JP2010170190A - 河川水位警報ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の河川水位警報の方法では水位データを無線や回線で送信し、中央管理装置（センター）で一括管理している為、集中豪雨などで発生する、急激な増水などには即応出来ず、通信回線が遮断された場合などは警報判断が出来ないなどの問題があった。
【解決手段】水位レベルを待機、急激、注意、避難、洪水など、多段階に分けて設定し、絶対水位による警報出力に加え、急激な増水を判定する為に水位レベルから次の水位レベルに到達する時間を監視する事で、予定外の水位上昇を判断し、通常の警報レベルよりも早く増水警報を発する事が出来る。警報判定基準器を予め河川水位警報ユニット内部に記憶させることで、通信手段を用いなくても警報を発する機能を内蔵させた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、河川の水位を計測し水位レベルが異常の状態に応じた警報を発する河川水位警報ユニットに関する。

集中豪雨などによる河川の水位の上昇により、災害が多く発生している。この様な災害の未然防止や拡大を防止するために水位観測による河川の管理方法が開示されている。

河川の水位観測方法としては、観測者が目視で河川の水位を観測する方法、観測するポイントに水位の測定を行う観測機器を配置し水位を測定する方法、河川に観測機器を放流して流れに応じて水位を測定する方法、などがある。

これらの観測データを一定時間毎に通信手段で送信し、中央管理装置（センター）などで一元管理して、観測水位データに基づいて異常を検出した時に警報を発している。

水位観測データが送信される時間間隔は一般的に１０分間隔、５分間隔などである。
特開２００７−４７８７８ 公報 特開２００３−１５６３３１ 公報

これらの方法では、集中豪雨などで発生する急激な増水などには対応出来ず、次の観測データを受信した時には既に災害が発生していたという事例も起こっている。

また、データ収集の観測点個所が増えたり送信間隔を短くしたりした場合には、データ量が増大し、中央管理装置（センター）のデータ管理に支障が出るなどの問題点があった。

本発明は上記の問題点を解決し、計測機器で水位異常を判定して、絶対水位レベルによる注意・避難・洪水の警報と共に、短時間で発生する急激な増水に対しても注意警報よりも更に早い段階で急激増水警報を発して、災害を最小にする為の警報ユニットを提供することにある。

上記の目的を達成するために、この発明による河川水位警報ユニットでは次に示す手段を採用する。

河川の上に設置して河川の水位を計測し異常状態発生の場合には警報を発する河川水位警報ユニットにおいて、河川水位警報ユニットを水位計測センサ、データ処理部、警報部、ネットワーク部より構成し、待機、急激増水、注意、避難、洪水の判定手段をもち、急激増水、注意、避難、洪水の場合には、それぞれの判定に対応した警報を発することとする（請求項１）。

上記の河川水位警報ユニットにおいて、水位の計測値は一定時間（例えば５秒間）安定してその水位を超えている時の水位とし、注意、避難、洪水の警報は計測水位の絶対値で判定し、急激増水は計測水位が待機水位Ｈ１から急激増水検知水位Ｈ２間の時間が、指定時間Ｔ０以下である時、急激増水と判定することとする（請求項２）。また、河川水位警報ユニットのデータ処理部は、Ａ／Ｄ変換器、判定基準器、水位比較器で構成し、警報部は、警報判定器、ブザー、メッセージ出力、回転灯で構成し、ネットワーク部はネットワークインターフェース、アンテナ、モデムで構成することとする（請求項３）。

上記の河川水位警報ユニットにおいて、河川水位警報システムを中央管理装置と1箇所または複数箇所の河川水位警報ユニットとより構成し、通常は各河川水位警報ユニットから中央管理装置に計測および警報データを送ると同時に、各河川水位警報ユニットの設置現場で判定して警報を出す手段を備え、もし各河川水位警報ユニットから中央管理装置へのデータ通信が遮断された場合でも河川水位警報ユニットで警報を出力でき、また河川水位警報ユニットの測定値を間引いてデータ量を減らして中央管理装置に送る場合でも河川水位警報ユニットの設置現場では送信間隔には拘束されず、遅れの無い警報を出力することとする（請求項４）。

上記の河川水位警報ユニットにおいて、河川水位警報システムで河川水位警報ユニットと中央管理装置とが通信を行っている時に、河川水位警報ユニットの設置現場の水位判定による警報とは関係なく、中央管理装置側からの指令により強制的に待機、急激増水、注意、避難、洪水の警報出力をＯＮ／ＯＦＦする事が出来る機能を有することとする（請求項５）。また、待機、急激増水、注意、避難、洪水の判定毎に複数の宛先にＥメールが送信できることとする（請求項６）。

上述のように本発明の河川水位警報ユニットは、絶対水位による、注意、避難、洪水の警報出力に加えて、急激な増水に対しても、急激増水検知水位Ｈ２に達した時点で指定時間タイマーＴ０の経過時間で判断を行って、急激増水警報が出力できる為、周囲の注意を喚起し被害を最小に留め、早期の避難等に役立つ。

また、予め警報判断基準の設定値を警報基準器に記憶させておくので、通信回線が遮断されたような場合でも、河川水位警報ユニットの観測点においては通信回線と関係なく各警報を発する事が出来る。

警報水位の設定（後述の待機水位、急激増水検知水位、注意水位、避難水位、洪水水位）や検出時間（指定時間タイマー、誤報防止時間など）は設置される設置する観測点に合わせて自由に変更が可能で、変更は通信回線からや現地でＰＣ（パソコン）を接続して行う為、設定データの保存・再現が容易に行える。

各警報出力は警報の種類に応じて、それぞれに違ったパターンで出力される為、どの水位の警報であるか判断が容易に行える。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。

図１は本発明の河川水位警報ユニットのシステム構成図である。この図において、河川の水位は水位計測センサ１１で計測され、計測水位はデータ処理部２０に送られる。データ処理部２０では、計測水位をＡ／Ｄ変換器変換器２１でデジタル化して、水位判定基準器２３に予め記録されている水位判定基準設定値（河川水位レベルを多段階、例えば６段階に設定）と水位比較器２２で比較して、それぞれの水位に応じた水位判定出力が警報部３０と、ネットワーク処理部４０に送られる。警報部３０に送られた水位判定出力は警報判定器３１で警報判断が行われ、判定された結果に応じて、回転灯３２、ブザー３３、メッセージ出力３４に出力される。

図２は河川水位警報ユニット１０の設置と検出状態を示す図である。河川水位警報ユニット１０は橋梁５０などに取付けられ、この河川水位警報ユニット１０の下部に水面と向い合せに水位計測センサ１１が設置され、河川の水面高さを計測する。

図３には警報判定レベルの例を示す。河川水位警報ユニット１０は、平常水位Ｈ０の他に、待機水位Ｈ１、急激増水検知水位Ｈ２、注意水位Ｈ３、避難水位Ｈ４、洪水水位Ｈ５の判定手段をもち、河川水位警報ユニット１０を設置する場所に応じて、それぞれＨ１〜Ｈ５の水位の設定を予め行う。

河川水位警報ユニットの警報は、絶対水位で判断が行われる注意水位Ｈ３の注意警報、避難水位Ｈ４の避難警報、洪水水位Ｈ５の洪水警報と、待機水位Ｈ１から急激増水検知水位Ｈ２までの水位上昇時間で判断を行う急激増水警報とがあり、絶対水位の警報出力は設定された警報水位以上のときに出力されるが、急激増水警報は待機水位Ｈ１と急激増水検知Ｈ２、指定時間タイマーＴ０によって出力が決められる。

図４は急激増水の判定方法を示す図である。指定時間タイマーＴ０が待機水位Ｈ１を超えると動作を開始し、そのまま増水が有って急激増水検知水位Ｈ２に到達した時、指定時間タイマーＴ０が時間経過前であれば、指定時間より短時間で増水したと判断し、急激増水警報を発令することにする。

同様に、急激増水検知水位Ｈ２に到達した時でも、指定時間タイマーＴ０の経過時間が経過後であれば、緩やかな増水として、急激増水警報は出さず、更に水位が上昇して、注意水位Ｈ３に到達した時点で注意警報を発令する。

もし、待機水位Ｈ１を超え急激増水検知水位Ｈ２に達せず、減水して待機水位Ｈ１以下になった時、指定時間タイマーＴ０はリセットされ警報は出ない。

上記の警報判定に関しては、警報判定器３１は内部に記憶されている設定値を基に、通信手段を用いなくても警報が判定され設定された水位に応じて警報を発する機能を内蔵させ、常時処理を実行するので、時間遅れの無い速やかな警報を発することができる。また、警報出力は状態に応じて回転灯３２、ブザー３３、メッセージ出力３４などの組合せを変え（例えば待機は何も出力しない、注意警報は回転灯だけ点灯、避難警報は回転灯、ブザー共に連続ＯＮ、急激増水警報は回転灯、ブザーの断続的なＯＮ／ＯＦＦなど）、いずれの警報であるかが判断できるような出力を行うことができる。

ネットワーク処理部４０に送られた水位判定出力は、接続されたネットワークインターフェース４１が通信回線を通じてアンテナ４２やモデム４３を経由して、中央管理装置（図示せず）との間で設定データの送受信と警報結果の送受信を行う。

河川水位警報ユニットは水位が上の警報が優先して出力される。例えば注意警報出力後に避難水位に達すると、注意警報より避難警報が優先されて出され、水位が減少する時には、減少に応じて避難警報から注意警報へと段階的に警報が低下し、待機水位以下になった時に、警報は自動的に解除される。

河川水位の検出は設置観測ポイントにより各水位や到達時間が異なる為、いずれの場所に設置しても良いように、各水位の設定や到達時間が任意に変更できるようになっている。これによって水位計測範囲（例えば５ｍ）であればどの水位でも、どの様な増水率でも設定を行うことが可能となる。

もし通信回線が接続されていない時や、何らかの理由で通信回線が遮断した時でも、河川水位警報ユニットは影響を受けず、水位に応じた警報を出力することが出来る。また通信回線を接続してセンターから河川水位警報ユニットに設置個所のデータより優先して強制的に警報を出力する機能を有しているので災害が予測可能の場合は、通信回線を使用して、任意に警報を発する事が出来る。

河川水位警報ユニットは橋梁などから水面を計測している為、計測センサ前を人や鳥が横切ったような場合でも誤報を発しないように予め決められた時間以下（例えば５秒）の水位変化は判定には反映されず、時間（例えば５秒）以上に水位レベルより上で有れば有効な水位とする事で誤報の発生を防止しており、判定の時間は自由に通信回線を使用し、または現地でＰＣを接続して変更が可能である。

河川水位警報ユニットは、通信回線が有効ならば、送信可否の指定に基づき、待機、急激、注意、避難、洪水、の水位判定毎に、予め記憶させておくことが出来る複数の宛先にＥメールを送信することが出来る。

本発明の河川水位警報ユニットのシステム構成図 本発明の河川水位警報ユニットの設置と検出状態を示す図 本発明の河川水位警報ユニットの警報判定レベルを示す図 本発明の河川水位警報ユニットの同急激増水の判定方法を示す図

１０ 河川水位警報ユニット
１１ 水位計測センサ
２０ データ処理部
２１ Ａ／Ｄ変換器
２２ 水位比較器
２３ 判定基準器
３０ 警報部
３１ 警報判定器
３２ 回転灯
３３ ブザー
３４ メッセージ出力
４０ ネットワーク処理部
４１ ネットワークインターフェース
４２ アンテナ
４３ モデム
５０ 橋梁

Claims (6)

1. 河川の上に設置して河川の水位を計測し異常状態発生の場合には警報を発する河川水位警報ユニットにおいて、河川水位警報ユニットを水位計測センサ、データ処理部、警報部、ネットワーク部より構成し、待機、急激増水、注意、避難、洪水の判定手段をもち、急激増水、注意、避難、洪水の場合には、それぞれの判定に対応した警報を発することを特徴とする河川水位警報ユニット。
2. 請求項１の河川水位警報ユニットにおいて、水位の計測値は一定時間（例えば５秒間）安定してその水位を超えている時の水位とし、注意、避難、洪水の警報は計測水位の絶対値で判定し、急激増水は計測水位が待機水位Ｈ１から急激増水検知水位Ｈ２間の時間が、指定時間Ｔ０以下である時、急激増水と判定することを特徴とする河川水位警報ユニット。
3. 請求項１または２の河川水位警報ユニットにおいて、河川水位警報ユニットのデータ処理部は、Ａ／Ｄ変換器、判定基準器、水位比較器で構成し、また警報部は、警報判定器、ブザー、メッセージ出力、回転灯で構成し、ネットワーク部はネットワークインターフェース、アンテナ、モデムで構成することを特徴とする河川水位警報ユニット。
4. 請求項１から３のいずれかの河川水位警報ユニットにおいて、河川水位警報システムを中央管理装置と1箇所または複数箇所の河川水位警報ユニットとより構成し、通常は各河川水位警報ユニットから中央管理装置に計測および警報データを送ると同時に、各河川水位警報ユニットの設置現場で判定して警報を出す手段を備え、もし各河川水位警報ユニットから中央管理装置へのデータ通信が遮断された場合でも河川水位警報ユニットで警報を出力でき、また河川水位警報ユニットの測定値を間引いてデータ量を減らして中央管理装置に送る場合でも河川水位警報ユニットの設置現場では送信間隔には拘束されず、遅れの無い警報を出力することを特徴とする河川水位警報ユニット。
5. 請求項４の河川水位警報ユニットにおいて、河川水位警報システムで河川水位警報ユニットと中央管理装置とが通信を行っている時に、河川水位警報ユニットの設置現場の水位判定による警報とは関係なく、中央管理装置側からの指令により強制的に待機、急激増水、注意、避難、洪水の警報出力をＯＮ／ＯＦＦする事が出来る機能を有する河川水位警報ユニット。
6. 請求項１における河川水位警報ユニットにおいて、待機、急激増水、注意、避難、洪水の判定毎に複数の宛先にＥメールが送信できることを特徴とする河川水位警報ユニット。
   
   
   

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