JP2022130765A - 防災装置、防災システムおよび防災方法 - Google Patents

Abstract

【課題】自然災害が発生するおそれがある状況下において、自動的に人に対して適切な行動を促すことができる防災装置、防災システムおよび防災方法を得る。【解決手段】自然災害の発生度合を示す値を検出するセンサと、予め決められた音声メッセージを記憶する子局記憶手段と、音声メッセージを出力する拡声用スピーカと、センサの検出値の情報を含むセンサデータを外部の情報処理装置に送信する子局通信手段と、検出値と予め決められた閾値とを比較し、検出値が閾値より大きい場合、音声メッセージを拡声用スピーカに出力させるとともに、子局通信手段を介してセンサデータを情報処理装置に送信する子局制御手段と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、自然災害の誘因となる自然現象を監視する防災装置、防災システムおよび防災方法に関する。

従来、水害等の災害発生時に、住民に必要な情報を放送するための拡声用スピーカを備えた屋外拡声装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された防災無線システムでは、使用者は、屋外拡声装置の扉を開けずに、携帯無線機を用いて音声メッセージを拡声用スピーカに出力させることができる。

また、洪水および津波等の水害を防止または軽減するために、河川および海洋における水位および水流を測定する計測システムが知られている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に開示された計測システムは、河川等に設置された計測センサによって検出される水位および水流から水害の発生を予測する。

特開平９－１８１６９０号公報 特開２０１４－２２２１７４号公報

特許文献１に開示された防災無線システムでは、屋外拡声装置の使用者が、水害の状況を判定し、拡声用スピーカに出力させるメッセージを考える必要がある。そのため、水害状況の判定および拡声用スピーカから出力されるメッセージが、使用者によって異なる。特許文献２に開示された計測システムでは、水害の発生を予想するが、住民に対して、避難勧告等をアナウンスすることまでは行っていない。水害等の自然災害が発生するおそれがある状況下において、自動的に人に対して適切な行動を促すことができる防災装置、防災システムおよび防災方法が望まれていた。

本発明に係る防災装置は、自然災害の発生度合を示す値を検出するセンサと、予め決められた音声メッセージを記憶する子局記憶手段と、前記音声メッセージを出力する拡声用スピーカと、前記センサの検出値の情報を含むセンサデータを外部の情報処理装置に送信する子局通信手段と、前記検出値と予め決められた閾値とを比較し、前記検出値が前記閾値より大きい場合、前記音声メッセージを前記拡声用スピーカに出力させるとともに、前記子局通信手段を介して前記センサデータを前記情報処理装置に送信する子局制御手段と、を有するものである。

本発明に係る防災システムは、自然災害の発生度合を示す値を検出するセンサと、拡声用スピーカとを有する拡声装置と、前記センサの検出値の情報を含むセンサデータを前記拡声装置から受信する情報処理装置と、を有し、前記拡声装置は、前記センサデータを前記情報処理装置に送信する子局通信手段と、予め決められた音声メッセージを記憶する子局記憶手段と、前記検出値と予め決められた閾値とを比較し、前記検出値が前記閾値より大きい場合、前記音声メッセージを前記拡声用スピーカに出力させるとともに、前記子局通信手段を介して前記センサデータを前記情報処理装置に送信する子局制御手段と、を有するものである。

本発明に係る防災方法は、自然災害の発生度合を示す値を検出するセンサと、予め決められた音声メッセージを記憶する記憶手段と、前記音声メッセージを出力する拡声用スピーカと、通信手段とを有する防災装置による防災方法であって、前記センサによって検出される検出値と予め決められた閾値とを比較するステップと、前記検出値が前記閾値より大きい場合、前記音声メッセージを前記拡声用スピーカに出力させるとともに、前記検出値の情報を含むセンサデータを、前記通信手段を介して外部の情報処理装置に送信するステップと、を有するものである。

本発明によれば、自然災害の発生度合を示す値を監視し、災害発生の度合が高いと判定すると、予め決められた音声メッセージを拡声用スピーカから出力し、災害発生の度合を示す情報を外部の情報処理装置に送信する。そのため、防災装置の付近にいる人は、自然災害の発生度合を示す値に基づく避難または待機等の適切な行動を取ることができる。

実施の形態１に係る防災システムの一構成例を示す図である。 図１に示した防災システムの一構成例を示す模式図である。 図２に示した水没センサの構成および動作を説明するための模式図である。 図１に示した拡声装置の一構成例を示すブロック図である。 図１に示した中継装置の一構成例を示すブロック図である。 図１に示した情報処理装置の一構成例を示すブロック図である。 実施の形態１に係る拡声装置の別の構成例を示すブロック図である。 実施の形態１に係る拡声装置の設置例を模式的に示す地形図である。 実施の形態１に係る拡声装置の動作手順を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る防災システムの動作手順を示すシーケンス図である。 変形例１に係る防災システムの拡声装置の一構成例を示すブロック図である。 変形例１において、複数の拡声装置の設置例を模式的に示す地形図である。 変形例１において、情報処理装置が表示部に表示させる画像の一例を示す図である。 実施の形態２に係る防災システムの一構成例を示す模式図である。 図１４に示した拡声装置の一構成例を示すブロック図である。 実施の形態２に係る拡声装置の動作手順を示すフローチャートである。 実施の形態１および２を組み合わせた拡声装置の一構成例を示す模式図である。 変形例２に係る防災システムの拡声装置の一構成例を示すブロック図である。 変形例２において、図１８に示した拡声装置の設置例を模式的に示す地形図である。

実施の形態１．
本実施の形態１の防災装置を含む防災システムの構成を説明する。図１は、実施の形態１に係る防災システムの一構成例を示す図である。防災システム１は、音声を出力する拡声装置２と、拡声装置２から無線でデータを受信する情報処理装置３とを有する。拡声装置２は、例えば、市区町村防災の防災無線システムにおける拡声装置に用いられる。図１は、防災システム１が中継装置４を有する場合を示しているが、中継装置４が防災システム１に設けられていなくてもよい。中継装置４は、拡声装置２と情報処理装置３との無線通信を中継する役目を果たす。拡声装置２が防災装置に相当する。

本実施の形態１では、拡声装置２は電柱のように鉛直に立つ棒状の構造物に設置される。拡声装置２は、棒状の構造物に限らず、建物の壁に設置されてもよい。情報処理装置３は、災害対策拠点となる建物ＢＤに設置される。拡声装置２が市区町村に設置される場合、災害対策拠点は、例えば、市区町村役場の建物である。情報処理装置３を防災対策拠点の親局とすると、拡声装置２は、自然災害の発生度合の情報を親局に提供する子局として機能する。

図２は、図１に示した防災システムの一構成例を示す模式図である。説明のために、図２に示す拡声装置２、中継装置４および情報処理装置３の各寸法の縮尺率が互いに異なるようにしている。図２は、拡声装置２が電柱に設置され、情報処理装置３が２階建ての建物ＢＤの２階に設置されている場合を示す。拡声装置２は、電波を出力するアンテナ２１と、音声を出力する拡声用スピーカ２２と、本体部２３と、操作部２４と、水没センサ２５とを有する。

使用者（図示せず）が操作をしやすくするために操作部２４は、例えば、大人が立った状態で目線の高さに設けられている。地面から操作部２４の下面までの高さＨ１は、例えば、１４０～１６０ｃｍである。水没センサ２５は、操作部２４の下に設けられている。本体部２３は、電柱において、操作部２４よりも高い位置に設けられている。地面から本体部２３の下面までの高さＨ２は、例えば、２階床下の高さに相当する３ｍ以上である。拡声装置２に外部から電力を供給するケーブル（図示せず）を接続するための接続部（図示せず）が、電柱において、操作部２４よりも高い位置に設けられている。拡声用スピーカ２２は、電柱の最上部に設置されている。図２に示す構成例では、アンテナ２１が拡声用スピーカ２２と本体部２３との間に設けられているが、アンテナ２１が拡声用スピーカ２２と同様に、電柱の最上部に設置されてもよい。

図２に示すように、中継装置４は、アンテナ４１を有する。アンテナ４１は、拡声装置２から出力される電波を受信するアンテナ４１ａと、拡声装置２から受信した電波を情報処理装置３に転送するアンテナ４１ｂとを有する。情報処理装置３は、拡声装置２から送信された電波を受信するアンテナ３１を有する。

水没センサ２５は、自然災害の発生度合を示す値を検出するセンサの一例である。自然災害は、土地に固有の素因と、誘因との組み合わせによって発生する。誘因とは、災害を発生させるトリガーとなる、地震、台風、豪雨および津波などの自然現象である。水没センサ２５は、台風および集中豪雨などの自然現象を誘因とした洪水などの水害により、予め決められた位置の水没を検出する。水没検出対象の位置は、例えば、図２に示す高さＨ１である。水没センサ２５は、浸水センサまたは冠水センサと称されることもある。

ここで、水没センサ２５の構成の一例を説明する。図３は、図２に示した水没センサの構成および動作を説明するための模式図である。はじめに、水没センサ２５の構成を説明する。図３に示すように、水没センサ２５は、直方体状の筐体５１と、検出回路７０とを有する。筐体５１の材質は、例えば、合成樹脂等の絶縁体である。

筐体５１内には、フロート５２が設けられている。フロート５２の上面には金属製の板５５が貼り付けられている。筐体５１の下面には、筐体５１内に水が入り込むための穴が形成されている。筐体５１の側面上部には、筐体５１内の空気を抜くための微細な穴５４が形成されている。検出回路７０は、端子７１と端子７２とを接続する導線に直流電源７４および抵抗素子７３が直列に接続されている。抵抗素子７３と並列に電圧計７５が接続されている。端子７１および端子７２の先端は、筐体５１の上面を貫通して、筐体５１内に位置している。

続いて、図３を参照して、水没センサ２５の動作を説明する。水没センサ２５が図３の左側に示す水没前の状態では、端子７１と端子７２とが電気的に接続されていないので、電圧計７５は電圧を検出しない。電圧計７５は、抵抗素子７３に電流が流れていないので、検出値Ｓｇとして、例えば、０Ｖの信号を本体部２３に送信する。このときの検出値Ｓｇの信号をオフ信号と称する。

図３の左側に示す状態から、水没センサ２５の付近の川の堤防が決壊し、洪水が起こると、穴５３から筐体５１内に水Ｗａが入る。穴５３から筐体５１内に水Ｗａが入ると、筐体５１内の空気は穴５４から外に抜け、水位の上昇に伴ってフロート５２が鉛直上方に移動する。その後、図３の右側に示すように、端子７１と端子７２とが板５５に接触し、検出回路７０に電流が流れる。電圧計７５は、抵抗素子７３に電流が流れることで、抵抗素子７３間の電位差を検出し、検出した電位差の情報を検出値Ｓｇとして本体部２３に送信する。このときの検出値Ｓｇは、例えば、３Ｖの信号であり、オン信号と称する。

次に、拡声装置２の構成を詳しく説明する。図４は、図１に示した拡声装置の一構成例を示すブロック図である。拡声装置２の本体部２３は、子局通信手段１１と、子局記憶手段１２と、子局制御手段１３と、電力制御手段１４と、蓄電池１５とを有する。子局通信手段１１は、給電線（図示せず）を介してアンテナ２１と接続されている。

子局通信手段１１は、情報処理装置３に無線でデータを送信する。子局記憶手段１２は、予め決められた音声メッセージと、予め決められた閾値ｔｈｗとを記憶する。音声メッセージは、洪水が発生した旨のメッセージである。閾値ｔｈｗは、水没センサ２５の検出値Ｓｇに対して、洪水等の水害が発生したか否かの判定基準となる値である。閾値ｔｈｗは、洪水発生の判定基準となる危険閾値に相当する。閾値ｔｈｗは、例えば、２．５Ｖである。

子局制御手段１３は、水没センサ２５から検出値Ｓｇを受信すると、検出値Ｓｇと閾値ｔｈｗとを比較する。検出値Ｓｇが閾値ｔｈｗより大きい場合、子局制御手段１３は、音声メッセージを拡声用スピーカ２２に出力させるとともに、子局通信手段１１を介して、検出値Ｓｇの情報を含むセンサデータを情報処理装置３に送信する。

電力制御手段１４は、接続部（図示せず）を介して外部から供給される電力を予め決められた電圧の電力に変換し、変換した電力を子局通信手段１１等の各手段と、拡声用スピーカ２２と、水没センサ２５とに供給する。また、電力制御手段１４は、接続部（図示せず）を介して外部から供給される電力を用いて、蓄電池１５を常に充電した状態に維持する。電力制御手段１４は、外部からの電力供給が遮断されると、電力供給元を蓄電池１５に変更し、蓄電池１５から供給される電力を子局通信手段１１等の各手段と、拡声用スピーカ２２と、水没センサ２５とに供給する。図３に示した直流電源７４は、電力制御手段１４によって水没センサ２５に供給される電力源に相当する。

図４に示した本体部２３のハードウェア構成の一例を説明する。本体部２３のうち、蓄電池１５を除く各手段の機能がソフトウェアで実行される場合、子局通信手段１１、子局記憶手段１２、子局制御手段１３および電力制御手段１４は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサ（図示せず）およびメモリ（図示せず）で構成される。メモリがプログラムを記憶し、プロセッサがプログラムにしたがって処理を実行することで、子局通信手段１１等の各手段の機能が実現される。メモリは、例えば、フラッシュメモリ等の不揮発性の半導体メモリである。また、メモリは、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）の揮発性の半導体メモリを有していてもよい。

また、子局通信手段１１、子局記憶手段１２、子局制御手段１３および電力制御手段１４の各手段の機能を、例えば、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の処理回路（図示せず）によって実現してもよい。子局通信手段１１、子局記憶手段１２、子局制御手段１３および電力制御手段１４の各手段の機能を、１つの処理回路で実現してもよく、それぞれ別の処理回路で実現してもよい。

次に、中継装置４の構成を詳しく説明する。図５は、図１に示した中継装置の一構成例を示すブロック図である。中継装置４は、通信制御手段４２と、電力制御手段４３と、蓄電池４４とを有する。通信制御手段４２は、給電線（図示せず）を介して、アンテナ４１ａおよび４１ｂと接続されている。通信制御手段４２は、拡声装置２からセンサデータを受信すると、受信したセンサデータを情報処理装置３に転送する。

電力制御手段４３は、外部から供給される電力を予め決められた電圧の電力に変換し、変換した電力を通信制御手段４２に供給する。電力制御手段４３は、外部から供給される電力を用いて、蓄電池４４を常に充電した状態に維持する。電力制御手段４３は、外部からの電力供給が遮断されると、電力供給元を蓄電池４４に変更し、蓄電池４４から供給される電力を通信制御手段４２に供給する。

次に、情報処理装置３の構成を詳しく説明する。図６は、図１に示した情報処理装置の一構成例を示すブロック図である。情報処理装置３は、例えば、サーバ装置である。情報処理装置３は、制御部３２と、入力部３３と、表示部３４とを有する。制御部３２は、親局通信手段３５と、親局記憶手段３６と、親局制御手段３７とを有する。親局通信手段３５は、給電線（図示せず）を介してアンテナ３１と接続されている。入力部３３は、例えば、キーボードおよびマウス等の入力デバイスである。表示部３４は、例えば、ディスプレイ装置である。

親局記憶手段３６は、拡声装置２の位置が記録された地図情報を記憶する。地図情報は、緯度および経度に対応して、建物および道路等の構造物ならびに各構造物の位置に関する情報を有する。親局通信手段３５は、拡声装置２または中継装置４からセンサデータを無線で受信すると、受信したセンサデータを親局制御手段３７に送信する。親局制御手段３７は、拡声装置２から取得したセンサデータと地図情報とを用いて、拡声装置２の位置に検出値Ｓｇが示す情報を付加した災害マップを作成する。親局制御手段３７は、作成した災害マップを表示部３４に表示させる。

図６に示した制御部３２のハードウェア構成の一例を説明する。制御部３２の各手段の機能がソフトウェアで実行される場合、親局通信手段３５、親局記憶手段３６および親局制御手段３７は、プロセッサ（図示せず）およびメモリ（図示せず）で構成される。メモリがプログラムを記憶し、プロセッサがプログラムにしたがって処理を実行することで、親局通信手段３５等の各手段の機能が実現される。また、親局通信手段３５、親局記憶手段３６および親局制御手段３７の各手段の機能を、例えば、ＡＳＩＣ等の処理回路（図示せず）によって実現してもよい。親局通信手段３５、親局記憶手段３６および親局制御手段３７の各手段の機能を、１つの処理回路で実現してもよく、それぞれ別の処理回路で実現してもよい。

なお、拡声装置２は外部から電力供給を受けずに自家発電してもよい。図７は、実施の形態１に係る拡声装置の別の構成例を示すブロック図である。図７に示す拡声装置２ａは、図４に示した構成と比較すると、接続部（図示せず）の替わりに太陽電池６０を有する構成である。図７に示す拡声装置２ａは、操作部２４を備えていないが、操作部２４を備えていてもよい。電力制御手段１４は、太陽電池６０から供給される電力を用いて、各手段等への電力配分および蓄電池１５の充電を行う。拡声装置２ａは、外部から電力の供給を受ける必要がない。そのため、例えば、住宅地から離れたところに拡声装置２ａを設置することができる。

本実施の形態１の防災システム１の動作を、図８～図１０を参照して説明する。図８は、実施の形態１に係る拡声装置の設置例を模式的に示す地形図である。等高線の間隔は５０ｍとする。つまり、隣り合う等高線の間で標高が５０ｍ変化する。図８に示す地形図において、図６を参照して説明した情報処理装置３は、村役場の建物ＢＤ１に設けられている。

図８を参照すると、川Ｒｖ１は、東側から西側に流れており、山Ｍｔ１と山Ｍｔ２との間で大きく蛇行している。蛇行付近は川Ｒｖ１の流れの向きが大きく変化する場所なので、水量が多いときに堤防に大きな力がかかる。また、図８に示していないが、雨が降ると、山Ｍｔ１の西側斜面を流れ落ちる水と、山Ｍｔ２の東側斜面を流れ落ちる水とが、これら２つの山の間で支流を形成し、支流が川Ｒｖ１の蛇行付近に流れ込む。そのため、川Ｒｖ１の蛇行付近が破堤点となる危険性が高い。川Ｒｖ１が蛇行付近で破堤した場合に発生する洪水をより早く検知するため、拡声装置２が図８に示す位置に設置されている。

また、図８を参照すると、山Ｍｔ１は南西方向に尾根が延びており、尾根が拡声装置２と建物ＢＤ１との無線通信を妨げる。そのため、図８に示す地形図では、拡声装置２と建物ＢＤ１内の情報処理装置３との無線通信を中継する中継装置４が設置されている。破線で示す建物ＢＤ２に情報処理装置３が設置される場合、無線通信に対する障害物が拡声装置２と建物ＢＤ１との間にないため、中継装置４が設けられていなくてもよい。図８に示す地形図において、拡声装置２の周囲に住居がない場合、拡声装置２は図７に示した拡声装置２ａであることが望ましい。この場合、拡声装置２に電力を供給するケーブルを、川Ｒｖ１を跨ぐようにして設置する必要がない。

拡声装置２、中継装置４および建物ＢＤ１が図８のように設置された場合について、防災システム１の動作を説明する。図９は、実施の形態１に係る拡声装置の動作手順を示すフローチャートである。図１０は、実施の形態１に係る防災システムの動作手順を示すシーケンス図である。

子局制御手段１３は、予め決められた周期で水没センサ２５から検出値Ｓｇを受信する（ステップＳ１０１）。子局制御手段１３は、受信した検出値Ｓｇと閾値ｔｈｗとを比較し、検出値Ｓｇが閾値ｔｈｗより大きいか否かを判定する（ステップＳ１０２）。検出値Ｓｇが閾値ｔｈｗ以下である場合、子局制御手段１３はステップＳ１０１の処理に戻る。

図８に示した地形図において、川Ｒｖ１が蛇行付近で破堤した場合、拡声装置２が設置された領域が洪水になり、水没センサ２５から子局制御手段１３に送信される信号がオフ信号からオン信号に切り替わる。この場合、ステップＳ１０２の判定において、検出値Ｓｇが閾値ｔｈｗより大きくなるので、子局制御手段１３は、音声メッセージを拡声用スピーカ２２から出力させる（図９のステップＳ１０３、図１０のステップＳ１５１）。このときの音声メッセージは、例えば、洪水が発生したことを知らせるメッセージである。

続いて、子局制御手段１３は、子局通信手段１１を介して、検出値Ｓｇの情報を含むセンサデータを情報処理装置３に送信する（ステップＳ１０４）。図８に示した地形図の場合、図１０に示すステップＳ１５２において拡声装置２から送信されたセンサデータを中継装置４が受信する。中継装置４は、受信したセンサデータを情報処理装置３に転送する（ステップＳ１５３）。

図１０に示すステップＳ１５４において、情報処理装置３の親局通信手段３５は、センサデータを受信すると、受信したセンサデータを親局通信手段３５に送信する。親局制御手段３７は、拡声装置２から取得したセンサデータと地図情報とを用いて、拡声装置２の位置に検出値Ｓｇが示す情報を付加した災害マップを作成する。検出値Ｓｇが示す情報は、例えば、洪水が発生したことを示す情報である。親局制御手段３７は、作成した災害マップを表示部３４に表示させる。これにより、センサデータの情報が表示部３４に表示される（ステップＳ１５５）。

図９のステップＳ１０３および図１０のステップＳ１５１において、拡声装置２の付近にいる人は、拡声用スピーカ２２から出力された「洪水が発生しました」という音声メッセージを聞いて、急いで拡声装置２から離れる方向に逃げるか、近くの建物に避難できる。また、図１０のステップＳ１５５において、災害対策拠点の防災担当者は、表示部３４に表示される災害マップを見て、拡声装置２の付近で川Ｒｖ１が破堤し、洪水が発生したことをより早く知ることができる。さらに、防災担当者は、災害マップに表示される川Ｒｖ１において、拡声装置２に最も近い点を洪水の発生点として、今後の水害の拡大を予測できる。

本実施の形態１の防災装置は、自然災害の発生度合を示す値を検出する水没センサ２５と、予め決められた音声メッセージを記憶する子局記憶手段１２と、音声メッセージを出力する拡声用スピーカ２２と、子局通信手段１１と、子局制御手段１３とを有する。子局通信手段１１は、水没センサ２５の検出値Ｓｇの情報を含むセンサデータを情報処理装置３に送信する。子局制御手段１３は、検出値Ｓｇと予め決められた閾値ｔｈｗとを比較し、検出値Ｓｇが閾値ｔｈｗより大きい場合、音声メッセージを拡声用スピーカ２２に出力させるとともに、センサデータを情報処理装置３に送信する。

本実施の形態１の防災システム１は、自然災害の発生度合を示す値を検出する水没センサ２５と、拡声用スピーカ２２とを有する拡声装置２と、水没センサ２５の検出値Ｓｇの情報を含むセンサデータを拡声装置２から受信する情報処理装置３とを有する。拡声装置２は、子局通信手段１１、子局記憶手段１２および子局制御手段１３を有する。子局通信手段１１は、センサデータを情報処理装置３に送信する。子局記憶手段１２は予め決められた音声メッセージを記憶する。子局制御手段１３は、検出値Ｓｇと予め決められた閾値ｔｈｗとを比較し、検出値Ｓｇが閾値ｔｈｗより大きい場合、音声メッセージを拡声用スピーカ２２に出力させるとともに、センサデータを情報処理装置３に送信する。

本実施の形態１によれば、拡声装置２が自然災害の発生度合を示す値を監視し、災害発生の度合が高いと判定すると、避難勧告等の音声メッセージを拡声用スピーカ２２から出力するとともに、災害発生の度合を示す情報を災害防災拠点に設置された情報処理装置３に送信する。拡声装置２の付近にいる人は、自然災害の発生度合を示す値に基づく避難または待機等の適切な行動を取ることができる。また、災害対策拠点にいる防災担当者は、情報処理装置３が受信したセンサデータを活用することで、おおよそどの地域で浸水しているかを把握できるため、柔軟な救護活動をすることができる。さらに、防災担当者は、情報処理装置３が受信したセンサデータを活用することで、今後の水害の拡大を予測できる。本実施の形態１によって、リアルタイムに水害の発生を検知し、警報の出力および情報収集を行うことができる。

従来、災害対策拠点の防災担当者は、台風および集中豪雨などにより河川の水位が上昇したとき、水位計測器によって計測される水位から破堤の予測を行うが、破堤後、防災担当者および堤防決壊箇所の付近の住民は、破堤後の状況を知ることができなかった。これに対して、本実施の形態１によれば、拡声装置２が、水没を検出する水没センサ２５を備え、水没センサ２５が水没を検出すると、警報を拡声用スピーカ２２から出力する。そのため、破堤後の水害警報を、音声メッセージとして、堤防決壊箇所の付近にいる人により早く知らせることができる。また、拡声装置２がセンサデータを情報処理装置３に送信するので、防災担当者も情報処理装置３が受信したセンサデータから、破堤したことを知ることができる。

また、本体部２３は、３ｍ以上の高い位置に設けられ、かつ蓄電池１５を備えているので、地上から３ｍ未満の高さ、例えば、操作部２４まで水没しても、一定時間動作することができる。停電時などの緊急時でも、拡声装置２は動作できる。

（変形例１）
本実施の形態１の防災システム１の変形例を説明する。本変形例１は、防災システム１が複数の拡声装置２を有する構成である。図１１は、変形例１に係る防災システムの拡声装置の一構成例を示すブロック図である。

本変形例１の拡声装置の構成を、図１１を参照して説明する。拡声装置２ｂの本体部２３は、時刻を計測するタイマー１６を有する。子局記憶手段１２は、複数の拡声装置２ｂ毎に異なり、自装置に対応する子局識別子を記憶する。子局通信手段１１は、自装置の子局識別子をセンサデータに含めて情報処理装置３に送信する。子局制御手段１３は、センサデータを送信する際、検出値Ｓｇが閾値より大きいと判定したときの時刻をタイマー１６から取得し、取得した時刻の情報をセンサデータに含めてもよい。

次に、本変形例１の防災システム１の動作を、図１２を参照して説明する。図１２は、変形例１において、複数の拡声装置の設置例を模式的に示す地形図である。図１２は、拡声装置２ｂが４台の場合を示すが、拡声装置２ｂの台数は４台に限らない。ここでは、図１２に示す地形図において、拡声装置２ｂ－２の近くで川Ｒｖ１が破堤する場合で説明する。拡声装置２ｂ－２の水没センサ２５が水没を検出すると、拡声装置２ｂ－２は、子局識別子を含むセンサデータを情報処理装置３に送信する。子局識別子だけでなく、時刻の情報がセンサデータに含まれていてもよい。

情報処理装置３の親局制御手段３７は、複数の拡声装置２ｂ－１～２ｂ－４から収集するセンサデータと地図情報とを用いて、各拡声装置２ｂ－１～２ｂ－４の位置に検出値Ｓｇの情報を示す災害マップを作成する。各センサデータには子局識別子が含まれているので、親局制御手段３７は、拡声装置２ｂ－１～２ｂ－４の各位置に洪水が発生しているかを判定できる。親局制御手段３７は、作成した災害マップを表示部３４に表示させる。

図１３は、変形例１において、情報処理装置が表示部に表示させる画像の一例を示す図である。図１３に示す画像は災害マップの一例であるが、図１３において、説明の便宜上、通常の画像には表示されない符号、引き出し線および矢印を、図１２と同様に示している。図１３に示す画像において、破堤により川Ｒｖ１から水が広がった領域をドット模様で示す。

親局制御手段３７は、拡声装置２ｂ－１、２ｂ－３および２ｂ－４の水没センサ２５の検出値Ｓｇが閾値ｔｈｗ以下なので、水害が発生していないことを災害マップに表示させている。また、親局制御手段３７は、拡声装置２ｂ－２の水没センサ２５の検出値Ｓｇが閾値ｔｈｗより大きいので、検出値Ｓｇが示す情報として、洪水が発生したことを災害マップに表示させている。広い範囲に設置される複数の拡声装置２ｂのそれぞれに水害検出機能を持たせることで、リアルタイムに水害の発生を検知し、警報の出力および情報収集を行うことができる。

また、拡声装置２ｂ－１～２ｂ－４の各装置は、タイマー１６を有しているので時刻を判定し、互いに時間をずらして、センサデータを情報処理装置３に送信してもよい。この場合、拡声装置２ｂ－１～２ｂ－４のうち、２つ以上の装置が同時にセンサデータを送信してしまうことで情報処理装置３がセンサデータを受信できない拡声装置２ｂが発生してしまうことを防ぐことができる。

また、時刻の情報がセンサデータに含まれている場合、情報処理装置３は、拡声装置２ｂ－１～２ｂ－４の各装置から互いに異なる時刻にセンサデータを受信しても、各拡声装置２ｂにおいて、検出値Ｓｇが閾値より大きくなった時刻を判定できる。親局制御手段３７が、災害マップにおいて、拡声装置２ｂ－１～２ｂ－４の検出値Ｓｇが示す情報と共に時刻の情報を表示させれば、防災担当者は、各拡声装置２ｂの水没位置の時系列変化を基に、今後の水害の拡大をより予測しやすくなる。

さらに、地図情報が緯度および経度に対応して構造物および各構造物の位置に関する２次元の情報を有するだけでなく、高さを含む３次元の情報を有していてもよい。この場合、親局制御手段３７は、土地の高低差を基に破堤後の水の広がり方をシミュレーションし、シミュレーション結果を災害マップに表示することができる。

実施の形態２．
本実施の形態２は、水害による住宅地域の水位の上昇に対応して、拡声装置が避難すべきか自宅に留まるべきかを住民に音声で知らせるとともに、水位の状況を防災対策拠点に通知するものである。

本実施の形態２においては、実施の形態１で説明した構成と同一の構成に同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、本実施の形態２においては、実施の形態１の構成および動作と異なる点を中心に説明し、実施の形態１と同様な構成および動作の説明を省略する。

本実施の形態２の防災システムの構成を説明する。図１４は、実施の形態２に係る防災システムの一構成例を示す模式図である。説明のために、図１４に示す拡声装置２ｃ、中継装置４および情報処理装置３の各寸法の縮尺率が互いに異なるようにしている。図１４は、拡声装置２ｃが電柱に設置されている場合を示す。拡声装置２ｃは、図２に示した拡声装置２の構成と比較すると、水没センサ２５の替わりに水位センサ２６を有する。水位センサ２６は、図１４に示すように、電柱下部に設けられている。

水位センサ２６は、自然災害の発生度合を示す値を検出するセンサの一例である。水位センサ２６は、台風および集中豪雨などの自然現象を誘因とした水害の発生度合を示す値を検出する。水位センサ２６は、地面上に溜まる水の深さである水位を検出する。水位センサ２６は、電柱下部に設けられているため、水位が低い段階で水を検出できる。水位センサ２６は、例えば、特許文献２に開示された計測センサである。

図１５は、図１４に示した拡声装置の一構成例を示すブロック図である。子局記憶手段１２は、住民に避難勧告を行うか否かの判定基準となる第１の閾値ｔｈｗ１と、避難せずに自宅に留まることを勧告する基準値となる第２の閾値ｔｈｗ２とを記憶する。第２の閾値ｔｈｗ２は、第１の閾値ｔｈｗ１よりも大きい値である。第１の閾値ｔｈｗ１は、例えば、５～１０ｃｍである。第２の閾値ｔｈｗ２は、例えば、３０～４０ｃｍである。

子局制御手段１３は、水位センサ２６から検出値Ｓｇを受信すると、検出値Ｓｇを第１の閾値ｔｈｗ１または第２の閾値ｔｈｗ２と比較する。子局制御手段１３は、検出値が第１の閾値より大きい場合、避難を勧告する旨の音声メッセージを拡声用スピーカ２２に出力させるとともに、センサデータを情報処理装置３に送信する。子局制御手段１３は、検出値Ｓｇが第２の閾値ｔｈｗ２より大きい場合、建物内に待機することを勧告する音声メッセージを拡声用スピーカ２２に出力させるとともに、センサデータを情報処理装置３に送信する。

次に、本実施の形態２の防災システム１の動作を説明する。図１６は、実施の形態２に係る拡声装置の動作手順を示すフローチャートである。子局制御手段１３は、予め決められた周期で水位センサ２６から検出値Ｓｇを受信する（ステップＳ２０１）。子局制御手段１３は、受信した検出値Ｓｇと第２の閾値ｔｈｗ２とを比較し、検出値Ｓｇが第２の閾値ｔｈｗ２より大きいか否かを判定する（ステップＳ２０２）。

ステップＳ２０２の判定の結果、検出値Ｓｇが第２の閾値ｔｈｗ２以下である場合、子局制御手段１３は、検出値Ｓｇが第１の閾値ｔｈｗ１より大きく第２の閾値ｔｈｗ２以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。ステップＳ２０３の判定の結果、検出値Ｓｇが第１の閾値ｔｈｗ１以下である場合、子局制御手段１３は、ステップＳ２０１の処理に戻る。

一方、ステップＳ２０３の判定の結果、検出値Ｓｇが第１の閾値ｔｈｗ１より大きく第２の閾値ｔｈｗ２以下である場合、子局制御手段１３は、避難を勧告する音声メッセージを拡声用スピーカ２２に出力させる（ステップＳ２０４）。続いて、子局制御手段１３は、子局通信手段１１を介して、検出値Ｓｇの情報を含むセンサデータを情報処理装置３に送信する（ステップＳ２０５）。その後、子局制御手段１３は、ステップＳ２０１の処理に戻る。

ステップＳ２０２の判定の結果、検出値Ｓｇが第２の閾値ｔｈｗ２より大きい場合、子局制御手段１３は、避難せずに、建物内に待機することを勧告する音声メッセージを拡声用スピーカ２２に出力させる（ステップＳ２０６）。続いて、子局制御手段１３は、子局通信手段１１を介して、検出値Ｓｇの情報を含むセンサデータを情報処理装置３に送信する（ステップＳ２０７）。

ステップＳ２０４およびＳ２０６において、拡声装置２ｃの付近にいる人は、拡声用スピーカ２２から出力される音声メッセージを聞いて、避難すべきか自宅に待機すべきかを判断できるので、センサの検出値に基づく適切な行動を取ることができる。また、ステップＳ２０５およびＳ２０７において、情報処理装置３は拡声装置２ｃから受信するセンサデータの情報を示す災害マップを作成して表示部３４に表示させる。災害対策拠点の防災担当者は、表示部３４に表示される災害マップを見て、災害マップに表示される水位の時間的変化から、拡声装置２が設置された付近の今後の水位の変化を予測できる。

本実施の形態２によれば、水位センサ２６によって水害の発生度合が検出され、水位センサ２６の検出値に基づいて水害発生前に注意喚起の放送を自動で行うことで、拡声装置２の付近の住民に迅速な避難を促すことができる。さらに、拡声装置２ｃの水位センサ２６によって検出された水位の情報は、防災対策拠点に設置された情報処理装置３に無線通信によって届けられるため、防災計画に活用できる。

また、図１６に示したフローチャートは、ステップＳ２０３の処理よりもステップＳ２０２の処理の手順を先にすることで、ステップＳ２０３の判定よりもステップＳ２０２の判定の優先度を高くしている。これにより、水害の危険性が高くなったとき、拡声装置２ｃの付近にいる人に、建物内に待機することをより早いタイミングでアナウンスすることができる。

なお、本実施の形態２に変形例１を適用してもよい。広い範囲に設置される複数の拡声装置２ｂのそれぞれに水位検出機能を持たせることで、リアルタイムに水害の度合を検知し、警報の出力および情報収集を行うことができる。

また、本実施の形態２と実施の形態１とを組み合わせてもよい。図１７は、実施の形態１および２を組み合わせた拡声装置の一構成例を示す模式図である。図１７に示す拡声装置２ｄは、図１５に示した拡声装置２ｃに実施の形態１で説明した水没センサ２５を有する構成である。例えば、単位時間あたりの雨量が少なかったにもかかわらず、破堤などにより一気に住宅地の水位が人の高さを超える状況が発生しても、水没センサ２５が水没を検出し、避難せずに待機する旨の音声メッセージが拡声用スピーカ２２から出力される。そのため、住民が堤防決壊の発生を知らずに建物の外に出てしまうことを抑制できる。

（変形例２）
上述した実施の形態１および２の防災システム１を、自然災害が土砂災害の場合に適用してもよい。土砂災害には、急傾斜地崩壊（がけ崩れ）、土石流および地すべりの３種類がある。本変形例２では、土砂災害が地すべりであり、地すべり発生前の地盤異常を検出する場合について説明する。

本変形例２における拡声装置の構成を説明する。図１８は、変形例２に係る防災システムの拡声装置の一構成例を示すブロック図である。図１９は、変形例２において、図１８に示した拡声装置の設置例を模式的に示す地形図である。

拡声装置２ｅは、図７に示した構成と比較して、水没センサ２５の替わりにジャイロセンサ２７を有する。地すべりは、発生前に地表面に亀裂が生じたり、樹木が傾いたりする前兆現象がある。本変形例２では、地すべりの監視対象となる斜面にポールが設置され、ポールに拡声装置２ｅが設けられる。拡声装置２ｅが設けられるポールは、電柱でなくてもよい。図１９に示す地形図において、山Ｍｔ１と山Ｍｔ２との間に川Ｒｖ２が流れている。図１９は、山Ｍｔ２の東側の斜面に拡声装置２ｅが設置される場合を示す。山Ｍｔ２の東側の斜面と川Ｒｖ２との間に、複数の住居が建てられた領域ＡＲ１を破線で示す。

ジャイロセンサ２７は、自然災害の発生度合を示す値を検出するセンサの一例である。ジャイロセンサ２７は、地震などの自然現象を誘因とした土砂災害の発生度合を示す値を検出する。ジャイロセンサ２７は、基準方向に対する傾きの変化を検出する。基準方向は、例えば、鉛直方向である。子局記憶手段１２が記憶する閾値ｔｈｓは、地すべりが発生する危険性が高いと予め判定された角度である。

次に、本変形例２における拡声装置２ｅの動作を説明する。拡声装置２ｅが設置された斜面に亀裂が生じるなど地盤に異常が発生すると、拡声装置２ｅが設置されたポールが傾き、ジャイロセンサ２７の検出値Ｓｇが変化する。子局制御手段１３は、ジャイロセンサ２７から受信する検出値Ｓｇと閾値ｔｈｓとを比較する。子局制御手段１３は、検出値Ｓｇが閾値ｔｈｓより大きい場合、避難を勧告する音声メッセージを拡声用スピーカ２２に出力させ、センサデータを情報処理装置３に送信する。

上述の動作により、図１９に示す地形図において、領域ＡＲ１にある住居の住民は、地すべり発生前に避難することができる。また、情報処理装置３が拡声装置２ｅから受信したセンサデータの情報を表示部３４に表示することで、防災担当者は山Ｍｔ２の東側斜面で地すべりの発生を予測することができ、地すべりによって被害が発生した場合の対策を準備できる。

本変形例２では、土砂災害が地すべりの場合で説明したが、土地災害警戒区域の定義による、がけ崩れが発生するおそれがある区域、および土石流が発生するおそれがある区域に対して、上述した実施の形態１および２の防災システム１を適用してもよい。ジャイロセンサ２７による、がけ崩れおよび土石流の発生の予測は困難である。がけ崩れは斜面の角度という素因の影響が大きく、土石流は大雨などによる雨量という誘因による影響が大きいからである。そのため、ジャイロセンサ２７の検出値Ｓｇが予め決められた閾値より大きくなったとき、がけ崩れまたは土石流が、数秒～数分以内の短時間で発生する。ジャイロセンサ２７が土砂災害の発生の危険を検知してから、住民が避難すると危険である。

そのため、子局制御手段１３は、ジャイロセンサ２７から受信する検出値Ｓｇが閾値より大きい場合、建物のできるだけ高い位置に移動することを勧告する音声メッセージを拡声用スピーカ２２に出力させる。この場合、地震によってがけ崩れが起こったとき、２階建ての建物に居る人は、拡声用スピーカ２２から出力される音声メッセージを聞いて、より早く２階に避難できる。また、防災対策拠点では、防災担当者は、情報処理装置３が拡声装置２ａから受信した情報から、がけ崩れが発生したことを知ることができる。

（変形例３）
上述した実施の形態１および２の防災システム１を、自然災害が台風および竜巻等による暴風災害の場合に適用してもよい。本変形例３の防災システム１を、図４に示した拡声装置２の場合で説明する。本変形例３では、水没センサ２５の替わりに、風速を検出する風速センサが拡声装置２に設けられている。子局制御手段１３は、風速センサから受信する検出値が予め決められた閾値より大きい場合、建物内に待機することを勧告する音声メッセージを拡声用スピーカ２２に出力させる。また、子局制御手段１３は、子局通信手段１１を介して、センサデータを情報処理装置３に送信する。

本変形例３によれば、気象衛星では検知することが困難な竜巻など強風が局地的に発生した場合、強風が発生した地域に近い人は、拡声用スピーカ２２から出力される音声メッセージを聞いて建物内に待機することで、暴風による被害を軽減できる。また、情報処理装置３が拡声装置２ｅから受信したセンサデータの情報を表示部３４に表示することで、防災担当者は、拡声装置２の付近で強風が発生したことを知り、今後の暴風災害の発生地域を予測できる。本変形例３に変形例１を適用すれば、防災担当者は、複数の拡声装置２ｂから情報処理装置３が受信するセンサデータを追跡することで、竜巻の進路を予測することができる。

なお、バリエーションの利用形態として、実施の形態１と実施の形態２とを組み合わせた場合と、実施の形態２に変形例１を組み合わせる場合とを説明したが、バリエーションは、これらの利用形態に限らない。上述した実施の形態１および２ならびに変形例１～３のうち、いずれか２以上を選択して組み合わせることが可能である。

１ 防災システム
２、２ａ～２ｅ 拡声装置
２ｂ－１～２ｂ－４ 拡声装置
３ 情報処理装置
４ 中継装置
１１ 子局通信手段
１２ 子局記憶手段
１３ 子局制御手段
１４ 電力制御手段
１５ 蓄電池
１６ タイマー
２１ アンテナ
２２ 拡声用スピーカ
２３ 本体部
２４ 操作部
２５ 水没センサ
２６ 水位センサ
２７ ジャイロセンサ
３１ アンテナ
３２ 制御部
３３ 入力部
３４ 表示部
３５ 親局通信手段
３６ 親局記憶手段
３７ 親局制御手段
４１、４１ａ、４１ｂ アンテナ
４２ 通信制御手段
４３ 電力制御手段
４４ 蓄電池
５１ 筐体
５２ フロート
５３、５４ 穴
５５ 板
６０ 太陽電池
７０ 検出回路
７１、７２ 端子
７３ 抵抗素子
７４ 直流電源
７５ 電圧計
ＡＲ１ 領域
ＢＤ、ＢＤ１、ＢＤ２ 建物
Ｍｔ１、Ｍｔ２ 山
Ｒｖ１、Ｒｖ２ 川
Ｗａ 水

Claims (11)

1. 自然災害の発生度合を示す値を検出するセンサと、
   予め決められた音声メッセージを記憶する子局記憶手段と、
   前記音声メッセージを出力する拡声用スピーカと、
   前記センサの検出値の情報を含むセンサデータを外部の情報処理装置に送信する子局通信手段と、
   前記検出値と予め決められた閾値とを比較し、前記検出値が前記閾値より大きい場合、前記音声メッセージを前記拡声用スピーカに出力させるとともに、前記子局通信手段を介して前記センサデータを前記情報処理装置に送信する子局制御手段と、
   を有する防災装置。
2. 前記センサは、予め決められた位置が水没したか否かを検出する水没センサであり、
   前記子局記憶手段は、前記閾値として、危険閾値を記憶し、
   前記子局制御手段は、
   前記水没センサから受信する前記検出値が前記危険閾値より大きい場合、洪水が発生した旨の前記音声メッセージを前記拡声用スピーカに出力させる、
   請求項１に記載の防災装置。
3. 前記センサは、地面上の水の深さである水位を検出する水位センサであり、
   前記子局記憶手段は、前記閾値として、第１の閾値と、前記第１の閾値よりも大きい値である第２の閾値とを記憶し、
   前記子局制御手段は、
   前記水位センサから受信する前記検出値が前記第２の閾値より大きい場合、建物内に待機することを勧告する前記音声メッセージを前記拡声用スピーカに出力させ、前記センサデータを前記情報処理装置に送信し、
   前記水位センサから受信する前記検出値が前記第１の閾値より大きく、前記第２の閾値以下である場合、避難を勧告する前記音声メッセージを前記拡声用スピーカに出力させ、前記センサデータを前記情報処理装置に送信する、
   請求項１または２に記載の防災装置。
4. 前記センサは、基準方向に対する傾きの変化を検出するジャイロセンサであり、
   前記子局制御手段は、
   前記ジャイロセンサから受信する前記検出値が前記閾値より大きい場合、避難を勧告する前記音声メッセージを前記拡声用スピーカに出力させる、
   請求項１に記載の防災装置。
5. 前記センサは、風速を検出する風速センサであり、
   前記子局制御手段は、
   前記風速センサから受信する前記検出値が前記閾値より大きい場合、建物内に待機することを勧告する前記音声メッセージを前記拡声用スピーカに出力させる、
   請求項１に記載の防災装置。
6. 前記センサ、前記子局通信手段および前記子局制御手段に電力を供給する蓄電池を有する、
   請求項１～５のいずれか１項に記載の防災装置。
7. 自然災害の発生度合を示す値を検出するセンサと、拡声用スピーカとを有する拡声装置と、
   前記センサの検出値の情報を含むセンサデータを前記拡声装置から受信する情報処理装置と、を有し、
   前記拡声装置は、
   前記センサデータを前記情報処理装置に送信する子局通信手段と、
   予め決められた音声メッセージを記憶する子局記憶手段と、
   前記検出値と予め決められた閾値とを比較し、前記検出値が前記閾値より大きい場合、前記音声メッセージを前記拡声用スピーカに出力させるとともに、前記子局通信手段を介して前記センサデータを前記情報処理装置に送信する子局制御手段と、を有する、
   防災システム。
8. 複数の前記拡声装置を有し、
   前記各子局記憶手段は、前記複数の拡声装置毎に異なり、自装置に対応する子局識別子を記憶し、
   前記各子局通信手段は、前記子局識別子を前記センサデータに含めて前記情報処理装置に送信し、
   前記情報処理装置は、
   前記センサデータを前記複数の拡声装置から受信する親局通信手段と、
   前記複数の拡声装置毎に前記子局識別子に対応して位置が記録された地図情報を記憶する親局記憶手段と、
   前記複数の拡声装置から収集する前記センサデータと前記地図情報とを用いて、前記各拡声装置の位置に前記検出値の情報を示す災害マップを作成する親局制御手段と、
   前記災害マップを表示する表示部と、を有する、
   請求項７に記載の防災システム。
9. 前記複数の拡声装置のうち、少なくとも１つの拡声装置から前記センサデータを受信すると、受信した前記センサデータを前記情報処理装置に転送する中継装置をさらに有する、
   請求項８に記載の防災システム。
10. 前記各拡声装置は、時刻を計測するタイマーを有し、
    前記子局制御手段は、
    前記検出値が前記閾値より大きいと判定したときの時刻を前記タイマーから取得し、取得した前記時刻の情報を前記センサデータに含める、
    請求項８または９に記載の防災システム。
11. 自然災害の発生度合を示す値を検出するセンサと、予め決められた音声メッセージを記憶する記憶手段と、前記音声メッセージを出力する拡声用スピーカと、通信手段とを有する防災装置による防災方法であって、
    前記センサによって検出される検出値と予め決められた閾値とを比較するステップと、
    前記検出値が前記閾値より大きい場合、前記音声メッセージを前記拡声用スピーカに出力させるとともに、前記検出値の情報を含むセンサデータを、前記通信手段を介して外部の情報処理装置に送信するステップと、
    を有する防災方法。

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