JP2009265030A

JP2009265030A - 自然災害発生検知システム

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Publication number: JP2009265030A
Application number: JP2008117629A
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Inventors: Masayoshi Takei; 正義武井
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Priority date: 2008-04-28
Filing date: 2008-04-28
Publication date: 2009-11-12
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Also published as: JP4519926B2

Abstract

【課題】災害検知線を引き回すことで広範囲な場所での断線及び短絡の発生を一つの回路で選択的に検知できるとともに、一定範囲の地域において災害を検知するに際して、災害の進行状況を把握することができる自然災害発生検知システムを得る。
【解決手段】電流が流れることにより災害検知線の断線を検知する断線検知回路１と、電流が流れることにより災害検知線の短絡を検知する短絡検知回路２と、自然災害発生予測領域に設置した定電流器４とを直流電源５に対してそれぞれ並列に接続し、災害検知線が定電流器に対して配線を引き回して接続して構成される自然災害発生検知装置を複数準備し、複数の自然災害発生検知装置で一定範囲の地域Ｘにおける災害を検知するシステムとし、一定範囲の地域において災害を検知し易い複数地区ａ，ｂ，ｃ，ｄに各自然災害発生検知装置の災害検知線３を設置することで災害の進行状況を把握可能とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、鉄道施設、自動車道路、発電所、工場、農地、人家に対する自然災害、例えば、暴風雨、豪雨等による冠水、傾斜地に生じる土石流・地すべり・雪崩、河川の氾濫等、広範囲な地域に発生する自然災害の発生を予測して検知するための自然災害発生検知システムに関する。

例えば土砂崩れ・雪崩・河川の氾濫等の自然災害が起こる場合には、その前兆として土砂の移動や河川の増水等による地形状態又は水位状態（以下、土地状態等という）の変化が発生するので、土地状態等の変化をセンサで検知すれば自然災害の発生を予測して検知することができる。
自然災害の発生を予測して検知する装置としては、図１０に示すように、抵抗Ａ，抵抗Ａ´，抵抗Ｂ，抵抗Ｂ´で構成されるブリッジ回路６０において、抵抗Ｂ´に対して断線感知器を直列に接続するとともに、抵抗Ｂ´に対して短絡感知器を並列に接続する構成が存在する。断線感知器及び短絡感知器は、自然災害が発生し易い場所に設置して自然災害の前兆となる土地状態等の変化（例えば土砂の移動が発生すること）による機械的な動作により接点が閉じる（若しくは開く）構成により、その設置場所における断線や短絡をスポット的に感知するものである。
そして、上記回路において、「抵抗Ａの抵抗値＝抵抗Ａ´の抵抗値」「抵抗Ｂの抵抗値＝抵抗Ｂ´の抵抗値＋配線抵抗Ｃ」とすることで、通常時においてブリッジ回路の平衡性を維持し、断線感知器６１や短絡感知器６２で断線や短絡を感知した場合にブリッジ回路６０の抵抗値の平衡性が崩れることで、ブリッジ回路６０の中間位置同士間に接続された検知器６５に電流が流れて断線や短絡の発生を検知するものである。

また、雪崩等の自然災害を検知するに際して、その規模や発生時期の把握を行うことができる装置としては、特許文献１のような自然災害発生検出装置が提案されている。
特許第３７１５４９３号

図１０に示した自然災害発生検出装置の構造によれば、断線感知器及び短絡感知器の接点は、平常時にオン状態とし土石流や土砂流による浸水が生じた時にオフ状態となる（若しくは、逆にオフ状態からオン状態になる）機械的な動作を伴う構成であるため、動作完了までに時間を要し土地状態等の変化を感知するのにタイムラグが生じるという問題点があった。
また、上記構造によれば、断線感知器６１や短絡感知器６２を設置した場所でのスポット的な点検知であり、ある程度の範囲で検知を行うためには、多数の感知器を設置する必要があり、費用がかかるという問題があった。すなわち、上述の自然災害発生検出装置では、断線や短絡の発生を広域範囲な一定領域で検知（線状的な検知）することができないという問題点があった。

また、上述した自然災害発生検出装置によれば、ブリッジ回路６０において抵抗値の均衡を保つため、「抵抗Ｂの抵抗値＝抵抗Ｂ´の抵抗値＋配線抵抗Ｃ」であることが要件となり、配線抵抗Ｃは設置場所の配線の長さにより変動するので、それに応じて抵抗Ｂ´の抵抗値を調整することが必要となり煩雑であるという問題点があった。

本発明は上記実情に鑑みて提案されたもので、災害検知線を引き回すことで広範囲な場所での断線及び短絡の発生を一つの回路で選択的に検知できるとともに、一定範囲の地域において災害を検知するに際して、災害の進行状況を把握することができる自然災害発生検知システムを提供することを目的としている。

上記目的を達成するため請求項１の自然災害発生検知システムは、電流が流れることにより災害検知線の断線を検知する断線検知回路と、電流が流れることにより災害検知線の短絡を検知する短絡検知回路と、自然災害発生予測領域に設置した定電流器とを直流電源に対してそれぞれ並列に接続し、
前記災害検知線は、前記定電流器に対して配線を引き回して接続するとともに、配線における導電性部分が露出した裸線部を有する一方、
前記災害検知線が正常である場合には前記断線検知回路及び前記短絡検知回路に電流を流すことなく、前記災害検知線が断線した際に前記断線検知回路にのみ選択的に電流を流すとともに、前記災害検知線が短絡した際に前記短絡検知回路にのみ選択的に電流を流すように構成した制御回路と、
を具備する自然災害発生検知装置を複数準備し、前記複数の自然災害発生検知装置で一定範囲の地域における災害を検知するシステムとし、前記一定範囲の地域において災害を検知し易い複数地区に各自然災害発生検知装置の災害検知線を設置することを特徴としている。

請求項２の自然災害発生検知システムは、自然災害発生検知装置を複数準備し、前記複数の自然災害発生検知装置で一定範囲の地域における災害を検知するシステムとし、前記一定範囲の地域において災害を検知し易い複数地区に各自然災害発生検知装置の災害検知線を設置する。
そして、各自然災害発生検知装置は、第１のトランジスタが導通状態となって電流が流れることにより災害検知線の断線を検知する断線検知回路と、第２のトランジスタが導通状態となって電流が流れることにより災害検知線の短絡を検知する短絡検知回路と、自然災害発生予測領域に設置した定電流器とを直流電源に対してそれぞれ並列に接続して成り、次の構成を含むことを特徴としている。
前記災害検知線は、前記定電流器に対して配線を引き回して接続する。
前記災害検知線は、配線における導電性部分が露出した裸線部を有する。
前記第１のトランジスタのオン・オフ制御を行う第３のトランジスタを設ける。
前記第３のトランジスタのベースに電位差を発生させるための断線検知側電位差抵抗を設ける。
前記第２のトランジスタのオン・オフ制御を行う第４のトランジスタを設ける。
前記第４のトランジスタのオン・オフ制御を行う第５のトランジスタを設ける。
前記第５のトランジスタのベースに接続された定電圧ダイオードを設ける。
前記定電圧ダイオードに電位差を発生させるための短絡検知側電位差抵抗を設ける。

自然災害発生検知装置の災害検知線は、導電性部分が被覆された被覆部を有し、この被覆部を支柱に固定して自然災害発生予測領域に設置することが好ましい。
また、自然災害発生検知装置の定電流器は、自然災害発生予測領域において、災害検知線の短絡が発生し易い箇所に設置することが好ましい。

請求項３は、請求項１又は請求項２に記載の自然災害発生検知システムにおいて、前記複数地区に災害の予兆を検知できる地域が含まれることにより、災害の進行状態を把握可能とすることを特徴としている。

請求項４は、請求項２に記載の自然災害発生検知システムにおいて、各自然災害発生検知装置の前記直流電源の＋端子側に、ＯＮ／ＯＦＦスイッチから構成される誤動作判別回路を接続したことを特徴としている。

請求項５は、請求項２又は請求項４に記載の自然災害発生検知システムにおいて、各自然災害発生検知装置の前記直流電源の−端子側に、断線検知回路及び短絡検知回路側と、断線検知側電位差抵抗及び短絡検知側電位差抵抗とを選択的に接続する選択スイッチを含んで構成される誤動作判別回路を接続したことを特徴としている。

本発明によれば、定電流器に対して配線を引き回して接続することで災害検知線を構成するので、災害検知線において地形に適した引き回し線の構造を得ることができ、災害検知線の断線や短絡を検知しやすい構成とすることができるとともに、配線を引き回した広い範囲において災害の発生を予測して検知（線状検知）することができる。
そして、複数の自然災害発生検知装置で一定範囲の地域における災害を検知するシステムとし、災害検知線を設置する複数地区において、災害の予兆を検知できる地域を含ませることにより、一定範囲の地域において災害を検知するに際して、災害の進行状況を把握することができ、一定範囲の地域内の災害発生に対して的確な対応をすることができる。

自然災害発生予測領域に設置した定電流器に接続された災害検知線に対して、断線検知回路及び短絡検知回路が並列に接続されているので、同一地点の断線検知及び短絡検知を行うことができる。

本発明の実施の一例について、図面を参照しながら説明する。
本発明の自然災害発生検知システムは、図１に示すように、自然災害発生検知装置を複数準備し、複数の自然災害発生検知装置で一定範囲の地域Ｘにおける災害を検知するシステムとしている。
各自然災害発生検知装置は、自然災害発生予測領域に設置した定電流器４と、定電流器４に接続された災害検知線３と、災害検知線３の断線を検知する断線検知回路１と、災害検知線３の短絡を検知する短絡検知回路２と直流電源５に対してそれぞれ並列に接続して構成されている。
各自然災害発生検知装置の断線検知回路１、短絡検知回路２、直流電源５は、同一のボックス１００内に収納され、このボックス１００に設けられた各地区の断線又は短絡のモニター手段（図示せず）により一つの場所で監視できるようになっている。モニター手段は、各自然災害発生検知装置に対して断線用と短絡用の２個が設けられ、例えば、断線又は短絡時に点灯する又は警報を発するような構造となっている。

各自然災害発生検知装置の災害検知線３は、一定範囲の地域Ｘにおいて、災害を検知し易い（予想し易い）複数地区ａ，ｂ，ｃ，ｄに設置されている。複数地区には、災害の予兆を検知できる地域を含ませることにより、複数の自然災害発生検知装置により災害の発生当初からの進行状況を把握可能にしている。
災害を検知し易い複数地区ａ，ｂ，ｃ，ｄとは、土砂崩れや雪崩が頻繁に発生する箇所に加えて、例えば、道路・鉄道におけるトンネルの両側位置、河川の分岐箇所、道路や鉄道の分岐点等を含ませることが考えられ、複数地区ａ，ｂ，ｃ，ｄの全体を監視することで、予兆を含む災害の発生当初からの進行状況が把握できるようにする。

一定範囲の地域Ｘにおいて災害が発生する場合、過去の例から地区ａ，ｄ，ｃ，ｂの順で土砂崩れ等の災害が発生し易いことが解っていれば、地区ａに災害検知線３を設置した災害発生検知装置が断線や短絡を検知した場合、災害発生の予兆であると判断でき、続いて地区ｄの災害検知線３で断線や短絡を検知した際に、それまでに要した時間等から災害規模を推定することで、非難勧告が必要になる状態（例えば、地区ｂの災害検知線３が断線や短絡を検知する状況）までの時間を予想することができ、一定範囲の地域Ｘ内の災害発生に対して的確な対応をすることができる。
また、自然災害発生検知システムにおける各自然災害発生検知装置の直流電源５はそれぞれ独立しているので、一つの直流電源５に故障等が発生した場合においても、他の自然災害発生検知装置の動作に影響を与えることがない。各自然災害発生検知装置で電源を共有にした場合は、雷等で一つの自然災害発生検知装置が電源部まで被害が及ぶと、他の自然災害発生検知装置の回路が正常であっても使用不可能になるという欠点がある。

以下、自然災害発生検知システムを構成する各自然災害発生検知装置の構造について、図２〜図４を参照しながら説明する。
断線検知回路１は、断線検知回路１に直列に接続された第１のトランジスタ１０が導通状態となって電流が流れることにより、この電流値を計測回路（図示せず）で測定することで災害検知線３の断線を検知し、例えばリレー回路（図示せず）を動作させ、自然災害検知装置が設置された近隣に災害発生を知らせる警報器を駆動（警報を鳴らす）して報知するようにしたり、有線・無線・衛星通信で消防署等に通達するように構成されている。
第１のトランジスタ１０のベース側には、この第１のトランジスタ１０のオン・オフ制御を行うための第３のトランジスタ１１のコレクタ側が接続されている。第３のトランジスタ１１のベース・エミッタ間には、第３のトランジスタ１１のベースに電位差を発生させるための断線検知側電位差抵抗１２が接続されることで、第１のトランジスタ１０のオン・オフを制御する制御回路が構成されている。

短絡検知回路２は、短絡検知回路２に直列に接続された第２のトランジスタ２０が導通状態となって電流が流れることにより、この電流値を計測回路（図示せず）で測定することで災害検知線の短絡を検知し、例えばリレー回路（図示せず）を動作させ、自然災害検知装置が設置された近隣に災害発生を知らせる警報器を駆動（警報を鳴らす）して報知するようにしたり、有線・無線・衛星通信で消防署等に通達するように構成されている。
第２のトランジスタ２０のベース側には、この第２のトランジスタのオン・オフ制御を行う第４のトランジスタ２１のコレクタ側が接続されている。第４のトランジスタ２１のベース・エミッタ間には、この第４のトランジスタ２１のオン・オフ制御を行う第５のトランジスタ２２が接続されている。
第５のトランジスタ２２のベース側には定電圧ダイオード２３が接続され、この定電圧ダイオードと第５のトランジスタのエミッタ間に、定電圧ダイオード２３を介して、この定電圧ダイオード２３に電位差を発生させて第５のトランジスタのベースに電流を流すための短絡検知側電位差抵抗２４が接続されている。
したがって、第４のトランジスタ２１、第５のトランジスタ２２、定電圧ダイオード２３、短絡検知側電位差抵抗２４により、第２のトランジスタ２０のオン・オフを制御する制御回路が構成されている。

断線検知側電位差抵抗１２において、第３のトランジスタ１１のベースに接続された側は、災害検知線３及び定電流器４に接続されている。
同様に、短絡検知側電位差抵抗２４において、第５のトランジスタ２２のベースに接続された側は、災害検知線３及び定電流器４に接続されている。

定電流器４は、災害検知線３の正常時に回路に一定の電流が流れるようにするためのもので、例えば抵抗から構成されている。災害検知線３に短絡が発生した場合、図３に示すように、短絡箇所の抵抗Ｒｓとして配線抵抗を無視すると、合成抵抗値Ｒｔ（全体の抵抗）は、抵抗Ｒｓと定電流器４の抵抗Ｒ１と並列接続となり、その値は（Ｒ_１Ｒｓ／（Ｒ_１＋Ｒｓ））となる。この合成抵抗値Ｒｔは、Ｒ_１の値より小さくなるので、正常時及び短絡時の直流電源電圧をＶとすると、正常時に災害検知回路３を流れる電流Ｉ（Ｖ／Ｒ_１）に対して、短絡時の短絡電流Ｉｓは、Ｉｓ＝Ｖ／Ｒｔとなり、Ｒｔ＜Ｒ_１であるため、電流Ｉより大きな値となる。この短絡電流Ｉｓ（Ｖ／Ｒｔ）が災害検知線３の正常時に流れる電流Ｉ（Ｖ／Ｒ_１）と十分区別できる値となるように，予め定電流器４の抵抗Ｒ_１が設定されている。

災害検知線３は、定電流器４に対して自然災害の発生を予測して検知したい場所（丘陵の斜面や頂上部、谷、河川・湖の堤防等）に配線を引き回して接続するようになっている。この構成により、配線を引き回した広い範囲において、災害検知線３に発生する断線や短絡を検知可能とすることで、自然災害の前兆となる土地状態等の変化を検知することができる。
配線の引き回しの具体的な構造は、自然災害の発生を予測して検知し易い場所や検知したい災害の種類によって異なるものであり、具体的な配線の引き回し例については後述する。

また、災害検知線３は、短絡情報を得るために、配線の被覆部３ｂを除去して導電性部分が露出した裸線部３ａを有するように構成されている。この裸線部３ａは、災害検知線３の全体に亘って連続して形成されるものでも良いが、被覆部３ｂと裸線部３ａとが交互に形成されるものが好ましい。すなわち、災害検知線３は災害発生地域に引き回して設置されるが、配線の全てが裸線部である場合には、この裸線部を所定の間隔をもって地面に設置される支柱に固定しなければなない。その場合、風等による揺れの繰り返し荷重を受け、晴天時でも断線が生じることから誤作動の要因となる可能性がある。
これに対して、図４（ａ）に示すように、災害検知線３の被覆部３ｂを支柱６に固定すれば、揺れによる断線発生を防止でき、断線検知に対する信頼性の向上を図ることができる。災害地域の地面に設置する支柱６の間隔は、地形、風土や環境及び土質の相違により異なるため、裸線部３ａに対する被覆部３ｂの位置についても不規則な間隔に設けられている。

図４（ａ）は、災害検知線３による断線検知を主として検知する場合の設置方法であるが、短絡検知を検知させる場合には、図４（ｂ）に示すように、それぞれ水平板７ａを有する支柱７，７を支柱６に対して配設し、支柱７，７の水平板７ａの両端で裸線部を拡げて支持することで、支柱６に固定された被覆部に対して裸線部同士を近接位置に配置する。この構造によれば、比較的に近い位置に裸線部同士が位置させることが可能となるので、土砂や雪崩等（導電性を有する）を介して裸線部同士が接続することで短絡状態を検知できる。

次に、上記構造の自然災害発生検知装置による災害検知線３の正常時、断線時、短絡時における回路動作について、図５（ａ）〜（ｃ）を参照しながらそれぞれ説明する。
（正常時）
災害検知線３に断線や短絡がない正常時の場合（図５（ａ））、定電流器４の抵抗値Ｒ_１を含む回路の抵抗値の抵抗値Ｒは、配線抵抗Ｒ_ｐを考慮した場合、Ｒ＝Ｒ_１＋Ｒ_ｐとなる。ただし、Ｒ_ｐは、「Ｒ_ｐ＝（Ｒ_２×Ｒ_３）／（Ｒ_２＋Ｒ_３）＋検知線３の抵抗値」で示される。したがって、直流電源電圧をＶとすると、災害検知線３には電流I（＝Ｖ／（Ｒ_１＋Ｒ_ｐ））が流れる。
この電流Ｉにより短絡検知側電位差抵抗２４の抵抗Ｒ２の両端（第５のトランジスタ２２のエミッタと定電圧ダイオード２３間）に電位差が発生するが、電流Ｉが小さいので定電圧ダイオード２３が動作に十分な電位差が生じない。そのため、第５のトランジスタ２２はオフ状態を維持する。
第４のトランジスタ２１のベース・エミッタ間に直流電源５による電源電圧がかかりベース電流が流れる。その結果、第４のトランジスタ２１がオン状態となり、第２のトランジスタ２０がオフ状態となる。
同時に電流Ｉにより断線検知側電位差抵抗１２の抵抗Ｒ３の両端（第３のトランジスタ１１のエミッタとベース間）に電位差が発生する。電流Ｉは小さいが第３のトランジスタ１１を導通させるに十分な電位差が発生する。その結果、第３のトランジスタ１１がオン状態となり、第１のトランジスタ１０がオフ状態を維持する。

（断線時）
災害検知線３のいずれかの箇所に断線が生じた場合（図５（ｂ））、災害検知線３には断線により電流が流れない。したがって、短絡検知側電位差抵抗２４の抵抗Ｒ２の両端（第５のトランジスタ２２のエミッタと定電圧ダイオード２３間）に電位差が発生せず、定電圧ダイオード２３が動作しない。そのため、第５のトランジスタがオフ状態を維持する。
一方、第４のトランジスタ２１のベース・エミッタ間には直流電源５による電源電圧がかかり、ベース電流が流れるため、第４のトランジスタ２１がオン状態となり、第２のトランジスタ２０がオフ状態を維持する。
第３のトランジスタについては、断線検知側電位差抵抗１２に電流が流れないので抵抗Ｒ３の両端に電位差が発生せず、第３のトランジスタ１１がオフ状態となる。その結果、第１のトランジスタ１０のベース・エミッタ間に直流電源５による電源電圧がかかり、第１のトランジスタ１０がオン状態となり、断線検出回路１に電流が流れて断線発生を検知する。

（短絡時）
災害検知線３のいずれかの箇所に短絡が生じた場合（図５（ｃ））、災害検知線３には短絡箇所により抵抗値が変動するので、それに応じた短絡電流Ｉｓが流れる。この短絡電流Ｉｓは、定電流器４の抵抗Ｒ１を流れないので、正常時に流れる電流Ｉよりも十分大きい値となる。
そして、この短絡電流Ｉｓにより短絡検知側電位差抵抗２４の抵抗Ｒ２の両端（第５のトランジスタ２２のエミッタと定電圧ダイオード２３間）に定電圧ダイオード２３が動作に十分な電位差が発生し、第５のトランジスタ２２がオン状態となることで、第４のトランジスタ２１にベース電流が流れず、第４のトランジスタ２１がオフ状態を維持する。
第４のトランジスタ２１がオフ状態を維持した場合、第２のトランジスタ２０のベース・エミッタ間に短絡電流Ｉｓの電圧効果による電圧差が発生し、第２のトランジスタ２０がオン状態となり、短絡検出回路２に電流が流れて短絡発生を検知する。
同時に、短絡電流Ｉｓにより断線検知側電位差抵抗１２の抵抗Ｒ３の両端（第３のトランジスタ１１のエミッタとベース間）に電位差が発生し、第３のトランジスタ１１がオン状態となり、第１のトランジスタ１０がオフ状態を維持する。

災害検知線３に短絡が発生した場合、短絡箇所の短絡抵抗Ｒｓ，断線検知回路１及び短絡検知回路２側の配線抵抗Ｒｘ，定電流器４側の配線抵抗Ｒｙとすると、合成抵抗値Ｒｔは、定電流器４の抵抗Ｒ１と短絡抵抗Ｒｓとの合成抵抗に配線抵抗Ｒｘ，Ｒｙを加算した値、すなわち、Ｒｔ＝Ｒｘ＋Ｒｙ＋（Ｒ_１Ｒｓ／（Ｒ_１＋Ｒｓ））となるので、短絡電流Ｉｓの値は、直流電源電圧Ｖを合成抵抗値Ｒｔで除した値（Ｖ／Ｒｔ）となる。
短絡が生じた部分の短絡抵抗Ｒｓについては、土質、土砂や雪崩に含まれる水分や不純物の量により異なる値となる。そして、前記した合成抵抗値Ｒｔが小さくなれば、大きい短絡電流Ｉｓが流れることになる。
短絡電流Ｉｓは異常発生を検知するため、ある一定値以上である（正常時の電流値と区別できる）必要があるが、短絡電流Ｉｓの値が同じ大きさであるとすると、配線抵抗を含む合成抵抗値Ｒｔが同じ大きさとなる。その場合、定電流器４の抵抗Ｒ_１を小さくすることにより、合成抵抗値Ｒｔにおける配線抵抗の値を大きく設定することができる。
配線抵抗を大きく設定できるということは、芯径が同じ災害検知線３を使用した場合、それだけ長く引き回すことが可能であることを意味するので、より広範囲の領域における災害の検知を行うことができ、短絡予報の信頼性を向上させることができる。
したがって、合成抵抗値Ｒｔの値に影響する定電流器４の抵抗Ｒ_１は、可能な範囲で小さくなるように設定するのが好ましい。

また、定電流器が設置された箇所に災害の前兆となる土地状態等の変化が発生し定電流器を含んで短絡したような場合、定電流器の抵抗値を考慮することなく、短絡が生じた部分の抵抗で短絡電流が定まるので、合成抵抗値より小さい値となり短絡電流も大きくなる。したがって、定電流器の設置場所は、土砂崩れや雪崩等の災害が発生し易い場所するのが好ましい。

上記した自然災害発生検知装置の回路構成によれば、災害検知線３に断線や短絡が発生した場合、定電流器４に電流が流れない（断線時）、又は、正常時に定電流器４に流れる電流に対して大きな電流値である短絡電流が流れる（短絡時）ことにより、直流電源に対してそれぞれ並列に接続された断線検知回路１又は短絡検知回路２を動作させ、広い範囲の同一地域に対して断線であるか短絡であるかの検知を行うことができる。
災害検知線の断線及び短絡の発生は、断線検知回路１又は短絡検知回路２に電流が流れるか否かで判断されるため、災害予測検知の異常発生に対してタイムラグなく断線及び短絡の発生を検知することができる。

続いて、配線構造の具体的な引き回し例について、図６及び図７を参照しながら説明する。
例えば、図６（ａ）に示すように谷における災害発生を予測して検知する場合には、図７（ａ）に示すように、降雨に際して水を含み易い谷の上部に定電流器４を設置し台形状に災害検知線３を引き回して構成する。

図６（ｂ）に示すような山や丘陵における災害発生を予測して検知する場合には、図７（ｂ）に示すように、降雨に際して水を含んで崩れ易い頂上部に配線中央に位置する定電流器４を設置し、両側に配線の往復路を繰り返した方形状に災害検知線３を引き回して構成する。

図６（ｃ）に示すような河川・湖の堤防に設置する場合には、図７（ｃ）に示すように、氾濫が生じ易い川上部に定電流器４を設置し、往復する配線を方形状に災害検知線３を引き回して構成する。

図６（ｄ）に示すような傾斜面における強度舗装地に設置する場合には、図７（ｄ）に示すように、降雨に際して水を含んで崩れ易い上部位置に配線中央に位置する定電流器４を設置し、配線の往復路を繰り返した方形状に災害検知線３を引き回して構成する。
また、地形が複雑な場所に設置する場合には、これらの引き回し線の構成を組み合わせた引き回しの構成であってよい。

図６（ａ）〜（ｄ）に示したいずれの地形においても、降雨等の自然現象に対して水を含んで崩れ易い箇所（例えば上部）や水分を含み易い箇所（災害検知線の短絡が発生し易い箇所）に定電流器４を設置することで、災害の前兆となる土地状態等の変化発生時の短絡電流値を大きくすることができ、災害発生検知装置の予報感度を高めることができる。

また、災害検知線３は、定電流器４に対して配線を引き回して接続することで構成されるので、災害検知線３において地形に適した引き回し線の構造を得ることができ、災害発生を予測検知しやすい構成とすることができるとともに、災害検知線３を引き回した広い範囲において災害予測の検知（線状検知）を可能とすることができる。
同一地域の配線を結ぶ定電流器４（Ｒ_１）の値を可能な限り小さくするように設定することは、水分を含む自然災害予報を行い次に生ずる地形変化による断線で災害発生を予測して検知して報知するに際して、信頼性の高い報知を行うことができる。

次に、誤動作判別回路が接続された自然災害発生検知装置の実施例について、図８及び図９を参照しながら説明する。
図８は、図２の自然災害発生検知装置に対して、直流電源の＋端子側に、ＯＮ／ＯＦＦスイッチＳ１から構成される誤動作判別回路４０を接続して構成されている。図中、図２の回路図と同一構成をとる部分については同一符号を付している。

図８の回路中、第１のトランジスタ１０に直列に接続されるダイオード１３は、誘導電圧を防止して第１のトランジスタ１０に電流が逆流するのを防止するものである。断線検知回路１に対して並列に接続されるダイオード１４は、誘導電圧を防止して断線検知回路１に電流が逆流するのを防止するものである。断線検知回路１に対して並列に接続される発光ダイオード１５は、誤動作確認にために点灯させるものであり、発光ダイオード１５に直列に接続される抵抗１６は、発光ダイオード１５に小電流が流れるようにするためのものである。

同様に、第２のトランジスタ２０に直列に接続されるダイオード２５は、誘導電圧を防止して第２のトランジスタ２０に電流が逆流するのを防止するものである。短絡検知回路２に対して並列に接続されるダイオード２６は、誘導電圧を防止して短絡検知回路２に電流が逆流するのを防止するものである。短絡検知回路２に対して並列に接続される発光ダイオード２７は、誤動作確認にために点灯させるものであり、発光ダイオード２７に直列に接続される抵抗２８は、発光ダイオード２７に小電流が流れるようにするためのものである。

上記構成の回路によれば、ＯＮ／ＯＦＦスイッチＳ１を閉じた状態で断線検知装置１又は短絡検知回路２に電流が流れた場合、発光ダイオード１５又は発光ダイオード２７に電流が流れて点灯し、断線又は短絡の発生を知らせる。この動作の正誤を判別するに場合に、ＯＮ／ＯＦＦスイッチＳ１を一度オフ状態とし、再度オン状態にすると、誤報である場合は、災害検知線３が正常であるので断線検知回路若しくは短絡検知回路の動作が消滅する。正報である場合は、断線検知回路若しくは短絡検知回路の動作が続行されるので、誤動作であるか否かの判別を行うことができる。

図９は、自然災害発生検知装置の追加・補修工事を行うに場合に、適切に工事されたか否かの試験を断線検知回路や短絡検知回路の動作なしに発光ダイオードの点灯のみで確認できる機能を有する誤動作判別回路を接続した例である。
すなわち、図２の自然災害発生検知装置に対して、直流電源の−端子側に、断線検知回路１及び短絡検知回路２側と、断線検知側電位差抵抗１２及び短絡検知側電位差抵抗２４とを選択的に接続する選択スイッチＳ２を含んで構成される誤動作判別回路５０を接続して構成されている。この回路では、断線検知回路１及び短絡検知回路２側と、断線検知側電位差抵抗１２及び短絡検知側電位差抵抗２４との間に逆流防止用のダイオード５１が選択スイッチＳ２に対して接続されている。

上記構成の回路によれば、自然災害検知装置の追加・補修工事を行うに際して、選択スイッチＳ２を接点１側に接続した状態で、災害検知線３側の断線テストや短絡テストを行った場合においても、発光ダイオード１５又は発光ダイオード２７にのみ電流が流れ、断線検知装置１又は短絡検知回路２を動作させることなく、断線又は短絡の発生の確認（誤動作確認）の試験を行うことができる。
そして、追加・補修工事終了後に、選択スイッチＳ２を接点２側に接続した状態とすれば、図２と同様の断線検知装置１及び短絡検知回路２による災害検知を行うことができる。

また、直流電源の＋端子側に接続される誤動作判別回路４０と、直流電源の−端子側に接続される誤動作判別回路５０の双方を設けたものであれば、自然災害検知装置の災害検知線等の追加工事や補修工事、メンテナンスに長時間必要な場合に際して、誤動作判別回路４０のＯＮ／ＯＦＦスイッチＳ１をオフ状態とすることで、災害検知線３側への電圧供給を遮断させることができるので、電力消費を少なくして省エネルギー化を図ることができる。

本発明の自然災害発生検知システムによれば、自然災害の発生が予測される複数の領域に災害検知線を設置することにより、一定範囲の地域において災害を検知（断線検知及び短絡検知）するに際して、災害の進行状況を把握することができ、一定範囲の地域内の災害発生に対して的確な対応をすることができる。
信頼性の高い検知を行うことができる。
そして、断線検知及び短絡検知を行うことで、自然災害発生予測領域における土地状態等の変化を検知して災害発生の予測を行うことができる。

本発明の自然災害発生検知システムの構成説明図である。自然災害発生検知システムを構成する自然災害発生検知装置の回路説明図である。災害検知線に短絡が発生した場合の合成抵抗値を説明するための災害検知線及び定電流器部分の回路説明図である。（ａ）（ｂ）は本発明の自然災害発生検知装置における災害検知線の地面への設置例を示す斜視説明図である。（ａ）〜（ｃ）は、本発明の自然災害発生検知装置の動作を説明するための回路説明図である。（ａ）〜（ｄ）は、本発明の自然災害発生検知装置を設置する場所の例を示した地形説明図である。（ａ）〜（ｄ）は、本発明の自然災害発生検知装置における災害検知線の引き回し例を示す配線説明図である。直流電源の＋側に誤動作判別回路を付加した自然災害発生検知装置の実施例の回路説明図である。直流電源の−側に誤動作判別回路を付加した自然災害発生検知装置の実施例の回路説明図である。従来の自然災害発生検出装置の回路説明図である。

符号の説明

１断線検知回路
２短絡検知回路
３災害検知線
３ａ裸線部
３ｂ被覆部
４定電流器
５直流電源
６支柱
１０第１のトランジスタ
１１第３のトランジスタ
１２断線検知側電位差抵抗
２０第２のトランジスタ
２１第４のトランジスタ
２２第５のトランジスタ
２３定電圧ダイオード
２４短絡検知側電位差抵抗
４０誤動作判別回路
５０誤動作判別回路
Ｘ一定範囲の地域

Claims

電流が流れることにより災害検知線の断線を検知する断線検知回路と、電流が流れることにより災害検知線の短絡を検知する短絡検知回路と、自然災害発生予測領域に設置した定電流器とを直流電源に対してそれぞれ並列に接続し、
前記災害検知線は、前記定電流器に対して配線を引き回して接続するとともに、配線における導電性部分が露出した裸線部を有する一方、
前記災害検知線が正常である場合には前記断線検知回路及び前記短絡検知回路に電流を流すことなく、前記災害検知線が断線した際に前記断線検知回路にのみ選択的に電流を流すとともに、前記災害検知線が短絡した際に前記短絡検知回路にのみ選択的に電流を流すように構成した制御回路とを具備する自然災害発生検知装置を複数準備し、前記複数の自然災害発生検知装置で一定範囲の地域における災害を検知するシステムとし、前記一定範囲の地域において災害を検知し易い複数地区に各自然災害発生検知装置の災害検知線を設置することを特徴とした自然災害発生検知システム。
第１のトランジスタが導通状態となって電流が流れることにより災害検知線の断線を検知する断線検知回路と、第２のトランジスタが導通状態となって電流が流れることにより災害検知線の短絡を検知する短絡検知回路と、自然災害発生予測領域に設置した定電流器とを直流電源に対してそれぞれ並列に接続し、
前記災害検知線は、前記定電流器に対して配線を引き回して接続するとともに、配線における導電性部分が露出した裸線部を有する一方、
前記第１のトランジスタのオン・オフ制御を行う第３のトランジスタと、
前記第３のトランジスタのベースに電位差を発生させるための断線検知側電位差抵抗と、
前記第２のトランジスタのオン・オフ制御を行う第４のトランジスタと、
前記第４のトランジスタのオン・オフ制御を行う第５のトランジスタと、
前記第５のトランジスタのベースに接続された定電圧ダイオードと、
前記定電圧ダイオードに電位差を発生させるための短絡検知側電位差抵抗と、
を具備する自然災害発生検知装置を複数準備し、前記複数の自然災害発生検知装置で一定範囲の地域における災害を検知するシステムとし、前記一定範囲の地域において災害を検知し易い複数地区に各自然災害発生検知装置の災害検知線を設置することを特徴とした自然災害発生検知システム。
前記複数地区に災害の予兆を検知できる地域が含まれることにより、災害の進行状態を把握可能とする請求項１又は請求項２に記載の自然災害発生検知システム。
各自然災害発生検知装置の前記直流電源の＋端子側に、ＯＮ／ＯＦＦスイッチから構成される誤動作判別回路を接続した請求項２に記載の自然災害発生検知システム。
各自然災害発生検知装置の前記直流電源の−端子側に、断線検知回路及び短絡検知回路側と、断線検知側電位差抵抗及び短絡検知側電位差抵抗とを選択的に接続する選択スイッチを含んで構成される誤動作判別回路を接続した請求項２又は請求項４に記載の自然災害発生検知システム。