JP2009250664A - 斜面監視装置および斜面監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】 円弧滑り型などの各種の斜面崩壊を監視することができる斜面監視装置および斜面監視システムを提供する。
【解決手段】 斜面監視装置は、斜面Ａに対して立った状態で互いに離れて設置される不動柱１１および可動柱１２を備え、不動柱１１と可動柱１２とがワイヤ１３で連結されている。可動柱１２は、ワイヤ１３が上端部に固定される上部柱１２Ａと、上部柱１２Ａに設置されて、上部柱１２Ａの傾斜を検出する傾斜角センサ１２Ｅと、下端部が斜面Ａに埋設される下柱部１２Ｂと、下柱部１２Ｂに設置されて、下柱部１２Ｂの傾斜を検出する傾斜角センサ１２Ｄと、上部柱１２Ａが正逆両方向に動くように、上部柱１２Ａの下端と下柱部１２Ｂの上端とを接続するヒンジ部１２Ｃとを備えている。
【選択図】 図１

Description

この発明は、斜面の状態を監視する斜面監視装置と、この装置を用いて斜面崩壊を監視する斜面監視システムに関する。

斜面は山間部などに多数在り、雨季になると斜面崩壊が多発している。斜面崩壊の多くが表層崩壊である。こうした斜面崩壊による災害を防ぐために、斜面を監視して警報を出すシステムがある（例えば、特許文献１参照。）。このシステムは、地表面に打ち込まれる検出装置を備えている。この検出装置は上部の杭と下部の杭とを備え、上部の杭と下部の杭とはスプリングを介在して連結されている。これにより、上部の杭が任意の方向に傾くことが可能である。さらに、検出装置が打ち込まれている地点とは異なる場所に、別の杭が打ち込まれている。そして、この杭と検出装置の上部の杭とがワイヤで連結されている。

検出装置の上部の杭には、傾斜センサを備える検出部が取り付けられている。傾斜センサは、上部の杭のＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の３方向の変動を検出する。このとき、検出装置の上部の杭は、異なる場所に設置されている杭とワイヤで連結され、かつ、下部の杭に対してスプリングを介在して取り付けられているので、斜面の変位を検出装置が検出することになる。
特開２００６−１８４２７８号公報

ところで、従来の検出装置を用いて斜面の変位を検出し、検出結果を基にして斜面の崩壊を監視する。一方、斜面の崩壊には、円弧滑り型の崩壊や表層滑り型の崩壊など各種のものがある。従来の検出装置は、上部の杭の傾斜により、斜面の崩壊を監視する。このために、従来の検出装置では、下部の杭が傾斜しない場合の斜面崩壊、つまり、表層滑りの監視に用途が限定され、斜面の各種の崩壊までは監視することができない。

この発明の目的は、前記の課題を解決し、円弧滑り型などの各種の斜面崩壊を監視することができる斜面監視装置および斜面監視システムを提供することにある。

前記の課題を解決するために、請求項１の発明は、斜面に対して立った状態で互いに離れて設置される第１の柱および第２の柱を備え、前記第１の柱と前記第２の柱とが連結具で連結されている斜面監視装置において、前記第２の柱は、前記連結具が上端部に固定される上柱部と、下端部が斜面に埋設される下柱部と、前記下柱部に設置されて、該下柱部の傾斜を検出する第１の検出部と、前記上柱部が正逆両方向に動くように、前記上柱部の下端と前記下柱部の上端とを接続する接続部と、を備えることを特徴とする斜面監視装置である。

請求項１の発明では、第２の柱は、連結具が上端部に固定される上柱部と、下端部が斜面に埋設される下柱部と、上柱部が正逆両方向に動くように、上柱部の下端と下柱部の上端とを接続する接続部とから成る。これにより、斜面の動きに応じて、第２の柱の上柱部と下柱部とが傾斜する。下柱部には第１の検出部が設置されているので、斜面の各種の崩壊に対応した下柱部の傾斜角が発生する。

請求項２の発明は、請求項１に記載の斜面監視装置において、前記上柱部に設置されて、該上柱部の傾斜を検出する第２の検出部を備えることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２に記載の斜面監視装置において、前記連結具を斜面に固定する固定具を、前記第１の柱の代わりに備えることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１に記載の斜面監視装置を少なくとも１つ用いた斜面監視システムであって、前記第１の検出部が検出した前記下柱部の傾斜角であり、かつ、該斜面の動きに応じて該下柱部が動く正逆の方向に対応した傾斜角の正負の値を基にして、前記斜面の崩壊の種別を判定する処理装置を備える、ことを特徴とする斜面監視システムである。

請求項５の発明は、請求項２に記載の斜面監視装置を少なくとも１つ用いた斜面監視システムであって、前記第１の検出部が検出した前記下柱部の傾斜角であり、かつ、該斜面の動きに応じて該下柱部が動く正逆の方向に対応した傾斜角の正負の値と、前記第２の検出部が検出した前記上柱部の傾斜角であり、かつ、前記斜面の動きに応じて該上柱部が動く正逆の方向に対応した傾斜角の正負の値とを基にして、前記斜面の崩壊の種別を判定する処理装置を備える、ことを特徴とする斜面監視システムである。

請求項４および請求項５の発明では、この発明による斜面監視装置を利用している。システムの処理装置は、第１の検出部が検出した下柱部の傾斜角の正負の値、または、第１の検出部が検出した下柱部の傾斜角の正負の値と、第２の検出部が検出した上柱部の傾斜角の正負の値とを基にして、斜面の崩壊の種別を判定する。

請求項６の発明は、請求項５に記載の斜面監視システムにおいて、前記処理装置は、前記第２の検出部が検出した前記上柱部の傾斜角と、前記連結具の固定点から前記接続部までの前記上柱部の長さと、前記第１の検出部が検出した前記下柱部の傾斜角と、前記接続部から地表面までの前記下柱部の長さと、該連結具の長さとを基にして、前記第１の柱と前記第２の柱との間の距離を算出する、ことを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項６に記載の斜面監視システムにおいて、前記処理装置は、前記第１の柱と前記第２の柱との間の距離を算出した結果から、該第１の柱と該第２の柱との間の距離の変化を算出する、ことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、第１の柱と第２の柱を斜面に設置して用いることにより、斜面の各種崩壊に対応した下柱部の傾斜角、特に、斜面の動きに応じて下柱部が動く正逆の方向に対応した傾斜角の正負の値を得ることができる。

請求項２の発明によれば、第１の柱と第２の柱を斜面に設置して用いることにより、斜面の各種崩壊に対応した上柱部および下柱部の傾斜角、特に、斜面の動きに応じて上柱部および下柱部が動く正逆の方向に対応した傾斜角の正負の値を得ることができる。

請求項３の発明によれば、第１の柱の代わりに、連結具を斜面に固定する固定具を用いるので、斜面監視装置の搬送時のほかに設置や、上柱部が変位しないように保持するなどの機能の維持が容易になる。

請求項４の発明によれば、斜面の各種崩壊に対応した下柱部の傾斜角の正負を基にして、斜面崩壊の種別を判定する。この結果、斜面崩壊の種別の情報を提供することができる。

請求項５の発明によれば、斜面の各種崩壊に対応した上柱部および下柱部の傾斜角の正負を基にして、斜面崩壊の種別を判定する。この結果、斜面崩壊の種別の情報を提供することができる。

請求項６の発明によれば、第１の柱と第２の柱との間の距離を算出するので、斜面の動きを把握することが可能になり、また、請求項７の発明によれば、第１の柱と第２の柱との間の距離の変化を算出するので、斜面の動きの速さ、つまり斜面崩壊の速さを把握することが可能になる。

次に、この発明の実施の形態について、図面を用いて詳しく説明する。

（実施の形態１）
この実施の形態による斜面監視システムを図１に示す。この斜面監視システムでは監視センタが斜面監視サービスを提供する。斜面監視サービスは、斜面の状態を監視して監視結果や斜面崩壊の警報などを提供するものであり、この実施の形態では、斜面Ａの崩壊を監視して、監視結果などを住宅Ｂの住人に提供する。図１の斜面監視システムは、斜面監視装置１０_１〜１０_ｎと、中継装置２０と、監視センタに備えられている監視サーバ３１、データサーバ３２および管理端末３３とを備えている。

斜面監視装置１０_１〜１０_ｎは、図２に示すように、斜面Ａで監視を必要とする監視部分Ａ_１を監視するために、斜面Ａに散在されて設置されている。斜面監視装置１０_１は斜面Ａの状態から崩壊を監視する。斜面監視装置１０_１〜１０_ｎは同じ構造であるので、以下では斜面監視装置１０_１を代表例として説明する。斜面監視装置１０_１は不動柱１１と可動柱１２とワイヤ１３とを備えている。

斜面監視装置１０_１の不動柱１１は、斜面Ａに対して不動点を形成する柱状体であり、図３に示すように、不動柱１１の下端部が斜面Ａに埋め込まれて、不動柱１１は使用される。このとき、不動柱１１が鉛直になるように、不動柱１１が斜面Ａに設置されている。

斜面監視装置１０_１のワイヤ１３としては、熱収縮率が小さいものであれば、金属製など各種のものがある。例えば、ワイヤ１３として、熱収縮率が小さい合金でできたインバー線が利用される。ワイヤ１３の一端部が不動柱１１の先端部に固定され、他端部が可動柱１２の先端部に固定されている。つまり、ワイヤ１３は、不動柱１１の先端部と可動柱１２の先端部とを連結している。ワイヤ１３の固定には、ワイヤ１３を結び付ける、専用の取付け器具を用いるなど、各種の方法がある。斜面監視装置１０_１を設置する際に、ワイヤ１３は張った状態にされている。これにより、地表面のわずかな変位も可動柱１２の傾斜として反映される。ワイヤ１３が不動柱１１に固定されている位置（以下、「ワイヤ固定位置」という）は、地表から距離Ｈ_０の所である。

斜面監視装置１０_１の可動柱１２は、柱状体であるが、不動柱１１とは異なる構造である。可動柱１２の下端部が斜面Ａに埋め込まれて、可動柱１２が使用される。可動柱１２は上柱部１２Ａと下柱部１２Ｂとヒンジ部１２Ｃとで構成されている。さらに、可動柱１２は、図４（ａ）に示すように、傾斜を測定するための傾斜角センサ１２Ｄ、１２Ｅと、無線ユニット１２Ｆと電源１２Ｇを備えている。

可動柱１２のヒンジ部１２Ｃは、下柱部１２Ｂに対して上柱部１２Ａを正逆両方向に傾斜するように、上柱部１２Ａを下柱部１２Ｂに接続する。ヒンジ部１２Ｃは、下柱部１２Ｂに設けられている一対の保持板１２Ｃ_１を備えている。保持板１２Ｃ_１は、板面が互いに向き合うように、下柱部１２Ｂに配置されている。保持板１２Ｃ_１の間には、上柱部１２Ａに設けられている突起部分１２Ｃ_２が配置されている。突起部分１２Ｃ_２の両側には、板状の壁面が形成されている。この壁面が保持板１２Ｃ_１と摺りあうように、突起部分１２Ｃ_２が配置されている。保持板１２Ｃ_１の一方から他方に向かって、棒状の軸部分１２Ｃ_３が設けられている。軸部分１２Ｃ_３は、保持板１２Ｃ_１と突起部分１２Ｃ_２とを貫通している。かつ、軸部分１２Ｃ_３の両端部は、外れないように、保持板１２Ｃ_１にそれぞれ固定されている。こうした構造により、上柱部１２Ａが下柱部１２Ｂに対してＸ−Ｙ平面を正逆両方向に傾斜することが可能になる。さらに、ヒンジ部１２Ｃを取り囲むように、スプリング１２Ｃ_４が配置されている。スプリング１２Ｃ_４の両端部は、上柱部１２Ａの下端部および下柱部１２Ｂの上端部にそれぞれ固定されている。

これにより、保持板１２Ｃ_１と突起部分１２Ｃ_２の側面とが摺り合って上柱部１２Ａは下柱部１２Ｂに対して可動状態になっているが、通常はスプリング１２Ｃ_４により、上柱部１２Ａが下柱部１２Ｂに対して直線状に保持されている。斜面Ａの変位でワイヤ１３により上柱部１２Ａに力が加わると、上柱部１２Ａは、スプリング１２Ｃ_４の弾性に抗して、下柱部１２Ｂに対して正逆両方向に傾斜する。

可動柱１２の下柱部１２Ｂは、図４（ｂ）に示すように円筒体である。下柱部１２Ｂの一端が塞がれ、他端には先に述べた一対の保持板１２Ｃ_１が設けられている。下柱部１２Ｂの内壁面には傾斜角センサ１２Ｄが設置されている。傾斜角センサ１２Ｄは、下柱部１２Ｂが傾斜した場合の傾斜角を、重力加速度を利用して検出している。傾斜角センサ１２Ｄが検出した傾斜角を表す信号は、信号線１２Ｄ_１に送られる。信号線１２Ｄ_１は、ヒンジ部１２Ｃの突起部分１２Ｃ_２を貫通して、上柱部１２Ａに至っている。そして、信号線１２Ｄ_１は無線ユニット１２Ｆに接続されている。

可動柱１２の上柱部１２Ａは、下柱部１２Ｂと同様に円筒体である。上柱部１２Ａの一端が塞がれ、他端には先に述べた突起部分１２Ｃ_２が設けられている。上柱部１２Ａの内壁面には、傾斜角センサ１２Ｄと同じ傾斜角センサ１２Ｅが設置されている。傾斜角センサ１２Ｅが検出した傾斜角を表す信号は、信号線１２Ｅ_１に送られる。信号線１２Ｅ_１は無線ユニット１２Ｆに接続されている。

こうした可動柱１２は先に述べたように斜面Ａに設置される。このとき、不動柱１１が斜面Ａの監視部分Ａ_１の外側に位置するように、かつ、可動柱１２が監視部分Ａ_１の内側に位置するように、不動柱１１および可動柱１２が設置される。このように設置された可動柱１２では、図５（ａ）に示すように、ワイヤ１３が固定されている位置であるワイヤ固定位置からヒンジ部１２Ｃの軸部分１２Ｃ_３の中心までの間が、上柱部１２Ａの高さＨ_１である。また、ヒンジ部１２Ｃの軸部分１２Ｃ_３の中心から地表面までの間が、下柱部１２Ｂの高さＨ_２である。さらに、上柱部１２Ａが不動点つまり不動柱１１と反対側に向かって傾斜した場合、傾斜角センサ１２Ｅが計測した傾斜角Ｉ_１が正（＋）であり、上柱部１２Ａが不動点側つまり不動柱１１に向かって傾斜した場合、図５（ｂ）に示すように、傾斜角センサ１２Ｅが計測した傾斜角Ｉ_１が負（−）である。傾斜角Ｉ_１は、鉛直方向Ｄ_１と上柱部１２Ａの長手方向Ｄ_２とが成す角度である。

同じようにして、図６（ａ）に示すように、下柱部１２Ｂが不動点と反対側に向かってに傾斜した場合、傾斜角センサ１２Ｄが計測した傾斜角Ｉ_２が正（＋）であり、下柱部１２Ｂが不動点側に傾斜した場合、図６（ｂ）に示すように、傾斜角センサ１２Ｄが計測した傾斜角Ｉ_２が負（−）である。傾斜角Ｉ_２は、鉛直方向Ｄ_１と下柱部１２Ｂの長手方向Ｄ_３とが成す角度である。

斜面監視装置１０_１の無線ユニット１２Ｆは、上柱部１２Ａの内部に設置されて、電源１２Ｇから供給されるバッテリ電圧で動作する。無線ユニット１２Ｆは、傾斜角センサ１２Ｄ、１２Ｅから傾斜角を表す信号を受け取ると、これらの信号を基にした検出信号を無線によって、中継装置２０に送信する。検出信号は、斜面監視装置１０_１〜１０_ｎからの傾斜角Ｉ_１、Ｉ_２を表す傾斜角と、斜面監視装置１０_１〜１０_ｎに付けられている識別番号とを含む。

中継装置２０は、電波の送受信が良好な建物の屋上や鉄塔等に設置されている。中継装置２０は、無線でデータを中継する装置であり、斜面監視装置１０_１〜１０_ｎから検出信号を受信すると、通信網ＮＷを経て監視センタの監視サーバ３１に検出信号を送信する。通信網ＮＷは、携帯電話機などの携帯端末やパーソナルコンピュータなどを利用したデータの送受信を可能にする。通信網ＮＷには、通信衛星を利用した衛星回線なども含まれる。

監視センタは各地域にある斜面、例えば斜面Ａを監視し、監視結果や警報などを、斜面Ａの近隣にある住宅Ｂの住人に連絡する。監視センタの監視サーバ３１、データサーバ３２および管理端末３３は組織内ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）３４によって相互にデータの送受信が可能な状態にある。

管理端末３３は、監視サーバ３１に監視対象を設定し、また、監視結果や警報などの送信先を監視サーバ３１に設定するためのコンピュータである。この実施の形態では、管理端末３３から監視サーバ３１に対して、斜面Ａが監視対象として設定され、住宅Ｂを送信先として設定されている。また、管理端末３３は、通信網ＮＷおよび中継装置２０を経て、斜面監視装置１０_１〜１０_ｎのパラメータ調整などの制御を行う。データサーバ３２は、監視サーバ３１が受信した斜面監視装置１０_１〜１０_ｎからの検出信号を、識別番号を用いて斜面監視装置毎に、長期間記録するためのコンピュータである。

監視サーバ３１は斜面監視サービスを提供するコンピュータである。監視サーバ３１は、中継装置２０、通信網ＮＷおよび組織内ＬＡＮ３４を経て、斜面監視装置１０_１〜１０_ｎから検出信号を受け取ると、斜面監視装置１０_１〜１０_ｎが設置されている斜面Ａの変化をそれぞれ監視する。斜面監視装置１０_１〜１０_ｎは同じであるので、以下では斜面監視装置１０_１を用いた監視について説明する。

監視サーバ３１は、斜面監視装置１０_１から検出信号を受信すると、この検出信号をデータサーバ３２に送る。また、監視サーバ３１は、検出信号を受信すると、地表面の変位計算処理をする。監視サーバ３１は、変位計算処理により、不動柱１１から可動柱１２までの距離（以下、「杭間距離」という）を算出する。つまり、監視サーバ３１は、斜面監視装置１０_１から検出信号を受信すると、検出信号に含まれる、可動柱１２の上柱部１２Ａの傾斜角Ｉ_１と、下柱部１２Ｂの傾斜角Ｉ_２を抽出する。

この実施の形態では杭間距離を値λとする。また、図７に示すように、不動柱１１および可動柱１２の位置に応じた次の値がある。
ａ．上柱部１２Ａのワイヤ固定位置から地表面までの鉛直距離Ｃ
ｂ．上柱部１２Ａのワイヤ固定位置から下柱部１２Ｂの埋設位置までの水平距離Ｓ
ｃ．下柱部１２Ｂの埋設位置から不動柱１１の埋設位置までの鉛直距離Ｅ_１
ｄ．下柱部１２Ｂの埋設位置から不動柱１１の埋設位置までの水平距離Ｅ_２
これらの値は、
杭間距離λ
上柱部１２Ａの傾斜角Ｉ_１
下柱部１２Ｂの傾斜角Ｉ_２
ワイヤ１３の長さＬ
を用い、さらに、先に述べた、
不動柱１１のワイヤ固定位置から地表までの距離Ｈ_０
上柱部１２Ａの高さＨ_１
下柱部１２Ｂの高さＨ_２
を用いて、次のように表される。

なお、値αは斜面Ａの傾斜角度（ラジアン）であり、例えば斜面監視装置１０_１を設置したときに、ワイヤ１３の傾斜から求めることができる。

上記ａの鉛直距離Ｃと上記ｃの鉛直距離Ｅ_１から、図８に示すように、
ｅ．不動柱１１の埋設位置から可動柱１２のワイヤ固定位置までの垂直距離Ｅ_３
が表される。この値は、式（３）の関係を用いると、

である。

上記ｅの垂直距離Ｅ_３と、先に述べた、不動柱１１のワイヤ固定位置から埋設位置までの距離Ｈ_０とにより、
ｆ．不動柱１１のワイヤ固定位置から可動柱１２のワイヤ固定位置までの垂直距離Ｅ_４
が表される。この値は、図９に示すように、式（５）の関係を用いると、

である。また、上記ｄの水平距離Ｅ_２と、上記ｂの水平距離Ｓの値を基にして、
ｇ．不動柱１１の埋設位置から可動柱１２のワイヤ固定位置までの水平距離Ｅ_５
が表される。この値は、

である。そして、ワイヤ１３の長さＬと、上記ｆの垂直距離Ｅ_４と、上記ｇの水平距離Ｅ_５とから、

の関係が成り立つ。この式（８）から、

が導かれる。監視サーバ３１は、この式（９）を用いて、杭間距離λを算出する。監視サーバ３１は、算出した杭間距離λをデータサーバ３２に記録する。

不動柱１１と可動柱１２とが図９に示す場合より離れて設置された場合、この実施の形態では次のようにする。つまり、図１０に示すように、リング状やＵ字状のような形状をした支持具１４Ａを先端に備える支持部１４で、ワイヤ１３を支持する。これにより、ワイヤ１３が長くなっても、ワイヤ１３の自重による垂れ下がりにより、可動柱１２の上柱部１２Ａが不動点側に傾斜することを防止する。

また、監視サーバ３１は、変位計算処理により、図１１に示すように、不動柱１１と可動柱１２との距離の変化量である、杭間距離λの変化ｄλ（以下、「杭間の変化ｄλ」という）を算出する。つまり、監視サーバ３１は、杭間距離λを算出すると、式（９）を用いて、

の計算と、

の計算とを行う。この後、監視サーバ３１は、式（１０）で求めた値と、式（１１）で求めた値とから、

の式を用いて杭間の変化ｄλを算出する。監視サーバ３１は、式（１２）で算出した杭間の変化ｄλをデータサーバ３２に記録する。

監視サーバ３１は、斜面監視装置１０_１から検出信号を受信すると、崩壊パターン判定処理をする。監視サーバ３１は、崩壊パターン判定処理により、斜面Ａの崩壊パターンを判定する。崩壊パターン判定処理で監視サーバ３１は、傾斜角Ｉ_１の変化分ｄＩ_１および傾斜角Ｉ_２の変化分ｄＩ_２の正負を調べる。そして、傾斜角Ｉ_１および傾斜角Ｉ_２が、
ｄＩ_１＜０
ｄＩ_２＜０
の両方を満たす場合に、監視サーバ３１は「円弧滑り型の崩壊」と判定する。この円弧滑り型の崩壊は、図１２に示すように、斜面Ａが円弧状に崩壊する。斜面Ａの斜面部分Ａ_１が円弧状に崩壊することにより、可動柱１２の下柱部１２Ｂは円弧方向１０１に移動し、かつ、上柱部１２Ａがワイヤ１３で引っ張られている。この結果、上柱部１２Ａと下柱部１２Ｂは、不動点側に傾斜することになる。こうした状態が、傾斜角Ｉ_１の変化分ｄＩ_１および傾斜角Ｉ_２の変化分ｄＩ_２に反映される。監視サーバ３１は、円弧滑り型の崩壊を判定すると、判定結果をデータサーバ３２に記録する。

また、傾斜角Ｉ_１および傾斜角Ｉ_２が、
ｄＩ_１＜０
ｄＩ_２＝０
の両方を満たす場合に、監視サーバ３１は「表層滑り型の崩壊」と判定する。この表層滑り型の崩壊は、図１３に示すように、斜面Ａの表層Ａ_２が崩壊する。斜面Ａの表層Ａ_２が崩壊することにより、可動柱１２の下柱部１２Ｂは表層Ａ_２と共に鉛直な状態を保って表層滑り方向１０２に移動し、かつ、上柱部１２Ａがワイヤ１３で引っ張られている。この結果、上柱部１２Ａは不動点側に傾斜し、下柱部１２Ｂは鉛直状態を保って動くことになる。こうした状態が、傾斜角Ｉ_１の変化分ｄＩ_１および傾斜角Ｉ_２の変化分ｄＩ_２に反映される。監視サーバ３１は、表層滑り型の崩壊を判定すると、判定結果をデータサーバ３２に記録する。

さらに、傾斜角Ｉ_１の変化分ｄＩ_１および傾斜角Ｉ_２の変化分ｄＩ_２が、
ｄＩ_１＜０
ｄＩ_２＞０
の両方を満たす場合に、監視サーバ３１は「崩落・転倒型の崩壊」と判定する。この崩落・転倒型の崩壊は、図１４に示すように、斜面Ａの斜面部分Ａ_３が崩れ落ちる。斜面Ａの斜面部分Ａ_３が崩れ落ちることにより、可動柱１２の下柱部１２Ｂは斜面部分Ａ_３と共に崩落方向１０３に転倒し、かつ、上柱部１２Ａがワイヤ１３で引っ張られている。この結果、上柱部１２Ａは不動点側に傾斜し、下柱部１２Ｂは不動点と反対側に向かって傾斜することになる。こうした状態が、傾斜角Ｉ_１の変化分ｄＩ_１および傾斜角Ｉ_２の変化分ｄＩ_２に反映される。監視サーバ３１は、崩落・転倒型の崩壊を判定すると、判定結果をデータサーバ３２に記録する。

なお、可動柱１２を鉛直に設置した場合の傾斜角Ｉ_１および傾斜角Ｉ_２の初期値がゼロであれば、傾斜角Ｉ_１の変化分ｄＩ_１および傾斜角Ｉ_２の変化分ｄＩ_２の代わりに、傾斜角Ｉ_１の正負および傾斜角Ｉ_２の正負を用いることができる。また、傾斜角Ｉ_１の変化分ｄＩ_１の正負にかかわらず、傾斜角Ｉ_２の変化分ｄＩ_２の負、正の値に応じて、「円弧滑り型の崩壊」、「崩落・転倒型の崩壊」を判定してもよい。この場合には、傾斜角センサ１２Ｅの設置を不要にすることもできる。

監視サーバ３１は、こうした変位計算処理や崩壊パターン判定処理を、斜面監視装置１０_１から得た検出信号について行い、処理結果をデータサーバ３２に記録する。同じようにして、監視サーバ３１は残りの斜面監視装置についても同様の処理を行い、処理結果をデータサーバ３２に記録する。監視サーバ３１は、データサーバ３２に記録している、斜面監視装置１０_１〜１０_ｎの処理結果を用いて、斜面Ａの各変位の様子から、斜面Ａの全体の状態を把握する。そして、監視サーバ３１は、斜面Ａの全体の状態を定期的に住宅Ｂに報告する。

また、監視サーバ３１は、変位計算処理や崩壊パターン判定処理で得た、斜面監視装置１０_１〜１０_ｎの各処理結果である杭間距離λおよび杭間の変化ｄλと、あらかじめ設定されている警報基準とを比較し、処理結果が警報基準を超えると、崩壊パターン判定処理で得た崩壊パターンによる崩壊の危険性を知らせる警報を、通信網ＮＷを経由して住宅Ｂに出す。なお、警報基準は、管理端末３３によって、あらかじめ監視サーバ３１に設定されている値である。

次に、この実施の形態を用いた斜面監視について説明する。斜面Ａを監視する場合、監視センタの職員は斜面Ａに斜面監視装置１０_１〜１０_ｎを設置する。例えば斜面監視装置１０_１を設置する場合、不動柱１１を鉛直にして、斜面Ａで監視を必要とする監視部分Ａ_１の外側に、不動柱１１の下端部を埋設する。また、監視部分Ａ_１の内側に、可動柱１２を鉛直にして下柱部１２Ｂの下端部を埋設する。そして、可動柱１２の上柱部１２Ａの上端部と不動柱１１の上端部とを連結するように、かつ、斜面Ａに対して平行になるように、張った状態でワイヤ１３を不動柱１１と可動柱１２に固定する。残りの斜面監視装置も同様にして斜面Ａに設置する。

こうして、斜面監視装置１０_１〜１０_ｎの設置が終了すると、監視サーバ３１は斜面監視装置１０_１〜１０_ｎから検出信号を受信する。監視サーバ３１は、各検出信号に対して変位計算処理や崩壊パターン判定処理を行い、斜面Ａを監視する。監視サーバ３１は、斜面監視装置１０_１〜１０_ｎの処理結果から、斜面Ａの全体の状態を把握して、定期的に住宅Ｂに報告する。また、変位計算処理や崩壊パターン判定処理で得た、斜面監視装置１０_１〜１０_ｎの各処理結果である杭間距離λや杭間の変化ｄλが警報基準を超えると、監視サーバ３１は、崩壊パターン判定処理で得た崩壊パターンによる崩壊の危険性を知らせるための警報を、通信網ＮＷを経由して住宅Ｂに出す。

こうして、この実施の形態により、可動柱の上柱部の傾斜と下柱部の傾斜とを調べることにより、杭間距離λや杭間の変化ｄλを監視すると共に、斜面Ａの円弧滑り型の崩壊、表層滑り型の崩壊および崩落・転倒型の崩壊を監視することができる。また、この実施の形態により、崩壊の種別を含む警報を住宅Ｂに送るので、住宅Ｂでは、崩壊に応じた対策を行うことを可能にする。

（実施の形態２）
この実施の形態では、実施の形態１で行った、杭間の変化ｄλの算出を次のようにしている。なお、この実施の形態では、先に説明した実施の形態１と同一もしくは同一と見なされる構成要素には、それと同じ参照符号を付けて、その説明を省略する。杭間の変化ｄλを算出する際に、上柱部１２Ａの傾斜角Ｉ_１と下柱部１２Ｂの傾斜角Ｉ_２とが次の条件を満たす場合、つまり、斜面Ａの変位がわずかである場合がある。
Ｉ_１〜０（傾斜角Ｉ_１が小さな値）
Ｉ_２〜０（傾斜角Ｉ_２が小さな値）
この場合には、実施の形態１の式（１０）の代わりに、

の関係が成り立ち、実施の形態１の式（１１）の代わりに、

の関係が成り立つ。監視サーバ３１は、式（１３）で求めた値と、式（１４）で求めた値とから、実施の形態１で用いた式（１２）を用いて杭間の変化ｄλを算出する。

この実施の形態によれば、杭間の変化ｄλの算出を簡略化することができ、監視サーバ３１の負担を軽減することができる。

（実施の形態３）
この実施の形態では、実施の形態２で行った、杭間の変化ｄλの算出を次のようにしている。なお、この実施の形態では、先に説明した実施の形態１と同一もしくは同一と見なされる構成要素には、それと同じ参照符号を付けて、その説明を省略する。杭間の変化ｄλを算出する際に、上柱部１２Ａの傾斜角Ｉ_１と下柱部１２Ｂの傾斜角Ｉ_２とが、
Ｉ_１〜０（傾斜角Ｉ_１が小さな値）
Ｉ_２〜０（傾斜角Ｉ_２が小さな値）
の条件を満たし、かつ、次の条件を満たす場合がある。

この場合には、式（１３）の代わりに、

の関係が成り立ち、式（１４）の代わりに、

の関係が成り立つ。監視サーバ３１は、式（１６）で求めた値と、式（１７）で求めた値とから、実施の形態１で用いた式（１２）を用いて杭間の変化ｄλを算出する。つまり、監視サーバ３１は、

の式を用いて杭間の変化ｄλを算出する。

この実施の形態によれば、杭間の変化ｄλの算出をさらに簡略化することができ、監視サーバ３１の負担を軽減することができる。

（実施の形態４）
この実施の形態では、実施の形態１〜３の不動柱１１の代わりに、図１５に示すように、固定具１５を用いる。なお、この実施の形態では、先に説明した実施の形態１と同一もしくは同一と見なされる構成要素には、それと同じ参照符号を付けて、その説明を省略する。固定具１５は、斜面Ａの地表面の近傍にワイヤ１３を固定している。この実施の形態によれば、監視サーバ３１は、実施の形態１の変位計算処理で、

として、杭間距離λと杭間の変化ｄλとを算出する。

また、実施の形態３と同じように、杭間の変化ｄλを算出する際に、上柱部１２Ａの傾斜角Ｉ_１と下柱部１２Ｂの傾斜角Ｉ_２とが、
Ｉ_１〜０（傾斜角Ｉ_１が小さな値）
Ｉ_２〜０（傾斜角Ｉ_２が小さな値）
の条件を満たす場合、

が成り立つ。監視サーバ３１は、式（２０）で求めた値と、式（２１）で求めた値とから、実施の形態１で用いた式（１２）を用いて杭間の変化ｄλを算出する。

この実施の形態によれば、杭間の変化ｄλの算出を簡略化することができ、監視サーバ３１の負担を軽減することができる。また、この実施の形態によれば、長尺の不動柱１１を不要にするので、斜面監視装置１０_１の搬送を容易にすることができる。さらに、この実施の形態によれば、不動柱１１を鉛直に設置するための作業を不要にして、作業性の向上を可能にする。

以上、この発明の各実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は各実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、各実施の形態では、通信網ＮＷを経て警報を住宅Ｂの住人に送信したが、住宅Ｂがある地区を管理する管理者に送信するなど、各種の通報の形態がある。

実施の形態１による斜面監視システムを示す基本構成図である。 斜面監視装置の配置の様子を示す図である。 斜面監視装置を示す基本構成図である。 可動柱を示す図であり、図４（ａ）は可動部を示す斜視図、図４（ｂ）は可動柱の断面図である。 可動柱の上柱部の傾斜角を説明する図である。 可動柱の下柱部の傾斜角を説明する図である。 杭間距離の計算を説明する図である。 杭間距離の計算を説明する図である。 杭間距離の計算を説明する図である。 不動柱と可動柱との距離が長い場合の様子を示す図である。 杭間の変化の計算を説明する図である。 円弧滑り型の崩壊を説明する図である。 表層滑り型の崩壊を説明する図である。 崩落・転倒型の崩壊を説明する図である。 実施の形態４による斜面監視装置を示す基本構成図である。

符号の説明

１０_１〜１０_ｎ 斜面監視装置
１１ 不動柱（第１の柱）
１２ 可動柱（第２の柱）
１２Ａ 上柱部
１２Ｂ 下柱部
１２Ｃ ヒンジ部（接続部）
１２Ｄ 傾斜角センサ（第１の検出部）
１２Ｅ 傾斜角センサ（第２の検出部）
１３ ワイヤ（連結具）
２０ 中継装置
３１ 監視サーバ（処理装置）
３２ データサーバ
３３ 管理端末

Claims (7)

1. 斜面に対して立った状態で互いに離れて設置される第１の柱および第２の柱を備え、前記第１の柱と前記第２の柱とが連結具で連結されている斜面監視装置において、
   前記第２の柱は、
   前記連結具が上端部に固定される上柱部と、
   下端部が斜面に埋設される下柱部と、
   前記下柱部に設置されて、該下柱部の傾斜を検出する第１の検出部と、
   前記上柱部が正逆両方向に動くように、前記上柱部の下端と前記下柱部の上端とを接続する接続部と、
   を備えることを特徴とする斜面監視装置。
2. 前記上柱部に設置されて、該上柱部の傾斜を検出する第２の検出部を備えることを特徴とする請求項１に記載の斜面監視装置。
3. 前記連結具を斜面に固定する固定具を、前記第１の柱の代わりに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の斜面監視装置。
4. 請求項１に記載の斜面監視装置を少なくとも１つ用いた斜面監視システムであって、
   前記第１の検出部が検出した前記下柱部の傾斜角であり、かつ、該斜面の動きに応じて該下柱部が動く正逆の方向に対応した傾斜角の正負の値を基にして、前記斜面の崩壊の種別を判定する処理装置を備える、
   ことを特徴とする斜面監視システム。
5. 請求項２に記載の斜面監視装置を少なくとも１つ用いた斜面監視システムであって、
   前記第１の検出部が検出した前記下柱部の傾斜角であり、かつ、該斜面の動きに応じて該下柱部が動く正逆の方向に対応した傾斜角の正負の値と、前記第２の検出部が検出した前記上柱部の傾斜角であり、かつ、前記斜面の動きに応じて該上柱部が動く正逆の方向に対応した傾斜角の正負の値とを基にして、前記斜面の崩壊の種別を判定する処理装置を備える、
   ことを特徴とする斜面監視システム。
6. 前記処理装置は、前記第２の検出部が検出した前記上柱部の傾斜角と、前記連結具の固定点から前記接続部までの前記上柱部の長さと、前記第１の検出部が検出した前記下柱部の傾斜角と、前記接続部から地表面までの前記下柱部の長さと、該連結具の長さとを基にして、前記第１の柱と前記第２の柱との間の距離を算出する、ことを特徴とする請求項５に記載の斜面監視システム。
7. 前記処理装置は、前記第１の柱と前記第２の柱との間の距離を算出した結果から、該第１の柱と該第２の柱との間の距離の変化を算出する、ことを特徴とする請求項６に記載の斜面監視システム。

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