JP2018195111A - Slope collapse early warning system - Google Patents

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Abstract

To provide a slope collapse early warning system capable of precisely evaluating a risk of slope collapse while appropriately reflecting planar deformation in a slope to perform stable and reliable warning on the basis of the evaluation.SOLUTION: A slope collapse early warning system is installed on a slope S and includes a number of tiltmeters 13 for measuring a tilt angle representing deformation in the slope S, calculates a number of tilt angular speeds Vn that are changing speeds of the tilt angle measured by a number of tiltmeters 13 (Fig. 8), calculates an average value of the tilt angular speeds Vn as a risk parameter (an entire risk parameter Valarm T, a sectional risk parameter Valarm D) representing a risk of collapse of the slope S (formulas (1), (2)), and gives warning when the risk parameter reaches a prescribed warning reference value VREFA (steps 3, 6, 8, 10, 12, 4 of Fig. 7).SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明は、斜面の崩壊の危険度をリアルタイムで評価し、危険度が高くなったときに警報を実行する斜面崩壊早期警報システムに関する。   The present invention relates to a slope failure early warning system that evaluates the risk of slope failure in real time and issues a warning when the risk becomes high.
従来の斜面の監視システムとして、例えば本出願人により出願された特許文献1に開示されたものが知られている。この監視システムは、斜面に設置された複数の斜面崩壊感知装置(以下「感知装置」という)と、各感知装置から送信された計測データに基づき、斜面の崩壊の危険度をリアルタイムで評価する中央監視装置などを備えている。   As a conventional slope monitoring system, for example, one disclosed in Patent Document 1 filed by the present applicant is known. This monitoring system is a centralized system that evaluates the risk of slope failure in real time based on multiple slope failure detection devices (hereinafter referred to as "detection devices") installed on the slope and measurement data transmitted from each detection device. It has a monitoring device.
各感知装置は、斜面の傾斜角を計測する第1及び第2傾斜計と、土壌の含水率を計測する土壌水分計と、それらの計測データを送信するための無線通信ユニットなどを備えている。第2傾斜計は、第1傾斜計の補完用として設けられており、第1傾斜計が転倒などで計測不能と判定された場合に、第2傾斜計の傾斜角が用いられる。   Each sensing device includes first and second inclinometers for measuring the inclination angle of the slope, a soil moisture meter for measuring the moisture content of the soil, and a wireless communication unit for transmitting the measurement data. . The second inclinometer is provided as a supplement to the first inclinometer, and when the first inclinometer is determined to be incapable of measurement due to a fall or the like, the inclination angle of the second inclinometer is used.
中央監視装置は、感知装置から送信された計測データに基づき、斜面の安定解析を行う。この安定解析では、第1又は第2傾斜計で計測された傾斜角から、各計測点における斜面の変位を算出し、この斜面の変位及び土壌水分計で計測された土壌の含水率とそれらの推移などに基づいて、斜面の崩壊に対する安全率を算出する。そして、算出した安全率が低下したときの推移などに基づいて警報が実行される。   The central monitoring device performs stability analysis of the slope based on the measurement data transmitted from the sensing device. In this stability analysis, the slope displacement at each measurement point is calculated from the inclination angle measured by the first or second inclinometer, the slope displacement and the moisture content of the soil measured by the soil moisture meter and their The safety factor against slope failure is calculated based on the transition. And an alarm is performed based on the transition etc. when the calculated safety factor falls.
特開2012−154708号公報JP 2012-154708 A
上述したように、この従来の監視システムでは、斜面に設置された複数の傾斜計で計測された傾斜角と土壌水分計で計測された土壌の含水率を用いて、斜面の崩壊に対する安全率を算出するとともに、算出した安全率の低下の推移などに基づいて警報が実行されるものの、それらの具体的な手法は確立されていない。例えば、傾斜計で計測された傾斜角から各計測点における斜面の変位を算出すると記載されているが、この斜面の変位の定義や傾斜角からの算出方法は明確でない。   As described above, this conventional monitoring system uses the inclination angle measured by a plurality of inclinometers installed on the slope and the moisture content of the soil measured by the soil moisture meter to increase the safety factor against the collapse of the slope. While calculating and warning based on the transition of the calculated decrease in the safety factor, the specific methods for them are not established. For example, it is described that the displacement of the slope at each measurement point is calculated from the inclination angle measured by the inclinometer, but the definition of the displacement of the slope and the calculation method from the inclination angle are not clear.
また、各計測点における斜面の変位及び計測された土壌の含水率とそれらの推移などに基づいて、斜面の崩壊の安全率を算出すると記載されているが、その算出方法もまた明確ではない。特に、斜面内の複数の計測点においてそれぞれ得られた複数の斜面の変位をどのように集約・処理し、斜面全体の崩壊の安全率を算出するかについて、明確に示されていない。以上から、この従来の監視システムでは、斜面の面的な変状が斜面の崩壊の安全率に適切に反映されず、その結果、安全率の推移に基づいて実行される警報の安定性や信頼性を確保できないおそれがあり、この点において改善の余地がある。   Moreover, although it describes that the safety factor of the slope collapse is calculated based on the displacement of the slope at each measurement point, the measured moisture content of the soil, and their transition, the calculation method is not clear. In particular, it is not clearly shown how to aggregate and process the displacements of a plurality of slopes obtained at a plurality of measurement points within the slope and calculate the safety factor of collapse of the entire slope. From the above, in this conventional monitoring system, the surface deformation of the slope is not properly reflected in the safety factor of the slope failure, and as a result, the stability and reliability of the alarm executed based on the transition of the safety factor In this respect, there is room for improvement.
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、斜面の面的な変状を適切に反映させながら、斜面の崩壊の危険度を精度良く評価でき、その評価に基づいて、安定した信頼性の高い警報を実行することができる斜面崩壊早期警報システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and can accurately evaluate the risk of slope collapse while appropriately reflecting the surface deformation of the slope, and based on the evaluation. An object of the present invention is to provide a slope failure early warning system capable of executing a stable and reliable warning.
この目的を達成するために、本願の請求項1に係る発明は、斜面の崩壊の危険度をリアルタイムで評価し、危険度が高くなったときに警報を実行する斜面崩壊早期警報システムであって、斜面に設置され、斜面の変状を表す傾斜角を計測する多数の傾斜計と、多数の傾斜計によってそれぞれ計測された傾斜角の変化速度である多数の傾斜角速度を算出する傾斜角速度算出手段と、算出された多数の傾斜角速度の平均値を、斜面の崩壊の危険度を表す危険度パラメータとして算出する危険度パラメータ算出手段と、算出された危険度パラメータが所定の警報基準値に達したときに、警報を実行する警報手段と、を備えることを特徴とする。   In order to achieve this object, the invention according to claim 1 of the present application is a slope failure early warning system that evaluates the risk of slope failure in real time and issues a warning when the risk becomes high. A large number of inclinometers that are installed on the slope and measure the inclination angle representing the deformation of the slope, and an inclination angular velocity calculation means that calculates a large number of inclination angular velocities, each of which is a change speed of the inclination angle measured by the many inclinometers And a risk parameter calculation means for calculating the average value of the calculated many inclination angular velocities as a risk parameter indicating the risk of slope collapse, and the calculated risk parameter has reached a predetermined alarm reference value. And an alarm means for executing an alarm.
この斜面崩壊早期警報システム(以下「警報システム」という)によれば、斜面に多数の傾斜計が設置され、各傾斜計によって斜面の変状を表す傾斜角が計測される。また、傾斜計ごとに、計測された傾斜角の変化速度である傾斜角速度が算出される。さらに、算出された多数の傾斜角速度の平均値を、斜面の崩壊の危険度を表す危険度パラメータとして算出するとともに、危険度パラメータが所定の警報基準値に達したときに、警報が実行される。   According to this slope failure early warning system (hereinafter referred to as “alarm system”), a large number of inclinometers are installed on the slope, and the tilt angle representing the slope change is measured by each inclinometer. Further, for each inclinometer, an inclination angular velocity that is a change rate of the measured inclination angle is calculated. Further, the average value of the calculated many inclination angular velocities is calculated as a risk parameter indicating the risk of slope collapse, and an alarm is executed when the risk parameter reaches a predetermined alarm reference value. .
上記のように、本発明では、斜面の崩壊の危険度を表す危険度パラメータが、傾斜計で計測された傾斜角から算出された傾斜角速度に基づいて算出される。これは以下の理由による。図9に示すように、斜面に変状が発生し、最終的に崩壊に至る場合、斜面の変状が進行するにつれて傾斜角が増大するとともに、崩壊に近づくにつれて傾斜角の変化速度である傾斜角速度(図9における傾斜角の傾き)が増大するという特性が認められる。この特性から、傾斜角速度が小さいほど、斜面はより安定した状態にあり、傾斜角速度が大きいほど、斜面はより不安定で崩壊に近づいている状態を示す。   As described above, in the present invention, the risk parameter indicating the risk of slope collapse is calculated based on the tilt angular velocity calculated from the tilt angle measured by the inclinometer. This is due to the following reason. As shown in FIG. 9, when the slope is deformed and eventually collapses, the inclination angle increases as the slope progresses, and the inclination is the rate of change of the inclination angle as the slope approaches. A characteristic that the angular velocity (inclination of the inclination angle in FIG. 9) increases is recognized. From this characteristic, the slope is more stable as the tilt angular velocity is smaller, and the slope is more unstable and approaching collapse as the tilt angular velocity is larger.
このような特性に基づき、本発明によれば、危険度パラメータを、多数の傾斜計で計測された傾斜角から算出された傾斜角速度を用いて算出する。これにより、斜面全体の面的な変状が危険度パラメータに良好に反映される。また、傾斜角速度の平均値を危険度パラメータとするので、傾斜計への動物の接触や傾斜計の誤作動などによって、算出された一部の傾斜角速度にばらつきなどが生じた場合でも、平均化により傾斜角速度のばらつきなどがある程度、吸収されることによって、危険度パラメータの精度を維持することができる。また、傾斜角速度の平均値を危険度パラメータとすることで、傾斜計の設置数にかかわらず、危険度パラメータを同一の警報基準値と比較することが可能になる。   Based on such characteristics, according to the present invention, the risk parameter is calculated using the tilt angular velocity calculated from the tilt angles measured by a number of inclinometers. Thereby, the surface deformation of the entire slope is well reflected in the risk parameter. In addition, since the average value of the tilt angular velocity is used as a risk parameter, even if some calculated tilt angular velocities vary due to animal contact with the inclinometer or malfunction of the inclinometer, averaging is performed. Therefore, the accuracy of the risk parameter can be maintained by absorbing the variation in the inclination angular velocity to some extent. In addition, by using the average value of the tilt angular velocity as the risk parameter, it becomes possible to compare the risk parameter with the same alarm reference value regardless of the number of inclinometers installed.
以上から、本発明によれば、斜面の崩壊の危険度を表す危険度パラメータを、斜面の面的な変状を適切に反映させながら精度良く算出できるとともに、危険度パラメータが警報基準値に達したときに警報を実行することによって、誤報の少ない安定した信頼性の高い警報を実現することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to accurately calculate the risk parameter indicating the risk of slope failure, while appropriately reflecting the surface deformation of the slope, and the risk parameter reaches the alarm reference value. By executing an alarm when it occurs, a stable and reliable alarm with few false alarms can be realized.
また、基本的に、危険度パラメータの算出に必要な計測データは傾斜計による傾斜角だけでよいので、斜面に設定される傾斜計を含む感知装置を簡略化でき、それにより装置コストや設置コストなどが削減されることによって、より多くの傾斜計を設置し、傾斜角の計測点を増やことが可能になる。その結果、より多くの計測点で得られたより多くの傾斜角速度を用いて、斜面の面的な変状をよりきめ細かく詳細に反映した危険度パラメータを算出でき、それにより、上述した本発明の利点をより良好に得ることができる。   In addition, basically, the measurement data necessary for calculating the risk parameter is only the inclination angle by the inclinometer, so that the sensing device including the inclinometer set on the slope can be simplified, thereby reducing the equipment cost and installation cost. Etc., it becomes possible to install more inclinometers and increase the number of measurement points of the inclination angle. As a result, it is possible to calculate a risk parameter that reflects the surface deformation of the slope more finely and in detail by using more inclination angular velocities obtained at more measurement points, and thereby the advantages of the present invention described above. Can be obtained better.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の斜面崩壊早期警報システムにおいて、多数の傾斜計によって監視される斜面の範囲が全体領域として定められ、全体領域は複数の傾斜計をそれぞれ含む所定の複数の区分領域に区分されており、危険度パラメータ算出手段は、危険度パラメータとして、全体領域を対象とする全体危険度パラメータと、複数の区分領域をそれぞれ対象とする複数の区分危険度パラメータを算出し、警報手段は、全体危険度パラメータ及び複数の区分危険度パラメータの少なくとも1つが警報基準値に達したときに、警報を実行することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the slope failure early warning system according to the first aspect, the range of the slope monitored by a number of inclinometers is defined as an entire area, and the entire area includes a plurality of inclinometers. The risk parameter calculation means uses, as the risk parameter, an overall risk parameter for the entire area and a plurality of the classification risk parameters for each of the multiple areas. And the alarm means executes an alarm when at least one of the overall risk parameter and the plurality of classification risk parameters reaches an alarm reference value.
この構成によれば、危険度パラメータとして、斜面の全体領域を対象とする全体危険度パラメータと、全体領域を区分した所定の複数の区分領域をそれぞれ対象とする複数の区分危険度パラメータが算出される。そして、算出された全体危険度パラメータ及び複数の区分危険度パラメータの少なくとも1つが警報基準値に達したときに、警報を実行する。これにより、斜面が全体的に崩壊する場合及び局所的に崩壊する場合のいずれにおいても、それぞれの危険度を精度良く評価でき、安定した信頼性の高い警報を実行することができる。   According to this configuration, as the risk parameters, an overall risk parameter for the entire area of the slope and a plurality of classification risk parameters for each of a plurality of predetermined divided areas obtained by dividing the entire area are calculated. The When at least one of the calculated overall risk parameter and the plurality of classification risk parameters reaches an alarm reference value, an alarm is executed. Thereby, in any case where the slope collapses as a whole or locally, the respective risk levels can be evaluated with high accuracy, and a stable and reliable alarm can be executed.
請求項3に係る発明は、請求項1又は2に記載の斜面崩壊早期警報システムにおいて、傾斜計ごとに、傾斜計によって監視される斜面の面積である監視面積があらかじめ設定されており、危険度パラメータ算出手段は、多数の傾斜角速度の平均値を、監視面積に応じた重みを加えた加重平均によって算出することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the slope failure early warning system according to the first or second aspect, for each inclinometer, a monitoring area that is an area of the slope monitored by the inclinometer is set in advance, The parameter calculating means calculates an average value of a large number of inclination angular velocities by a weighted average obtained by adding a weight according to the monitoring area.
この構成によれば、危険度パラメータは、傾斜計ごとに設定された監視面積に応じた重みを加えた傾斜角速度の加重平均によって算出される。これにより、斜面に多数の傾斜計が不規則に配置されている場合には、その影響を補償しながら、危険度パラメータを適切に算出することができる。   According to this configuration, the risk parameter is calculated by a weighted average of the tilt angular velocity to which a weight according to the monitoring area set for each inclinometer is added. Thereby, when a large number of inclinometers are irregularly arranged on the slope, it is possible to appropriately calculate the risk parameter while compensating for the influence.
請求項4に係る発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載の斜面崩壊早期警報システムにおいて、傾斜角速度算出手段によって算出された傾斜角速度が所定の上限値を上回ったときに、危険度パラメータの算出に用いる傾斜角速度を上限値に制限する傾斜角速度制限手段をさらに備えることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the slope failure early warning system according to any one of the first to third aspects, when the inclination angular velocity calculated by the inclination angular velocity calculating means exceeds a predetermined upper limit value, the risk parameter An inclination angular velocity limiting means for limiting the inclination angular velocity used for the calculation to an upper limit value is further provided.
前述したように、危険度パラメータは、多数の傾斜角速度を平均することによって算出されるため、傾斜計への動物の接触や傾斜計の誤作動などによって、一部の傾斜角速度にばらつきなどが生じた場合でも、傾斜角速度のばらつきなどがある程度、吸収され、危険度パラメータの精度が維持される。一方、傾斜角速度のばらつきなどが過大になると、その吸収を十分に行えず、危険度パラメータの精度に影響を及ぼす。この構成によれば、算出された傾斜角速度が所定の上限値を上回ったときに、その傾斜角速度を上限値に制限し、危険度パラメータの算出に用いるので、傾斜角速度の過大なばらつきなどの影響を抑制し、危険度パラメータの精度を維持することができる。   As described above, since the risk parameter is calculated by averaging a large number of inclination angular velocities, some inclination angular velocities vary due to animal contact with the inclinometer or malfunction of the inclinometer. Even in such a case, variations in inclination angular velocity are absorbed to some extent, and the accuracy of the risk parameter is maintained. On the other hand, if the variation in the inclination angular velocity becomes excessive, the absorption cannot be sufficiently performed, which affects the accuracy of the risk parameter. According to this configuration, when the calculated tilt angular velocity exceeds a predetermined upper limit value, the tilt angular velocity is limited to the upper limit value and used for calculating the risk parameter. And the accuracy of the risk parameter can be maintained.
請求項5に係る発明は、請求項1ないし4のいずれかに記載の斜面崩壊早期警報システムにおいて、傾斜計ごとに、傾斜計の周囲における地盤の強度を表す地盤係数があらかじめ設定されており、危険度パラメータ算出手段は、地盤係数にさらに応じて、危険度パラメータを算出することを特徴とする。   The invention according to claim 5 is the slope failure early warning system according to any one of claims 1 to 4, wherein a ground coefficient representing the strength of the ground around the inclinometer is preset for each inclinometer, The risk parameter calculation means calculates the risk parameter further according to the ground coefficient.
この構成によれば、傾斜計ごとに設定された地盤係数にさらに応じて、危険度パラメータが算出されるので、各傾斜計の周囲における地盤の強度を反映させながら、危険度パラメータをより精度良く算出することができる。   According to this configuration, since the risk parameter is calculated further according to the ground coefficient set for each inclinometer, the risk parameter can be more accurately reflected while reflecting the strength of the ground around each inclinometer. Can be calculated.
請求項6に係る発明は、請求項5に記載の斜面崩壊早期警報システムにおいて、傾斜計の付近に設けられ、斜面の土壌中の水分を計測する土壌水分計をさらに備え、危険度パラメータ算出手段は、計測された土壌中の水分にさらに応じて、危険度パラメータを算出することを特徴とする。   The invention according to claim 6 is the slope failure early warning system according to claim 5, further comprising a soil moisture meter provided in the vicinity of the inclinometer and measuring moisture in the soil on the slope, and the risk parameter calculating means Is characterized in that the risk parameter is calculated further according to the measured moisture in the soil.
斜面が崩壊する際、その兆候として、多くの場合、地中の水分(含水率)の上昇が認められる。この構成によれば、危険度パラメータを、土壌水分計で計測された土壌中の水分にさらに応じて算出するので、土壌中の実際の水分を反映させながら、危険度パラメータの算出をさらに精度良く行うことができる。   When the slope collapses, an increase in moisture (water content) in the ground is often observed as a sign. According to this configuration, since the risk parameter is further calculated according to the moisture in the soil measured by the soil moisture meter, the risk parameter can be calculated with higher accuracy while reflecting the actual moisture in the soil. It can be carried out.
請求項7に係る発明は、請求項1ないし6のいずれかに記載の斜面崩壊早期警報システムにおいて、斜面における降雨強度を取得する降雨強度取得手段と、傾斜計による傾斜角のサンプリング周期を、降雨強度が所定値以下のときに所定の第1周期に設定し、降雨強度が所定値を超えたときに第1時間よりも短い所定の第2周期に変更する周期変更手段と、をさらに備えることをを特徴とする。   The invention according to claim 7 is the slope failure early warning system according to any one of claims 1 to 6, wherein the rainfall intensity acquisition means for acquiring the rainfall intensity on the slope, and the sampling period of the inclination angle by the inclinometer A period changing unit that sets the predetermined first period when the intensity is less than or equal to a predetermined value, and changes to a predetermined second period shorter than the first time when the rainfall intensity exceeds the predetermined value; It is characterized by.
降雨強度と斜面の安定性は密接な関係にあり、降雨強度が大きいほど、斜面は不安定になりやすい。この構成によれば、取得された斜面の降雨強度が所定値を超え、斜面の安定性が低下していると推定されるときに、傾斜角のサンプリング周期をより短い第2周期に変更する。これにより、傾斜角に基づく傾斜角速度及び危険度パラメータの算出間隔を短縮し、その結果に基づく警報をより迅速に行うことができる。   There is a close relationship between rainfall intensity and slope stability. The higher the rainfall intensity, the more likely the slope becomes unstable. According to this configuration, when it is estimated that the acquired rainfall intensity of the slope exceeds a predetermined value and the slope stability is lowered, the slope sampling period is changed to a shorter second period. Thereby, the calculation interval of the inclination angular velocity and the risk parameter based on the inclination angle can be shortened, and an alarm based on the result can be performed more quickly.
本発明の第1実施形態による斜面崩壊早期警報システムの全体構成を概略的に示す図である。It is a figure showing roughly the whole slope collapse early warning system composition by a 1st embodiment of the present invention. 傾斜計を含む斜面崩壊感知装置などの斜面への設置状況を示す図である。It is a figure which shows the installation condition to slopes, such as a slope failure detection apparatus containing an inclinometer. 斜面崩壊感知装置の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of a slope failure detection apparatus. 傾斜計を含むセンサモジュールの(a)斜面に設置された初期状態と(b)斜面の変状発生後の状態を示す図である。It is a figure which shows the state after (a) the initial state installed in the slope of the sensor module containing an inclinometer, and (b) the occurrence of the deformation of the slope. 無線モジュールの構成を傾斜計などとともに模式的に示す図である。It is a figure which shows the structure of a wireless module typically with an inclinometer etc. FIG. 崩壊警報処理に用いられる現場モデルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the on-site model used for a collapse warning process. 崩壊警報処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a collapse warning process. 崩壊警報処理で実行される傾斜角速度の算出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the calculation process of the inclination angular velocity performed by a collapse warning process. 斜面の傾斜角及び傾斜角速度と斜面の変状から崩壊までの推移との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the inclination | tilt angle and inclination | tilt angular velocity, and the transition from the deformation | transformation of a slope to collapse. 斜面が崩壊に至った事例における傾斜角の推移及び傾斜角速度と斜面の崩壊との関係を示す図である。It is a figure which shows the transition of the inclination angle in the example where the slope reached collapse, and the relationship between the inclination angular velocity and the slope collapse. 傾斜角速度に対する斜面の崩壊までの残余時間の分布を示す図である。It is a figure which shows distribution of the residual time until the collapse of a slope with respect to inclination angular velocity. 計測データのサンプリング周期の設定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the setting process of the sampling period of measurement data. 本発明の第2実施形態において用いられる斜面崩壊感知装置の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the slope failure detection apparatus used in 2nd Embodiment of this invention.
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について説明する。図1に示すように、第1実施形態による警報システム1は、監視対象の斜面Sに設置された多数の斜面崩壊感知装置(以下「感知装置」という)2と、通信基地局3、中央監視装置4及び警報装置5などで構成されている。通信基地局3は斜面Sに、中央監視装置4は斜面Sから離隔した場所に、警報装置5は斜面Sの周辺の住戸Bに近い場所に、それぞれ設置されている。これらの構成要素2〜5は、無線WLやインターネット回線INを介して順に接続されている。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the alarm system 1 according to the first embodiment includes a large number of slope failure detection devices (hereinafter referred to as “detection devices”) 2 installed on a slope S to be monitored, a communication base station 3, and a central monitoring system. The device 4 and the alarm device 5 are configured. The communication base station 3 is installed on the slope S, the central monitoring device 4 is installed in a place separated from the slope S, and the alarm device 5 is installed in a place near the dwelling unit B around the slope S. These components 2 to 5 are sequentially connected via the wireless WL and the Internet line IN.
図2に示す例では、感知装置2は、斜面Sを網羅するようにマトリックス状に配置されている。感知装置2の設置数及び配置は、斜面Sの状況、面積や形状などに応じて決定され、隣接する2つの感知装置2、2の間隔Sは、例えば20〜30mである。また、この斜面Sには、3つの通信基地局3と1つの雨量計16が設けられている。   In the example shown in FIG. 2, the sensing devices 2 are arranged in a matrix so as to cover the slope S. The number and arrangement of the sensing devices 2 are determined according to the situation, area, shape, etc. of the slope S, and the interval S between the two adjacent sensing devices 2, 2 is, for example, 20 to 30 m. Further, on this slope S, three communication base stations 3 and one rain gauge 16 are provided.
図3に示すように、各感知装置2は、センサモジュール10及び無線モジュール11を備えている。センサモジュール10は、防水性のケース12に傾斜計13及び温度計14(図5参照)を内蔵したものであり、斜面Sに打ち込んだL型アングルなどから成る支柱18に固定され、地中に埋設されている。   As shown in FIG. 3, each sensing device 2 includes a sensor module 10 and a wireless module 11. The sensor module 10 includes a waterproof case 12 and an inclinometer 13 and a thermometer 14 (see FIG. 5). The sensor module 10 is fixed to a column 18 made of an L-shaped angle or the like driven into the slope S, and is underground. Buried.
傾斜計13は、例えばMEMS技術を利用した安価な省電力タイプのものであり、互いに直交する2軸(X軸及びY軸)回りの傾斜角(X軸傾斜角θX及びY軸傾斜角θY)を計測する。傾斜計13の精度は例えば0.0025度である。また、図2に示すように、傾斜計13は、X軸が斜面Sの主要な傾斜方向に一致し、Y軸が傾斜方向と直交する方向に一致するように設置されている。   The inclinometer 13 is an inexpensive power-saving type utilizing, for example, MEMS technology, and tilt angles (X-axis tilt angle θX and Y-axis tilt angle θY) about two axes (X-axis and Y-axis) orthogonal to each other. Measure. The accuracy of the inclinometer 13 is, for example, 0.0025 degrees. As shown in FIG. 2, the inclinometer 13 is installed such that the X axis coincides with the main inclination direction of the slope S, and the Y axis coincides with the direction orthogonal to the inclination direction.
以上の構成により、図4に示すように、感知装置12を設置した(a)初期状態から、その周囲で斜面Sに変状(変動)が発生すると(同図(b))、支柱18及びそれと一体の傾斜計13が傾動し、その傾斜角が傾斜計13によって計測される。したがって、計測された傾斜角とその変化速度である傾斜角速度は、傾斜計13の周囲における斜面Sの変状とその速度を表す。   With the above configuration, as shown in FIG. 4, when the sensing device 12 is installed (a) from the initial state, if the deformation (fluctuation) occurs on the slope S around it (FIG. 4B), the column 18 and The inclinometer 13 integrated therewith tilts, and the tilt angle is measured by the inclinometer 13. Therefore, the measured inclination angle and the inclination angle speed, which is the change speed thereof, represent the deformation of the slope S around the inclinometer 13 and the speed thereof.
また、図9を参照してすでに説明したように、傾斜角速度が小さいほど、斜面はより安定した状態にあり、傾斜角速度が大きいほど、斜面はより不安定で崩壊に近づいている状態を示す。したがって、傾斜計13で計測された傾斜角と傾斜角速度に基づいて、斜面Sの崩壊の危険度を評価し、崩壊を予測することが可能であり、そのような技術的観点に基づき、後述する崩壊警報処理が行われる。   Further, as already described with reference to FIG. 9, the slope is more stable as the tilt angular velocity is smaller, and the slope is more unstable and approaching collapse as the tilt angular velocity is larger. Therefore, it is possible to evaluate the risk of collapse of the slope S based on the tilt angle and the tilt angular velocity measured by the inclinometer 13 and predict the collapse, which will be described later based on such a technical viewpoint. Collapse warning processing is performed.
温度計14は、傾斜計13の周囲の温度を計測する。計測された温度は、主として傾斜計13の計測データを補正するのに用いられる。傾斜計13及び温度計14は、ケーブル17を介して無線モジュール11内のマイコン23に接続されており(図5参照)、各計測データは、A/D変換された後、マイコン23に入力される。また、傾斜計13及び温度計14による計測データのサンプリング周期(計測間隔)Tsは、中央監視装置4からの制御信号によって制御される。   The thermometer 14 measures the temperature around the inclinometer 13. The measured temperature is mainly used to correct measurement data of the inclinometer 13. The inclinometer 13 and the thermometer 14 are connected to a microcomputer 23 in the wireless module 11 via a cable 17 (see FIG. 5), and each measurement data is input to the microcomputer 23 after A / D conversion. The The sampling period (measurement interval) Ts of measurement data by the inclinometer 13 and the thermometer 14 is controlled by a control signal from the central monitoring device 4.
図3及び図5に示すように、無線モジュール11は、防水ボックス19に、無線通信ユニット20、メモリ21、電池22及びマイコン23などを組み込んだものであり、斜面Sに設置した支柱24に取り付けられ、地上に配置されている。無線通信ユニット20は、ユニット本体20aとアンテナ20bを有しており、マイコン23から出力され、A/D変換された計測データを通信基地局3に無線WLで送信するとともに、中央監視装置4からの制御信号を通信基地局3を介して無線WLで受信する。   As shown in FIGS. 3 and 5, the wireless module 11 is a waterproof box 19 that incorporates a wireless communication unit 20, a memory 21, a battery 22, a microcomputer 23, and the like, and is attached to a column 24 installed on a slope S. Is placed on the ground. The wireless communication unit 20 includes a unit main body 20a and an antenna 20b. The wireless communication unit 20 transmits measurement data output from the microcomputer 23 and subjected to A / D conversion to the communication base station 3 by wireless WL, and from the central monitoring device 4. Is received by the wireless WL via the communication base station 3.
メモリ21は、バックアップ用のものであり、SDメモリなどの着脱式のメモリで構成され、マイコン23から出力された計測データを記憶する。電池22は、傾斜計13や、無線通信ユニット20及びマイコン23などの電源として用いられる。マイコン23は、感知装置2全体の動作を制御するものであり、マイコンチップで構成されている。以上の構成により、感知装置2は、装置自体が安価で消費電力が小さいとともに、斜面Sへの設置も容易に行えるので、低コストで設置・維持することが可能である。   The memory 21 is for backup, is configured with a detachable memory such as an SD memory, and stores measurement data output from the microcomputer 23. The battery 22 is used as a power source for the inclinometer 13, the wireless communication unit 20 and the microcomputer 23. The microcomputer 23 controls the operation of the entire sensing device 2 and is composed of a microcomputer chip. With the above configuration, the sensing device 2 can be installed and maintained at a low cost because the device itself is inexpensive and consumes little power and can be easily installed on the slope S.
雨量計16は、斜面Sにおける降雨量Qrainを計測するものであり、その計測データは、雨量計16の付近に配置された感知装置2から、傾斜計13などの計測データとともに送信される。   The rain gauge 16 measures the rainfall Qrain on the slope S, and the measurement data is transmitted together with measurement data such as the inclinometer 13 from the sensing device 2 arranged in the vicinity of the rain gauge 16.
通信基地局3は、感知装置2と中央監視装置4の間での計測データや制御信号の送受信を中継するものである。具体的には、各感知装置2及び雨量計16から無線WLで送信された計測データを受信するとともに、インターネット回線INを介して中央監視装置4に転送する。また、中央監視装置4からの制御信号を受信し、各感知装置2に転送する。図示しないが、通信基地局3の構成は、感知装置2の無線モジュール11と基本的に同じであり、防水ボックス内に、無線通信ユニット、メモリ、電池及びマイコンなどを一体に組み込むとともに、支柱に取り付けたものである。感知装置2や雨量計16の計測データは、中央監視装置4に転送される他、自身のマイコンに入力され、メモリに記憶される。   The communication base station 3 relays transmission / reception of measurement data and control signals between the sensing device 2 and the central monitoring device 4. Specifically, measurement data transmitted by wireless WL from each sensing device 2 and rain gauge 16 is received and transferred to the central monitoring device 4 via the Internet line IN. The control signal from the central monitoring device 4 is received and transferred to each sensing device 2. Although not shown, the configuration of the communication base station 3 is basically the same as that of the wireless module 11 of the sensing device 2, and a wireless communication unit, a memory, a battery, a microcomputer, and the like are integrally incorporated in the waterproof box, It is attached. The measurement data of the sensing device 2 and the rain gauge 16 is transferred to the central monitoring device 4 and also input to its own microcomputer and stored in the memory.
中央監視装置4は、警報システム1全体の動作を制御するものであり、監視サーバ6及び監視データベース7を備えている。監視データベース7は、感知装置2などから送信された計測データや監視サーバ6による演算結果などを記憶する。   The central monitoring device 4 controls the operation of the entire alarm system 1 and includes a monitoring server 6 and a monitoring database 7. The monitoring database 7 stores measurement data transmitted from the sensing device 2 and the like, calculation results by the monitoring server 6, and the like.
監視サーバ6は、マイクロコンピュータで構成されており、雨量計16の計測データに基づき、感知装置2などの計測データのサンプリング周期を設定し、それに基づく制御信号を出力する。また、傾斜計13で計測された傾斜角に基づき、斜面Sの変状を常時、監視し、斜面Sの崩壊の危険度を評価するとともに、その結果に応じて警報を行うための崩壊警報処理を、後述するように実行する。この警報を指示するための制御信号は、中央監視装置4からインターネット回線INを介して警報装置5に送信される。   The monitoring server 6 is composed of a microcomputer, sets a sampling period of measurement data of the sensing device 2 and the like based on the measurement data of the rain gauge 16, and outputs a control signal based on the sampling period. Moreover, based on the inclination angle measured by the inclinometer 13, the deformation of the slope S is constantly monitored, the risk of collapse of the slope S is evaluated, and a collapse alarm process is performed to give an alarm according to the result. Are executed as described below. A control signal for instructing this alarm is transmitted from the central monitoring device 4 to the alarm device 5 via the Internet line IN.
警報装置5は、斜面Sの周辺の住戸Bに近い場所に設置されており、中央監視装置4から送信された制御信号に基づき、住戸Bの住民に向けて、斜面Sの崩壊の危険度が高くなったことを警告するための警報を実行する。   The alarm device 5 is installed near the dwelling unit B around the slope S, and the risk of the collapse of the slope S toward the residents of the dwelling unit B is based on the control signal transmitted from the central monitoring device 4. Execute an alarm to warn you that the price has risen.
以下、上述した崩壊警報処理において用いられる現場モデルについて、まず説明する。この現場モデルは、多数の傾斜計13が設置された斜面Sを複数の領域に区分するとともに、各傾斜計13及び各区分領域に対して、崩壊警報処理に必要なパラメータをあらかじめ設定したものである。例えば、図6は、図2に対応する現場モデルを示しており、この現場モデルは以下のように設定されている。   Hereinafter, the on-site model used in the above-described collapse warning process will be described first. In this field model, the slope S on which a large number of inclinometers 13 are installed is divided into a plurality of areas, and parameters necessary for the collapse warning process are set in advance for each inclinometer 13 and each of the divided areas. is there. For example, FIG. 6 shows a site model corresponding to FIG. 2, and this site model is set as follows.
(1)全傾斜計13に通し番号nを割り当てる(n=1〜N、N:傾斜計総数)。
(2)全傾斜計13によって監視される斜面Sの範囲(全体領域)Tを定めるとともに、その面積(全体面積)A0を決定する。
(3)全体領域Tを図6の左右方向に区分し、3つの区分領域(左領域D1、中領域D2及び右領域D3)とするとともに、各区分領域の面積を決定する。
(4)これらの区分領域D1〜D3をさらに図6の上下方向に3つに区分し、計9つの細区分領域(左細区分領域D11〜D13、中細区分領域D21〜D23、及び右細区分領域D31〜D33)とするとともに、各細区分領域の面積を決定する。この場合、いずれの細区分領域においても複数の傾斜計13が含まれるようにする。
(1) A serial number n is assigned to all inclinometers 13 (n = 1 to N, N: total number of inclinometers).
(2) A range (overall area) T of the slope S monitored by the total inclinometer 13 is determined, and an area (overall area) A0 is determined.
(3) The entire area T is divided in the left-right direction in FIG. 6 into three divided areas (left area D1, middle area D2, and right area D3), and the area of each divided area is determined.
(4) These divided areas D1 to D3 are further divided into three in the vertical direction in FIG. 6, and a total of nine fine divided areas (left fine divided areas D11 to D13, medium fine divided areas D21 to D23, and right fine divided areas). And the area of each subdivision area is determined. In this case, a plurality of inclinometers 13 are included in any subdivision area.
(5)傾斜計13ごとに、その傾斜計13によって監視される(監視を分担する)周囲の面積(以下「監視面積」という)Anを設定する。
この場合、図6の例では、傾斜計13がマトリックス状に間隔Sごとに配置されているため、監視面積Aは基本的にA=S×Sに設定される。また、例えば左細区分領域D11では、中央の格子点に傾斜計13が設置されていないため、その両側の傾斜計13の監視面積Aは、例えばA=1.5S×Sに設定される。いずれの場合にも、監視面積Aは、各領域に属する傾斜計13に関するものの和が、その領域の全体面積に等しくなるように設定される。
(5) For each inclinometer 13, the surrounding area (hereinafter referred to as “monitoring area”) An monitored by the inclinometer 13 (sharing monitoring) is set.
In this case, in the example of FIG. 6, since the inclinometer 13 is arranged at intervals S in a matrix, the monitoring area A is basically set to A = S × S. For example, in the left subdivision area D11, since the inclinometer 13 is not installed at the center lattice point, the monitoring area A of the inclinometer 13 on both sides thereof is set to, for example, A = 1.5S × S. In any case, the monitoring area A is set so that the sum of the inclinometers 13 belonging to each region is equal to the entire area of the region.
(6)傾斜計13ごとに地盤係数∂nを設定する。この地盤係数∂nは、各傾斜計13の周囲における地盤の強度を表し、特に地質・土質条件を反映するものであり、例えば、傾斜計13の周囲の地質・土質が強固で安定している条件では値1.0に設定され、地質・土質がより不安定な条件では、その度合が高いほど、値1.0を上回るより大きな値に設定される。 (6) A ground coefficient ∂n is set for each inclinometer 13. This ground coefficient ∂n represents the strength of the ground around each inclinometer 13 and particularly reflects the geological / soil conditions. For example, the geological / soil surrounding the inclinometer 13 is strong and stable. In the condition, the value is set to 1.0, and in the condition where the geology and soil are more unstable, the higher the degree, the larger the value exceeding 1.0.
なお、地盤係数∂nに、傾斜計13の周囲の微地形や植生の条件を反映させてもよい。この場合、例えば、傾斜計13の周囲の地形が傾斜している条件や、植生が乏しい条件では、斜面Sがより不安定であるとして、地盤係数∂nはより大きな値に設定される。以上のように設定された現場モデルに関する各種のデータは、中央監視装置4の監視データベース7に記憶される。   The ground coefficient 微 n may reflect the fine topography around the inclinometer 13 and vegetation conditions. In this case, for example, the ground coefficient ∂n is set to a larger value, assuming that the slope S is more unstable under conditions where the terrain around the inclinometer 13 is inclined or under vegetation conditions. Various data relating to the on-site model set as described above is stored in the monitoring database 7 of the central monitoring device 4.
次に、図7を参照しながら、崩壊警報処理について説明する。この崩壊警報処理は、感知装置2から傾斜計13による傾斜角を含む計測データが入力されるごとに、すなわち計測データのサンプリング周期Tsで、監視サーバ6において繰り返し実行される。本処理では、まずステップ1(「S1」と図示。以下同じ)において、すべての傾斜計13について傾斜角速度Vnを算出する。   Next, the collapse warning process will be described with reference to FIG. This collapse warning process is repeatedly executed in the monitoring server 6 every time measurement data including an inclination angle by the inclinometer 13 is input from the sensing device 2, that is, at a sampling period Ts of the measurement data. In this process, first, in step 1 (illustrated as “S1”, the same applies hereinafter), the inclination angular velocity Vn is calculated for all inclinometers 13.
この傾斜角速度Vnの算出は、図8に示す処理によって行われる。この処理では、まず傾斜計13の通し番号nを0にリセットした(ステップ21)後、インクリメントする(ステップ22)。   The calculation of the inclination angular velocity Vn is performed by the process shown in FIG. In this process, first, the serial number n of the inclinometer 13 is reset to 0 (step 21) and then incremented (step 22).
次に、傾斜計13で計測されたX軸傾斜角θXn及びY軸傾斜角θYnに基づき、X軸傾斜角速度VXn及びY軸傾斜角速度VYnを算出する(ステップ23)。具体的には、X軸傾斜角θXnの今回値θXn(i)と前回値θXn(i−1)との差を本処理の実行周期Tsで除算した値を「度/hr(時)」単位に換算することによって、X軸傾斜角速度VXnを算出する。同様に、Y軸傾斜角θYnの今回値θYn(i)と前回値θYn(i−1)との差を実行周期Tsで除算した値を「度/hr」単位に換算することによって、Y軸傾斜角速度VYnを算出する。   Next, based on the X-axis tilt angle θXn and the Y-axis tilt angle θYn measured by the inclinometer 13, the X-axis tilt angular velocity VXn and the Y-axis tilt angular velocity VYn are calculated (step 23). Specifically, a value obtained by dividing the difference between the current value θXn (i) and the previous value θXn (i−1) of the X-axis tilt angle θXn by the execution cycle Ts of this process is expressed in “degree / hr (hour)” units. Is converted into X-axis tilt angular velocity VXn. Similarly, by converting the value obtained by dividing the difference between the current value θYn (i) and the previous value θYn (i−1) of the Y-axis tilt angle θYn by the execution cycle Ts to the “degree / hr” unit, The inclination angular velocity VYn is calculated.
次に、算出したX軸傾斜角速度VXnとY軸傾斜角速度VYnを合成することによって、傾斜角速度Vnを算出する(ステップ24)。   Next, the tilt angular velocity Vn is calculated by synthesizing the calculated X-axis tilt angular velocity VXn and the Y-axis tilt angular velocity VYn (step 24).
次に、算出した傾斜角速度Vnが所定の上限値VLMT(例えば1.0度/hr)よりも大きいか否かを判別する(ステップ25)。この答えがNOで、Vn≦VLMTのときには、後述するステップ27に進む。一方、ステップ25の答えがYESで、Vn>VLMTのときには、傾斜角速度Vnが過大であり、その原因が、傾斜計13の誤作動や動物の接触などによる支柱18及び傾斜計13の転倒などである可能性があるとして、その影響を抑制するために、傾斜角速度Vnを上限値VLMTに制限し(ステップ26)、ステップ27に進む。   Next, it is determined whether or not the calculated inclination angular velocity Vn is larger than a predetermined upper limit value VLMT (for example, 1.0 degree / hr) (step 25). If the answer is NO and Vn ≦ VLMT, the process proceeds to Step 27 described later. On the other hand, when the answer to step 25 is YES and Vn> VLMT, the inclination angular velocity Vn is excessive, and the cause is a malfunction of the inclinometer 13 or a fall of the column 18 and the inclinometer 13 due to animal contact. If there is a possibility, the inclination angular velocity Vn is limited to the upper limit value VLMT to suppress the influence (step 26), and the process proceeds to step 27.
このステップ27では、通し番号nが傾斜計総数Nに等しいか否かを判別する。その答えがNOのときには、前記ステップ22に戻り、通し番号nをインクリメントするとともに、ステップ23以降における傾斜角速度Vnの算出を繰り返す。そして、ステップ27の答えがYESになり、すべての傾斜計13について傾斜角速度Vnの算出が完了したときに、図8の処理を終了する。   In this step 27, it is determined whether or not the serial number n is equal to the total number N of inclinometers. If the answer is NO, the process returns to step 22 to increment the serial number n and repeat the calculation of the tilt angular velocity Vn in step 23 and thereafter. Then, when the answer to step 27 is YES and calculation of the tilt angular velocity Vn is completed for all the inclinometers 13, the processing of FIG.
図7に戻り、ステップ2では、ステップ1で算出した傾斜角速度Vn、前述した現場モデルで設定された地盤係数∂n及び監視面積Anと全体面積A0を用い、次式(1)によって、全体危険度パラメータValarm Tを算出する。この全体危険度パラメータValarm Tは、斜面Sの全体領域Tにおける崩壊の危険度を表す。
Returning to FIG. 7, in step 2, using the inclination angular velocity Vn calculated in step 1, the ground coefficient ∂n set in the above-mentioned field model, the monitoring area An, and the entire area A0, the following formula (1) The degree parameter Valarm T is calculated. This overall risk parameter Valarm T represents the risk of collapse in the entire area T of the slope S.
式(1)に示されるように、全体危険度パラメータValarm Tは、基本的に、すべての傾斜計13について各傾斜角速度Vnの絶対値|Vn|に監視面積/全体面積(=An/A0)を乗算したものの積算値であり、すなわち監視面積Anに比例する重みを加えた傾斜角速度Vn(絶対値)の加重平均値である。その次元は、傾斜角速度Vnと同様、度/hrである。このような算出方法により、全体危険度パラメータValarm Tを、傾斜角速度Vnに基づき、その個々のばらつきを適切に吸収し、かつ各傾斜計13の監視面積Anを良好に反映させながら、精度良く算出することができる。また、傾斜角速度Vnに地盤係数∂nが乗算されるので、全体危険度パラメータValarm Tには、傾斜計13の周囲における地盤強度も良好に反映される。   As shown in the equation (1), the overall risk parameter Valarm T is basically the monitoring area / overall area (= An / A0) of the absolute value | Vn | of each inclination angular velocity Vn for all inclinometers 13. Is an integrated value, that is, a weighted average value of the inclination angular velocity Vn (absolute value) to which a weight proportional to the monitored area An is added. The dimension is degrees / hr, similar to the tilt angular velocity Vn. By such a calculation method, the overall risk parameter Valarm T is accurately calculated based on the inclination angular velocity Vn while properly absorbing the individual variations and reflecting the monitoring area An of each inclinometer 13 well. can do. Further, since the ground angular coefficient ∂n is multiplied by the inclination angular velocity Vn, the ground strength around the inclinometer 13 is well reflected in the overall risk parameter Valarm T.
次に、算出した全体危険度パラメータValarm Tが所定の警報基準値VREFA(例えば0.1度/hr)よりも大きいか否かを判別する(ステップ3)。この答えがYESで、Valarm T>VREFAのときには、斜面S全体として崩壊の危険度が高くなっていると判定し、その危険状態を警告するための警報処理を実行する(ステップ4)。具体的には、監視サーバ6から警報装置5に警報を指示する制御信号が送信され、それに応じて警報装置5が作動することによって、斜面Sの周辺の住戸Bの住民に向けて警報が実行される。   Next, it is determined whether or not the calculated overall risk parameter Valarm T is larger than a predetermined alarm reference value VREFA (for example, 0.1 degree / hr) (step 3). When the answer is YES and Valarm T> VREFA, it is determined that the risk of collapse of the slope S as a whole is high, and alarm processing for warning the dangerous state is executed (step 4). Specifically, a control signal for instructing an alarm is transmitted from the monitoring server 6 to the alarm device 5, and the alarm device 5 is activated accordingly, so that an alarm is issued toward the residents of the dwelling unit B around the slope S Is done.
前記ステップ3の答えがNOのときには、3つの区分領域(左領域D1、中領域D2及び右領域D3)を対象とする区分危険度パラメータValarm D1〜D3を、次式(2)によってそれぞれ算出する(ステップ5)。
この式(2)は、全体危険度パラメータValarm Tの算出用の前記式(1)と基本的に同じであり、右辺のa〜bは、各区分領域内の傾斜計13に割り当てられた通し番号nに相当し、AD0は各区分領域の全体面積である。これにより、区分危険度パラメータValarm D1〜D3は、各区分領域において得られた傾斜角速度Vn、地盤係数∂n及び監視面積Anを用いて、全体危険度パラメータValarm Tと同様に算出され、したがって、それぞれの区分領域D1〜D3における崩壊の危険度を適切に表す。
When the answer to step 3 is NO, the division risk parameters Valarm D1 to D3 for the three division regions (left region D1, middle region D2, and right region D3) are calculated by the following equation (2), respectively. (Step 5).
This equation (2) is basically the same as the equation (1) for calculating the overall risk parameter Valarm T, and ab on the right side are serial numbers assigned to the inclinometers 13 in the respective divided areas. It corresponds to n and AD0 is the total area of each segmented region. Thereby, the division risk parameters Valarm D1 to D3 are calculated in the same manner as the overall risk parameter Valarm T using the inclination angular velocity Vn, the ground coefficient ∂n and the monitoring area An obtained in each division region. The degree of collapse risk in each of the divided areas D1 to D3 is appropriately expressed.
次に、算出した区分危険度パラメータValarm D1〜D3が前記警報基準値VREFAよりも大きいか否かを判別する(ステップ6)。この答えがYESで、区分危険度パラメータValarm D1〜D3の少なくとも1つが警報基準値VREFAを上回ったときには、その区分領域において崩壊の危険度が局所的に高くなっていると判定し、その危険状態を警告するために警報処理を実行する(ステップ4)。   Next, it is determined whether or not the calculated classification risk parameters Valarm D1 to D3 are larger than the alarm reference value VREFA (step 6). When this answer is YES and at least one of the classification risk parameters Valarm D1 to D3 exceeds the alarm reference value VREFA, it is determined that the risk of collapse is locally high in the classification area, and the danger state An alarm process is executed to warn (step 4).
一方、前記ステップ6の答えがNOで、区分危険度パラメータValarm D1〜D3がいずれも警報基準値VREFA以下のときには、次のステップ7以降において、細区分領域を対象とする危険度パラメータの算出と崩壊の危険度の判定を同様に行う。   On the other hand, if the answer to step 6 is NO and the classification risk parameters Valarm D1 to D3 are all equal to or lower than the alarm reference value VREFA, the calculation of the risk parameter for the subdivision area is performed in the next step 7 and subsequent steps. The risk of collapse is determined in the same way.
まず、左細区分領域D11〜D13を対象とし、その区分危険度パラメータValarm D11〜D13を前記式(2)によって算出する(ステップ7)とともに、区分危険度パラメータValarm D11〜D13が警報基準値VREFAよりも大きいか否かを判別する(ステップ8)。そして、区分危険度パラメータValarm D11〜D13の少なくとも1つが警報基準値VREFAを上回ったときには、その細区分領域において崩壊の危険度が局所的に高くなっていると判定し、その危険状態を警告するために警報処理を実行する(ステップ4)。   First, for the left subdivision areas D11 to D13, the classification risk parameters Valarm D11 to D13 are calculated by the above equation (2) (step 7), and the classification risk parameters Valarm D11 to D13 are set to the alarm reference value VREFA. It is discriminated whether or not it is larger (step 8). When at least one of the classification risk parameters Valarm D11 to D13 exceeds the alarm reference value VREFA, it is determined that the risk of collapse is locally high in the subdivision area, and a warning is given of the danger state. Therefore, an alarm process is executed (step 4).
同様に、中細区分領域D21〜D23を対象として、区分危険度パラメータValarm D21〜D23を算出するとともに、警報基準値VREFAと比較し(ステップ9、10)、その比較結果に応じて警報処理を実行する(ステップ4)。さらに、右細区分領域D31〜D33を対象として、区分危険度パラメータValarm D31〜D33を算出するとともに、警報基準値VREFAと比較し(ステップ11、12)、その比較結果に応じて警報処理を実行し(ステップ4)、図7の崩壊警報処理を終了する。   Similarly, for the medium and small division areas D21 to D23, the division risk parameters Valarm D21 to D23 are calculated, compared with the alarm reference value VREFA (steps 9 and 10), and alarm processing is performed according to the comparison result. Execute (step 4). Further, for the right subdivision areas D31 to D33, the classification risk parameters Valarm D31 to D33 are calculated, compared with the alarm reference value VREFA (steps 11 and 12), and alarm processing is executed according to the comparison result. Then (step 4), the collapse warning process of FIG.
ここで、上記の崩壊警報処理において、警報の要否の判定に用いられる警報基準値VREFAの意義について説明する。前述したように、傾斜角速度は、その値が小さいほど、斜面がより安定した状態にあり、その値が大きいほど、斜面はより不安定で崩壊に近づいている状態を示す(図9参照)。   Here, the significance of the alarm reference value VREFA used for determining whether or not an alarm is necessary in the collapse alarm process will be described. As described above, the inclination angular velocity indicates that the slope is more stable as the value is smaller, and the slope is more unstable and approaching collapse as the value is larger (see FIG. 9).
例えば図10は、斜面が崩壊に至った事例における傾斜角(X軸傾斜角θX、Y軸傾斜角θY、それらの合成値θXY)の推移と傾斜角速度Vを示す。この例では、時刻t1で傾斜角速度V=0.083(度/hr)が計測され、その12.0時間後の時刻t2でV=0.89(度/hr)が計測されており、時刻t1から16.5時間後(時刻t2から4.5時間後)の時刻t3で、斜面が崩壊している。このように、ある傾斜角速度Vが計測されてから斜面が崩壊に至るまでの時間を「残余時間Tr」と定義し、傾斜角速度V(度/hr)と残余時間Tr(hr)の関係を整理すると、上記の例では、(V,Tr)=(0.083,16.5)(0.89,4.5)が得られており、傾斜角速度Vが大きいほど、残余時間Trがより短くなるという特性が認められる。   For example, FIG. 10 shows the transition of the tilt angle (X-axis tilt angle θX, Y-axis tilt angle θY, and their combined value θXY) and the tilt angular velocity V in the case where the slope has collapsed. In this example, the angular angular velocity V = 0.083 (degrees / hr) is measured at time t1, and V = 0.89 (degrees / hr) is measured at time t2 after 12.0 hours. The slope collapses at time t3 after 16.5 hours from t1 (4.5 hours after time t2). Thus, the time from when a certain inclination angular velocity V is measured until the slope collapses is defined as “residual time Tr”, and the relationship between the inclination angular velocity V (degrees / hr) and the residual time Tr (hr) is organized. Then, in the above example, (V, Tr) = (0.083, 16.5) (0.89, 4.5) is obtained, and the remaining time Tr becomes shorter as the inclination angular velocity V increases. The characteristic of becoming is recognized.
また、図11は、斜面が崩壊に至った上記の例を含む多数の事例について、傾斜角速度Vと残余時間Trをサンプリングし、両対数グラフにプロットしたものである。同図に示すように、残余時間Trは、傾斜角速度Vが大きいほど小さいという上記の特性を示すとともに、同一の傾斜角速度Vに対してある幅(ばらつき)をもって帯状に分布しており、この関係は次のように整理される。
・V=0.01(度/hr)→Tr=10〜300hr
・V= 0.1(度/hr)→Tr= 1〜15hr
・V= 1.0(度/hr)→Tr= 0.6〜5hr
In addition, FIG. 11 is a graph obtained by sampling the inclination angular velocity V and the remaining time Tr and plotting them on a log-log graph for a number of cases including the above example in which the slope has collapsed. As shown in the figure, the remaining time Tr exhibits the above-mentioned characteristic that the larger the tilt angular velocity V is, the smaller the remaining time Tr is, and it is distributed in a band shape with a certain width (variation) with respect to the same tilt angular velocity V. Is organized as follows.
・ V = 0.01 (degrees / hr) → Tr = 10 to 300 hr
・ V = 0.1 (degrees / hr) → Tr = 1 to 15 hours
・ V = 1.0 (degrees / hr) → Tr = 0.6 to 5 hr
この残余時間Trのばらつきは、斜面の地質・土質や地形、降雨状況などの相違によるものと考えられる。このため、このばらつきの範囲から、最も安全側を考慮して、残余時間Trの最小値を最短残余時間Trminとして設定するとともに、最短残余時間Trminの大きさを考慮して警戒レベルを段階的に設定すると、例えば次のようになる。警戒レベル1〜3の後のかっこ書きは、その警戒レベルに達したときに求められる対応を示す。
・V=0.01(度/hr)→Trmin= 10hr→警戒レベル1(注意)
・V= 0.1(度/hr)→Trmin= 1hr→警戒レベル2(避難準備)
・V= 1.0(度/hr)→Trmin=0.6hr→警戒レベル3(即避難)
This variation in the remaining time Tr is thought to be due to differences in the geology / soil quality, topography, rainfall conditions, etc. of the slope. For this reason, the minimum value of the remaining time Tr is set as the shortest remaining time Trmin in consideration of the safest side from the range of variation, and the alert level is set stepwise in consideration of the magnitude of the shortest remaining time Trmin. For example, the setting is as follows. The parentheses after the warning level 1 to 3 indicate a response required when the warning level is reached.
・ V = 0.01 (degrees / hr) → Trmin = 10 hr → Warning level 1 (caution)
・ V = 0.1 (degrees / hr) → Trmin = 1 hr → Warning level 2 (evacuation preparation)
・ V = 1.0 (degrees / hr) → Trmin = 0.6 hr → Warning level 3 (immediate evacuation)
このうち、前述した崩壊警報処理では、警戒レベル2が想定され、それに応じて警報基準値VREFAが設定されている。すなわち、警戒レベル2に相当する傾斜角速度V(=0.1(度/hr))を警報基準値VREFAとして設定するとともに、傾斜計13の計測データから算出される実際の傾斜角速度Vnの平均値に相当する全体危険度パラメータValarm Tが警報基準値VREFAを上回ったときに、警戒レベル2に達したとして、住民に避難の準備を促す内容の警報が実行される。   Among these, in the above-described collapse warning process, a warning level 2 is assumed, and a warning reference value VREFA is set accordingly. That is, the inclination angular velocity V (= 0.1 (degree / hr)) corresponding to the warning level 2 is set as the alarm reference value VREFA, and the average value of the actual inclination angular velocity Vn calculated from the measurement data of the inclinometer 13 is set. When the overall risk parameter Valarm T corresponding to is higher than the warning reference value VREFA, it is assumed that the warning level 2 has been reached, and a warning is issued that prompts residents to prepare for evacuation.
以上のように、本実施形態によれば、斜面Sに設置された多数の傾斜計13で計測された傾斜角に基づいてそれぞれ傾斜角速度Vnを算出し、前記式(1)により、すべての傾斜角速度Vnを平均することによって、斜面Sの全体領域Tにおける崩壊の危険度を表す全体危険度パラメータValarm Tを算出するとともに、全体危険度パラメータValarm Tが所定の警報基準値VREFAを上回ったときに警報を実行する(図7のステップ3、4)。これにより、斜面Sの面的な変状を適切に反映させながら、斜面Sの崩壊の危険度を精度良く評価できるとともに、その評価の結果に応じて安定した信頼性の高い警報を実行することができる。   As described above, according to the present embodiment, the inclination angular velocity Vn is calculated based on the inclination angles measured by a large number of inclinometers 13 installed on the slope S, and all the inclinations are calculated according to the equation (1). By averaging the angular velocities Vn, an overall risk parameter Valarm T representing the risk of collapse in the entire area T of the slope S is calculated, and when the overall risk parameter Valarm T exceeds a predetermined alarm reference value VREFA. An alarm is executed (steps 3 and 4 in FIG. 7). This makes it possible to accurately evaluate the risk of collapse of the slope S while appropriately reflecting the surface deformation of the slope S, and to execute a stable and reliable alarm according to the result of the evaluation. Can do.
また、式(1)と同様の前記式(2)により、全体領域Tを区分した3つの区分領域D1〜D3を対象として、区分危険度パラメータValarm D1〜D3を算出し、区分領域D1〜D3をさらに区分した細区分領域D11〜D33を対象として、区分危険度パラメータValarm D11〜D33を算出するとともに、これらの区分危険度パラメータValarm D1〜D3、D11〜D33の少なくとも1つが警報基準値VREFAを上回ったときに、警報を実行する(図7のステップ6、8、10、12及び4)。これにより、斜面Sが全体的に崩壊する場合に加えて、斜面Sが区分領域 D1〜D3及び細区分領域D11〜D33のいずれかにおいて局所的に崩壊する場合においても、各区分領域における危険度を精度良く評価でき、より安定した信頼性の高い警報を実行することができる。   Further, according to Equation (2) similar to Equation (1), the division risk parameters Valarm D1 to D3 are calculated for the three division regions D1 to D3 obtained by dividing the entire region T, and the division regions D1 to D3 are calculated. Are classified into subdivided areas D11 to D33, and the classification risk parameters Valarm D11 to D33 are calculated, and at least one of the classification risk parameters Valarm D1 to D3 and D11 to D33 has an alarm reference value VREFA When exceeded, an alarm is executed (steps 6, 8, 10, 12, and 4 in FIG. 7). Thereby, in addition to the case where the slope S collapses as a whole, the degree of risk in each divided area even when the slope S collapses locally in any of the divided areas D1 to D3 and the subdivided areas D11 to D33 Can be evaluated with high accuracy, and a more stable and reliable alarm can be executed.
さらに、式(1)及び(2)により、全体危険度パラメータValarm T及び区分危険度パラメータValarm Dを、それぞれの傾斜計13の監視面積Anに応じた重みを加えた傾斜角速度Vnの加重平均によって算出するので、斜面Sに傾斜計13が不規則に配置されている場合には、その影響を補償しながら、危険度パラメータを適切に算出することができる。   Further, according to the equations (1) and (2), the overall risk parameter Valarm T and the division risk parameter Valarm D are calculated by the weighted average of the inclination angular velocities Vn to which the weights corresponding to the monitoring areas An of the respective inclinometers 13 are added. Since the calculation is performed, when the inclinometer 13 is irregularly arranged on the slope S, the risk parameter can be appropriately calculated while compensating for the influence.
また、算出された傾斜角速度Vが所定の上限値VLMTを上回ったときに、その傾斜角速度Vを上限値VLMTに制限し、危険度パラメータの算出に用いるので、傾斜角速度Vの過大なばらつきなどの影響を抑制し、危険度パラメータの精度を維持することができる。   Further, when the calculated tilt angular velocity V exceeds the predetermined upper limit value VLMT, the tilt angular velocity V is limited to the upper limit value VLMT and used for calculating the risk parameter. The influence can be suppressed and the accuracy of the risk parameter can be maintained.
さらに、危険度パラメータを算出する際に、傾斜計13ごとに設定された地盤係数∂nが適用されるので、各傾斜計13の周囲における地盤の強度を反映させながら、危険度パラメータをより精度良く算出することができる。   Further, since the ground coefficient ∂n set for each inclinometer 13 is applied when calculating the risk parameter, the risk parameter is more accurately reflected while reflecting the strength of the ground around each inclinometer 13. It can be calculated well.
次に、図12を参照しながら、傾斜計13による傾斜角などの計測データのサンプリング周期Tsを設定するサンプリング周期設定処理について説明する。この処理では、まずステップ31において、周期短縮フラグFPSが「1」であるか否かを判別する。この答えがNOのときには、雨量計16で計測された降雨量Qrainに基づき、降雨強度Irainを算出する(ステップ32)。   Next, a sampling cycle setting process for setting a sampling cycle Ts of measurement data such as an inclination angle by the inclinometer 13 will be described with reference to FIG. In this process, first, in step 31, it is determined whether or not the cycle shortening flag FPS is “1”. When this answer is NO, the rainfall intensity Irain is calculated based on the rainfall Qrain measured by the rain gauge 16 (step 32).
次に、算出した降雨強度Irainが所定値IREF(例えば20mm/hr)よりも大きいか否かを判別する(ステップ33)。この答えがNOで、斜面Sにおける降雨強度Irainが大きくないときには、周期短縮フラグFPSを「0」にセットする(ステップ34)とともに、サンプリング周期Tsを通常時用の所定の第1周期T1(例えば10分)に設定し(ステップ35)、図12の処理を終了する。   Next, it is determined whether or not the calculated rainfall intensity Irain is greater than a predetermined value IREF (for example, 20 mm / hr) (step 33). If the answer is NO and the rainfall intensity Irain on the slope S is not large, the cycle shortening flag FPS is set to “0” (step 34), and the sampling cycle Ts is set to a predetermined first cycle T1 for normal time (for example, 10 minutes) (step 35), and the process of FIG.
一方、前記ステップ33の答えがYESで、降雨強度Irainが大きい強雨時には、アップカウント式のタイマ値TMPSを0にセットし(ステップ36)、周期短縮フラグFPSを「1」にセットする(ステップ37)とともに、サンプリング周期Tsを第1周期T1よりも短い強雨時用の所定の第2周期T2(例えば5分)に設定し(ステップ38)、図12の処理を終了する。   On the other hand, if the answer to step 33 is YES and the rainfall intensity Irain is heavy, the upcount timer value TMPS is set to 0 (step 36), and the cycle shortening flag FPS is set to "1" (step 36). 37), the sampling period Ts is set to a predetermined second period T2 (for example, 5 minutes) for heavy rain shorter than the first period T1 (step 38), and the process of FIG. 12 is terminated.
上記ステップ37が実行されると、前記ステップ31の答えがYESになり、その場合にはステップ39に進み、タイマ値TMPSが所定時間TMREF(例えば1時間)以上であるか否かを判別する。この答えがNOで、サンプリング周期Tsを第2周期T2に設定した後、所定時間TMREFが経過していないときには、前記ステップ38に進み、サンプリング周期Tsを第2周期T2に維持する。一方、前記ステップ39の答えがYESで、サンプリング周期Tsを第2周期T2に設定した後、所定時間TMREFが経過したときには、前記ステップ32以降に進み、降雨強度Irainに応じて実行周期Tsを設定する。   When step 37 is executed, the answer to step 31 is YES. In this case, the process proceeds to step 39, where it is determined whether or not the timer value TMPS is equal to or longer than a predetermined time TMREF (for example, 1 hour). If the answer is NO and the sampling period Ts is set to the second period T2 and the predetermined time TMREF has not elapsed, the process proceeds to step 38, and the sampling period Ts is maintained at the second period T2. On the other hand, if the answer to step 39 is YES and the sampling period Ts is set to the second period T2 and the predetermined time TMREF has elapsed, the process proceeds to step 32 and subsequent steps, and the execution period Ts is set according to the rainfall intensity Irain. To do.
以上の設定処理により、サンプリング周期Tsは、降雨強度Irainが所定値IREF以下のときには、通常の第1周期T1に設定され、降雨強度Irainが所定値IREFを超えたときには、強雨時用のより短い第2周期T2に設定され、その状態が所定時間TMREF、維持される。これにより、斜面Sにおける強雨によって斜面Sの安定性が低下していると推定されるときに、傾斜角に基づく傾斜角速度V及び危険度パラメータValarm の算出間隔を短縮し、その結果に基づく警報をより迅速に行うことができる。   With the above setting process, the sampling period Ts is set to the normal first period T1 when the rainfall intensity Irain is equal to or less than the predetermined value IREF, and when the rainfall intensity Irain exceeds the predetermined value IREF, the sampling period Ts is set. The short second period T2 is set, and the state is maintained for a predetermined time TMREF. Thereby, when it is estimated that the stability of the slope S is deteriorated due to heavy rain on the slope S, the calculation interval of the inclination angular velocity V and the risk parameter Valarm based on the inclination angle is shortened, and an alarm based on the result is obtained. Can be done more quickly.
次に、本発明の第2実施形態について説明する。図13は、第2実施形態で用いられる斜面崩壊感知装置(以下「感知装置」という)32を示す。図2との比較から明らかなように、この感知装置32は、第1実施形態の感知装置2に、地中に埋設された土壌水分計15を追加したものである。土壌水分計15は、例えば土壌中の含水率wを誘電率を介して計測するTDRタイプのもので、その精度は±3%である。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 13 shows a slope failure sensing device (hereinafter referred to as “sensing device”) 32 used in the second embodiment. As apparent from the comparison with FIG. 2, the sensing device 32 is obtained by adding a soil moisture meter 15 embedded in the ground to the sensing device 2 of the first embodiment. The soil moisture meter 15 is, for example, a TDR type that measures the moisture content w in the soil via the dielectric constant, and the accuracy thereof is ± 3%.
土壌水分計15は、ケーブル17を介して無線モジュール11内のマイコン23に接続されている。土壌水分計15による計測データは、A/D変換された後、マイコン23に入力されるとともに、傾斜計13の計測データとともに、無線通信ユニット20から送信される。   The soil moisture meter 15 is connected to the microcomputer 23 in the wireless module 11 via the cable 17. The measurement data by the soil moisture meter 15 is A / D converted and then input to the microcomputer 23 and transmitted from the wireless communication unit 20 together with the measurement data of the inclinometer 13.
また、第2実施形態では、全体危険度パラメータValarm T及び区分危険度パラメータValarm Dは、それぞれ次式(3)及び(4)によって算出される。
ここで、式(3)(4)のWnは、各土壌水分計15で計測された土壌の含水率wに応じて設定される水分係数であり、例えば、含水率wが斜面Sの変状に影響を及ぼさない想定される所定値以下のときには、値1.0に設定され、含水率wがこの所定値を超えたときには、その度合が高いほど、値1.0を上回るより大きな値に設定される。他の構成は、第1実施形態と同様である。
In the second embodiment, the overall risk parameter Valarm T and the division risk parameter Valarm D are calculated by the following equations (3) and (4), respectively.
Here, Wn in the equations (3) and (4) is a moisture coefficient set according to the moisture content w of the soil measured by each soil moisture meter 15, and the moisture content w is a deformation of the slope S, for example. When the moisture content w exceeds the predetermined value, the higher the degree, the higher the value exceeds 1.0. Is set. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
したがって、本実施形態によれば、前述した第1実施形態による効果を同様に得ることができるとともに、斜面の崩壊の兆候として通常、認められる地中の含水率の上昇をさらに加味しながら、全体危険度パラメータValarm T及び区分危険度パラメータValarm Dをより精度良く算出でき、それに基づいて実行される警報の安定性及び信頼性をさらに高めることができる。   Therefore, according to the present embodiment, the effects of the first embodiment described above can be obtained in the same manner, and while taking into account the increase in the moisture content in the ground, which is normally recognized as a sign of slope collapse, The risk parameter Valarm T and the division risk parameter Valarm D can be calculated with higher accuracy, and the stability and reliability of the alarm executed based on the risk parameter Valarm T can be further improved.
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態で説明した傾斜計13の配置及び設置数などは、あくまで例示であり、斜面Sの状況に応じて適宜、設定することができる。このことは、現場モデルにおける領域の区分についても同様であり、実施形態で説明した以外の領域区分を行ってもよいことはもちろんである。   In addition, this invention can be implemented in various aspects, without being limited to the described embodiment. For example, the arrangement and the number of installed inclinometers 13 described in the embodiment are merely examples, and can be appropriately set according to the situation of the slope S. This is the same for the segmentation of the field model, and it is needless to say that segmentation other than that described in the embodiment may be performed.
また、実施形態では、全体危険度パラメータValarm Tと比較される警報基準値VREFAと、区分危険度パラメータValarm Dと比較される警報基準値VREFAは、互いに同じ値に設定されているが、両者を異ならせてもよい、また、実施形態の警報基準値VREFAの値は、前述したように設定された推奨値に対応しており、適宜、変更することが可能である。   In the embodiment, the alarm reference value VREFA compared with the overall risk parameter Valarm T and the alarm reference value VREFA compared with the classification risk parameter Valarm D are set to the same value. The alarm reference value VREFA of the embodiment may correspond to the recommended value set as described above, and can be changed as appropriate.
さらに、実施形態では、斜面Sの崩壊の警戒レベルとして前述した警戒レベル2を想定し、警戒レベル2に相当する警報基準値VREFAを設定するとともに、全体危険度パラメータValarm Tなどが警報基準値VREFを上回ったときに、避難を促す警報が実行される。本発明は、これに限らず実施でき、例えば、警戒レベル1〜3にそれぞれ相当する複数の基準値を設定し、全体危険度パラメータValarm Tなどがこれらの基準値を超えるごとに、警戒レベルに応じた注意喚起や警報を段階的に実行してもよい。   Furthermore, in the embodiment, the above-described warning level 2 is assumed as the warning level of the collapse of the slope S, the warning reference value VREFA corresponding to the warning level 2 is set, and the overall risk parameter Valarm T is set to the warning reference value VREF. When the number is exceeded, an alarm prompting evacuation is executed. The present invention can be implemented without being limited thereto. For example, a plurality of reference values corresponding to the warning levels 1 to 3 are set, and the warning level is set to the warning level every time the overall risk parameter Valarm T exceeds these reference values. A corresponding alert or warning may be executed step by step.
さらに、実施形態では、全体危険度パラメータValarm Tなどが警報基準値VREFを超えたときに、監視サーバ6から警報装置5に制御信号を送信し、これを作動させるように構成されているが、監視サーバ6から斜面Sを管理する管理事務所などに警報情報を提供し、それに応じた管理事務所などからの制御信号の送信によって、警報装置5を作動させるようにしてもよい。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。   Furthermore, in the embodiment, when the overall risk parameter Valarm T or the like exceeds the alarm reference value VREF, a control signal is transmitted from the monitoring server 6 to the alarm device 5, and this is activated. Alarm information may be provided from the monitoring server 6 to a management office or the like that manages the slope S, and the alarm device 5 may be activated by transmitting a control signal from the management office or the like. In addition, it is possible to appropriately change the detailed configuration within the scope of the gist of the present invention.
1 斜面崩壊早期警報システム
2 斜面崩壊感知装置
5 警報装置(警報手段)
6 監視サーバ(傾斜角速度算出手段、危険度パラメータ算出手段、警報手段、 傾斜角速度制限手段、降雨強度取得手段、周期変更手段)
13 傾斜計
15 土壌水分計
16 雨量計(降雨強度取得手段)
32 斜面崩壊感知装置
S 斜面
θX X軸傾斜角(傾斜角)
θY Y軸傾斜角(傾斜角)
V 傾斜角速度
Valarm T 全体危険度パラメータ(危険度パラメータ)
Valarm D 区分危険度パラメータ(危険度パラメータ)
VREFA 警報基準値
T 全体領域
D1〜D3 区分領域
D11〜D33 細区分領域(区分領域)
A 監視面積
VLMT 上限値
∂ 地盤係数
w 土壌の含水率(土壌中の水分)
W 水分係数
Irain 降雨強度
IREF 所定値
Ts サンプリング周期(傾斜角のサンプリング周期)
1 Slope failure early warning system 2 Slope failure detection device 5 Alarm device (alarm means)
6 Monitoring server (inclination angular velocity calculation means, risk parameter calculation means, alarm means, inclination angular velocity restriction means, rainfall intensity acquisition means, period change means)
13 Inclinometer 15 Soil Moisture Meter 16 Rain Gauge (Rain strength acquisition means)
32 Slope failure detection device
S slope
θX X-axis tilt angle (tilt angle)
θY Y-axis tilt angle (tilt angle)
V Inclination angular velocity Valarm T Overall risk parameter (Risk parameter)
Valarm D Classification risk parameter (Danger parameter)
VREFA alarm reference value
T Whole area D1 to D3 Division area D11 to D33 Subdivision area (partition area)
A Monitoring area VLMT upper limit
∂ Ground factor
w Soil moisture content (moisture content in soil)
W Moisture coefficient Irain Precipitation intensity IREF Predetermined value
Ts Sampling period (sampling angle sampling period)

Claims (7)

  1. 斜面の崩壊の危険度をリアルタイムで評価し、当該危険度が高くなったときに警報を実行する斜面崩壊早期警報システムであって、
    前記斜面に設置され、当該斜面の変状を表す傾斜角を計測する多数の傾斜計と、
    当該多数の傾斜計によってそれぞれ計測された傾斜角の変化速度である多数の傾斜角速度を算出する傾斜角速度算出手段と、
    当該算出された多数の傾斜角速度の平均値を、前記斜面の崩壊の危険度を表す危険度パラメータとして算出する危険度パラメータ算出手段と、
    当該算出された危険度パラメータが所定の警報基準値に達したときに、前記警報を実行する警報手段と、
    を備えることを特徴とする斜面崩壊早期警報システム。
    A slope failure early warning system that evaluates the risk of slope failure in real time and issues a warning when the risk becomes high,
    A number of inclinometers installed on the slope and measuring an inclination angle representing the deformation of the slope;
    An inclination angular velocity calculating means for calculating a large number of inclination angular velocities which are the changing speeds of the inclination angles respectively measured by the many inclinometers;
    A risk parameter calculating means for calculating an average value of the calculated multiple inclination angular velocities as a risk parameter indicating a risk of collapse of the slope;
    Alarm means for executing the alarm when the calculated risk parameter reaches a predetermined alarm reference value;
    Slope failure early warning system characterized by comprising.
  2. 前記多数の傾斜計によって監視される前記斜面の範囲が全体領域として定められ、当該全体領域は複数の前記傾斜計をそれぞれ含む所定の複数の区分領域に区分されており、
    前記危険度パラメータ算出手段は、前記危険度パラメータとして、前記全体領域を対象とする全体危険度パラメータと、前記複数の区分領域をそれぞれ対象とする複数の区分危険度パラメータを算出し、
    前記警報手段は、前記全体危険度パラメータ及び前記複数の区分危険度パラメータの少なくとも1つが前記警報基準値に達したときに、前記警報を実行することを特徴とする、請求項1に記載の斜面崩壊早期警報システム。
    The range of the slope monitored by the multiple inclinometers is defined as a whole area, and the whole area is divided into a plurality of predetermined divided areas each including a plurality of the inclinometers,
    The risk parameter calculation means calculates, as the risk parameter, an overall risk parameter for the entire area and a plurality of category risk parameters for the plurality of segment areas,
    2. The slope according to claim 1, wherein the alarm unit executes the alarm when at least one of the overall risk parameter and the plurality of classification risk parameters reaches the alarm reference value. Collapse early warning system.
  3. 前記傾斜計ごとに、当該傾斜計によって監視される斜面の面積である監視面積があらかじめ設定されており、
    前記危険度パラメータ算出手段は、前記多数の傾斜角速度の平均値を、前記監視面積に応じた重みを加えた加重平均によって算出することを特徴とする、請求項1又は2に記載の斜面崩壊早期警報システム。
    For each inclinometer, a monitoring area that is an area of a slope monitored by the inclinometer is preset,
    3. The slope failure early stage according to claim 1, wherein the risk parameter calculation unit calculates an average value of the plurality of inclination angular velocities by a weighted average obtained by adding a weight according to the monitoring area. Alarm system.
  4. 前記傾斜角速度算出手段によって算出された傾斜角速度が所定の上限値を上回ったときに、前記危険度パラメータの算出に用いる傾斜角速度を前記上限値に制限する傾斜角速度制限手段をさらに備えることを特徴とする、請求項1ないし3のいずれかに記載の斜面崩壊早期警報システム。   And further comprising an inclination angular velocity limiting means for limiting an inclination angular velocity used for calculation of the risk parameter to the upper limit value when an inclination angular velocity calculated by the inclination angular velocity calculating means exceeds a predetermined upper limit value. The slope failure early warning system according to any one of claims 1 to 3.
  5. 前記傾斜計ごとに、前記傾斜計の周囲における地盤の強度を表す地盤係数があらかじめ設定されており、
    前記危険度パラメータ算出手段は、前記地盤係数にさらに応じて、前記危険度パラメータを算出することを特徴とする、請求項1ないし4のいずれかに記載の斜面崩壊早期警報システム。
    For each inclinometer, a ground coefficient representing the strength of the ground around the inclinometer is preset,
    5. The slope failure early warning system according to any one of claims 1 to 4, wherein the risk parameter calculation means calculates the risk parameter further according to the ground coefficient.
  6. 前記傾斜計の付近に設けられ、前記斜面の土壌中の水分を計測する土壌水分計をさらに備え、
    前記危険度パラメータ算出手段は、前記計測された土壌中の水分にさらに応じて、前記危険度パラメータを算出することを特徴とする、請求項1ないし5のいずれかに記載の斜面崩壊早期警報システム。
    Provided near the inclinometer, further comprising a soil moisture meter for measuring moisture in the soil on the slope,
    6. The slope failure early warning system according to any one of claims 1 to 5, wherein the risk parameter calculating means calculates the risk parameter further according to the measured moisture in the soil. .
  7. 前記斜面における降雨強度を取得する降雨強度取得手段と、
    前記傾斜計による傾斜角のサンプリング周期を、前記降雨強度が所定値以下のときに所定の第1周期に設定し、前記降雨強度が前記所定値を超えたときに前記第1時間よりも短い所定の第2周期に変更する周期変更手段と、
    をさらに備えることを特徴とする、請求項1ないし6のいずれかに記載の斜面崩壊早期警報システム。
    Rainfall intensity acquisition means for acquiring rainfall intensity on the slope;
    The inclination angle sampling period by the inclinometer is set to a predetermined first period when the rainfall intensity is less than or equal to a predetermined value, and is shorter than the first time when the rainfall intensity exceeds the predetermined value. A period changing means for changing to the second period;
    The slope failure early warning system according to any one of claims 1 to 6, further comprising:
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