JP2008009486A - 水位監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】個別の排水機場における水位情報の送信インタバルを可変に切り替えるための基準水位を遠隔地から自由に設定でき、水位情報を注視しなければならない状況を監視員に適切に指示できる水位監視システムを提供する。
【解決手段】水位計測部８ａにより計測された水位情報を水位監視サーバ２０に無線送信するデータ処理装置１０と、各データ処理装置１０から送信された水位情報に基づいて各排水機場１の水位を監視する水位監視サーバ２０と、前記水位監視サーバ２０に接続され、個別の排水機場の水位を監視可能な複数のクライアント３０を備えてなる水位監視システム１００であって、前記データ処理装置１０による前記計測水位の送信インタバルを基準水位に基づいて切り替えるように構成し、前記基準水位を前記クライアントから設定可能に構成してある。
【選択図】図２

Description

本発明は、各排水機場に設置され、水位計測部により計測された水位情報を遠隔地の水位監視サーバに無線送信するデータ処理装置と、各データ処理装置から送信された水位情報に基づいて各排水機場の水位を監視する水位監視サーバと、前記水位監視サーバに接続され、個別の排水機場の水位を監視可能な複数のクライアントを備えてなる水位監視システムに関する。

この種の水位監視システムでは、二次災害を事前回避する等のため、ポンプによる排水運転時にはリアルタイム監視が必要とされ、短い周期で水位情報を送信するように構成されているが、水位の急激な変化等が生じない場合に頻繁に水位情報を送信すると却って通信費用が嵩むという問題に対処すべく、特許文献１には、雨水排水機場を遠隔地に於いて通信により運転監視する雨水排水機場遠隔監視装置に於いて、雨水排水機場の通信施設に、少なくとも河川の水位状態、ポンプ運転状態、排水機場故障状態のいずれかを含む状態情報をもとに遠隔監視信号の通信頻度を決定する送信頻度決定手段を設けて、前記送信頻度決定手段の指示に従い遠隔地へ送信する遠隔監視信号の通信頻度を制御することを特徴とした雨水排水機場遠隔監視装置が提案されている。
特開平１１−２４７３１号公報

しかし、上述した特許文献１に記載された従来の遠隔監視装置によれば、送信頻度決定手段は、水位が低く排水運転を行なわないときには送信を行なわず、水位が上昇してきた際に所定頻度で送信するように決定するものであるが、送信を行なわないときには遠隔監視装置により水位監視ができないという問題や、水位上昇の程度が排水機場の規模等により千差万別であるため、排水機場毎に個別に設定し、また状況により変更設定する必要が有り、そのための設定作業が極めて煩雑になるという問題があった。

さらには、遠隔監視装置により監視される水位情報を監視員が端末を介して目視確認する必要があるが、何れのタイミングで監視すべきなのかも容易に判断できないという問題もあった。

本発明の目的は、上述の従来欠点に鑑み、通信コストの低減を図りながらも、個別の排水機場における水位情報の送信インタバルを可変に切り替えるための基準水位を遠隔地から自由に設定できる水位監視システムを提供する点にある。また、水位情報を注視しなければならない状況を監視員に適切に指示できる水位監視システムを提供する点にある。

上述の目的を達成するため、本発明による水位監視システムの第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、各排水機場に設置され、水位計測部により計測された水位情報を水位監視サーバに無線送信するデータ処理装置と、各データ処理装置から送信された水位情報に基づいて各排水機場の水位を監視する水位監視サーバと、前記水位監視サーバに接続され、個別の排水機場の水位を監視可能な複数のクライアントを備えてなる水位監視システムであって、前記データ処理装置による前記計測水位の送信インタバルを基準水位に基づいて切り替えるように構成し、前記基準水位を前記クライアントから設定可能に構成してある点にある。

上述の構成によれば、個々の排水機場に設置されるデータ処理装置に対して通信インタバルを切り替えるための基準水位を直接設定するような作業を行なうのでは無く、水位監視サーバに接続されるクライアントから排水機場毎に適切な基準水位を遠隔設定することができるので、その設定作業は極めて容易になるのである。その結果、計測水位が基準水位より低いときには可能な限り通信インタバルを長くして通信コストを低減させるとともに、計測水位が基準水位より高いときには通信インタバルを短くしてリアルタイム計測を可能とすることができるようになるのである。

同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記水位監視サーバは、前記計測水位が前記基準水位を上回ったとき、または、前記計測水位が前記基準水位を下回ったときに、予め前記クライアントから設定されたアドレスに電子メールを送信する通報手段を備えている点にある。

上述の構成によれば、事前にクライアントから監視員の所有する携帯電話等のアドレスを設定しておけば、当該監視員に電子メールにより前記基準水位に対する計測水位の変動が報知されるので、監視員は例えばクライアントを介して効率よく水位監視サーバにアクセスして監視を行ない適切に対処することができるようになる。

同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第一または第二特徴構成に加えて、前記送信インタバルは、前記排水機場が設置された支流河川毎に可変に設定される点にある。

降雨量が等しくても、河川の流域面積の大小によって水位の上昇速度は異なるほか、川幅の狭い支流河川と広い支流河川では水位の上昇速度が異なる。そのため、例えば、川幅に合わせて送信インタバルを設定する、つまり、水位の上昇速度の大きな狭い川幅では相対的に短い送信インタバルで、水位の上昇速度の小さな広い川幅では相対的に長い送信インタバルで水位情報を送信するなど、河川毎に送信インタバルを設定することにより、通信コストの不必要な上昇を抑制しながらも、適切に水位情報を獲得できる水位監視システムを構築することができるようになる。

同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、前記基準水位が複数段設定され、前記データ処理装置による前記計測水位の送信インタバルを、前記計測水位と前記基準水位に基づいて複数段に切り替えるように構成してある点にある。

上述の構成によれば、基準水位を複数段設定することで、二次災害の危険度を段階的に設定することができる。また、設定された基準水位に応じて、危険度が高い基準水位ほど前記送信インタバルの周期を短く設定することにより、通信コストの不必要な上昇を抑制しながらも、危険度に応じて適切に水位情報を獲得できる水位監視システムを構築することができるようになる。

同第五の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述の第一から第四の何れかの特徴構成に加えて、前記データ処理装置による前記計測水位の送信インタバルを水位上昇率に基づいて切り替えるように構成し、前記水位上昇率を前記クライアントから設定可能に構成してある点にある。

上述の構成によると、水位上昇率が小さい間は送信インタバルを長く設定し、水位上昇率が大きくなれば送信インタバルを短く設定するというように、水位上昇率に基づいて送信インタバルを切り替えるように設定することにより、通信コストの不必要な上昇を抑制しながらも、監視の必要な時期に正確な水位情報の推移を確認できる水位監視システムを構築することができるようになる。なお、水位上昇率は水位測定値と水位計測インタバルから算出することができる。

以上説明した通り、本発明によれば、通信コストの低減を図りながらも、個別の排水機場における水位情報の送信インタバルを可変に切り替えるための基準水位を遠隔地から自由に設定できる。また、水位情報を注視しなければならない状況を監視員に適切に指示できる水位監視システムを提供することができる。

以下に本発明による水位監視システムを備えた排水機場設備の実施の形態を説明する。

前記排水機場設備１は、図１に示すように、支流河川Ｒ１より流入水路２に流入した水から固形異物を分離するバースクリーンＳと、前記バースクリーンＳに沿って固形異物を上方に掻揚げ搬送する掻揚げ機構Ｌを備えた除塵装置と、前記除塵装置による除塵後に吸水槽Ｔに流入した水を吐出し水槽３に排水するポンプ装置４と、前記吐出し水槽３から本流河川Ｒ２に排水する吐出し樋管５を備えて構成される。

前記排水機場設備１は、通常時には支流河川Ｒ１から本流河川Ｒ２に自然排水路６を介して排水し、大量の降雨時に吸水槽Ｔの水位が要排水水位以上となると、本流河川Ｒ２から支流河川Ｒ１への逆流を回避しながら支流河川Ｒ１から本流河川Ｒ２への排水を行なうべく、自然排水路６に設けたゲート機構７により自然排水路６を閉塞するとともに、前記ポンプ装置４を作動させて吐出し樋管５から強制的に排水するように構成されている。

前記ポンプ装置４は、前記吸水槽に配置された立軸ポンプで構成され、前記吸水槽の上部の建屋に設置された原動機によって前記立軸ポンプが回転駆動されるよう構成されている。

前記吐出し水槽３は、前記ポンプ装置４と本流河川Ｒ２の中間に設置され、底部近傍の側壁に連設された前記立軸ポンプの吐出口からの吐出水が吐出し樋管５から本流河川Ｒ２に放流されるよう構成されている。

前記排水機場設備１には、支流河川Ｒ１及び本流河川Ｒ２の水位を計測するために、前記除塵装置の上流側及び前記吐出し樋管５の出口側の夫々に投込圧力式等の水位計を備えた水位計測部８ａ，８ｂが設置され、各水位計は後述のデータ処理装置１０に接続されている。

水位監視システム１００は、図２に示すように、各排水機場設備１に設けられたデータ処理装置１０と、例えば、排水機場設備１から離れた場所に設置された水位監視サーバ２０と、各排水機場設備１を管理する管理事務所等に設置されたパーソナルコンピュータでなる複数のクライアント３０が通信回線を介して接続可能に構成されている。前記データ処理装置１０は例えばエヌ・ティ・ティ・ドコモ社の提供するｉモード（登録商標）等のパケット通信網を介して前記水位監視サーバ２０と接続され、前記水位監視サーバ２０と各クライアント３０とはインターネットを介して接続されている。

前記データ処理装置１０は、前記水位計測部８ａで計測され、水位計変換器により４−２０ｍＡ等の標準計測信号に変換された水位信号や、ポンプの稼動状態信号等を入力して所定の信号処理を行なうデータ処理部１１と、処理された水位データを前記水位監視サーバ２０に無線送信する通信処理部１２とを備えている。

前記通信処理部１２はパケット通信端末を備えて構成され、前記データ処理部１１から出力され、前記パケット通信端末から送信された水位情報は、前記パケット通信網からゲートウェイを介してインターネット接続された前記水位監視サーバ２０に送信される。

前記データ処理部１１は、標準計測信号に変換された水位信号を１分間隔でＡＤ変換処理する第一のＡＤ変換部１３ａと、同水位信号を１５分間隔でＡＤ変換処理する第二のＡＤ変換部１３ｂと、前記各ＡＤ変換部１３ａ，１３ｂで変換処理されたデジタルの水位データを記憶する第一のデータメモリ部１４ａ及び第二のデータメモリ部１４ｂと、外部設定された選択指示データに基づいて前記データメモリ部１４ａ，１４ｂの何れかから記憶された水位データを選択的に選択するセレクタを備えた制御部１５と、選択された水位データを一時記憶するデータ出力バッファ１６と、前記通信処理部１２により受信されたデータを一時記憶するデータ入力バッファ１７を備えて構成されている。

前記データ出力バッファ１６のデータが更新される度に前記パケット通信端末で送信パケットが生成されて水位データが送信処理される。従って、前記セレクタにより第一のＡＤ変換部１３ａのデータが選択されると１分間隔で水位データが送信され、第二のＡＤ変換部１３ｂのデータが選択されると１５分間隔で水位データが送信される。つまり、計測水位が外部設定された基準水位以下のときには１５分間隔で水位データが送信され、計測水位が基準水位より高いときには１分間隔で水位データが送信されるように構成されている。選択指示データは予め前記水位管理サーバ２０から送信され、前記データ入力バッファ１７を介して前記制御部１５に取り込まれる。尚、選択指示データ及び基準水位については後に詳述する。

図２には記載していないが、水位データが送信される際には、ポンプの稼動データや水門の開閉データ、さらには異常状態データ等も送信されるように構成されている。

前記水位監視サーバは２０、各排水機場設備１に設けられたデータ処理装置１０から送信された水位データやポンプ等の設備の稼動データを管理するデータベースサーバ２１と、各クライアント３０から接続されるＷＥＢサーバ２２を備えて構成され、前記データベースサーバ２１は、ルータを介して前記データ処理装置１０とインターネットで通信する第一の通信部２３ａと、受信したデータを処理するデータ管理部２４と、データ管理部２４により制御され、データを格納するデータベース２５とを備えて構成されている。

さらに、前記データベース２５には各クライアント３０からインターネットを介して事前に設定入力された排水機場設備毎の基準水位データ２６が管理され、前記データ管理部２４は各排水機場設備のデータ処理装置１０から送信された水位データ２７と対応する排水機場設備の基準水位データ２６とを比較して、水位データ２７が基準水位データ２６より低水位または同水位のときには送信インタバルを１５分とする選択指示データを、水位データ２７が基準水位データ２６より高水位のときには送信インタバルを１分とする選択指示データを前記データ処理装置１０に送信する。

つまり、個々の排水機場に設置される通信処理部１２に対して通信インタバルを切り替えるための基準水位を直接手動設定するような作業を行なうのでは無く、前記水位監視サーバ２０に接続されるクライアント３０から排水機場毎に適切な基準水位を遠隔設定することができるので、その設定作業は極めて容易になる。その結果、計測水位が基準水位より低いときには可能な限り通信インタバルを長くして通信コストを低減させるとともに、計測水位が基準水位より高いときには通信インタバルを短くしてリアルタイム計測を可能とすることができるようになるのである。

前記ＷＥＢサーバ２２は、ルータを介して各クライアント３０とインターネットで通信する第二の通信部２３ｂと、各クライアントに対して所定のサービスを実行するデータ処理部２８を備えて構成され、例えば、前記データ処理部２８は前記データベース２５に格納された水位データ等に基づいて水位トレンドグラフ等を生成し、或いは前記クライアントから入力された各種の設定データを前記データ管理部２４の管理下で前記データベース２５に格納処理する。

前記クライアント３０は、前記ＷＥＢサーバ２２とインターネットを介して通信する通信部３１と、前記ＷＥＢサーバ２２から取得した情報を表示する画面表示部３２と監視員から操作されるキーボードやマウスからの入力情報を処理する入力部３３とそれらを制御する制御部３４とからなるビュワーを備えて構成されている。

監視員がクライアント３０のビュワーを立上げて、前記ＷＥＢサーバ２２に接続すると、図３に示すように、ユーザ名とパスワードを入力するための入力画面４１が表示され、ユーザ名とパスワードを入力し、ログインボタンを押すと参照画面４２が表示される。

参照画面４２には入力されたユーザ名で特定される自治体等の管理団体が管轄する排水機場設備１の一覧が表示され、閲覧者が閲覧または設定を行う排水機場設備を選択することができる。閲覧したい排水機場設備を選択し詳細表示を押下すると詳細画面４３が表示される。

前記詳細画面４３では、選択された排水機場設備１のトレンドグラフの閲覧、基準水位の設定、Ｅメールアドレスの登録等を行うことができる。トレンドグラフ表示を選択すると、図４に示すように、トレンドグラフ画面４４が表示され、選択された排水機場設備１の水位トレンドグラフを閲覧することができる。

上述の詳細画面４３で基準水位設定を選択すると、図４に示すように、基準水位設定画面４５が表示される。前記基準水位設定画面４５で、変更又は登録したい排水機場設備を選択すると基準水位入力画面４６が表示され、新たな基準水位を入力して変更スイッチを押すと、前記ＷＥＢサーバ２２から前記データベース２５に基準水位データが更新記録される。

前記基準水位データは、排水機場設備毎に設定され、前記データ処理装置１０から送信される水位データの送信インタバルを可変設定するためのデータで、計測された水位データが基準水位以下の時には長い送信インタバルで、基準水位より高くなると短い送信インタバルで送信される。

前記詳細画面４３でＥメールアドレスの登録を選択すると、図５に示すように、連絡先設定変更画面４７が表示される。前記連絡先設定変更画面４７で、登録または変更したい連絡者に対応する変更スイッチを選択すると、連絡先変更入力画面４８が表示され、連絡者の氏名、携帯端末等のメールアドレス、連絡先としてアクティブにするか否か（使用または未使用）の設定を入力することができ、変更スイッチを選択するとそれらのデータが前記ＷＥＢサーバ２２から前記データベース２５に更新登録される。

前記データベースサーバ２１のデータ管理部２４は、各排水機場設備１に設けられたデータ処理装置１０から送信された水位データと基準水位とを比較して、水位データが基準水位以上に上昇したとき、または、水位データが基準水位より低下したと判断したときにその情報を前記ＷＥＢサーバ２２のデータ処理部２８に伝達する。

前記データ処理部２８は、通報手段Ｒとしてのメーラを起動して、当該情報に基づいて予め登録されたアクティブな連絡者に電子メールを送信するように構成されている。つまり、前記ＷＥＢサーバ２２には、前記計測水位が前記基準水位を上回ったとき、または、前記計測水位が前記基準水位を下回ったときに、予め前記クライアントから設定されたアドレスに電子メールを送信する通報手段Ｒが設けられている。

このような構成により、事前にクライアント３０を介して監視員の所有する携帯電話Ｐ等のアドレスを登録しておけば、当該監視員に電子メールにより前記基準水位に対する計測水位の変動が報知されるので、監視員はメールを契機にクライアント３０を介して、或いは、監視員の所有する携帯電話Ｐを介して前記ＷＥＢサーバ２２にアクセスすることにより、効率よく監視を行ない適切に対処することができるようになる。

以下、別実施形態を説明する。

上述の実施形態では、基準水位データがデータベースサーバ２５で管理され、データ処理装置１０に送信インタバルを変更するための選択指示データが送信される構成を説明したが、図６に示すように、クライアント３０から設定された基準水位データ２６がデータ処理装置１０に送信され、制御部１５が計測水位データと基準水位データを比較して送信インタバルを切り替えるように構成してもよい。この場合には、前記データベースサーバ２１の処理負荷を低減することができる。

上述の実施形態では、ＡＤ変換部１３のサンプリング周期が１分間隔と１５分間隔で固定された一対のＡＤ変換部１３を備えたものを説明したが、図７に示すように、単一のＡＤ変換部１３とデータメモリ１４を備え、前記選択指示データまたは前記基準水位データに基づいて、前記制御部１５がサンプリングタイミングを１分間隔または１５分間隔に可変に設定することにより、水位データの送信インタバルが１分間隔または１５分間隔となるように構成するものであってもよい。この場合には、ＡＤ変換部１３等の回路ブロックを安価に構成することができる。

上述の実施形態では、水位データの送信インタバルを１分間隔または１５分間隔に切り替えるものを説明したが、送信インタバルは１分または１５分に限定されるものではなく、水位が上がり重点監視する必要のあるときには、水位が下がり重点監視する必要の無いときよりも短い間隔に送信インタバルを切り替えるものであればよい。

また、前記送信インタバルを、前記排水機場設備１が設置された支流河川Ｒ１の流域面積や川幅に応じて可変に設定することも可能で、水位が上がり重点監視する必要のあるときの送信インタバルであっても、例えば、川幅が広い河川は川幅が狭い河川の送信インタバルよりも長い送信インタバルで送信されるように構成してもよい。この場合には、前記クライアント３０から前記ＷＥＢサーバ２２に基準水位と送信インタバルの双方を設定し、双方のデータが前記データ処理装置１０に送信されるように構成すればよい。

前記基準水位が複数段設定され、前記データ処理装置１０による前記計測水位の送信インタバルを、前記計測水位と前記基準水位に基づいて複数段に切り替えるように構成してもよい。また、このとき、電子メールによる通知を各基準水位に応じて異なるメッセージ（緊急度合いを示すメッセージ）を付して通知するように構成してもよい。

さらには、前記データ処理装置１０による前記計測水位の送信インタバルを河川の水位上昇率に基づいて切り替えるように構成し、前記水位上昇率を前記クライアント３０から設定可能に構成するものであってもよい。この場合は、前記データ処理装置１０が計測水位から水位上昇率を演算して、設定された水位上昇率を境に送信インタバルを切り替えるようにすればよい。

上述の実施形態では、制御部１５によりデータ出力バッファ１６，１７にデータが書込まれるタイミングで送信パケットが生成され、送信される構成、つまり送信タイミングが制御部１５で制御されるものを説明したが、送信インタバルが通信処理部１２で管理されるように構成するものであってもよい。つまり、通信処理部１２が送信タイミングを判断して制御部１５に送信データを要求するように構成するものであってもよい。

上述の複数の実施形態を適宜組み合わせて水位監視システムを構成するものであってもよい。

本願発明は、上述の実施形態で説明した排水機場の具体的構成に限定されるものではなく、ポンプゲートを用いた機場など、その作用効果を奏する範囲において各部の構成を適宜変更設計することができることはいうまでもない。

本発明による水位監視システムによって監視される排水機場設備の説明図 本発明による水位監視システムのブロック図 本発明による水位監視システムの画面説明図 本発明による水位監視システムの画面説明図 本発明による水位監視システムの画面説明図 別実施形態による水位監視システムのブロック図 別実施形態による水位監視システムのブロック図

符号の説明

１：排水機場設備
２：流入水路
３：吐出し水槽
４：ポンプ装置
５：吐出し樋管
６：自然排水路
７：水門ゲート
８：水位計測部（８ａ，８ｂ）
１０：データ処理装置
１１：データ処理部
１２：通信処理部
１３：ＡＤ変換部（１３ａ，１３ｂ）
１４：データメモリ部（１４ａ，１４ｂ）
１５：制御部
１６：データ出力バッファ
１７：データ入力バッファ
２０：水位監視サーバ
２１：データベースサーバ
２２：ＷＥＢサーバ
２３：通信部
２４：データ管理部
２５：データベース
２７：水位データ
２８：データ処理部
２９：連絡先データ
３０：クライアント
３１：通信部
３２：画面表示部
３３：入力部
３４：制御部
４１：入力画面
４２：参照画面
４３：詳細画面
４４：トレンドグラフ画面
４５：基準水位設定画面
４６：基準水位入力画面
４７：連絡先変更画面
４８：連絡先入力画面
１００：水位監視システム

Claims (5)

1. 各排水機場に設置され、水位計測部により計測された水位情報を水位監視サーバに無線送信するデータ処理装置と、各データ処理装置から送信された水位情報に基づいて各排水機場の水位を監視する水位監視サーバと、前記水位監視サーバに接続され、個別の排水機場の水位を監視可能な複数のクライアントを備えてなる水位監視システムであって、
   前記データ処理装置による前記計測水位の送信インタバルを基準水位に基づいて切り替えるように構成し、前記基準水位を前記クライアントから設定可能に構成してある水位監視システム。
2. 前記水位監視サーバは、前記計測水位が前記基準水位を上回ったとき、または、前記計測水位が前記基準水位を下回ったときに、予め前記クライアントから設定されたアドレスに電子メールを送信する通報手段を備えている請求項１記載の水位監視システム。
3. 前記送信インタバルは、前記排水機場が設置された支流河川毎に可変に設定される請求項１または２記載の水位監視システム。
4. 前記基準水位が複数段設定され、前記データ処理装置による前記計測水位の送信インタバルを、前記計測水位と前記基準水位に基づいて複数段に切り替えるように構成してある請求項１から３の何れかに記載の水位監視システム。
5. 前記データ処理装置による前記計測水位の送信インタバルを水位上昇率に基づいて切り替えるように構成し、前記水位上昇率を前記クライアントから設定可能に構成してある請求項１から４の何れかに記載の水位監視システム。