JP3715493B2 - 自然災害発生検出装置及び自然災害発生検出方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、雪崩等の自然災害の発生時期や規模を自動的に記録したり、警報情報を出力したりする自然災害発生検出装置及び自然災害発生検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、たとえば雪崩等の自然災害時において、鉄道の運転の規制を行うことを目的とした雪崩警報装置が提案されている。
【０００３】
すなわち、図６に示すように、雪崩警報装置１０は、架台１１を備えている。この架台１１は、雪崩等が発生すると思われる山の斜面に設置されるものである。架台１１の上部には、複数の支持材１２が垂直に取付けられている。これら支持材１２には、複数の木材１３が水平に掛渡されている。また、これら木材１３には、銅線１４が巻付けられている。銅線１４には、図示しない雪崩検知回路が接続されている。
【０００４】
このような雪崩警報装置１０では、雪崩等によって銅線１４が切断されると、図示しない雪崩検知回路により雪崩等の発生が検知されることで、警報が発せられる。また、銅線１４は、長尺の木材１３に巻付けられているため、広範囲に渡っての雪崩等の検知が可能となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の雪崩警報装置１０では、銅線１４が切断されることで、雪崩等の発生が検知される構成であるため、小規模の雪崩等の検知には不向きである。また、銅線１４が積雪によって埋没してしまった場合、その構成上、雪崩等の検知が不可能となる。さらに、積雪による沈降力によって銅線１４が切断される場合があり、誤検知することがある。
【０００６】
さらにまた、上述した架台１１を、雪崩等が発生すると思われる山の斜面に設置する必要があることから、架台１１の設置が広範囲に渡るため、施工が煩雑であるばかりか、雪崩警報装置１０の構築コストがアップしてしまうという不具合もある。また、雪崩等の規模や発生時期を記録する手段を備えていないため、雪崩等の規模や発生時期の把握が困難となっている。
【０００７】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、構築コストを抑えることができ、しかも商用電源等の有無に関わらず雪崩等の規模や発生時期の把握や記録を容易に行うことができるとともに、必要に応じて警報を発することができる自然災害発生検出装置及び自然災害発生検出方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の自然災害発生検出装置は、振動レベルを検出するために、所定の感度をもった単一の振動検出手段を有する複数の被衝撃体と、前記検出された振動レベルと所定のしきい値とに基づき、自然災害の発生の有無の判断と、前記自然災害の規模の段階的な判断とを行う自然災害判断手段と、前記自然災害判断手段によって判断された結果を記憶する着脱自在な低消費電力の記憶手段と、前記振動検出手段、自然災害判断手段及び記憶手段に対し駆動電源を供給する電源供給手段とを備え、前記自然災害判断手段は、前記検出された振動レベルに基づく判断を、個々の前記被衝撃体の前記振動検出手段毎に行い、前記電源供給手段は、風力発電装置からの電力の充電が可能である交換可能なバッテリーであり、前記しきい値は、少なくとも、前記自然災害の発生の有無を判断するための第１のしきい値レベルと、前記自然災害の規模が小さいことを判断するための第２のしきい値レベルと、前記自然災害の規模が中程度であることを判断するための第３のしきい値レベルと、前記自然災害の規模が大きいことを判断するための第４のしきい値レベルとからなることを特徴とする。
また、前記振動検出手段は、前記振動レベルに応じた検知パルスを出力する振動センサであり、前記自然災害判断手段は、前記検知パルスを積算するとともに、前記検知パルスを積算した値と前記所定のしきい値とに基づき、前記自然災害の判断を行うようにすることができる。
また、前記所定のしきい値のレベルは、外部から入力されるデータによって設定変更可能であるとともに、その数の設定変更も可能であるようにすることができる。
また、前記自然災害判断手段は、前記判断した結果を出力部を介して送信するようにすることができる。
本発明の自然災害発生検出方法は、複数の被衝撃体に設けられた所定の感度をもつ単一の振動検出手段によって振動レベルを検出する検出工程と、自然災害判断手段により、前記検出された振動レベルと所定のしきい値とに基づき、自然災害の発生の有無を判断したり、前記自然災害の規模を段階的に判断したりする判断工程と、前記自然災害判断手段によって判断された結果を、着脱自在な記憶手段によって記憶する記憶工程と、前記振動検出手段、自然災害判断手段及び記憶手段に対し、電源供給手段から駆動電源を供給する電源供給工程とを備え、前記判断工程では、前記検出された振動レベルに基づく判断を、個々の前記被衝撃体の前記振動検出手段毎に行い、前記電源供給工程では、風力発電装置からの電力の充電が可能である交換可能なバッテリーから駆動電源の供給を行い、前記しきい値は、少なくとも、前記自然災害の発生の有無を判断するための第１のしきい値レベルと、前記自然災害の規模が小さいことを判断するための第２のしきい値レベルと、前記自然災害の規模が中程度であることを判断するための第３のしきい値レベルと、前記自然災害の規模が大きいことを判断するための第４のしきい値レベルとからなることを特徴とする。
また、振動センサにより前記振動レベルに応じた検知パルスを出力する出力工程と、前記検知パルスを積算する積算工程と、前記積算した値と前記所定のしきい値とに基づき、前記自然災害の判断を行う判断工程とを有するようにすることができる。
また、前記所定のしきい値のレベルを、外部から入力されるデータによって設定変更し、前記しきい値のレベルの数を、前記データによって設定変更するようにすることができる。
また、前記判断した結果を出力部を介して送信するようにすることができる。
本発明に係る自然災害発生検出装置及び自然災害発生検出方法においては、被衝撃体に設けられた所定の感度をもつ単一の振動検出手段によって振動レベルを検出し、自然災害判断手段により、検出された振動レベルと所定のしきい値とに基づき、自然災害の発生の有無を判断したり、自然災害の規模を段階的に判断したりし、自然災害判断手段によって判断された結果を、記憶手段によって記憶するようにするとともに、振動検出手段、自然災害判断手段及び記憶手段に対しての駆動電源を電源供給手段から供給するようにし、必要に応じて判断した結果を出力部を介し送信するようにする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１０】
図１は、本発明の自然災害発生検出装置の一実施の形態に係る鉄道沿線への設置例を示す図、図２は、図１の自然災害発生検出装置の詳細を示す図、図３は、図２の振動センサを示す断面図、図４は、図３の振動センサの感度を説明するための図、図５は、図２の自然災害発生検出装置の動作を説明するための図である。
【００１１】
図１に示すように、自然災害発生検出装置は、たとえば鉄道沿線に沿って設置された被衝撃体としての複数の検知ポール２０，２１を備えている。これら検知ポール２０，２１は、たとえばＦＲＰ製の中空パイプであり、長さは３．５ｍ程度、外径は１１０ｍｍ程度、内径は１００ｍｍ程度である。また、これら検知ポール２０，２１の内部には、後述する所定の感度をもった単一の振動センサ２８が内装されている。
【００１２】
複数の検知ポール２０は、たとえば雪崩防護柵２２の背面側に設置されている。複数の検知ポール２１は、たとえば雪崩防護擁壁２３の頂部に設置されている。
【００１３】
また、各検知ポール２０，２１から離れた位置には、たとえば支柱２４に検出ボックス２５が設置されている。検出ボックス２５への駆動電源は、バッテリー２６から供給されるようになっている。ここで、バッテリー２６の容量としては、少なくとも１２０日以上に渡って検出ボックス２５へ駆動電力が供給されるものであることが好ましい。
【００１４】
検出ボックス２５と各検知ポール２０，２１との間は、ケーブル２７によって相互に接続されている。
【００１５】
各検知ポール２０，２１及び検出ボックス２５の詳細を、図２に示す。
【００１６】
すなわち、各検知ポール２０，２１の内部には、所定の感度をもった単一の振動センサ２８が内装されている。この振動センサ２８の詳細については、後述する。
【００１７】
検出ボックス２５は、自然災害判断部２９、記憶部３０、電源回路３１、出力部３２を備えている。自然災害判断部２９は、各検知ポール２０，２１の振動センサ２８によって検出された振動レベルである検知パルスと所定のしきい値とに基づき、自然災害の発生の有無を判断したり、自然災害の規模を段階的に判断したりするものである。
【００１８】
自然災害判断部２９には、たとえば６ｃｈ分の防水コネクタ２９ａを介して各検知ポール２０，２１の振動センサ２８からの検知パルスが取込まれるようになっている。なお、防水コネクタ２９ａに関しては、６ｃｈ分に限らず、５ｃｈ分以下であってもよく、７ｃｈ以上であってもよい。各防水コネクタ２９ａには、ケーブル２７の防水コネクタ２７ａが接続される。
【００１９】
また、自然災害判断部２９には、自然災害の判断に用いるしきい値のレベルやしきい値のレベルの数を設定変更するためのデータが入力コネクタ２９ｂから入力可能となっているが、その詳細は後述する。
【００２０】
記憶部３０は、自然災害判断部２９によって判断された結果を記憶する。記憶部３０における記憶媒体としては、ＰＣカード、ＩＣカードやメモリチップ等の低消費電力のものを用いることができる。
【００２１】
電源回路３１は、バッテリー２６からの電力を、内部の定格電力に変換し、自然災害判断部２９、記憶部３０、出力部３２等に与える。電源回路３１とバッテリー２６とは、防水コネクタ３１ａ，２６ａを介して接続されるようになっている。
【００２２】
出力部３２は、自然災害判断部２９によって判断された結果を必要に応じて出力するものであって、出力コネクタ３２ａに図示しない発信装置や送受信装置が接続可能となっている。
【００２３】
振動センサ２８の詳細を、図３に示す。
【００２４】
図３に示す振動センサ２８は、小型かつ軽量（１．６ｇ程度）のＯＮ・ＯＦＦセンサであり、振動を検知したときに検知パルスを出力する。
【００２５】
振動センサ２８は、導電材料からなるコ字形状の上側部材２８ａと導電材料からなる下側部材２８ｂとを、絶縁部材２８ｃで固定した構造となっている。下側部材２８ｂの上面には、導電材料からなる球状部材２８ｄが移動可能に載置されている。
【００２６】
振動センサ２８が水平面上に置かれた状態では、図３（ａ）に示すように、上側部材２８ａと下側部材２８ｂとは電気的に絶縁されるため、振動センサ２８はオフ状態となる。
【００２７】
一方、振動により振動センサ２８が所定角度（動作角度Ｄ）以上傾くと、図３（ｂ）に示すように、球状部材２８ｄが上側部材２８ａと下側部材２８ｂとの双方に接触する。これにより、上側部材２８ａと下側部材２８ｂとが導通するため、振動センサ２８はオン状態となり、検知パルスが出力される。
【００２８】
また、振動センサ２８が動作角度Ｄ以上に傾かなくても、振動センサ２８が一定以上の周波数と振幅の振動とを受けた場合に検知パルスが出力される。何れの場合にも、上述した各検知ポール２０，２１が強い衝撃を長時間受ける程、多くの振動検知パルスが出力される。
【００２９】
振動センサ２８の感度は、図４に示す通りである。
【００３０】
すなわち、図４（ａ）は動作角度＝２０度、図４（ｂ）は動作角度＝３０度、図４（ｃ）は動作角度＝４０度、図４（ｄ）は動作角度＝５０度、図４（ｅ）は動作角度＝６０度をそれぞれ示している。
【００３１】
図４（ａ）〜（ｅ）に示すように、動作角度Ｄが小さい程、感度が優れるため、僅かな振動でも検知パルスが出力される。このため、動作角度Ｄが小さい程、小規模な雪崩でも検知が可能である。一方、動作角度Ｄが大きい程、感度が鈍くなるため、かなりの振動を受けないと検知パルスは出力されないので、比較的大規模な雪崩のみ検知可能である。よって、本実施の形態では、各検知ポール２０，２１に、上記の何れかの動作角度をもった振動センサ２８が選定されて内装される。
【００３２】
次に、このような構成の自然災害発生検出装置の動作について説明する。
【００３３】
まず、自然災害判断部２９は、図５に示すように、たとえばしきい値▲１▼〜▲４▼を有している。しきい値▲１▼は、たとえば各検知ポール２０，２１に、鳥等の動物が留まったり、樹木からの落雪があったりすると、一時的に検知パルスが出力されるため、このような場合に雪崩等が発生したと誤って判断しないようにするための値である。また、しきい値▲１▼は、雪崩等の発生の有無を判断するための下限値でもある。
【００３４】
しきい値▲２▼は、小規模の雪崩等の発生を判断するための値である。しきい値▲３▼は、中規模の雪崩等の発生を判断するための値である。しきい値▲４▼は、大規模の雪崩等の発生を判断するための値である。
【００３５】
また、自然災害判断部２９は、上記のしきい値▲１▼〜▲４▼に基づき、各検知ポール２０，２１の振動センサ２８からの検知パルス毎に雪崩等の発生の有無を判断したり、雪崩等の規模を段階的に判断したりする。
【００３６】
さらに、それぞれのしきい値▲１▼〜▲４▼は、たとえば積算パルス数が１０、１００、２００、５００に設定されている。なお、これらしきい値▲１▼〜▲４▼は、図２の入力コネクタ２９ｂからのデータ入力により、適宜設定変更が可能である。
【００３７】
そこで、図５に示すように、それぞれの振動センサ２８から検知パルスが出力されると、自然災害判断部２９は、それぞれの検知パルスを積算する。
【００３８】
そして、自然災害判断部２９は、その積算結果がしきい値▲１▼に到達すると、雪崩等が発生したと判断する。また、その積算結果がしきい値▲２▼に到達すると、小規模の雪崩等が発生したと判断する。さらに、その積算結果がしきい値▲３▼に到達すると、中規模の雪崩等が発生したと判断する。さらにまた、その積算結果がしきい値▲４▼に到達すると、大規模の雪崩等が発生したと判断する。
【００３９】
これらの積算結果は、図２の記憶部３０に記憶される。記憶部３０への記憶情報としては、検知パルスデータ、雪崩等の規模、雪崩等の発生した発生時期（年月日時分秒）である。また、これらの情報は、各検知ポール２０，２１の振動センサ２８毎に記憶される。
【００４０】
さらに、図２の出力コネクタ３２ａに図示しない発信装置や送受信装置が接続されている場合、自然災害判断部２９は、出力部３２を介し、しきい値▲１▼〜▲４▼に応じた警報▲１▼〜▲４▼を出力することができる。
【００４１】
このように、本実施の形態では、各検知ポール２０，２１に設けられた所定の感度をもつ単一の振動センサ２８によって振動レベルである検知パルスを検出し、自然災害判断部２９により、検出された検知パルスと所定のしきい値▲１▼〜▲４▼とに基づき、雪崩等の自然災害の発生の有無を判断したり、自然災害の規模を段階的に判断したりし、その判断結果を、記憶部３０によって記憶するようにするとともに、検出ボックス２５等への駆動電源をバッテリー２６から供給するようにし、さらに必要に応じて判断した結果を出力部３２を介し送信するようにしたので、構築コストを抑えることができ、商用電源等の有無にもよらず、しかも雪崩等の発生時期や規模の把握や記録を容易に行うことができるとともに、必要に応じて警報を発することができる。
【００４２】
また、本実施の形態では、複数の振動センサ２８が出力する検知パルスの積算数が所定のしきい値を越えたか否かを判断するとともに、継続してしきい値を越えた時間を計測することにより、雪崩等の発生の有無を判断できるだけでなく、雪崩等の規模を段階的かつ迅速に判断することも可能となる。これにより、積雪地域において、鉄道の運転規制や道路の交通規制等を行うか否かの判断を的確かつ迅速に行うことができる。さらには、記憶部３０における記憶媒体として、ＰＣカード、ＩＣカードやメモリチップ等の低消費電力のものを用いたり、振動センサ２８から検知パルスが出力されたときに限り、自然災害判断部２９等が駆動によって電力を消費するため、消費電力を抑えることができる。また、駆動電源として、バッテリー２６を有するため、商用電源等の有無に関わらず、雪崩等の発生の検出、記録、段階的な規模に応じた警報を出力することができる。
【００４３】
さらに、必要に応じて警報を発することができるため、その警報を有線や無線で鉄道や道路の管理箇所に送ることにより、的確な規制を行うことができ、点検・除雪作業を迅速に行うことができる。
【００４４】
さらにまた、本装置と鉄道信号器、特殊信号発光器、道路情報板、路側放送器等との間でデータを送受することにより、列車や車両の安全走行を確実に行うこともできる。
【００４５】
また、本装置は、雪崩の発生の有無を検知あるいは検出するものに限らず、土石流、地すべり、崩壊、落石等の各種の自然災害の発生の検出や監視用にも適用できる。
【００４６】
なお、本実施の形態では、検出ボックス２５等への駆動電源をバッテリー２６から供給するようにした場合について説明したが、この例に限らず、図２の電源回路３１を充電可能な内部電源とすることもできる。この場合、バッテリー２６は不要となる。
【００４７】
また、図２の電源回路３１を充電可能な内部電源とするとともに、その内部電源に風力発電装置や太陽電池パネル等の発電装置からの電力を供給するようにすることもできる。この場合には、内部電源への電力供給が自動的に行われるため、検出ボックス２５等への電力供給のメンテナンスを必要最小とすることができる。
【００４８】
さらに、本実施の形態では、検知ポール２０を、たとえば雪崩防護柵２２の背面側に設置したり、検知ポール２１を、たとえば雪崩防護擁壁２３の頂部に設置したりした場合について説明したが、この例に限らず、各検知ポール２０，２１に内蔵されている振動センサ２８を単体で、災害危険斜面に既設の雪崩防護柵２２等の構造物や雪崩防護擁壁２３に直接取付けるようにすることもできる。この場合、各検知ポール２０，２１が不要となる。
【００４９】
さらに、本実施の形態では、自然災害判断部２９のしきい値▲１▼〜▲４▼を、４段階とした場合について説明したが、この例に限らず、図２の入力コネクタ２９ｂからのデータ入力により、３段階以下や５段階以上に設定することも可能である。この場合、しきい値をより多くすることで、雪崩等の発生をよりきめ細かく判断することができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る自然災害発生検出装置及び自然災害発生検出方法によれば、被衝撃体に設けられた所定の感度をもつ単一の振動検出手段によって振動レベルを検出し、自然災害判断手段により、検出された振動レベルと所定のしきい値とに基づき、自然災害の発生の有無を判断したり、自然災害の規模を段階的に判断したりし、自然災害判断手段によって判断された結果を、記憶手段によって記憶するようにするとともに、振動検出手段、自然災害判断手段及び記憶手段に対しての駆動電源を電源供給手段から供給するようにし、必要に応じて判断した結果を出力部を介し送信するようにしたので、構築コストを抑えることができ、しかも商用電源等の有無に関わらず雪崩等の規模や発生時期の把握や記録を容易に行うことができるとともに、必要に応じて警報を発することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の自然災害発生検出装置の一実施の形態に係る鉄道沿線への設置例を示す図。
【図２】図１の自然災害発生検出装置の詳細を示す図。
【図３】図２の振動センサを示す断面図。
【図４】図３の振動センサの感度を説明するための図。
【図５】図２の自然災害発生検出装置の動作を説明するための図。
【図６】従来の雪崩警報装置を説明する図。
【符号の説明】
２０，２１ 検知ポール
２２ 雪崩防護柵
２３ 雪崩防護擁壁
２４ 支柱
２５ 検出ボックス
２６ バッテリー
２６ａ，２７ａ，２９ａ，３１ａ 防水コネクタ
２７ ケーブル
２８ 振動センサ
２８ａ 上側部材
２８ｂ 下側部材
２８ｃ 絶縁部材
２８ｄ 球状部材
２９ 自然災害判断部
２９ｂ 入力コネクタ
３０ 記憶部
３１ 電源回路
３２ 出力部
３２ａ 出力コネクタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、雪崩等の自然災害の発生時期や規模を自動的に記録したり、警報情報を出力したりする自然災害発生検出装置及び自然災害発生検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、たとえば雪崩等の自然災害時において、鉄道の運転の規制を行うことを目的とした雪崩警報装置が提案されている。
【０００３】
すなわち、図６に示すように、雪崩警報装置１０は、架台１１を備えている。この架台１１は、雪崩等が発生すると思われる山の斜面に設置されるものである。架台１１の上部には、複数の支持材１２が垂直に取付けられている。これら支持材１２には、複数の木材１３が水平に掛渡されている。また、これら木材１３には、銅線１４が巻付けられている。銅線１４には、図示しない雪崩検知回路が接続されている。
【０００４】
このような雪崩警報装置１０では、雪崩等によって銅線１４が切断されると、図示しない雪崩検知回路により雪崩等の発生が検知されることで、警報が発せられる。また、銅線１４は、長尺の木材１３に巻付けられているため、広範囲に渡っての雪崩等の検知が可能となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の雪崩警報装置１０では、銅線１４が切断されることで、雪崩等の発生が検知される構成であるため、小規模の雪崩等の検知には不向きである。また、銅線１４が積雪によって埋没してしまった場合、その構成上、雪崩等の検知が不可能となる。さらに、積雪による沈降力によって銅線１４が切断される場合があり、誤検知することがある。
【０００６】
さらにまた、上述した架台１１を、雪崩等が発生すると思われる山の斜面に設置する必要があることから、架台１１の設置が広範囲に渡るため、施工が煩雑であるばかりか、雪崩警報装置１０の構築コストがアップしてしまうという不具合もある。また、雪崩等の規模や発生時期を記録する手段を備えていないため、雪崩等の規模や発生時期の把握が困難となっている。
【０００７】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、構築コストを抑えることができ、しかも商用電源等の有無に関わらず雪崩等の規模や発生時期の把握や記録を容易に行うことができるとともに、必要に応じて警報を発することができる自然災害発生検出装置及び自然災害発生検出方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の自然災害発生検出装置は、振動レベルを検出するために、所定の感度をもった単一の振動検出手段を有する複数の被衝撃体と、前記検出された振動レベルと所定のしきい値とに基づき、自然災害の発生の有無の判断と、前記自然災害の規模の段階的な判断とを行う自然災害判断手段と、前記自然災害判断手段によって判断された結果を記憶する着脱自在な低消費電力の記憶手段と、前記振動検出手段、自然災害判断手段及び記憶手段に対し駆動電源を供給する電源供給手段とを備え、前記自然災害判断手段は、前記検出された振動レベルに基づく判断を、個々の前記被衝撃体の前記振動検出手段毎に行い、前記電源供給手段は、風力発電装置からの電力の充電が可能である交換可能なバッテリーであり、前記しきい値は、少なくとも、前記自然災害の発生の有無を判断するための第１のしきい値レベルと、前記自然災害の規模が小さいことを判断するための第２のしきい値レベルと、前記自然災害の規模が中程度であることを判断するための第３のしきい値レベルと、前記自然災害の規模が大きいことを判断するための第４のしきい値レベルとからなることを特徴とする。
また、前記振動検出手段は、前記振動レベルに応じた検知パルスを出力する振動センサであり、前記自然災害判断手段は、前記検知パルスを積算するとともに、前記検知パルスを積算した値と前記所定のしきい値とに基づき、前記自然災害の判断を行うようにすることができる。
また、前記所定のしきい値のレベルは、外部から入力されるデータによって設定変更可能であるとともに、その数の設定変更も可能であるようにすることができる。
また、前記自然災害判断手段は、前記判断した結果を出力部を介して送信するようにすることができる。
本発明の自然災害発生検出方法は、複数の被衝撃体に設けられた所定の感度をもつ単一の振動検出手段によって振動レベルを検出する検出工程と、自然災害判断手段により、前記検出された振動レベルと所定のしきい値とに基づき、自然災害の発生の有無を判断したり、前記自然災害の規模を段階的に判断したりする判断工程と、前記自然災害判断手段によって判断された結果を、着脱自在な記憶手段によって記憶する記憶工程と、前記振動検出手段、自然災害判断手段及び記憶手段に対し、電源供給手段から駆動電源を供給する電源供給工程とを備え、前記判断工程では、前記検出された振動レベルに基づく判断を、個々の前記被衝撃体の前記振動検出手段毎に行い、前記電源供給工程では、風力発電装置からの電力の充電が可能である交換可能なバッテリーから駆動電源の供給を行い、前記しきい値は、少なくとも、前記自然災害の発生の有無を判断するための第１のしきい値レベルと、前記自然災害の規模が小さいことを判断するための第２のしきい値レベルと、前記自然災害の規模が中程度であることを判断するための第３のしきい値レベルと、前記自然災害の規模が大きいことを判断するための第４のしきい値レベルとからなることを特徴とする。
また、振動センサにより前記振動レベルに応じた検知パルスを出力する出力工程と、前記検知パルスを積算する積算工程と、前記積算した値と前記所定のしきい値とに基づき、前記自然災害の判断を行う判断工程とを有するようにすることができる。
また、前記所定のしきい値のレベルを、外部から入力されるデータによって設定変更し、前記しきい値のレベルの数を、前記データによって設定変更するようにすることができる。
また、前記判断した結果を出力部を介して送信するようにすることができる。
本発明に係る自然災害発生検出装置及び自然災害発生検出方法においては、被衝撃体に設けられた所定の感度をもつ単一の振動検出手段によって振動レベルを検出し、自然災害判断手段により、検出された振動レベルと所定のしきい値とに基づき、自然災害の発生の有無を判断したり、自然災害の規模を段階的に判断したりし、自然災害判断手段によって判断された結果を、記憶手段によって記憶するようにするとともに、振動検出手段、自然災害判断手段及び記憶手段に対しての駆動電源を電源供給手段から供給するようにし、必要に応じて判断した結果を出力部を介し送信するようにする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１０】
図１は、本発明の自然災害発生検出装置の一実施の形態に係る鉄道沿線への設置例を示す図、図２は、図１の自然災害発生検出装置の詳細を示す図、図３は、図２の振動センサを示す断面図、図４は、図３の振動センサの感度を説明するための図、図５は、図２の自然災害発生検出装置の動作を説明するための図である。
【００１１】
図１に示すように、自然災害発生検出装置は、たとえば鉄道沿線に沿って設置された被衝撃体としての複数の検知ポール２０，２１を備えている。これら検知ポール２０，２１は、たとえばＦＲＰ製の中空パイプであり、長さは３．５ｍ程度、外径は１１０ｍｍ程度、内径は１００ｍｍ程度である。また、これら検知ポール２０，２１の内部には、後述する所定の感度をもった単一の振動センサ２８が内装されている。
【００１２】
複数の検知ポール２０は、たとえば雪崩防護柵２２の背面側に設置されている。複数の検知ポール２１は、たとえば雪崩防護擁壁２３の頂部に設置されている。
【００１３】
また、各検知ポール２０，２１から離れた位置には、たとえば支柱２４に検出ボックス２５が設置されている。検出ボックス２５への駆動電源は、バッテリー２６から供給されるようになっている。ここで、バッテリー２６の容量としては、少なくとも１２０日以上に渡って検出ボックス２５へ駆動電力が供給されるものであることが好ましい。
【００１４】
検出ボックス２５と各検知ポール２０，２１との間は、ケーブル２７によって相互に接続されている。
【００１５】
各検知ポール２０，２１及び検出ボックス２５の詳細を、図２に示す。
【００１６】
すなわち、各検知ポール２０，２１の内部には、所定の感度をもった単一の振動センサ２８が内装されている。この振動センサ２８の詳細については、後述する。
【００１７】
検出ボックス２５は、自然災害判断部２９、記憶部３０、電源回路３１、出力部３２を備えている。自然災害判断部２９は、各検知ポール２０，２１の振動センサ２８によって検出された振動レベルである検知パルスと所定のしきい値とに基づき、自然災害の発生の有無を判断したり、自然災害の規模を段階的に判断したりするものである。
【００１８】
自然災害判断部２９には、たとえば６ｃｈ分の防水コネクタ２９ａを介して各検知ポール２０，２１の振動センサ２８からの検知パルスが取込まれるようになっている。なお、防水コネクタ２９ａに関しては、６ｃｈ分に限らず、５ｃｈ分以下であってもよく、７ｃｈ以上であってもよい。各防水コネクタ２９ａには、ケーブル２７の防水コネクタ２７ａが接続される。
【００１９】
また、自然災害判断部２９には、自然災害の判断に用いるしきい値のレベルやしきい値のレベルの数を設定変更するためのデータが入力コネクタ２９ｂから入力可能となっているが、その詳細は後述する。
【００２０】
記憶部３０は、自然災害判断部２９によって判断された結果を記憶する。記憶部３０における記憶媒体としては、ＰＣカード、ＩＣカードやメモリチップ等の低消費電力のものを用いることができる。
【００２１】
電源回路３１は、バッテリー２６からの電力を、内部の定格電力に変換し、自然災害判断部２９、記憶部３０、出力部３２等に与える。電源回路３１とバッテリー２６とは、防水コネクタ３１ａ，２６ａを介して接続されるようになっている。
【００２２】
出力部３２は、自然災害判断部２９によって判断された結果を必要に応じて出力するものであって、出力コネクタ３２ａに図示しない発信装置や送受信装置が接続可能となっている。
【００２３】
振動センサ２８の詳細を、図３に示す。
【００２４】
図３に示す振動センサ２８は、小型かつ軽量（１．６ｇ程度）のＯＮ・ＯＦＦセンサであり、振動を検知したときに検知パルスを出力する。
【００２５】
振動センサ２８は、導電材料からなるコ字形状の上側部材２８ａと導電材料からなる下側部材２８ｂとを、絶縁部材２８ｃで固定した構造となっている。下側部材２８ｂの上面には、導電材料からなる球状部材２８ｄが移動可能に載置されている。
【００２６】
振動センサ２８が水平面上に置かれた状態では、図３（ａ）に示すように、上側部材２８ａと下側部材２８ｂとは電気的に絶縁されるため、振動センサ２８はオフ状態となる。
【００２７】
一方、振動により振動センサ２８が所定角度（動作角度Ｄ）以上傾くと、図３（ｂ）に示すように、球状部材２８ｄが上側部材２８ａと下側部材２８ｂとの双方に接触する。これにより、上側部材２８ａと下側部材２８ｂとが導通するため、振動センサ２８はオン状態となり、検知パルスが出力される。
【００２８】
また、振動センサ２８が動作角度Ｄ以上に傾かなくても、振動センサ２８が一定以上の周波数と振幅の振動とを受けた場合に検知パルスが出力される。何れの場合にも、上述した各検知ポール２０，２１が強い衝撃を長時間受ける程、多くの振動検知パルスが出力される。
【００２９】
振動センサ２８の感度は、図４に示す通りである。
【００３０】
すなわち、図４（ａ）は動作角度＝２０度、図４（ｂ）は動作角度＝３０度、図４（ｃ）は動作角度＝４０度、図４（ｄ）は動作角度＝５０度、図４（ｅ）は動作角度＝６０度をそれぞれ示している。
【００３１】
図４（ａ）〜（ｅ）に示すように、動作角度Ｄが小さい程、感度が優れるため、僅かな振動でも検知パルスが出力される。このため、動作角度Ｄが小さい程、小規模な雪崩でも検知が可能である。一方、動作角度Ｄが大きい程、感度が鈍くなるため、かなりの振動を受けないと検知パルスは出力されないので、比較的大規模な雪崩のみ検知可能である。よって、本実施の形態では、各検知ポール２０，２１に、上記の何れかの動作角度をもった振動センサ２８が選定されて内装される。
【００３２】
次に、このような構成の自然災害発生検出装置の動作について説明する。
【００３３】
まず、自然災害判断部２９は、図５に示すように、たとえばしきい値▲１▼〜▲４▼を有している。しきい値▲１▼は、たとえば各検知ポール２０，２１に、鳥等の動物が留まったり、樹木からの落雪があったりすると、一時的に検知パルスが出力されるため、このような場合に雪崩等が発生したと誤って判断しないようにするための値である。また、しきい値▲１▼は、雪崩等の発生の有無を判断するための下限値でもある。
【００３４】
しきい値▲２▼は、小規模の雪崩等の発生を判断するための値である。しきい値▲３▼は、中規模の雪崩等の発生を判断するための値である。しきい値▲４▼は、大規模の雪崩等の発生を判断するための値である。
【００３５】
また、自然災害判断部２９は、上記のしきい値▲１▼〜▲４▼に基づき、各検知ポール２０，２１の振動センサ２８からの検知パルス毎に雪崩等の発生の有無を判断したり、雪崩等の規模を段階的に判断したりする。
【００３６】
さらに、それぞれのしきい値▲１▼〜▲４▼は、たとえば積算パルス数が１０、１００、２００、５００に設定されている。なお、これらしきい値▲１▼〜▲４▼は、図２の入力コネクタ２９ｂからのデータ入力により、適宜設定変更が可能である。
【００３７】
そこで、図５に示すように、それぞれの振動センサ２８から検知パルスが出力されると、自然災害判断部２９は、それぞれの検知パルスを積算する。
【００３８】
そして、自然災害判断部２９は、その積算結果がしきい値▲１▼に到達すると、雪崩等が発生したと判断する。また、その積算結果がしきい値▲２▼に到達すると、小規模の雪崩等が発生したと判断する。さらに、その積算結果がしきい値▲３▼に到達すると、中規模の雪崩等が発生したと判断する。さらにまた、その積算結果がしきい値▲４▼に到達すると、大規模の雪崩等が発生したと判断する。
【００３９】
これらの積算結果は、図２の記憶部３０に記憶される。記憶部３０への記憶情報としては、検知パルスデータ、雪崩等の規模、雪崩等の発生した発生時期（年月日時分秒）である。また、これらの情報は、各検知ポール２０，２１の振動センサ２８毎に記憶される。
【００４０】
さらに、図２の出力コネクタ３２ａに図示しない発信装置や送受信装置が接続されている場合、自然災害判断部２９は、出力部３２を介し、しきい値▲１▼〜▲４▼に応じた警報▲１▼〜▲４▼を出力することができる。
【００４１】
このように、本実施の形態では、各検知ポール２０，２１に設けられた所定の感度をもつ単一の振動センサ２８によって振動レベルである検知パルスを検出し、自然災害判断部２９により、検出された検知パルスと所定のしきい値▲１▼〜▲４▼とに基づき、雪崩等の自然災害の発生の有無を判断したり、自然災害の規模を段階的に判断したりし、その判断結果を、記憶部３０によって記憶するようにするとともに、検出ボックス２５等への駆動電源をバッテリー２６から供給するようにし、さらに必要に応じて判断した結果を出力部３２を介し送信するようにしたので、構築コストを抑えることができ、商用電源等の有無にもよらず、しかも雪崩等の発生時期や規模の把握や記録を容易に行うことができるとともに、必要に応じて警報を発することができる。
【００４２】
また、本実施の形態では、複数の振動センサ２８が出力する検知パルスの積算数が所定のしきい値を越えたか否かを判断するとともに、継続してしきい値を越えた時間を計測することにより、雪崩等の発生の有無を判断できるだけでなく、雪崩等の規模を段階的かつ迅速に判断することも可能となる。これにより、積雪地域において、鉄道の運転規制や道路の交通規制等を行うか否かの判断を的確かつ迅速に行うことができる。さらには、記憶部３０における記憶媒体として、ＰＣカード、ＩＣカードやメモリチップ等の低消費電力のものを用いたり、振動センサ２８から検知パルスが出力されたときに限り、自然災害判断部２９等が駆動によって電力を消費するため、消費電力を抑えることができる。また、駆動電源として、バッテリー２６を有するため、商用電源等の有無に関わらず、雪崩等の発生の検出、記録、段階的な規模に応じた警報を出力することができる。
【００４３】
さらに、必要に応じて警報を発することができるため、その警報を有線や無線で鉄道や道路の管理箇所に送ることにより、的確な規制を行うことができ、点検・除雪作業を迅速に行うことができる。
【００４４】
さらにまた、本装置と鉄道信号器、特殊信号発光器、道路情報板、路側放送器等との間でデータを送受することにより、列車や車両の安全走行を確実に行うこともできる。
【００４５】
また、本装置は、雪崩の発生の有無を検知あるいは検出するものに限らず、土石流、地すべり、崩壊、落石等の各種の自然災害の発生の検出や監視用にも適用できる。
【００４６】
なお、本実施の形態では、検出ボックス２５等への駆動電源をバッテリー２６から供給するようにした場合について説明したが、この例に限らず、図２の電源回路３１を充電可能な内部電源とすることもできる。この場合、バッテリー２６は不要となる。
【００４７】
また、図２の電源回路３１を充電可能な内部電源とするとともに、その内部電源に風力発電装置や太陽電池パネル等の発電装置からの電力を供給するようにすることもできる。この場合には、内部電源への電力供給が自動的に行われるため、検出ボックス２５等への電力供給のメンテナンスを必要最小とすることができる。
【００４８】
さらに、本実施の形態では、検知ポール２０を、たとえば雪崩防護柵２２の背面側に設置したり、検知ポール２１を、たとえば雪崩防護擁壁２３の頂部に設置したりした場合について説明したが、この例に限らず、各検知ポール２０，２１に内蔵されている振動センサ２８を単体で、災害危険斜面に既設の雪崩防護柵２２等の構造物や雪崩防護擁壁２３に直接取付けるようにすることもできる。この場合、各検知ポール２０，２１が不要となる。
【００４９】
さらに、本実施の形態では、自然災害判断部２９のしきい値▲１▼〜▲４▼を、４段階とした場合について説明したが、この例に限らず、図２の入力コネクタ２９ｂからのデータ入力により、３段階以下や５段階以上に設定することも可能である。この場合、しきい値をより多くすることで、雪崩等の発生をよりきめ細かく判断することができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る自然災害発生検出装置及び自然災害発生検出方法によれば、被衝撃体に設けられた所定の感度をもつ単一の振動検出手段によって振動レベルを検出し、自然災害判断手段により、検出された振動レベルと所定のしきい値とに基づき、自然災害の発生の有無を判断したり、自然災害の規模を段階的に判断したりし、自然災害判断手段によって判断された結果を、記憶手段によって記憶するようにするとともに、振動検出手段、自然災害判断手段及び記憶手段に対しての駆動電源を電源供給手段から供給するようにし、必要に応じて判断した結果を出力部を介し送信するようにしたので、構築コストを抑えることができ、しかも商用電源等の有無に関わらず雪崩等の規模や発生時期の把握や記録を容易に行うことができるとともに、必要に応じて警報を発することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の自然災害発生検出装置の一実施の形態に係る鉄道沿線への設置例を示す図。
【図２】図１の自然災害発生検出装置の詳細を示す図。
【図３】図２の振動センサを示す断面図。
【図４】図３の振動センサの感度を説明するための図。
【図５】図２の自然災害発生検出装置の動作を説明するための図。
【図６】従来の雪崩警報装置を説明する図。
【符号の説明】
２０，２１ 検知ポール
２２ 雪崩防護柵
２３ 雪崩防護擁壁
２４ 支柱
２５ 検出ボックス
２６ バッテリー
２６ａ，２７ａ，２９ａ，３１ａ 防水コネクタ
２７ ケーブル
２８ 振動センサ
２８ａ 上側部材
２８ｂ 下側部材
２８ｃ 絶縁部材
２８ｄ 球状部材
２９ 自然災害判断部
２９ｂ 入力コネクタ
３０ 記憶部
３１ 電源回路
３２ 出力部
３２ａ 出力コネクタ
Claims (8)
- 振動レベルを検出するために、所定の感度をもった単一の振動検出手段を有する複数の被衝撃体と、
前記検出された振動レベルと所定のしきい値とに基づき、自然災害の発生の有無の判断と、前記自然災害の規模の段階的な判断とを行う自然災害判断手段と、
前記自然災害判断手段によって判断された結果を記憶する着脱自在な低消費電力の記憶手段と、
前記振動検出手段、自然災害判断手段及び記憶手段に対し駆動電源を供給する電源供給手段とを備え、
前記自然災害判断手段は、前記検出された振動レベルに基づく判断を、個々の前記被衝撃体の前記振動検出手段毎に行い、
前記電源供給手段は、風力発電装置からの電力の充電が可能である交換可能なバッテリーであり、
前記しきい値は、少なくとも、前記自然災害の発生の有無を判断するための第１のしきい値レベルと、前記自然災害の規模が小さいことを判断するための第２のしきい値レベルと、前記自然災害の規模が中程度であることを判断するための第３のしきい値レベルと、前記自然災害の規模が大きいことを判断するための第４のしきい値レベルとからなる
ことを特徴とする自然災害発生検出装置。 - 前記振動検出手段は、前記振動レベルに応じた検知パルスを出力する振動センサであり、
前記自然災害判断手段は、前記検知パルスを積算するとともに、前記検知パルスを積算した値と前記所定のしきい値とに基づき、前記自然災害の判断を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の自然災害発生検出装置。 - 前記所定のしきい値のレベルは、外部から入力されるデータによって設定変更可能であるとともに、その数の設定変更も可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の自然災害発生検出装置。
- 前記自然災害判断手段は、前記判断した結果を出力部を介して送信することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の自然災害発生検出装置。
- 複数の被衝撃体に設けられた所定の感度をもつ単一の振動検出手段によって振動レベルを検出する検出工程と、
自然災害判断手段により、前記検出された振動レベルと所定のしきい値とに基づき、自然災害の発生の有無を判断したり、前記自然災害の規模を段階的に判断したりする判断工程と、
前記自然災害判断手段によって判断された結果を、着脱自在な記憶手段によって記憶する記憶工程と、
前記振動検出手段、自然災害判断手段及び記憶手段に対し、電源供給手段から駆動電源を供給する電源供給工程とを備え、
前記判断工程では、前記検出された振動レベルに基づく判断を、個々の前記被衝撃体の前記振動検出手段毎に行い、
前記電源供給工程では、風力発電装置からの電力の充電が可能である交換可能なバッテリーから駆動電源の供給を行い、
前記しきい値は、少なくとも、前記自然災害の発生の有無を判断するための第１のしきい値レベルと、前記自然災害の規模が小さいことを判断するための第２のしきい値レベルと、前記自然災害の規模が中程度であることを判断するための第３のしきい値レベルと、前記自然災害の規模が大きいことを判断するための第４のしきい値レベルとからなる
ことを特徴とする自然災害発生検出方法。 - 振動センサにより前記振動レベルに応じた検知パルスを出力する出力工程と、
前記検知パルスを積算する積算工程と、
前記積算した値と前記所定のしきい値とに基づき、前記自然災害の判断を行う判断工程とを有する
ことを特徴とする請求項５に記載の自然災害発生検出方法。 - 前記所定のしきい値のレベルを、外部から入力されるデータによって設定変更し、前記しきい値のレベルの数を、前記データによって設定変更することを特徴とする請求項５又は６に記載の自然災害発生検出方法。
- 前記判断した結果を出力部を介して送信することを特徴とする請求項５〜７の何れかに記載の自然災害発生検出方法。
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