融着などの煩わしい作業を行わ
ずに済む。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の土石流検出装置
の実施形態を図１乃至図３に基づいて説明する。

【００２０】図１に示すように、土石流Ａの通り道とな
る河川Ｒに光ファイバセンサ１を河川を横切って張り、
杭２などに固定して複数箇所に設置する。

【００２１】また、送受信用の多芯光ファイバケーブル
３を河川に沿って布設し、各光ファイバセンサ１を中継
用の光接続箱４内で光ファイバケーブル３に接続する。
そして、光ファイバケーブル３を監視用の局舎５内に引
き込み、光計測装置６と監視装置７につなぐ。

【００２２】光計測装置６は、図２に示すように、光パ
ルスを発生させてその光パルスを光ファイバケーブル３
の送信回路に送り込む送光部８と、光ファイバセンサ１
を通ってケーブル３の受信回線から出力されるパルス光
を受ける受光部９と、受光量変化から光ファイバセンサ
１の断線の有無を判定する判定回路１０と、制御部１１
を備えている。

【００２３】監視装置７は、パーソナルコンピュータ
（ＰＣ）を用いており、計測データや判定結果などをＣ
ＲＴなどの表示器に表示し、必要時には警報なども発す
る。

【００２４】図３は、光計測装置６の回路構成の一例で
ある。前述の送光部には、光パルスを発生するＬＤ光源
（レーザダイオード）１２と、光源の光を分光して出力
するスターカプラ１３が含まれている。図示のスターカ
プラ１３は分光比が１：８であり、８つに分光された光
パルスが光ファイバケーブル３のチャンネルＣＨ１〜Ｃ
Ｈ８の各送信回線に送り込まれる。

【００２５】その光パルスが図１、図２の各光ファイバ
センサ１を通って光ファイバケーブル３の受信回線に流
れ、受光部９に戻ってくる。受光部９には、８チャンネ
ルの受光回路が設けられており、各回線の光の戻り状態
が監視され、いずれかのチャンネルで光が戻ってこなけ
れば、計測データ処理回路１４に含まれる判定回路によ
り、その回線の光ファイバセンサが泥流や土石流によっ
て断線したと判定される。

【００２６】図２の光接続箱４内における光ファイバセ
ンサ１と光ファイバケーブル３の送受信回線との接続
は、コネクタ１５を用いて行われる。このため、光ファ
イバセンサ１が土石流等によって断線しても、新しい光
ファイバセンサ１と交換して検知システムを簡単に修復
することができる。また、予備の送受信回線を使って中
継器と光ファイバセンサを簡単に増設することもでき
る。

【００２７】なお、この発明の装置は、スターカプラ等
の分光器を光接続箱４内に設けて複数本の光ファイバと
の中継接続をひとつの接続箱内で行うことができる。

【００２８】また、図１のように、河川Ｒに間隔をあけ
て張る光ファイバセンサ１間の距離を予め求めておく
と、各センサの断線の時間差から泥流や土石流の流下速
度を演算することができる。

【００２９】さらに、光ファイバセンサ１に、受圧面積
を増大させる部材などを取付けておくこともできる。水
流などを受け易くした光ファイバセンサを使用すれば、
この発明の装置で雪崩や鉄砲水などの検知も行える。

【００３０】このほか、図１、図２の装置は、局舎５か
ら送り出した光パルスを同一局舎に戻すようにしたが、
送り出した光パルスを別の局舎で受けて監視を行うこと
もできる。

【００３１】

【発明の効果】上述したように、この発明の土石流検知
装置は、光ファイバに光パルスを送り込み、受光部にお
ける受光量から光ファイバセンサの断線か否かを判定し
て土石流の発生を検知するので、現場に電源を必要とせ
ず、また、雷等の電磁ノイズの影響を受けず、信頼性の
向上、コスト低減、設置規制の緩和などが図れる。

【００３２】また、光ファイバの接続をコネクタで行う
ようにしたものは、切断された光ファイバセンサの交換
や監視点の増設などが簡単に行える。

【００３３】さらに、送光部に分光手段を含めたもの
は、ひとつの光源を利用して複数箇所を監視でき、装置
コストの面で更に有利になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の土石流検知装置の使用の一例を示す
図

【図２】同上の装置の概略構成を示す図

【図３】光計測装置の回路構成の一例を示す図

【符号の説明】

１ 光ファイバセンサ ２ 杭 ３ 多芯光ファイバケーブル ４ 光接続箱 ５ 局舎 ６ 光計測装置 ７ 監視装置 ８ 送光部 ９ 受光部 １０ 判定回路 １１ 制御部 １２ ＬＤ光源 １３ スターカプラ １４ 計測データ処理回路 １５ コネクタ Ａ 土石流 Ｒ 河川

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA02 CC00 CC14 CC23 FF12 FF41 GG06 LL02 SS09 SS13 2F076 BB08 BD02 BD06 BE05 BE09 BE17 5C086 AA14 CA11 CB35 DA08 DA14 GA09 5F089 BA05 BB09 BB20 BC17 CA21 GA10

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光パルスを発生させる光源を備えた送光
   部と、送光部からの光パルスを流す多芯の送受信用光フ
   ァイバケーブルと、泥流、土石流等の通り道に張る交換
   可能な光ファイバセンサと、光ファイバケーブルと光フ
   ァイバセンサ間に設ける中継器と、光ファイバセンサ通
   過後の光パルスを受信用の光ファイバケーブルから受け
   る受光部と、受光変化から光ファイバセンサの切断か否
   かを判定する手段とを備えた土石流検知装置。
2. 【請求項２】 中継器における光ファイバケーブル間及
   び光ファイバケーブルと光ファイバセンサの接続をコネ
   クタで行うようにした請求項１記載の土石流検知装置。
3. 【請求項３】 送光部に１個の光源からの光を複数に分
   けて出力する分光手段を含めた請求項１又は２記載の土
   石流検知装置。