JP2006338643A - 潮位観測警報装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 地震時に於いて危険区域への人力投入を行わず、又風波の影響を受けずに潮位を観測し自己累積データーとの照合により、津波等への危険警報を自動発令することを特徴とする、潮位観測警報装置の提供。
【解決手段】 地震発生時の海岸線等における津波の警戒の為に行う潮位計測とそれに基づく警報種別判定作業に対し、水位安定部と水位検出部と設置地域特性を包含した情報分析部と情報及び警報等の発信発令部がら成る潮位観測警報装置で、設置場所を陸上若しくは海上であっても良く設置場所の設定をも自由とする本発明による本潮位観測警報装置による。
【選択図】 図６

Description

発明の詳細な説明

本発明は、潮位の変位量を常時自動計測し、地震発生時においては、自己診断に基づく津波警報の発信を自動的に行う潮位観測警報装置に関する。
詳しくは、設置場所に於ける平常時の潮位変位量と変位時間等の各種サンプルデーターを蓄積し地震発生時においては、潮位変位量と変位時間より解析プログラムに基づくサンプルデーターとの比較による自己診断を行い、避難勧告警報若しくは警戒警報又は注意警報等を含めた津波警報の発信を自動的に行う潮位観測警報装置であり、装置の設置場所に於ける光と音による周辺への告知と合わせ通信回路をもって関係各機関へ情報発信が出来る機能を有する。又潮位計測時に於いて水面の波立ち等を防止し水位の計測精度向上を目的とした防波構造を有し、河川の異常水位検出にも転用する事が出来る潮位観測警報装置である。

地震発生時において、海岸線では津波の襲来予測を行う為に古くから人が港等へ出向き風雪昼夜を問わず、潮の変化並びに潮位の変位量と変位時間を物差しと自分の時計で計測し津波襲来の有無と規模に付いての判断を行い、消防・警察・役所等の関係各機関へ避難・警戒・注意等の警報を発令していたが、従来計測場所に於いて水位を計測する為の専用機器もなく又水位を平定に保つ為の特別な装置も無く、風・波及び船舶の航行等周辺環境の影響による波立ち等により正確な水位計測が出来ず、警報の発令時期と警報種別に正確さを欠き、結果として、警報発令の時期を逸し惨事を招いた事例も多数有った。

同様に寒冷地での監視作業に於いては、冬期の路面は凍っており、これに降雪及び夜間等の悪条件が重なる事により、ともすれば海中への転落並びに車輌等による移動中の事故等二次災害発生の大きな要因と成り得る危険な状況へ人力を一定時間ごとに何回も投入しなければならず、投入人員の安全の確保を第一とする対策を強く求められていた。

また現在開発されている計測装置には、装置の一部が海中へ設置されている物も有るが、海中設置物に対し貝及び昆布等が付着生息し、水位計測に障害が発生する危惧も指摘され、同時に装置を維持する為の頻繁な保守を行う煩雑さをも有しているものである。同様に、地震時に発生する三角波の頂点の高さを観測しその変化量により、津波発生による危険度を予測する方式も開発されているが、強風等による波立ちの影響を受けやすく、同様に船舶の航行及びしゅんせつ船の操業等による波立ちの影響をも受けやすく、正確性と安全性を強く求める状況下への投入には地震と強風の正確な分類分けに付いての信頼性に乏しく実用に至っていないのが現状である。

これ等より、危険箇所への人員の投入を不要とし、風波の影響を受けない信頼性の高い潮位計測体制及び情報伝達並びに伝達情報に基づく情報整理と警報の発令と言う一連の作業並びに警報の適正な発令時期及び警報種別の正確性の向上と計測装置に対する保守・管理の簡素化に付いての早期対策を強く求められていたものである。

本発明は、従来の技術の有する此の様な各種問題に鑑み、その問題を解決する為に成されたものである。しかしてその目的とする所は、次の様な構造により問題の解決を図るものである。
詳しくは、センサーによる水位計測部とデーター解析部とデーター送信部と警戒表示部から成る構造を有し、計測水位の安定化を図る目的を持って設置せらるる水位安定管等により構成するものである。
これ等により、風波の影響を受けない正確度の高い時系列的自動水位計測とそれに続く一連の連続データー解析が可能となる。これにより危険箇所への人員の投入を不要としながら津波等への監視を可能にした、本願請求の潮位観測警報装置により解決を図るものである。

上記目的を達成する為に本発明は下記の様に構成するものである。
すなわち、
本願請求項１の発明は、従来の計測方法と計測技術に起因する諸問題に鑑み成されたものであり、上記課題を解決するために発明された潮位観測警報装置の提供を目的とするもので有る。概要は地震発生時の海岸線等における津波の警戒の為に行う潮位計測とそれに基づく警報種別判定作業に対し、水位安定部と水位検出部と情報分析部と情報及び警報等の発信発令部から成る潮位観測警報装置である。また本発明による本潮位観測警報装置は設置場所を陸上若しくは海上であっても良く設置場所の設定は自由であり、詳しくは下記のように構成されるものである。

本願請求項１の発明に於いて、第一図により説明を行う。筐体１に共通ベースを介し締結若しくは嵌合設置した発信波長域４００ｎｍ〜７００ｎｍの非接触式赤外線反射型水位計測センサー若しくは、発信波長域９０ＫＨＺ〜１６０ＫＨＺの超音波水位計測センサー３と計測信号変換装置４と電源受け箱２より成る水位計測部１２、及びデーター解析装置５と受送信アンテナ７を含むデーター受送信装置６から成るデーター解析部１３、及び周辺への注意を喚起する為の灯火９と音声用スピーカー１０と灯火部の保護と光の透過の向上を目的とした保護カバー１１より成る潮位観測警報装置警戒警報表示部１４、から構成されるものである。詳しくは、水位計測部１２は水位計測センサー３により水位を常時計測し計測信号を計測信号変換装置４を介しデーター解析装置５へ送信を行う。此の時の水位計測方式は赤外線反射型を主とするが超音波型でも良い。データー解析装置５はデーター解析部１３に属し警戒若しくは避難等の各種段階の警報を装置が自動判定を行う為の時系列解析プログラムとそれに基づく警報種別判定プログラムを有し、従来データー集積部５Ａとデーター受送信装置６と警報自動発信装置６Ａより構成され、受信情報の判定結果を持って自動的に潮位観測警報装置警戒表示部１４に属する灯火制御装置８へ発信し灯火９及び音声用スピーカー１０を介し警戒警報を発令するものである。又同時に関係各機関へも受送信アンテナ７を介し警戒警報等発令情報の発信を行うことで、課題を解決しようとするものである。

本願請求項２の発明は、潮位計測時に於ける風及び船舶並びにしゅんせつ工事等により発生する水面の波立ちに対し、潮位測定精度の向上を目的とした消波を行うものである。何とならば不正確な計測による解析に於いては重大な事故へとつながることが必至であり、如何に水表面を平定化するかが潮位測定精度に影響しひいては受発信情報の精度にも重大な影響が発生すからである。計測精度の向上を図り安定した計測精度を確保することで解析精度の向上が可能となり誤報による重大な事故への発生確率を低下させる目的をもって成す必要が有る。これ等を水位安定管若しくは、波防板により計測部の水表面を小さく囲うことで波立ちを抑え潮位計測精度の向上を計り解決を行うものである。同様に河川に於ける水位計測時に於いても、水面を安定させ計測精度の向上を目的として成された本願請求項２の発明の上部付近へ本願請求項１の発明を着脱可能に設置できる構造を有する水位安定装置である。

本願請求項２の発明を、第二図を例とする岸壁設置式に付いて説明を行う。
すなわち、安定した水位を得る為に岸壁床面より水位安定管１５を垂下建設設置し、水位安定管１５下方に海中側がら導水路１６を適宜必要数分水位安定管１５に連設し、導水路１６を介し垂下設置された水位安定管１５内へ海水の導入を行うことにより、風及び船の航跡等による海水表面に於ける波立ち等の変化を受けず水位の安定的変化を計ることが出来それにより信頼性の高い水位計測を可能とするものである。この時、波防板１７は導水路１６の設置環境の水位計測安定度に基づく判断により、設置を行う事も行わない事も自由裁量にて決定が可能と成っているものである。

発明実施の形態

本願請求項１の発明に於いて、装置部に内設した水位計測センサー３により水位測定し、その測定信号を解析部４に於いて信号形態の変換を行い、データー解析装置５に於いて解析を行いその結果のデーターを持って第一段階の判定を行う。それにより危険要素があると判定した場合は、データー解析装置５内に於いて再度解析と判定を行い、第二次判定の結果により、警報判定が確定した場合、データー受送信装置６並びに警報自動発信装置６Ａを介し装置上部に内設設置された灯火制御装置８へ確定信号を送り、判定レベルに合わせた灯火制御装置８の制御による点灯または点減等の発光を灯火９が行う。同時に装置頂部に外設設置されたスピーカー部１０へも音声又は警戒音の発生の為の信号を送り音声と光により周辺への注意を喚起すると共にデーター送信を行うものである。
一連の処理形態を第六図のフローチャートに基づき詳細な説明を行う、アの水位計測に於いて計測した信号をイの信号形態変換部にて解析用電気信号へ変換しウの経過時間による水位変位量の解析部へ転送を行い解析を行う、その解析結果による経過時間と変位量をもって従来データーに基づく時系列解析による予測データーとの照査を行い、潮の干満等に類別されたものは、通常変位として類別処理され、エの緩慢な変位へ転送されその解析を終了し、アの水位計測へ戻り計測を続ける。又異常な変位として類別されたものは、オの急激な変位を経由し地震等による津波の可能性有りとしてカへ送られ、カのデーターの再解析と照合に於いて再度取得データーとの詳細な解析と照合を行い結果をキへ転送し、キの水位変化の種別判定において水位変化に対する種別判定を行い、浚渫船等を含む工事等に起因するものと判定された場合は非警報範囲として種別処理され、クの工事等に起因するものへ転送され、そこで解析を終了し、アの水位計測へ戻り計測を続ける。同時にスの情報発信基地局及びセの関係各機関へデーターのみの送信を行い完結する。又地震等による津波の前兆等災害要因と判定した場合は、ケの災害要因判定部を経由しコの自動的に通信回線を開くにおいて非常時として定常通信時間設定を無視し自動的に通信回線を開き、サの警報種別分け解析へ強制的にデーターの転送を行い、サの警報種別分け解析において、緊急避難・避難・警戒・注意等の判定を行い、その判定結果をスの情報発信基地局へ送信を行うと共にシの警戒音の発信と灯火の点灯若しくは点減へも自動的に回線を開き潮位観測警報装置部において具備された灯火とスピーカーにより、その警報種別に基づく警戒音の発信と灯火の点灯若しくは点減を開始しながら周辺への注意を喚起する。同時にスの基地局に於いては、関係機関曰くはセの消防・警察・役場・漁業組合等の関係各機関へ自動的に回線を開き、サの警報種別分け解析に基づく所定の警戒種別の発信並びに解析結果と時系列的変位データーの連続送信の開始を行うものである。

本願請求項１の発明に於けるデーター解析の為の補助データーとして地震情報をを取り込み、カオス理論による時系列解析を行うことで、解析精度の向上と統計的予測を図ることも出来る自由度も合わせ持つ事が可能な装置である。

本願請求項２の発明に於いて、第三図を例として説明する。岸壁床面よりコンクリート若しくは鉄並びに非鉄金属等により、垂下設置された概直径５００ｍｍから概直径１４００ｍｍ程度の水位安定管１５へ風波等の影響を受けない水深に水平設置された概直径５００ｍｍから概直径１２００ｍｍ程度の導水路１６を複数設け、水位安定管１５へ接続し、導水路１６を介し水位安定管１５へ海水の導入を行うことで計測水面の安定化を図るものである。この時、波防板１７は導水路１６の設置状況に基づく判断により、設置を行う事も行わない事も自由である。同様に第四図に於いては、波防板１７と本願請求項１の発明の組み合わせを示す。同様に第三図及び第四図に示す波防板１７のみの使用により、河川・沼・湖等に於いても橋脚・堰・取水口付近等へ設置することで同様効果が得られ、異常出水の為の水位検出警報装置としての転用も可能としたものである。

作用と効果

第一発明のものは、水位計測精度は誤差範囲±２ｍｍ以内で安定し、自然現象としての潮の干満に於いても設置地域による地域差は有るが、凡そ６時間から７．５時間前後で６９ｃｍから１２１ｃｍ程度の水位差が発生しており、これ等は照合データーの中に於いて本願請求項１の発明による潮位観測警報装置設置地域の干満特性として再度設置場所に於ける詳細なデーターを作り潮の干満類別データーとしてプログラム内に収納する事で警報種別判定精度の向上に有効なものとなっている。

第二発明のものは、広い場所から水位安定管１５内へ海水を導入することで、水表面が狭く区切られる結果となり、それにより管外での風等による高波に於いても波が立たなくなる特性効果が生じ当該水表面が穏やかな状態を得る事が出来た、それにより水位計測に於いて安定した測定結果を得ることが出来た。同様に導水路１６を介し海水の導入を行うことで、水位安定管１５外部で発生する船舶の航行等による、概１秒から３秒程度の間に於いて概５０ｍｍから概３００ｍｍ程度の瞬間的な波を伴う水位上昇による変動の影響を受ける事無く安定した状態で正確な水位を得ることが出来たものである。同様に導水路１６の導水口付近へ垂下設置した波防板１７は海面から導水路１６迄の水深が浅い場合及び小型船舶の通過による航跡等による海水表面に於ける波立ち等の影響を防止する事が出来、水位安定管１５の水面に於いて水位の安定的変化を得ることが出来た。その結果、最高計測誤差範囲±１．５ｍｍを得る事が出来、信頼性の高い水位計測が可能となった。

第一発明の組立断面図である。 第二発明の岸壁設置式断面全体図である。 第一発明に第二発明を加えた断面全体図である。 第一発明に第二発明の波防板のみを加えた応用例の断面全体図である。 第四図のＡ−Ａ断面矢視図（波防板）である。 第一発明のシステムフローチャート図である。

符号の説明

１、 筐体
２、 電源受け箱
３、 水位計測センサー
４、 計測信号変換装置
５、 データー解析装置
５Ａ、従来データー集積部
６、 データー受送信装置
６Ａ、警報自動発信装置
７、 受送信アンテナ
８、 灯火制御装置
９、 灯火
１０、音声用スピーカー
１１、保護カバー
１２、水位計測部
１３、データー解析部
１４、潮位観測警報装置警戒表示部
１５、水位安定管
１６、導水路
１７、波防板

Claims (2)

1. 水面レベル検出センサーによる水位計測の結果を自動解析による自己診断を行い津波等に関する警報と時系列的変位データーを自動的に発信する機能を有する潮位観測警報装置。
2. 風・波等による水表面に於ける波立ち等の影響を排除する目的を持った水位安定管、若しくは波防板等を具備することを特徴とした、請求項１に記載の潮位観測警報装置。

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