JP3190353U - 積雪量の監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な低コストの装置構成で、除雪の開始タイミングを管理者等に通知伝達する積雪量の監視装置を提供する。【解決手段】地面に対して略鉛直に立設させた支柱と、この支柱に沿って上下動させることの出来る位置調整具と、この位置調整具を介して上下動可能に固定した赤外線センサ装置２０と、この赤外線センサ装置２０と協働するコントローラ装置３０とを備える。コントローラ装置３０は、外部管理装置Ｇと通信回線の接続ができる通信モジュール３１を備えるとともに、赤外線センサ装置２０の作動タイミングを制御するタイマ装置３３と、赤外線センサ２０の受光検出結果に基づき、前記通信モジュール３１を介して外部管理装置ＧにＳＭＳを発信するＳＭＳ発信部３４とを備える。【選択図】図１

Description

本考案は、積雪量の監視を行う装置に関する。

降雪地では、道路、鉄道線路、駐車場、あるいは自宅敷地等に降り積もった雪を除雪しなければ、自動車や鉄道車両がストップし、人の歩行が困難になって日常生活が制限されることがある。

雪が大量に降り積もることは冬期中に何度もあるが、昼間の時間帯であれば、天気概況等による情報収集や目視確認ができることもあって、早めに除雪作業を開始できる可能性がある。

しかしながら、監視が困難な夜間帯に大量の雪が降り積もる場合、雪が降り積もった後に除雪を開始すると、各種店舗等において営業開始時間までに除雪が間に合わなかったり、道路等の除雪の遅れによる交通渋滞が生じるなどの問題を惹起する。

このため、従来から降雪監視の装置が提案されている。

例えば、特許文献１には、降雪時に路面ヒータを発熱させて雪を融かす技術が開示されている。

また、特許文献２には、レーザ光線を扇状に往復走査させて、地面と雪表面との時間差から雪の積雪深度を計測する技術が開示されている。

特許文献３は、レーザ光を用いた積雪量の計測を行い、通信装置を介して管理装置に積雪データの送信を行い、管理装置側のＰＣ装置に、除雪を開始すべきか否かを判断する処理部を設け、当該処理部の判別結果に基づいて現場の担当者・管理者の携帯端末に通知連絡を行う技術が開示されている。

特開２００２−３４８８２９ 特開２０１１−１４９８９４ 特開２００９−２５７８０５

問題は、除雪を開始すべき旨の通知を行うための監視システムの装置コストである。

特許文献１の技術は、ロードヒーティング等の融雪装置のスイッチングに係るものであり、ロードヒーティング設備がない箇所における除雪の開始を促す監視装置としては機能させることが困難である。

特許文献２の技術は、地面に積もった積雪量を計測するものであるため、レーザ光線を走査させ、地面と積雪表面から反射光の時間差を測って演算処理を行う旨が記載されている。しかし、除雪の開始を促すための監視装置は、積雪積算値を計測する必要はない。駐車場や道路の雪は、除雪すると路面が露出した状態になっており、そのような状態から夜間にどの程度の雪が積もったかを検出できれば良いからである。特許文献２の技術を、除雪の開始を促すための監視装置に適用した場合は、レーザ光を発生させるための電源装置等を含めた装置コストが高騰し、除雪の開始を促す監視装置としては実用面で難がある。

特許文献３の技術は、除雪の開始を促すための監視装置として、本考案に係る装置と略同一の目的をもっている。しかしながら、レーザ光を用いて積雪量の測定を行う点で特許文献２と同様であり、装置コストが高騰する難がある。また、除雪の開始タイミングを決定するために、管理装置側は、ＰＣ装置を用いて個別に判別処理を行う装置構成であるため、システムが複雑となって、装置コストが嵩むという問題がある。

そこで、本考案の目的は、より簡易な低コストの装置構成で、除雪の開始タイミングを管理者等に通知伝達できる監視装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本考案に係る積雪量の監視装置は、地面に対して略鉛直に立設させた支柱と、この支柱に沿って上下動させることの出来る位置調整具と、この位置調整具を介して上下動可能に固定した赤外線センサ装置と、この赤外線センサ装置と協働するコントローラ装置とを備え、該コントローラ装置は、外部管理装置と通信回線の接続ができる通信モジュールを備えるとともに、前記赤外線センサ装置の作動タイミングを制御するタイマ装置と、前記赤外線センサ装置の受光検出結果に基づき、前記通信モジュールを介して外部管理装置にＳＭＳを発信するＳＭＳ発信部とを備える（請求項１）。

この監視装置は、地面に立設した支柱に沿って上下動する赤外線センサ装置を備えており、該赤外線センサ装置を地面から適宜の高さに位置調整しておくことによって、同程度の高さまで雪が積もったときに反射する赤外線を検出することにより、除雪すべき量の雪が積もったことを検出する。

本考案で用いる赤外線センサは、水平方向の光の反射を検出するセンサ（いわゆる光電センサ）でよい。光を投光する手段と、反射光（拡散反射光等）を受光検出できる手段を備えていれば良く、特許文献２、３に示されるような、光の増幅処理を行うレーザ発振器等は必要がない。

赤外線センサが、除雪が必要な程度の積雪量を検出したときは、通信モジュールを介したＳＭＳ（ショートメッセージ）による通信連絡を行う。ＳＭＳによる通信連絡であるから、当該ＳＭＳを受信する外部管理装置は、スマートフォン等の携帯電話装置であってよく、前記特許文献３のようにＰＣ装置を用いる必要はない。このため、監視システムの導入／構築コストを確実に低減できる。なお、通信モジュールから外部の管理装置へ発信するＳＭＳは、制御型ＳＭＳ、テキスト型ＳＭＳのいずれであってもよい。また通信モジュールは、外部の管理装置から送信されるＳＭＳ（制御ＳＭＳまたはテキストＳＭＳ）に基づく作動プログラム等の変更／更新を受け付けるようにしておくことが望ましい。

コントローラ装置は、外部管理装置からの受信する制御ＳＭＳに基づいて、タイマ装置の作動タイミングを変更可能とする場合がある（請求項２）。

赤外線センサ装置の作動タイミングを制御するタイマ装置は、バッテリの無用な消耗を避けるために数十秒おきに一回といった割合で、発光／受光による積雪量観測を行うが、天気概況等に応じて検出タイミング（検出スパン）を変えることが出来るようにしておくことが望ましい。外部管理装置から発信する制御ＳＭＳによってタイマ装置の検出タイミングを可変できれば、バッテリーの消耗を避けつつ必要に応じて監視精度を高めることが出来る。

コントローラ装置は、外部管理装置からの受信する制御ＳＭＳに基づいて、ＳＭＳ発信部が発信するテキストＳＭＳの表現内容を変更可能とする場合がある（請求項３）。

ＳＭＳ発信部が発信するテキストＳＭＳは、除雪の必要が生じたことを通知する内容で、通常は簡単な連絡テキスト文でかまわない。しかしながら、降雪量が多い時期においては、本考案に係る監視装置を配した複数の観測点から同時刻に連絡通知が重なって、どの場所を優先すべきか判断しがたいこともあり得る。

そこで、例えば、ＳＭＳ発信部が発信するテキストＳＭＳには、当該監視地点における警報発生時の観測積雪量を具体的数値をもって明示する等、天候変化等に柔軟に対応しつつ、外部管理装置からの制御ＳＭＳを介してテキストＳＭＳの表現内容を変更可能としておけば、システム運営の質的向上を図ることが可能となる。

外部管理装置は、コントローラ装置の通信モジュールを介して受信する制御ＳＭＳに基づいて作動するアラーム制御部を備える目覚まし時計であり、当該アラーム制御部は、コントローラ装置からの制御ＳＭＳを受信するＳＭＳ受信機能を備えるとともに、前記制御ＳＭＳを受信しない場合に作動する時刻を設定する第一の時刻設定部と、前記制御ＳＭＳを受信した場合に作動する時刻を設定する第二の時刻設定部とを切り換え制御する機能を備える場合がある（請求項４）。

外部管理装置は、除雪をする者、例えば、国や地方自治体の管理者や現場担当者が携帯するスマートフォンや携帯電話装置であるが、住宅等（集合住宅／個人住宅／商店店舗等）でも用いることが出来る。

この場合は、コントローラ装置の通信モジュールを介して受信する制御ＳＭＳに基づいて作動するアラーム制御部を備える目覚まし時計を外部管理装置として利用する。テキストＳＭＳによるメッセージ通知に代え、制御ＳＭＳによって、第一の時刻設定部よりも第二の時刻設定部を優先することによって、除雪が必要なときは、通常の起床時刻（第一の時刻設定部で設定した時刻）よりも早め（第二の時刻設定部で設定した時刻）に起床できるようにすることで、降雪地における日常生活に支障が起きないようにすることが出来る。

本考案に係る積雪量の監視装置によれば、簡易な構成で、除雪の開始タイミングを管理者等に確実に通知伝達できる。

実施形態に係る降雪量の監視装置を例示するブロック図である。 実施形態に係る降雪量の監視装置の外観構成を例示する図である。 図２に示す装置構成で降雪量が増えたときの状態を例示する図である。 図２に示す監視装置の第二の実施形態を示す図である。 図２に示す監視装置の第三の実施形態を示す図である。 図１に示す外部管理装置の第二の実施形態を例示するブロック図である。

本考案に係る降雪量の監視装置は、図２に示すように、地面１０に対して略鉛直に立設させた支柱１１と、この支柱１１に沿って上下動させることの出来る位置調整具１２と、この位置調整具１２を介して上下動可能に固定した赤外線センサ装置２０を備える。また、この赤外線センサ装置２０と協働するコントローラ装置３０を備える。Ｑは信号線、Ｓは積雪である。

支柱１１は、適宜の手段をもって地面１０に対して略鉛直に立設させる。支柱１１の基端部は地面１０に打ち込んで設置する必要はない。例えば、固定用の重量材を地面１０に配し、当該重量材を介して立設させても良いし、基端部に幅広のベース材を設け、当該ベース材を地面１０にボルト固定する等、適宜の手段を用いることが出来る。Ｔはアンテナである。

支柱１１は、位置調整具１２と赤外線センサ装置２０を支持できる程度の剛性があれば良い。例えば、ステンレスやアルミ等の、軽量の難錆金属製の管材、あるいは樹脂製の管材等を使用できる。木製の角材や丸材を用いてもよい。

位置調整具１２は、矢印Ａで示すように支柱１１に沿って上下動させることが出来、適宜の位置において確実に固定できるものであればよい。例えば、位置調整具１２をリング状バンドで構成し、ネジ止めによる締め付けによって固定する。位置ずれを確実に防止するため、好ましくは、支柱１１に沿って上下に複数の孔部を設け、この孔部に固定ネジなどを挿入させて位置調整具１２を固定しても良い。

赤外線センサ装置２０は、位置調整具１２を介して支柱１１に沿って上下動できるように配設する。位置調整具１２への固定は、搭載固定、係着固定など、適宜の構成をとってよい。

赤外線センサ装置２０は、例えば、近赤外線等を用い、省電力の動作条件で発光／受光できるものを用いる。使用条件等に応じて遠赤外線を用いても良い。利用する光は、単純なレンズ利用ビームでよい。また、赤外線センサ装置２０の光は略水平方向に射出する。レーザビーム光は使用しない。本考案の目的に鑑みれば、レーザビーム光はコストパフォーマンスに欠けるからである。

コントローラ装置３０は、赤外線センサ装置２０を駆動制御し、また赤外線センサ装置２０の検出結果に基づいて、図示しない外部管理装置に除雪の開始を促すＳＭＳを発信する。

コントローラ装置３０は、外気温の低い冬期使用条件に耐えるよう、ケース材には断熱材を配することが望ましい。図２では、コントローラ装置３０を地面１０の上に露出配置するように図示したが、実際には、例えば、地面１０に収納用凹部を形成し、コントローラ装置３０を当該収納用凹部に配置して、水密性のある蓋体をもって覆うことで、降雪や雨水の影響を避けるようにすることが望ましい。

図１は、コントローラ装置３０の具体的構成例を示すもので、外部管理装置Ｇとの通信回線の接続ができる通信モジュール３１を備えるとともに、赤外線センサ装置２０の作動タイミングを制御するタイマ装置３３と、赤外線センサ装置２０の受光検出結果に基づき、通信モジュール３１を介して外部管理装置ＧにＳＭＳ（テキストＳＭＳ）を発信するＳＭＳ発信部３４とを備える。３２は、通信モジュール３１の各部の動作を制御する通信モジュール制御部である。

３５は、タイマ装置３３を介したオンオフ動作によって、適宜タイミングで赤外線センサ装置２０に対してバッテリ装置Ｂの電源と制御信号を供給する起動スイッチ部である。なお赤外線センサ装置２０は、赤外光を発生する発光部２０−１と、反射光を受光する受光部２０−２を備える。受光部２０−２は、発光部２０−１から略水平方向に発した赤外光が積雪に反射して戻る反射光（拡散反射光等）を受光するものである。

３７は、受光部２０−２が反射光を受光検出したときに、通信モジュール制御部３２およびＳＭＳ発信部３４を介して、外部管理装置Ｇに対してテキストＳＭＳを発信する降雪検出部である。

この降雪検出部３７は、単に、降雪があったか否かを検出するものではなく、支柱１１に沿って上下位置を調整できる位置調整具１２に固定した赤外線センサ装置２０が、一定量以上の積雪を検出したときに作動し、除雪の開始を促す機能を営むものである。降雪があっても、降雪量が一定量以下である場合は、この降雪検出部３７は作動しない。検出すべき量の降雪であるか否かは、位置調整具１２を上下に移動させることによって適宜変更設定することが出来る。通常の使用の場合は、例えば、降雪量が１５〜２５ｃｍになったときに受光部２０−２が反射光を受光できるように設定する等である。

この実施形態では、コントローラ装置３０に、通信モジュール３１を介して外部管理装置ＧからのＳＭＳ（制御ＳＭＳ）を受信するＳＭＳ受信部３８を設けた。ＳＭＳ受信部３８を設けることによって、コントローラ装置３０の作動条件の変更やテキストＳＭＳの文章変更等を可能とするためである。

従って、かかる降雪量の監視装置によれば、支柱１１を介して上下方向の高さ調整を行う位置調整具１２に固定した赤外線センサ装置２０が、コントローラ装置３０の起動スイッチ部からの信号に基づき作動し、発光部２０−１から略水平方向へ投光した赤外光が積雪Ｓに反射して受光部２０−２が当該反射光を受光するか否かに基づいて、警告を要する積雪量があったか否かを判別できる。

図２では、発光部２０−１から略水平方向へ投光した赤外光（矢印Ｐで示す）が、積雪Ｓに当たらず、受光部２０−２にも反射光が入力しない状態を示したが、積雪Ｓの嵩が増して赤外線センサ装置２０の高さに達したときは、図３に示すように、発光部２０−１から略水平方向へ投光した赤外光（Ｐ）が、積雪Ｓに当たって、受光部２０−２に反射光（矢印Ｒで示す）が入力する。

近赤外光など、より電力消費の少ない赤外光を利用して積雪の反射光を受光部２０−２で検出できるので、バッテリ装置Ｂによって消費電力を長期保証でき、レーザ光利用の場合のように、外部からの電力供給を必要としない。また、赤外線センサ装置２０自体のコストも安価に構成できるので、積雪量の検出に要する設備コストは従来提案されている装置に比して、大幅に低減できる。

赤外線センサ装置２０は、タイマ装置３３を介して適宜のタイムスパンをもって作動させるので、バッテリ装置Ｂの消耗は最小限に抑えることが出来る。赤外線センサ装置２０の作動タイミングは、例えば、３０秒ごと、５分ごと、１０分ごとのように、バッテリ容量等に応じて適宜決定する。

受光部２０−２に反射光が入力したときは、降雪検出部３７が通信モジュール制御部３２にコマンドを送り、通信モジュール制御部３２は当該コマンドに従って、ＳＭＳ発信部３４を介して外部管理装置ＧにテキストＳＭＳを送信する。外部管理装置Ｇは、例えばスマートフォンや携帯電話機のように通信回線を介した受信機能を備えてテキスト表示が出来る機能を備えていれば十分であり、ＰＣ（コンピュータ端末機）を利用する必要はない。

また、通信モジュール制御部３２やＳＭＳ発信部３４は、最小限の通信機能を備えた通信モジュール３１の搭載機能だけで十分にまかなうことが出来るので、検出結果の通知連絡のための装置コストも、従来提案されている装置類に較べて確実にコストダウンすることが出来る。

この実施形態では、ＳＭＳ受信部３８を設けたので、外部管理装置Ｇから送られた制御ＳＭＳにより、随時、通信モジュール制御部３２の作動内容等を変更することが出来る。例えば、タイマ装置の作動タイミングの変更、ＳＭＳ発信部３４から外部管理装置Ｇに送信するテキストの内容変更等である。

図２〜５では、支柱１１の上部にアンテナＴを設けるよう図示したが、アンテナＴの設置位置は支柱１１の近傍箇所であれば、どこでも構わない。コントローラ装置３０を収納するケース体（図示せず）に設けても良い。

本考案に係る降雪量の監視装置を設置した箇所の除雪担当者と一対一で連絡通知するケースでは、ひとつの監視装置に対してひとつの外部管理装置Ｇを設ければよいが、国や地方自治体の道路除雪管理の組織では、通常、一対一の関係ではなく、統括的な総合管理を担当する外部管理装置Ｇが必要である。このような、総合管理を担う外部管理装置Ｇは、ＰＣ装置を用いることが望ましい。市町村単位の現場が所有する外部管理装置Ｇはスマートフォンや携帯電話機で構わないが、都道府県あるいは国の行政単位では、ＰＣ装置を介した統合管理が必要になる場合が想定されるからである。

図２、３では、平坦な路面に支柱１１を立設するよう図示したが、図４に示すように、支柱１１の近傍であって赤外線センサ装置２０の検出方向に、路面の高さを嵩上げする適宜の台座６０を配しても良い。こうすれば、赤外線センサ装置２０まわりの降雪と、台座６０の上に積もった積雪との間に段差が生じ、赤外線センサ装置２０の種類によっては、検出精度を向上させることが可能となる。図５に示すように、路面に嵩上用の段差面６２を成形しても同様の効果を得る。また、路面に凹部を成形し（図示せず）、当該凹部に支柱１１を立設しても同様の効果を得る。赤外線センサ装置２０が投光／受光する部分に一定の隙間が生じていれば、誤作動を低減できる可能性が高まるからである。

図６は、外部管理装置Ｇの第二の実施形態を例示するブロック図である。この実施形態では、外部管理装置Ｇとして目覚まし時計を用いる。

降雪地の個人住宅では、降雪量が特別に多い日は、早めに除雪開始することが望まれる。通常時刻に起床すると、玄関先の雪が多いために出勤や登校に支障が生ずるためである。

そこで、この実施形態では、外部管理装置Ｇに目覚まし時計を使用し、降雪地における冬期生活の問題を解消する。目覚まし時計である外部管理装置Ｇは、時計本体７０を備えるとともに、コントローラ装置３０のＳＭＳ発信部３４を介して制御ＳＭＳを受信するＳＭＳ受信部７１と、このＳＭＳ受信部７１が監視信号を受けたときに、アラーム装置７２の作動時刻を切り換え制御するアラーム制御部７３を備える。ＳＭＳ受信部７１とアラーム制御部７３とは協働して一体的機能を営む。

７５は、前記制御ＳＭＳを受信しない場合に作動する時刻を設定する第一の時刻設定部、７６は、前記制御ＳＭＳを受信した場合に作動する時刻を設定する第二の時刻設定部である。

降雪がない場合、あるいは降雪量が少ない場合は、監視装置のＳＭＳ発信部３４からの信号がないので、アラーム制御部７３は第一の時刻設定部で設定された時刻（通常時刻）に従ってアラーム装置７２を起動する。

一方、降雪が多く監視装置のＳＭＳ発信部３４からの信号があったときは、ＳＭＳ受信部７１が監視信号を受信するので、アラーム制御部７３は第二の時刻設定部で設定された時刻（早めの時刻）にアラーム装置７２を起動する。この結果、目覚まし時計である外部管理装置Ｇを利用する者は、降雪がとくに多い日には、通常の起床時刻よりも早めに起床することが出来るので、玄関先や駐車場などの除雪を済ましてからスムーズに日常生活（出勤、登校、店舗の開店等）に移行することが出来る。

図６に示す監視装置は、目覚まし時計である外部管理装置Ｇに信号を送るだけで良いので、通信モジュール制御部３２の作動条件を変更する等の必要はない。また、外部管理装置Ｇ（目覚まし時計）の数も、国や地方自治体の管理者が所有する外部管理装置Ｇに較べて圧倒的に少ないので、図１に示した監視装置に較べれば、格段に簡易なシステムとすることが出来る。目覚まし時計である外部管理装置Ｇは、小規模店舗等において複数の従業員がいる場合、外部管理装置Ｇ（目覚まし時計）を各人が所有することもある。

１０ 地面
１１ 支柱
１２ 位置調整具
２０ 赤外線センサ装置
２０−１ 発光部
２０−２ 受光部
３０ コントローラ装置
３１ 通信モジュール
３２ 通信モジュール制御部
３３ タイマ装置
３４ ＳＭＳ発信部
３５ 起動スイッチ部
３７ 降雪検出部
３８、７１ ＳＭＳ受信部
６０ 台座
６２ 段差面
７０ 時計本体
７２ アラーム装置
７３ アラーム制御部
７５ 第一の時刻設定部
７６ 第二の時刻設定部
Ａ 可動方向を示す矢印
Ｂ バッテリ装置
Ｇ 外部管理装置
Ｐ 赤外光
Ｑ 信号線
Ｒ 反射光
Ｓ 積雪
Ｔ アンテナ

Claims (4)

1. 地面に対して略鉛直に立設させた支柱と、
   この支柱に沿って上下動させることの出来る位置調整具と、
   この位置調整具を介して上下動可能に固定した赤外線センサ装置と、
   この赤外線センサ装置と協働するコントローラ装置とを備え、
   当該コントローラ装置は、
   外部管理装置と通信回線の接続ができる通信モジュールを備えるとともに、
   前記赤外線センサ装置の作動タイミングを制御するタイマ装置と、
   前記赤外線センサ装置の受光検出結果に基づき、前記通信モジュールを介して外部管理装置にＳＭＳを発信するＳＭＳ発信部とを備えることを特徴とする積雪量の監視装置。
2. コントローラ装置は、
   外部管理装置からの受信する制御ＳＭＳに基づいて、タイマ装置の作動タイミングを変更可能とすることを特徴とする請求項１記載の積雪量の監視装置。
3. コントローラ装置は、
   外部管理装置からの受信する制御ＳＭＳに基づいて、ＳＭＳ発信部が発信するテキストＳＭＳの表現内容を変更可能とすることを特徴とする請求項１記載の積雪量の監視装置。
4. 外部管理装置は、
   コントローラ装置の通信モジュールを介して受信する制御ＳＭＳに基づいて作動するアラーム制御部を備える目覚まし時計であり、
   当該アラーム制御部は、コントローラ装置からの制御ＳＭＳを受信するＳＭＳ受信機能を備えるとともに、
   前記制御ＳＭＳを受信しない場合に作動する時刻を設定する第一の時刻設定部と、前記制御ＳＭＳを受信した場合に作動する時刻を設定する第二の時刻設定部とを切り換え制御する機能を備えることを特徴とする請求項１記載の積雪量の監視装置。

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