JP2016130930A - アンダーパス監視システム、アンダーパス監視装置及びアンダーパス監視方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アンダーパスにおける冠水を予測すること。
【解決手段】アンダーパスの近傍に設けた監視装置１０がアンダーパスに流入する流入水量とアンダーパスから流出する流出水量とを算定し、管理センタ２０に送信する。管理センタ２０は、監視装置１０から受信した流入水量、流出水量及び気象情報を用いてアンダーパスに冠水が発生する可能性を予測する。このため、アンダーパスにおける冠水を事前に予測することができ、冠水への対策を早期に開始することができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、アンダーパスの冠水を監視するアンダーパス監視システム、アンダーパス監視装置及びアンダーパス監視方法に関する。

従来、路面が掘り下げられて窪地状を呈する道路では、その路面が急激な降雨に伴う雨水の流入によって冠水する場合がある。冠水した路面に車両が進入すると、車両の排気系統や電気系統などに雨水が浸入して車両故障を発生させ、走行不能になってしまう。

かかる事態を防止するため、道路の冠水を検知する技術が知られている。例えば、特許文献１は、車両が通行する道路に浸水検知装置を設置して冠水した水位を計測し、当該水位の増加率と予め設定された危険増加率とを比較して当該道路で浸水が発生しうる浸水危険状態か否かを検知し、道路に設置された道路情報表示装置により当該道路を通行する車両の運転者に対して当該道路での浸水発生状況を報知する突発浸水リスク回避システムを開示している。

特開２０１２−１４１８４０号公報

しかしながら、上述の技術のように水位を計測して冠水の危険を判定したのでは、報知が間に合わず、冠水した道路への車両進入を防ぐことができない場合があるという問題点があった。

この点を具体的に説明する。冠水による被害は、立体交差の一部を形成する掘り下げ式の道路であるアンダーパスで発生することが多い。アンダーパスは、他の道路又は線路の下をくぐるために局所的に掘り下げられているので、雨水が流入しやすく、他の道路よりも少ない雨量で冠水が発生する。また、冠水した水が深くなる速度も他の道路での冠水よりも速い。このため、アンダーパスにおいて水位が測れる状態となってから、すなわちアンダーパスに冠水が発生してから車両の進入が不可能となるまでの時間は短く、水位を計測して冠水の危険を判定したのでは手遅れになるのである。

このため、アンダーパスにおける冠水を事前に予測することが重要な課題となっている。冠水を事前に予測できれば、報知や対策に時間を割り当てることができ、事故を効果的に防止することができるからである。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、アンダーパスにおける冠水を予測することのできるアンダーパス監視システム、アンダーパス監視装置及びアンダーパス監視方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、立体交差の一部を形成する掘り下げ式のアンダーパスに流入する流入水量を算定する流入水量算定手段と、前記アンダーパスから流出する流出水量を算定する流出水量算定手段と、前記流入水量算定手段及び前記流出水量算定手段による算定結果に基づいて前記アンダーパスに冠水が発生する可能性を予測する冠水予測手段とを備えたことを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記アンダーパスの傾斜部分の側溝に配置された流量センサをさらに備え、前記流入水量算定手段は、前記流量センサの出力を用いて前記アンダーパスに流入する流入水量を算定することを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記アンダーパスの傾斜部分を撮像する撮像手段をさらに備え、前記流入水量算定手段は、前記撮像手段により撮像された画像に基づいて前記アンダーパスに流入する流入水量を算定することを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１、２又は３に記載の発明において、前記アンダーパスの近傍における雨量を検知する雨量センサをさらに備え、前記流入水量算定手段は、前記雨量センサにより検知された雨量を用いて前記アンダーパスに流入する流入水量を算定することを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一つに記載の発明において、前記冠水予測手段は、前記アンダーパスの位置を含む地域の気象情報をさらに用いて前記冠水が発生する可能性を予測することを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一つに記載の発明において、前記アンダーパスから下水に排出される排水量を検知する排水量センサをさらに備え、前記流出水量算定手段は、前記排水量センサの出力を用いて前記アンダーパスから流出する流出水量を算定することを特徴とする。

また、請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一つに記載の発明において、前記冠水予測手段により前記冠水が発生する可能性があると予測された場合に、前記アンダーパスの通行を遮断する遮断機を動作させる遮断機動作制御手段をさらに備えたことを特徴とする。

また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、前記遮断機動作制御手段は、前記アンダーパスの周辺における車両の有無を検知し、前記アンダーパスの周辺に車両が所在しないことを条件に前記遮断機を動作させることを特徴とする。

また、請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか一つに記載の発明において、前記冠水予測手段により前記冠水が発生する可能性があると予測された場合に、前記アンダーパスの周辺に対し進入禁止を報知する報知手段をさらに備えたことを特徴とする。

また、請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれか一つに記載の発明において、前記冠水予測手段により前記冠水が発生する可能性があると予測された場合に、前記アンダーパスの位置に対応する通報先に通報を実行する通報手段をさらに備えたことを特徴とする。

また、請求項１１に記載の発明は、立体交差の一部を形成する掘り下げ式のアンダーパスに流入する流入水量を算定する流入水量算定手段と、前記アンダーパスから流出する流出水量を算定する流出水量算定手段と、前記流入水量算定手段及び前記流出水量算定手段による算定結果に基づいて前記アンダーパスに冠水が発生する可能性を予測する冠水予測手段とを備えたことを特徴とする。

また、請求項１２に記載の発明は、立体交差の一部を形成する掘り下げ式のアンダーパスに流入する流入水量を算定する流入水量算定ステップと、前記アンダーパスから流出する流出水量を算定する流出水量算定ステップと、前記流入水量算定ステップ及び前記流出水量算定ステップによる算定結果に基づいて前記アンダーパスに冠水が発生する可能性を予測する冠水予測ステップとを含むことを特徴とする。

本発明によれば、立体交差の一部を形成する掘り下げ式のアンダーパスに流入する流入水量を算定し、アンダーパスから流出する流出水量を算定し、算定結果に基づいてアンダーパスに冠水が発生する可能性を予測するよう構成したので、アンダーパスにおける冠水を予測することができる。

図１は、実施例１に係るアンダーパス監視システムについての説明図である。 図２は、図１に示した監視装置の構成を示す構成図である。 図３は、図１に示した管理センタの構成を示す構成図である。 図４は、冠水の予測についての説明図である。（その１） 図５は、冠水の予測についての説明図である。（その２） 図６は、遮断機の制御についての説明図である。 図７は、進入禁止の報知についての説明図である。 図８は、冠水の予測結果をカーナビゲーションシステムが利用する場合の説明図である。 図９は、監視装置の処理手順を示すフローチャートである。 図１０は、管理センタの処理手順を示すフローチャートである。 図１１は、実施例２に係るアンダーパス監視装置についての説明図である。 図１２は、図１１に示した監視装置の構成を示す構成図である。 図１３は、監視装置の処理手順を示すフローチャートである。

以下に、添付図面を参照して、本発明に係るアンダーパス監視システム、アンダーパス監視装置及びアンダーパス監視方法の好適な実施例を詳細に説明する。

図１は、実施例１に係るアンダーパス監視システムについての説明図である。本システムの監視対象であるアンダーパスは、立体交差の一部を形成する掘り下げ式の道路である。図１では、線路と立体交差を形成し、線路の下をくぐるアンダーパスを示している。

アンダーパス監視システムでは、監視対象であるアンダーパスの近傍に監視装置１０を設置している。監視装置１０は、アンダーパスに流入する流入水量を算定する流入水量算定部１３ａと、アンダーパスから流出する流出水量を算定する流出水量算定部１３ｂとを有する。

流入水量算定部１３ａは、アンダーパスに設けたセンサなどの出力を用いて、流入水量を算定する。例えば、アンダーパスの傾斜部分の側溝に流量センサを配置すれば、アンダーパスの傾斜部分からどれだけの水が流入しているかを算定することができる。また、アンダーパスの傾斜部分を撮像するカメラを設置し、撮像された画像に対する画像処理を行なうことで、アンダーパスの傾斜部分からどれだけの水が流入しているかを算定することもできる。また、アンダーパスに直接降り込む雨を雨量センサの出力から算定することもできる。このように各種センサの出力を用い、流入水量算定部１３ａは、アンダーパスへの流入水量を総合的に算定する。

流出水量算定部１３ｂは、アンダーパスに設けたセンサなどの出力を用いて、流出水量を算定する。例えば、アンダーパスから下水に排出される排水量を検知する排水量センサを設置すれば、アンダーパスから下水にどれだけの水が流出しているかを算定することができる。

監視装置１０は、算定した流入水量及び流出水量を管理センタ２０に送信する。管理センタ２０は、複数のアンダーパスにそれぞれ設けられた複数の監視装置１０と通信可能であり、各監視装置１０から流入水量及び流出水量を受信する。また、管理センタ２０は、監視装置１０の識別情報と、対応するアンダーパスの位置情報とを関連付けて記憶している。さらに、管理センタ２０は、気象データサーバ３０から気象情報を取得することができる。気象情報は、地域ごとの降水量の予報を含む。

管理センタ２０は、監視装置１０から受信した流入水量及び流出水量と、監視装置１０に対応付けられたアンダーパスの位置を含む地域の気象情報とを用い、当該アンダーパスに冠水が発生する可能性を予測する。そして、冠水が発生する可能性があると予測したならば、管理センタ２０は、冠水に対する対策を実行する。

冠水に対する対策として、管理センタ２０は、通報や監視装置１０への制御指示の送信などを行なう。通報とは、アンダーパスを管理する自治体など、所定の通報先に冠水が発生する可能性についての情報を送信する処理である。監視装置１０への制御指示は、具体的には、アンダーパスの周辺に対し進入禁止を報知する制御や、車両の通行を遮断する遮断機の制御を行なうよう指示する情報を送信する処理である。

このように、実施例１に係るアンダーパス監視システムでは、アンダーパスの近傍に設けた監視装置１０がアンダーパスに流入する流入水量とアンダーパスから流出する流出水量とを算定して管理センタ２０に送信し、管理センタ２０が流入水量、流出水量及び気象情報を用いてアンダーパスに冠水が発生する可能性を予測する。このため、アンダーパスにおける冠水を事前に予測することができ、冠水への対策を早期に開始することができる。

次に、図１に示した監視装置１０の構成について説明する。図２は、図１に示した監視装置１０の構成を示す構成図である。図２に示すように監視装置１０は、流入センサ１１ａ、流出センサ１１ｂ、雨量センサ１１ｃ、水位センサ１１ｄ、カメラ１１ｅ、車両センサ１１ｆ、遮断機１１ｇ、投影機１１ｈ、スピーカ１１ｉ、通信部１２及び制御部１３を有する。

流入センサ１１ａは、アンダーパスの流入水量の算定に用いるセンサである。流入センサ１１ａとしては、任意のデバイスを用いることができる。具体的には、アンダーパスの傾斜部分の側溝に設けた流量センサを流入センサ１１ａとして用いることができる。また、車両の通行時の音をマイクにより集音し、集音した音データを解析して流入水量の算定に用いる場合には、マイクが流入センサ１１ａとして用いられることになる。

流出センサ１１ｂは、アンダーパスの流出水量の算定に用いるセンサである。流出センサ１１ｂとしては、任意のデバイスを用いることができる。具体的には、アンダーパスから下水に排出される排水量を検知する排水量センサを流出センサ１１ｂとして用いることができる。

雨量センサ１１ｃは、アンダーパス近傍における雨量を検知するセンサである。雨量センサ１１ｃの出力は、流入水量の算定に用いることができる。水位センサ１１ｄは、アンダーパスが冠水した場合に、その水位を測定するセンサである。

カメラ１１ｅは、アンダーパスの傾斜部分と、アンダーパスの手前とを撮像範囲に含む。カメラ１１ｅが撮像した画像データのうち、アンダーパスの傾斜部分は、流入水量の算定に用いることができる。また、カメラ１１ｅが撮像した画像データのうち、アンダーパスの手前の部分は、アンダーパスの近傍に所在する車両の検知に用いることができる。車両センサ１１ｆは、赤外線などによりアンダーパスの近傍に所在する車両を検知するセンサである。

遮断機１１ｇは、アンダーパスへの車両の進入を防ぐことで車両の通行を遮断する装置である。遮断機１１ｇとしては、竹やＦＲＰ等を用いた遮断桿や空気を注入することで伸縮する遮断バルーン等を用いることができる。

投影機１１ｈは、アンダーパスの手前の道路に所定の文字等を投影する装置である。この投影機１１ｈにより、「進入禁止 この先冠水」などのメッセージを投影することで、車両の運転者に対して進入禁止を報知することができる。スピーカ１１ｉは、アンダーパスの周囲に音声を出力するために用いる。このスピーカ１１ｉにより、「進入禁止 この先冠水」などの音声を出力することで、車両の運転者に対して進入禁止を報知することができる。

通信部１２は、管理センタ２０との間のデータ通信を行なうためのインタフェース部である。制御部１３は、監視装置１０を全体制御する制御部であり、流入水量算定部１３ａ、流出水量算定部１３ｂ、アンダーパス状態通知部１３ｃ、遮断機制御部１３ｄ及び進入禁止報知部１３ｅを有する。

流入水量算定部１３ａは、流入センサ１１ａの出力を用いて、流入水量を算定する。流入センサ１１ａがアンダーパスの傾斜部分の側溝に設けられた流量センサである場合には、流入水量算定部１３ａは、流量センサに示された流量とアンダーパスの形状とに基づいて、アンダーパスの傾斜部分からの流入水量を算定することになる。

また、マイクを流入センサ１１ａとして用いる場合には、流入水量算定部１３ａは、例えばマイクにより集音した音データを解析し、車両がアンダーパスに出来た水溜まりに入った時の音と、車両がアンダーパスに出来た水溜まりから出た時の音とを識別し、２つの音の間隔によりアンダーパスに貯まり始めた水の量を算定する。また、アンダーパスに流れ込む流入水量と水音の特性との関係を予め特定して記憶しておき、マイクにより集音した音データを解析することで流入水量を算定してもよい。

また、流入水量算定部１３ａは、カメラ１１ｅが撮像した画像データのうち、アンダーパスの傾斜部分に対する画像処理を行なうことで、アンダーパスの傾斜部分からどれだけの水が流入しているかを算定することもできる。また、アンダーパスに直接降り込む雨を雨量センサ１１ｃの出力から算定することもできる。

流出水量算定部１３ｂは、流出センサ１１ｂの出力を用いて、流出水量を算定する。アンダーパスから下水に排出される排水量を検知する排水量センサを流出センサ１１ｂとして用いる場合には、流出水量算定部１３ｂは、排水量センサに示された排水量とアンダーパスの形状とに基づいて、アンダーパスからの流出水量を算定することになる。

アンダーパス状態通知部１３ｃは、アンダーパスの状態を示す情報を管理センタ２０に通知する処理部である。アンダーパスの状態を示す情報としては、流入水量算定部１３ａにより算定した流入水量、流出水量算定部１３ｂにより算定した流出水量の他、水位センサ１１ｄにより検知した水位、雨量センサ１１ｃが検知した雨量などを含めることができる。

遮断機制御部１３ｄは、管理センタ２０から制御指示に基づいて、遮断機１１ｇを動作させる処理部である。具体的には、遮断機制御部１３ｄは、管理センタ２０から制御指示を受信したならば、アンダーパスの近傍に車両が存在するか否かを判定し、車両が存在しないことを条件に遮断機１１ｇを動作させる。車両が近傍に存在する状態で遮断機１１ｇを動作させると、かえって車両の運転に支障がでることがあるためである。アンダーパスの近傍に車両が存在するか否かは、カメラ１１ｅが撮像した画像データのうち、アンダーパスの手前の部分に対する画像処理により判定可能である。また、車両センサ１１ｆの出力によりアンダーパスの近傍に車両が存在するか否かを判定してもよい。

進入禁止報知部１３ｅは、管理センタ２０から制御指示に基づいて、アンダーパスの周辺に対し進入禁止を報知する処理部である。具体的には、進入禁止報知部１３ｅは、投影機１１ｈによる所定の文字等の投影や、スピーカ１１ｉによる音声の出力を行なうことで、車両の運転者に対して進入禁止を報知する。

次に、図１に示した管理センタ２０の構成について説明する。図３は、図１に示した管理センタ２０の構成を示す構成図である。図３に示すように管理センタ２０は、記憶部２１、通信部２２及び制御部２３を有する。

記憶部２１は、ハードディスク装置や不揮発性メモリ等からなる記憶デバイスである。記憶部２１は、アンダーパス管理データ２１ａを記憶する。アンダーパス管理データ２１ａは、アンダーパスの識別情報であるアンダーパスＩＤと、当該アンダーパスに対応する監視装置１０の識別情報である監視装置ＩＤと、当該アンダーパスの位置を示す位置情報と、当該アンダーパスに冠水が発生した場合の通報先とを関連付けたデータである。

通信部２２は、複数のアンダーパスにそれぞれ設けられた複数の監視装置１０や気象データサーバ３０との間のデータ通信を行なうためのインタフェース部である。制御部２３は、管理センタ２０を全体制御する制御部であり、冠水予測部２３ａ、通報処理部２３ｂ及び対策制御指示部２３ｃを有する。

冠水予測部２３ａは、各アンダーパスについて、冠水が発生する可能性を予測する処理部である。具体的には、冠水予測部２３ａは、各アンダーパスについて、対応する監視装置１０から受信した流入水量及び流出水量と、当該アンダーパスの位置を含む地域の気象情報とを用い、当該アンダーパスに冠水が発生する可能性を予測する。

通報処理部２３ｂは、冠水予測部２３ａにより冠水が発生する可能性があると予測されたアンダーパスについて、通報を行なう処理部である。具体的には、通報処理部２３ｂは、当該アンダーパスについての通報先をアンダーパス管理データ２１ａにより特定し、冠水が発生する可能性についての情報を送信する。

対策制御指示部２３ｃは、冠水予測部２３ａにより冠水が発生する可能性があると予測されたアンダーパスについて、対応する監視装置１０に制御指示を送信する処理部である。

次に、冠水の予測について説明する。図４及び図５は、冠水の予測についての説明図である。図４（ａ）に示すように、アンダーパス内部での水の増加量Ｗは、直接的な降雨による増加量をＸ、周辺からの流入による増加量をＳ、下水への排水による減少量をＲとすると、
Ｗ＝Ｘ＋Ｓ−Ｒ
となる。

ここで、周辺からの流入による増加量Ｓは、図４（ｂ）に示すように、アンダーパスの２つの傾斜部からの降雨の流入Ｓ１及びＳ２と、その他からの降雨の流入Ｅの合計となる。しかし、その他からの降雨の流入Ｅは非常に小さいので、Ｓ≒Ｓ１＋Ｓ２と見なせる。そのため、流入センサ１１ａなどにより、Ｓ１及びＳ２を算出すれば、周辺からの流入による増加量Ｓを求めることができる。

例えば、画像処理を用いてＳ１及びＳ２を求める場合には、図５（ａ）に示すように、アンダーパスの傾斜部をカメラ１１ｅにより撮像し、アンダーパスの傾斜部から降雨が流入する様子を画像データとして取得する。この画像データを解析することにより、傾斜部からの降雨の流入Ｓ１及びＳ２を算出する。

直接的な降雨による増加量Ｘについては、図５（ｂ）に示すように、雨量センサ１１ｃが出力した雨量と、アンダーパスの面積とを乗算することで算出することが可能である。

このようにして、アンダーパス内部での水の増加量Ｗが求められたならば、冠水予測部２３ａは、図５（ｃ）に示すようにＷの時間変化によって冠水を予測する。具体的には、
ΔＷ＝Σ（Ｘ＋Ｓ−Ｒ）／ｔ
を算出し、ΔＷが一定時間以上正で継続した場合に、冠水が発生する可能性があると予測する。また、ΔＷの大きさに基づき、低水位の冠水に至るまでの時間や高水位の冠水に至るまでの時間を予測することができる。

かかる冠水の予測を行なうことで、水位センサの出力により異常を検知するよりも早期に冠水の兆候を検知することができる。また、常時、雨量と流量を監視し、予測を修正することにより、リアルタイムに状況を確認するとともに、予測の精度を向上できる。

次に、遮断機１１ｇの制御について説明する。図６は、遮断機１１ｇの制御についての説明図である。既に説明したように、遮断機１１ｇを動作させる場合には、近傍に車両が存在するか否かを判定し、車両が存在しないことを条件に遮断機１１ｇを動作させる。この車両の存在の検知には、カメラ１１ｅを用いてもよいし、車両センサ１１ｆを用いてもよい。

図６（ａ）は、カメラ１１ｅを用いる場合の遮断機１１ｇの制御の説明図である。なお、図６では説明を簡明にするために、アンダーパス内部監視用カメラと遮断機監視用カメラとを別に設けた場合を示している。アンダーパス内部監視用カメラは、監視員が遠隔でアンダーパス内部の状況を見るために使用するカメラである。遮断機監視用カメラは、アンダーパスの手前の道路に所在する車両を検知するためのカメラである。この遮断機監視用カメラとアンダーパス内部監視用カメラとは、個別に設けてもよいし、１のカメラで共用することとしてもよい。また、上述したようにアンダーパスの傾斜部を撮像するカメラも、遮断機監視用カメラやアンダーパス内部監視用カメラの一方又は双方と共用可能である。

図６（ａ）に示したように、遮断機監視用カメラは、車両が遮断機とアンダーパスとの間に進入するよりも手前で当該車両を撮像可能となるように設置される。そして、アンダーパスにおける冠水が予測され（１）、管理センタ２０から制御指示を受信したならば、監視装置１０は、遮断機監視用カメラが撮像した画像データに対する画像処理を行なって、車両の検知を実行する（２）。この画像処理は、静止した車両も検知可能となるようにパターンマッチング等を用いてもよいが、走行中の車両を選択的に検知するようモーションディテクトを用いることが好適である。

画像処理により車両を検知したときには、監視装置１０は、車両が通過するまで待機する。冠水は予測されているものの、現時点では冠水に至っていないため、車両は安全に通行できる。そして、車両が存在しない状態となったならば、遮断機１１ｇを動作させる（３）。遮断機１１ｇの動作により、以降の車両の通行は抑止される。

図６（ｂ）は、車両センサ１１ｆを用いる場合の遮断機１１ｇの制御の説明図である。図６（ｂ）に示したように、車両センサ１１ｆは、車両が遮断機１１ｇとアンダーパスとの間に進入するよりも手前で当該車両を検知できるように設置される。そして、アンダーパスにおける冠水が予測され（１）、管理センタ２０から制御指示を受信したならば、監視装置１０は、車両センサ１１ｆの出力を取得する（２）。

車両センサ１１ｆにより車両が検知されたときには、監視装置１０は、一定時間待機し、その後再度車両センサの出力を所得する。冠水は予測されているものの、現時点では冠水に至っていないため、車両は安全に通行できる。そして、車両が存在しない状態となったならば、遮断機１１ｇを動作させる（３）。遮断機１１ｇの動作により、以降の車両の通行は抑止される。

次に、進入禁止の報知について説明する。図７は、進入禁止の報知についての説明図である。進入禁止報知部１３ｅは、管理センタ２０から制御指示に基づいて、アンダーパスの周辺に対し進入禁止を報知する。

図７（ａ）は、投影機１１ｈを用いた報知の説明図である。投影機１１ｈは、アンダーパスよりも手前の道路上に所定の文字等を投影するように設置される。アンダーパスにおける冠水が予測され（１）、管理センタ２０から制御指示を受信したならば、監視装置１０の進入禁止報知部１３ｅは、投影機１１ｈを動作させ、進入禁止を示す投影を行なう（２）。この投影は、車両の有無に関わらず開始可能である。

図７（ｂ）は、スピーカ１１ｉを用いた報知の説明図である。スピーカ１１ｉは、アンダーパスよりも手前で音声が聞き取れるように設置される。アンダーパスにおける冠水が予測され（１）、管理センタ２０から制御指示を受信したならば、監視装置１０の進入禁止報知部１３ｅは、スピーカ１１ｉを動作させ、進入禁止を示す音声の出力を行なう。

この音声の出力は、車両の有無に関わらず開始することができるが、対象となる車両が存在しない状態で音声を出力し続けても効果は見込めず、むしろ周辺の住人などに迷惑となるおそれがある。そこで、車両センサ１１ｆの出力を取得し（２）、車両の存在を検知した場合に音声の出力を行なう（３）ことが望ましい。

さて、冠水が予測された場合の対策として、通報、遮断機の制御、進入禁止の報知を例示して説明を行なったが、冠水が予測された場合の対策はこれに限定されるものではなく、任意の対策を実行することができる。例えば、冠水の予測結果をカーナビゲーションシステムが利用するようにしてもよい。

図８は、冠水の予測結果をカーナビゲーションシステムが利用する場合の説明図である。図８に示すように、アンダーパスにおける冠水が予測されたならば（１）、当該アンダーパスの位置を特定する情報をカーナビゲーションシステムに提供する。カーナビゲーションシステム側では、冠水が予測されたアンダーパスを迂回するよう経路を自動的に設定する。このように、カーナビゲーションシステムと連携することで、冠水する可能性のあるアンダーパスを車両が通行することを回避できる。

次に、監視装置１０の処理手順について説明する。図９は、監視装置１０の処理手順を示すフローチャートである。監視装置１０は、まず、流入センサ１１ａなどの各種センサの出力を取得する（ステップＳ１０１）。

流入水量算定部１３ａは、流入センサ１１ａの出力などを用いて、流入水量を算定する（ステップＳ１０２）。同様に、流出水量算定部１３ｂは、流出センサ１１ｂの出力などを用いて、流出水量を算定する（ステップＳ１０３）。

アンダーパス状態通知部１３ｃは、流入水量、流出水量など、アンダーパスの状態を示す情報を管理センタ２０に通知する（ステップＳ１０４）。

その後、進入禁止報知部１３ｅ及び遮断機制御部１３ｄは、管理センタ２０から制御指示を受信したか否かを判定する（ステップＳ１０５）。その結果、制御指示を受信していなければ（ステップＳ１０５；Ｎｏ）、そのまま処理を終了する。

管理センタ２０から制御指示を受信したならば（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）、進入禁止報知部１３ｅは、投影機１１ｈ及びスピーカ１１ｉを使用し、アンダーパスの周辺に対して進入禁止を報知する（ステップＳ１０６）。

また、遮断機制御部１３ｄは、管理センタ２０から制御指示を受信したならば、アンダーパスの近傍に車両が存在するか否かを判定する（ステップＳ１０７）。その結果、車両を検知したならば（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）、所定時間待機した上で、再度アンダーパスの近傍の車両が存在するか否かを判定する（ステップＳ１０７）。

アンダーパスの近傍の車両が存在しなければ（ステップＳ１０７；Ｎｏ）、遮断機制御部１３ｄは、遮断機１１ｇの動作を開始して（ステップＳ１０８）、処理を終了する。

次に、管理センタ２０の処理手順について説明する。図１０は、管理センタ２０の処理手順を示すフローチャートである。管理センタ２０の冠水予測部２３ａは、まず、監視装置１０からの通知を受信する（ステップＳ２０１）。

冠水予測部２３ａは、監視装置１０から通知を受信したならば、アンダーパス管理データ２１ａを参照し、監視装置１０に対応するアンダーパスの位置を特定する（ステップＳ２０２）。そして、アンダーパスの位置を含む地域の気象情報を気象データサーバから取得する（ステップＳ２０３）。

冠水予測部２３ａは、監視装置１０から受信した流入水量及び流出水量と、当該アンダーパスの位置を含む地域の気象情報とを用い、当該アンダーパスに冠水が発生する可能性を予測する（ステップＳ２０４）。その結果、冠水が発生する可能性が無ければ（ステップＳ２０５；Ｎｏ）、そのまま処理を終了する。

一方、冠水が発生する可能性がある場合には（ステップＳ２０５；Ｙｅｓ）、通報処理部２３ｂは、アンダーパス管理データ２１ａに示された通報先に冠水が発生する可能性についての情報を送信することで通報を行なう（ステップＳ２０６）。そして、対策制御指示部２３ｃは、冠水が発生する可能性があると予測されたアンダーパスについて、対応する監視装置１０に制御指示を送信し（ステップＳ２０７）、処理を終了する。

上述してきたように、実施例１に係るアンダーパス監視システムでは、アンダーパスの近傍に設けた監視装置１０がアンダーパスに流入する流入水量とアンダーパスから流出する流出水量とを算定して管理センタ２０に送信し、管理センタ２０が流入水量、流出水量及び気象情報を用いてアンダーパスに冠水が発生する可能性を予測する。このため、アンダーパスにおける冠水を事前に予測することができ、冠水への対策を早期に開始することができる。

また、監視装置１０は、アンダーパスに冠水が発生する可能性がある場合には、その周辺の状況に応じて遮断機の制御や報知の制御を自動的に行なうので、車両の進入を早期に且つ安全に防止することができる。

また、管理センタ２０は、アンダーパスの排水能力の変化を気象情報に基づいて予測することで、冠水の発生をより早期に、かつ高精度に予測することができる。例えば、局所的な降雨量の急増が発生すると、その地域の下水管の処理能力が限界に達し、マンホールから下水が溢れ出る場合がある。このような場合には、アンダーパスから下水への排水が不可能となり、冠水が発生する可能性が高まる。アンダーパスから下水への排水の状態は、監視装置１０が流出センサ１１ｂにより検知可能である。しかし、排水が不可能となると冠水までの時間的な猶予が無くなるため、流出センサ１１ｂによる事後的な検知では間に合わないことが懸念される。また、どのタイミングでアンダーパスの排水能力が低下若しくは失われるかは、冠水の発生を精度良く予測するために重要である。そこで、管理センタ２０が気象情報を利用し、局所的な降雨量の急増が示されていれば、アンダーパスの排水能力が低下若しくは失われると予測することで、冠水の発生をより早期に、かつ高精度に予測することができるのである。

図１１は、実施例２に係るアンダーパス監視装置についての説明図である。本実施例に係るアンダーパス監視装置である監視装置１１０は、監視対象のアンダーパスの近傍に設置される。監視装置１１０は、アンダーパスに流入する流入水量を算定する流入水量算定部１３ａと、アンダーパスから流出する流出水量を算定する流出水量算定部１３ｂとを有する。

流入水量算定部１３ａは、アンダーパスに設けたセンサなどの出力を用いて、流入水量を算定する。流出水量算定部１３ｂは、アンダーパスに設けたセンサなどの出力を用いて、流出水量を算定する。

監視装置１１０は、算定した流入水量及び流出水量を用い、アンダーパスに冠水が発生する可能性を予測する。そして、冠水が発生する可能性があると予測したならば、監視装置１１０は、冠水に対する対策を実行する。具体的には、監視装置１１０は、冠水に対する対策として、アンダーパスの周辺に対し進入禁止を報知する制御や、車両の通行を遮断する遮断機の制御を行なう。

このように、実施例２に係る監視装置１１０は、アンダーパスの近傍に設けられ、アンダーパスに流入する流入水量とアンダーパスから流出する流出水量とを算定し、流入水量及び流出水量を用いてアンダーパスに冠水が発生する可能性を予測する。このため、アンダーパスにおける冠水を事前に予測することができ、冠水への対策を早期に開始することができる。

次に、図１１に示した監視装置１１０の構成について説明する。図１２は、図１１に示した監視装置１１０の構成を示す構成図である。図１２に示すように監視装置１１０の制御部１１３は、アンダーパス状態通知部１３ｃに代えて冠水予測部１１３ｃを有する。その他の構成及び動作は図２に示した監視装置１０と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

冠水予測部１１３ｃは、アンダーパスに冠水が発生する可能性を予測する処理部である。具体的には、冠水予測部１１３ｃは、流入水量算定部１３ａが算定した流入水量と、流出水量算定部１３ｂが算定した流出水量とを用い、アンダーパスに冠水が発生する可能性を予測する。その詳細については、実施例１と同様である。

冠水予測部１１３ｃは、アンダーパスに冠水が発生する可能性があると判定したならば、遮断機制御部１３ｄ及び進入禁止報知部１３ｅに制御指示を出力する。従って、監視装置１１０の遮断機制御部１３ｄ及び進入禁止報知部１３ｅは、自装置の冠水予測部１１３ｃによる予測結果に基づいて動作することになる。

次に、監視装置１１０の処理手順について説明する。図１３は、監視装置１１０の処理手順を示すフローチャートである。監視装置１１０は、まず、流入センサ１１ａなどの各種センサの出力を取得する（ステップＳ３０１）。

流入水量算定部１３ａは、流入センサ１１ａの出力などを用いて、流入水量を算定する（ステップＳ３０２）。同様に、流出水量算定部１３ｂは、流出センサ１１ｂの出力などを用いて、流出水量を算定する（ステップＳ３０３）。

冠水予測部１１３ｃは、流入水量算定部１３ａが算定した流入水量と、流出水量算定部１３ｂが算定した流出水量とを用い、アンダーパスに冠水が発生する可能性を予測する（ステップＳ３０４）。その結果、冠水が発生する可能性が無ければ（ステップＳ３０５；Ｎｏ）、そのまま処理を終了する。

冠水が発生する可能性があるならば（ステップＳ３０５；Ｙｅｓ）、進入禁止報知部１３ｅは、投影機１１ｈ及びスピーカ１１ｉを使用し、アンダーパスの周辺に対して進入禁止を報知する（ステップＳ３０６）。

また、遮断機制御部１３ｄは、冠水が発生する可能性があるならば、アンダーパスの近傍に車両が存在するか否かを判定する（ステップＳ３０７）。その結果、車両を検知したならば（ステップＳ３０７；Ｙｅｓ）、所定時間待機した上で、再度アンダーパスの近傍の車両が存在するか否かを判定する（ステップＳ３０７）。

アンダーパスの近傍の車両が存在しなければ（ステップＳ３０７；Ｎｏ）、遮断機制御部１３ｄは、遮断機１１ｇの動作を開始して（ステップＳ３０８）、処理を終了する。

上述してきたように、実施例２に係るアンダーパス監視装置である監視装置１１０は、アンダーパスの近傍に設けられ、アンダーパスに流入する流入水量とアンダーパスから流出する流出水量とを算定し、流入水量及び流出水量からアンダーパスに冠水が発生する可能性を予測する。このため、アンダーパスにおける冠水を事前に予測することができ、冠水への対策を早期に開始することができる。

また、監視装置１１０は、アンダーパスに冠水が発生する可能性がある場合には、その周辺の状況に応じて遮断機の制御や報知の制御を自動的に行なうので、車両の進入を早期に且つ安全に防止することができる。

そして、監視装置１１０は、通信に依存することなく、単体で予測と制御を実行可能である。なお、予測の結果に基づく通報、予測の結果や制御状況などの上位装置への通知等を、通信により行なうことを妨げるものではない。

また、実施例１及び２で図示した各構成は機能概略的なものであり、必ずしも物理的に図示の構成をされていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の形態は図示のものに限られず、その全部または一部を各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。

以上のように、本発明に係るアンダーパス監視システム、アンダーパス監視装置及びアンダーパス監視方法は、アンダーパスにおける冠水を予測することに適している。

１０、１１０ 監視装置
１１ａ 流入センサ
１１ｂ 流出センサ
１１ｃ 雨量センサ
１１ｄ 水位センサ
１１ｅ カメラ
１１ｆ 車両センサ
１１ｇ 遮断機
１１ｈ 投影機
１１ｉ スピーカ
１２、２２ 通信部
１３、２３、１１３ 制御部
１３ａ 流入水量算定部
１３ｂ 流出水量算定部
１３ｃ アンダーパス状態通知部
１３ｄ 遮断機制御部
１３ｅ 進入禁止報知部
２０ 管理センタ
２１ 記憶部
２１ａ アンダーパス管理データ
２３ａ、１１３ｃ 冠水予測部
２３ｂ 通報処理部
２３ｃ 対策制御指示部
３０ 気象データサーバ

Claims (12)

1. 立体交差の一部を形成する掘り下げ式のアンダーパスに流入する流入水量を算定する流入水量算定手段と、
   前記アンダーパスから流出する流出水量を算定する流出水量算定手段と、
   前記流入水量算定手段及び前記流出水量算定手段による算定結果に基づいて前記アンダーパスに冠水が発生する可能性を予測する冠水予測手段と
   を備えたことを特徴とするアンダーパス監視システム。
2. 前記アンダーパスの傾斜部分の側溝に配置された流量センサをさらに備え、
   前記流入水量算定手段は、前記流量センサの出力を用いて前記アンダーパスに流入する流入水量を算定することを特徴とする請求項１に記載のアンダーパス監視システム。
3. 前記アンダーパスの傾斜部分を撮像する撮像手段をさらに備え、
   前記流入水量算定手段は、前記撮像手段により撮像された画像に基づいて前記アンダーパスに流入する流入水量を算定することを特徴とする請求項１又は２記載のアンダーパス監視システム。
4. 前記アンダーパスの近傍における雨量を検知する雨量センサをさらに備え、
   前記流入水量算定手段は、前記雨量センサにより検知された雨量を用いて前記アンダーパスに流入する流入水量を算定することを特徴とする請求項１、２又は３に記載のアンダーパス監視システム。
5. 前記冠水予測手段は、前記アンダーパスの位置を含む地域の気象情報をさらに用いて前記冠水が発生する可能性を予測することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のアンダーパス監視システム。
6. 前記アンダーパスから下水に排出される排水量を検知する排水量センサをさらに備え、
   前記流出水量算定手段は、前記排水量センサの出力を用いて前記アンダーパスから流出する流出水量を算定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のアンダーパス監視システム。
7. 前記冠水予測手段により前記冠水が発生する可能性があると予測された場合に、前記アンダーパスの通行を遮断する遮断機を動作させる遮断機動作制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のアンダーパス監視システム。
8. 前記遮断機動作制御手段は、前記アンダーパスの周辺における車両の有無を検知し、前記アンダーパスの周辺に車両が所在しないことを条件に前記遮断機を動作させることを特徴とする請求項７に記載のアンダーパス監視システム。
9. 前記冠水予測手段により前記冠水が発生する可能性があると予測された場合に、前記アンダーパスの周辺に対し進入禁止を報知する報知手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載のアンダーパス監視システム。
10. 前記冠水予測手段により前記冠水が発生する可能性があると予測された場合に、前記アンダーパスの位置に対応する通報先に通報を実行する通報手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載のアンダーパス監視システム。
11. 立体交差の一部を形成する掘り下げ式のアンダーパスに流入する流入水量を算定する流入水量算定手段と、
    前記アンダーパスから流出する流出水量を算定する流出水量算定手段と、
    前記流入水量算定手段及び前記流出水量算定手段による算定結果に基づいて前記アンダーパスに冠水が発生する可能性を予測する冠水予測手段と
    を備えたことを特徴とするアンダーパス監視装置。
12. 立体交差の一部を形成する掘り下げ式のアンダーパスに流入する流入水量を算定する流入水量算定ステップと、
    前記アンダーパスから流出する流出水量を算定する流出水量算定ステップと、
    前記流入水量算定ステップ及び前記流出水量算定ステップによる算定結果に基づいて前記アンダーパスに冠水が発生する可能性を予測する冠水予測ステップと
    を含むことを特徴とするアンダーパス監視方法。

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