JP3823860B2

JP3823860B2 - 津波及び／または高潮警報時の閉門方法及びそのシステム

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Publication number: JP3823860B2
Application number: JP2002079919A
Authority: JP
Inventors: 秀雄小澤; 匡生寺谷; 弘安達; 俊夫畑; 博正嶋
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-03-22
Filing date: 2002-03-22
Publication date: 2006-09-20
Anticipated expiration: 2022-03-22
Also published as: JP2003278122A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は津波及び／または高潮警報時の閉門方法とそのシステムに係り、特に数十以上の水門及び／または陸閘備えた地域を津波や高潮から円滑に守る仕組みを提供することにある。
【０００２】
【従来の技術】
津波や高潮は警報発生以後左程時間を経ずに陸地へ押し寄せてくる。一方、津波や高潮の被害を最小限に食い止める為に、水門や陸閘を閉じる作業が行われるが、該当門が多数あると人海戦術には限りがあり、門の閉鎖完了が間に合わない可能性がある。
【０００３】
ところで防潮水門を緊急時に降下させる動作指令を遠隔で行うシステムは例えば特開平１１−３４３６１７号公報に記載されている。この従来例では、津波発生後に水門を一斉に半閉し、操作員がＩＴＶ（工業用カメラ）を利用して船舶，人，物の通過確認を行ってから全閉している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記公知例では水門を一斉に半閉しても全ての門は全閉に至っていないので、短時間で来襲する津波は各門を突破する可能性がある。しかも陸閘への対処が検討されていない。加えて従来は、門閉作業は委託業者に任されており、また、遠隔操作でＩＴＶモニタを見ながら閉めており、また門閉鎖の完了はリミットスイッチなどを用いて遠隔監視にて把握していたが、いずれにせよ突如短時間で来襲する津波への即応が課題となる。
【０００５】
例えば津波は突然来襲し、発生から津波来襲まで短時間であることに対し、閉じる対象の門は１港湾，海岸で数１０〜数１００あって、各門に専属作業者が常駐するわけではないので門閉の委託業者の作業は間に合わない。そして作業者は避難すべき所よりも危険強度の高い箇所に向かって駆けつけねばならない。また、門閉が遅れた場合、作業者の生命にも危険が及ぶし、門本来の機能が発揮できないから被害は後背地に及ぶことになる。場所によって門閉不可の場合は、水流が変わって予め想定した避難経路が使えなくなる可能性があり、操作員の人数が対象門数に比べて不足し、参集できず、作業者が揃わないことも予想される。センタでも津波来襲までの短時間に、操作員１名のＩＴＶ監視しながら遠隔操作できる門の数は限定され、津波到達時間まで、人，車の避難の為に門閉を延期するとしたら、現実的に操作員が閉められる門の数はせいぜい２〜３門である。
【０００６】
そこで本発明はかかる非常時において操作員集合員数不足でも対象領域全体の門閉作業をより確実に遂行できる仕組みを提供し、津波被害の防止及び門閉に駆けつける作業者の生命の危険を防止することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するべく、本発明の津波及び／または高潮警報時の閉門方法は、津波及び／または高潮の警報以後に、管理下にある複数の水門及び／または陸閘の各門に対しセンタから門閉鎖指示信号を送信すると共に、前記各門毎に付設された異物検知装置の情報は判断手段にて異物無視可か否かを自動判断し、異物無視可の判断なら該当の各門自律的に門閉鎖の作動をし、異物無視不可の判断なら異物を検知した門では閉動作過程乃至その前後の各門の異物の有無の情報をセンタに送信し、異物状況をセンタにて確認の上異物排除要なら現場の門に異物排除指示信号を送信し、或いはセンタから遠隔操作で門閉する。この場合、異物検知装置で異物を検知しない場合は人手を介さず門毎に自動閉鎖を行うことが即応に適する。また、センタからの閉動作操作は管理下の複数の水門及び／または陸閘を管理下門一斉、または地区毎か重点門順に行い、前記異物排除対策要の門について個別対策を行って閉動作をさせることが望ましい。すなわち異物検知すれば門閉作業は停滞するところ、異物無視可と判断された門を即閉し、重点化門順でも即閉するから全体として門閉動作が促進されるようになる。
【０００８】
また、閉動作過程では警報音を各門近辺で発生させると共に、異物が検知された該当門では更に前記警報音とは異なるアラームを発生させ、或いはセンタからのマイクで警告すること、或いは、前記異物検知装置は光学カメラ，赤外線カメラ，ミリ波レーダ，光電管，赤外線センサから選ばれる１または２以上の組み合わせで構成し、かつ監視カメラを兼ねること、或いは警報以後閉動作に入るまでの時間間隔を津波及び／または高潮の到達予想時刻をベースに設定すること、或いは警報以後閉動作に入るまでの時間間隔を、直近日若しくは類似日で同時刻の交通量，年間のイベント、及び／または当該門の通行パターンのデータをベースに設定することなどの実施態様が挙げられる。
【０００９】
また、本発明の津波及び／または高潮警報時の閉門システムは、上記方法実現の為に、管理下にある複数の水門及び／または陸閘の各門に付設された門制御装置，異物検知装置並びに監視カメラと、センタに設置された中央制御装置とを備え、前記の門制御装置，異物検知装置並びに監視カメラと前記中央制御装置を通信手段で接続してなること、或いは更に、津波及び／または高潮の警報以後に管理下の前記各門に対しセンタから門閉鎖指示信号を送信する送信手段と、前記異物検知装置の情報から異物無視可か否かを自動判断する判断手段と、各門の異物状況を前記センタに送信し及び／またはセンタからの作業指示を受信する通信手段とを備えることを特徴とするが、異物検知装置は監視カメラを兼ねても良い。この発明において、異物無視可の判断なら該当の各門自律的に門閉鎖の作動をし、異物無視不可の判断なら異物を検知した門では閉動作過程乃至その前後の各門の異物の有無の情報をセンタに送信して、異物状況をセンタにて確認の上異物排除要なら現場の門に異物排除指示信号を送信することが好ましい。
【００１０】
更に、多数の門を監視することから、津波及び／または高潮監視センタのモニタ画面は、水門及び／または陸閘の各門に付設された監視カメラの撮影情報と、望遠カメラによる地域及び／または海上の撮影情報とを併せて表示することを特徴とするが、この場合、各撮影情報に加えて、水面高さの経時変化を予想値及び津波到達時刻，残時間を含めて表示することが好ましい。又、管理下全体の門閉鎖状況を地図上に表示し、閉鎖未完了の門が有れば浸水予測図を表示することも良い。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。
【００１２】
図１は本発明システムの一実施例の全体構成ブロック図である。本実施例システムは水門及び／または陸閘（以下、門と呼ぶ）の門部Ａと中央制御部Ｂつまり津波及び／または高潮監視センタが構成の中心となる。門は一つの港湾，海岸に数１０〜数１００存在するが、門部Ａは門が単数であるか複数であるかは問わない。この門部Ａは門制御装置１があり、一方、中央制御部Ｂには中央制御装置２があって、門制御装置１と中央制御装置２は通信回線３で繋がっている。この回線３は例えばインターネットでも良い。
【００１３】
門部Ａにおいて、門制御装置１には海側等周辺監視カメラ４，門扉監視装置５，警告装置６，門駆動装置７，水位計８，操作卓９上の電子機器、並びに記録装置１０が通信手段で或いは電気的に接続されている。門扉監視装置５は映像分配装置１１と画像処理装置１２を備え、映像分配装置１１は門毎に付設された監視カメラ１３が接続される。門扉監視装置５は映像分配装置１１が直接或いは画像処理装置１２を介して門制御装置１に繋がっている。警告装置６はスピーカ，サイレンなどの音声警報器１４，光警報器１５，ＬＥＤ等文字，記号表示板１６を接続している。操作卓９の電子機器はモニタ１７，システム監視機器１８，操作スイッチ類１９から構成される。門駆動装置７には門を駆動するモータ２０とリミットスイッチ２１が繋がっている。これらの門部Ａの機器では、各門毎に少なくとも監視カメラ１３，警報器（１４，１５，１６のいずれかまたはこれらの２つ以上の併用）、及びモータ２０とリミットスイッチ２１が付設されることになる。
【００１４】
門部の操作卓９は、センタからの遠隔操作に依らず、操作者が直接門部にて門の開閉操作を行えるための装置である。これに対しセンタには操作卓２６が複数有るが、これは、（１）操作員が短時間に操作できる門の数が限定されること、（２）津波及び・又は高潮警報発令後、操作のために集合する操作員は五月雨的に増加／或いは他の対策で減少する可能性があり、徐々に増加／減少する操作員が、地域毎、重点地区毎等限られた短時間の中で被害削減を目的として分担する門を按分して割り振る仕組みが必要であることによる。
【００１５】
記録装置１０は、（１）対応の的確性判定、（２）対応策向上、（３）学術的活用を目的として、中央制御部Ｂとの通信内容，時間，門部内の制御内容，水位計のセンサ情報，異物検知装置処理内容，監視カメラ撮影内容を発生／終了時刻等対応プロセス全体を履歴として記録する。中央制御部Ｂの記録装置２３も同様に、中央制御部Ｂに集まるか或いは取扱う全ての制御情報，入力情報，出力情報を開始／終了時刻を含めて対応プロセス全体を履歴として記録する。
【００１６】
映像分配装置１１門制御装置１に直接繋がっているものと画像処理装置１２を介して繋がっているものがある。これは、管理下のカメラ画像の全部が画像処理に掛けられ、異物が無いか或いは門閉鎖に際して無視できる程度であればセンタに送らずとも当該門制御装置１の判断手段にかけて門閉動作を行うルートと、異物検知時（異物が門閉に無視できない程度のものであるとき）に画像の生データをセンタ（中央制御部Ｂ）に送るルートとを示しており、これらのルートの為に画像を映像分配装置１１で分けているのである。
【００１７】
中央制御部Ｂは中央制御装置２に操作卓按分装置２２と記録装置２３が付設され、更に、中央制御部Ｂの外部にある遠隔監視部２４と津波・高潮注・警報システム２５にも接続されている。操作卓按分装置２２には複数の操作卓２６が接続されている。各操作卓にはモニタ２７，システム監視機器２８，操作スイッチ類２９が含まれている。また遠隔監視部２４にはモニタ３０が接続されている。
【００１８】
遠隔監視部２４は例えば県庁での監視モニタであり、津波・高潮注・警報システム２５は気象庁或いは気象台に備えられている。よってこれらは中央制御部Ｂの外にある。
【００１９】
操作卓２６の最適数は、１操作卓で担当可能門数は１度に１門とした場合に、全門数／〔｛（津波到着時刻−発令時刻）−門閉最小警告時間｝／１門平均閉鎖時間〕×（門閉中での異物検知率）で表される。すなわち、異物検知率を下げることがセンタ操作卓や操作員が少なくても操作できることになり、また、逆に全体の門を（自動的に）閉鎖でき、被害を減少させることに繋がる。異物検知率を下げるためには、警告装置に於ける警報器／表示器での警告を一定時間行った後で遮断機等による侵入者を半強制的に拒絶する異物検知とならない仕組みが必要となる。
【００２０】
また、門の閉鎖時間を短縮することも、有効であることが分かる。各個の門において、特に閉鎖時間を長く要す幅の広い門を、この様な門は、交通量即ち避難者数も多いことは考えられるが、一気に閉鎖するのではなくて、途中まで閉めておき、残幅の閉鎖時間を短縮する工夫も出来る。門閉鎖管理作業の対象とする全門数を減らすことも、センタ操作卓や操作員が少なくても対処できることに貢献する。すなわち、全門の絶対数は減らせないが、また沿岸住民，他地域からの訪問者に、門の閉鎖時期，被害発生時の責任の所在等を周知徹底しておくことが前提となるが、人が容易に乗り越えられる様な門扉高の低い門や、津波来襲側に人，車などが少ない門、また、津波・高潮は水流であるから河川など低いところを選んで内陸部まで逆流し被害を増大する可能性がある。よって、河川水門の閉鎖を行う。但し、水門の閉鎖については、上流からの河川の流下量，河川交通量などを個別の河川毎に考慮して選択する配慮が必要である。尚、津波警報検知後は、出来るだけ早い時期に門閉状態を完了させることで管理対象門数を減らすことができる。
【００２１】
次にこの実施例システムを用いた場合の門閉制御手順を図２のフローチャートを用いて説明する。
【００２２】
関係海域或いは地域での地震などを受けて、緊急時門閉制御がスタートする（ステップｉ）。そして津波・高潮注・警報システム２５にて発令されると（ステップii）、中央制御部Ｂより門閉指示が出される(ステップiii）。この指示信号を受けて警告装置６の関係機器は作動を開始し（ステップiv）、次いで門扉監視装置５が作動する（ステップｖ）。ここで判断ステップviに至り、閉門完了までの設定時間が津波到着時間まで余裕があるならステップiii とivの間にも戻って警告と監視を続ける。設定時間に比べて津波到着時間までの余裕がなくなってきたならば、画像処理装置１２による状況確認を実施し(ステップvii）、異物検知されなければ門駆動装置７を作動し（ステップviii）、門閉確認をリミットスイッチ２１がＯＮならば行って（ステップix）、警告装置６及び門駆動装置７を停止し（ステップｘ）、一連の動作を終了する（ステップxi）。この間、警告装置６，門扉監視装置５は動作し続ける。門閉確認リミットスイッチ２１がＯＦＦで門閉完了が確認されない場合は画像処理装置１２で異物検知を行う工程（ステップvii ）に戻る。画像処理装置１２で異物が検知された場合手動切替アラームを中央制御部Ｂで発令し(ステップxii）、操作員が監視カメラ１３で異物状況を確認し（ステップxiii）、問題となる異物が問題なければ門閉指示を出し（ステップxiv）、門駆動装置を作動させる(ステップviii）。監視カメラ１３による確認で問題になる異物が確認されたら、その異物を排除するよう現地に指示するか異物通過を待って門閉指示を出す(ステップxiv）。この異物検知事態の対応は、門駆動装置作動（ステップix）後でも異物検知があれば行われることになる。尚、ここで異物とは、車，船舶，荷物などの物体に限定されず、人も含まれる。即ち、警報発令後に門閉動作が始まってから、慌てて避難し、無理をする者が出る可能性があるが、本実施例では異物検知を行って事前にそのような者や物体の進入を防ぐ警告を出し、万一進入した場合には速やかに移動させるよう誘導することになる。尚、警告後の該当門への往来ができないように、前後の通路或いは流路に壁や仕切板，邪魔板などの障害を設けたり、頑強な構造物による一時避難所を設けても良い。
【００２３】
図３は図１及び図２の実施例が適用される海岸線付近の設備配置の一例を示す。センタ３３は例えば消防本部が兼ね、２４時間体制で運営される。３４は人工衛星で地震・津波情報をセンタ３３に伝送する。センタ３３は諸設備の子局と光ファイバネットワーク３５にて接続される。この諸施設としては、例えば河口付近の水門３６，陸閘３７，観測局３８，安全情報伝達施設３９があり、この内、各水門３６と各陸閘３７についてはＣＣＴＶ４０で監視されるようになっている。各水門３６，陸閘３７について遠隔監視・制御することは前述の通りである。観測局３８は海象・気象情報を収集する。安全情報伝達施設３９は緊急・広報情報の伝達をする。
【００２４】
観測局３８は海象・気象情報の収集を図り、例えば潮位や波高さなどを観測する。例えば水位計８を備えることになる。各陸閘３７と水門３６は夫々に通信制御装置５２と機側装置５３も備える（これらの装置５２，５３は図７，図８で後述する）。安全情報伝達施設３９は例えば電光掲示板５５（図８参照）で警報発令や避難指示を表示する。
【００２５】
図４は地震津波発生や津波警報解除に伴なう、時間経過に従った諸施設の動作の様子を説明するものである。また、図５は図４の動作手順の補足説明図である。地震津波が発生すると約３分以内に気象衛星３４から衛星緊急情報受信装置つまり津波受信端末４６にその情報が伝達され、直ちに津波注警報は発令される。次いで各監視操作端末４３から数秒以内に次の各動作が同時進行で成される。
【００２６】
すなわち、（１）ゲート（＝水門，陸閘。以下同様）自動閉指令を水門３６，陸閘３７の機側盤に出してゲートを降下或いは閉方向へのスライドを開始する。（２）ＣＣＴＶモニタ４０による手動閉・停止指令を受けたならば水門３６，陸閘３７の機側盤を介してゲートの閉動作中止または停止を行い、障害除去後に全閉する。（３）安全情報制御端末４４にて緊急情報を発令し、安全情報伝達施設３９の電光掲示盤５５に当該情報を表示する。（４）警報操作端末つまり警告装置制御端末４５にてサイレンや回転灯を動作させる。（５）カメラ制御指令を出し、旋回，ズーム，照明などの指示をＣＣＴＶカメラ４０に送信する。津波受信端末４６による津波注警報発令から各動作の開始までは数秒以内であり、ゲートの閉じ始めから全閉までは約３分の所要時間である。以上の津波注警報が解除されたなら、その旨を衛星３４を介して津波受信端末４６で受信し、監視操作端末４３で各ゲートに手動全開指令を出し、安全情報制御端末４４にて解除情報を安全情報伝達施設５５に流してその旨を電光表示する。津波警報発令から解除までの全記録は記録される。
【００２７】
図５で説明すれば、センタ側の操作卓２６（＝監視操作端末）は門制御装置１に対して門閉指令を発する。門制御装置１においては警告，異物検知が行われ、異物検知がなければ機側装置へ門閉指示を発し、異物検知があればセンタ側へ手動門閉要請の信号を送信する。この信号を受信したセンタは門制御装置１に対してＣＣＴＶモニタなどを用いて手動で閉じ、或いは停止の指令を出す。この指令を受けた門制御装置１は警告，機側盤へ門閉指示，異物検知が行われ、異物検知がなければ機側装置へ門閉指示を発し、異物検知があればセンタ側へ手動門閉要請を行い、以降問題解決まで（つまり異物無視可能とするまで）繰り返す。
【００２８】
かかる実施例の指示，動作の関係を以下補足説明する。まず、望ましくは中央制御装置２から各門に一斉に門閉の指示を出す。このとき複数の門については独自に自律して門閉動作に入る。各門では門扉監視装置５による異物（人，車輌，船舶など）検知が行われる。警告と同時に門扉周辺の監視開始する。異物検知には、光学カメラ（夜間に備えて照明設備が付設されていることが好ましい）以外に、赤外線カメラ，ミリ波レーダなども活用可能である。津波到達時刻までの設定時間の間は、避難者の妨害を行わないために警告のみで門を閉めない。時間が来て、異物ない場合は、そのまま門閉する。そして門閉鎖結果を中央に報告する。門閉時間の設定は、直近日，類似日同時刻の交通量，年間のイベント，当該門の通交パターン（先が海で行き止まりで行った人は必ずそこを通って帰ってくる等）等をカメラでカウントしておいたデータを考慮して定める方式でも良い。異物が有る場合は、門閉を停止し、中央に「異物あり，自動門閉不可，遠隔門閉に切替」のアラーム及びカメラ映像を送出する。中央では、「遠隔門閉に切替」モードに切り替わり、モニタにカメラ映像を表示すると共に操作員の指示待ちに入る。
【００２９】
モニタ表示時、何を異物と判定したか表示画像そのものとその部分を警告色に染めたものとで交互にフリッカー処理する。異物を２次元または３次元処理し物の形を浮かび上がらせるか想定する処理があることが望ましい。異物が無くなった場合、自動的に門扉監視装置での自動門閉モードに復帰しても良い。中央では、操作員不足（途中から参集してくる）を想定して操作卓からの操作により、分担担当する監視門を振り分けることが出来る仕組みとする。振り分け方は、地区別，重要（とクラス分けされた）門別など地域の特徴に合わせてルールを決められるものとする。操作員による操作中の門は、基本的に分担が変更できない仕組みとする。操作卓は、門部，中央夫々に設置でき、優先操作順位，強制操作の制御権を定められる物とする。門毎に行われた操作（自動処理を含む）は、海側等を含むカメラ映像，水位，警告装置モニタ、及び門駆動装置稼働状況、などを時刻と同期して水圧等津波の被害により破壊されない環境で記録できる物とする。これは画像処理での自動門閉を行った事による被害発生の際の責任の所在，再発防止策，津波防災対策立案に資するためである。以上は、操作卓毎の記録も加え、中央でも同じである。中央でのモニタ状況，操作状況，全門部の門閉状況等を更に別な県庁担当部門等で遠隔監視部としてモニタすることも有効である。
【００３０】
本実施例システムでは次の機能を備えている。第１の機能として潮位などをリアルタイムに収集する。収集情報はセンタ内で表示する。各港などにて計測し、リアルタイムに管理事務所で表示，日報／月報／帳票作成する。水位計測する検潮所は例えば概ね４箇所／各県の港湾に設置される。計測項目は例えば潮位，波高，周期，風速，風向，気圧などである。気圧が１mb低下すると海水面が１cm上昇する。また非常時なので収集データを県庁へ送信し、県は県内各地の状況を把握する。第２の機能は地震・津波・気象情報の受信である。気象衛星の受信装置を利用し、警報発信を行う。尚、気象情報も入手も可能となり、台風情報，レーダ画像，波浪予測等も可能である。第３の機能として水門（陸閘）を遠隔で監視・制御する。映像，音声による状況把握と警告，監視／制御（自動，手動）を実施、そして施設状態を他システム（防災情報システムなど）へ伝送する。第４の機能として、気象情報・広報情報の伝達がある。安全情報伝達施設の整備を行い、緊急時は警報，避難勧告、平常時は地域生活情報，観光案内，自治体広報情報などを流す。また、防災行政無線システムと接続される。
【００３１】
本実施例システムの特徴は、第１に容易な操作性である。監視操作端末，制御端末に汎用ＷＳ／ＰＣを採用し、使い勝手のよいユーザインターフェースで、緊急時でも容易に運用可能である。第２に監視制御の信頼性がある。監視制御装置にはプロセス制御で実績を誇る制御用コンピュータを採用し、データ収集，設備制御を確実に実施する。通信回線を光ファイバー，無線回線で２重化することで、データ伝送の信頼性が向上する。第３に拡張性の考慮が挙げられる。管理対象施設の増設や防災情報システムとのリンケージを容易に実現することになる。
【００３２】
図６はセンタ３３内の中央制御装置２に付設される表示装置のモニタ画面の表示例である。この表示画面は各表示記録端末４２，監視制御端末４３などの端末の画面にも表示できるものとする。即ちこの画面５６には、監視カメラ１３の画像と、遠望カメラ（海側等周辺監視カメラ４）の画像が写し出され、監視カメラ１３の映像は異物検知がされたものが複数あれば複数箇所の監視カメラ画像（例えば図６ではカメラ１，カメラ２の枠）を映し出す。但し、異物検知門が多数あって該当カメラ映像も多くなるときは画面切替えで対応しても良いし、少なくとも異物検知門の様子がわかれば他は異物検知の無い門の映像を映し出しても良い。また管理地域下に該当する全ての門を子画面表示しておき、異物検知該当門についてクローズアップ画面にしても良い。更にこの画面５７には異物検知された門について異物想定図（上面図）を併せて表示し、作業指示や安全確認をし易くする。また、津波・高潮による波高変化予想を経時的に図示する。図６の例では門と防波堤と地面のイラストがあり、これに現状水位と通常の水位，水位計位置，津波・高潮の到着時刻や到着時間及び津波・高潮の波高予想ラインとそこに至る残時間を表示している。これら数字や現状水面ラインは子局３８からの情報受信を得て刻一刻と変化していく。この画面は一例であって、防波堤や門のイラストを略し、横軸を時間にして波高予想の経時変化を表示しても良い。
【００３３】
図７は第二の実施例にかかる全体構成ブロック図であって、図１のシステムに諸装置を追加したものであるから、本質的には動作原理に変更はない。この例では警告装置６と門制御装置１の間に機側装置６０を置く。警告装置６には遮断機７７が付設されている。また、門制御装置１に地震計６１，通信制御装置６２，ネットワーク監視／簡易津波予測処理装置６３をつなげる。これらの他に門部Ａ内に非常用電源６４を備え付ける。一方の中央制御部Ｂ（センタ側）にも通信制御装置６５を中央制御装置２と通信制御装置６２の間に置く、更に中央制御装置２に大型モニタ６６もつなげ、こちら側にも非常用電源６７を備えつける。各操作卓２６にはマイク９７を付設し、門部Ａの各該当門に肉声での指示も出せるようにする。機側装置６０は電動化門を建設した場合、門側の建設物の一部として設置される制御盤である。よって制御システム側から見ればその盤に繋げば良い。この中身を分解は門駆動装置と警告装置の組み合わせに相当する。地震計６１は門制御装置の簡易津波予測装置に接続するのが直接的である。非常用電源６１，６７は制御用コンピュータに接続するが、本例ではモータなどの動力線へのバックアップは想定していない（本図は通信線を主体として記載してあり、図面が煩雑になるので電源線の記載を省略してある）。大型モニタ６６の画面は合体が写されても良いし、操作卓で操作中の画面を単複数写しても良い。大型モニタ６６は、センタ全体を統括する責任者が管理対象の門の全体の閉門状況を見て、操作員に門操作の順序付け、操作員の分担割付を指示できる装置である。また、操作卓の操作員が自分の操作の位置づけを確認する。即ち、画面は港湾全体の地図と全門の状況水位計の状況が映し出され（水位状況は、津波接近，到着の波の形をしたアニメーションでも良い）、特に閉鎖完了していない門が明示され、どの門を次に閉めなければならないか一目で分かる仕組みを示す。これにより、操作員間の情報共有，操作着手の優先順序付けが出来る。更に、地域住民向けの避難経路指示ができ、閉まった門は堤防と共に防衛線として映し出される。また、防衛線が、堤防高さ，地表高さの断面と共に側断面表示されても良い。
【００３４】
図８は図７のシステムを適用する装置配置例を示す。センタ３３は情報処理装置４８、この情報処理装置４８に接続された入出力装置４９，入出力装置４９に接続されたＣＣＴＶ制御装置５０と無線伝送装置５１（無線伝送装置５１はCCTV制御装置５０にも接続されている）で中央制御装置２の骨格を構成し、他に、表示記録端末４２，監視制御端末４３，安全情報制御端末４４，警告装置操作端末４５，プリンタ４７，衛星緊急情報受信装置（つまり津波受信端末）４６がＬＡＮ５４で繋がり、このＬＡＮ５４に情報処理装置４８とＣＣＴＶ制御装置５０も接続され、更に情報通信光ケーブルとも接続される。尚、符号４１は気象庁（気象台）である。ＣＣＴＶ４０など周辺監視カメラは、センタ３３からのパン，ズームなどの操作ができる。
【００３５】
図９にこの図７のシステム例による門閉制御手順のフローを示す。尚、表１，表２は図９の一部工程の補足説明の表である。このフロー図はセンタ部Ｂ側と門部Ａの各フローに概ね別れているが、センタ側と門部とで時間変化の横軸を合わせている。センタ側はスタート（ｉ）後、津波・高潮警報が発令され（ii）、メインネットワーク監視が確認(iii）後に門閉指示を中央制御部２から出す（ｖ）。メインネットワーク監視が確認できなければバックアップに切り替え（iv）て後に門閉指示を中央制御部２から出す。しかる後、門部にて後述のケースＦの動作を行うことになる。一方、ここまでのセンタ部Ｂの動作に相当する時間は門部Ａでは次の動作を行う。まず、門部はスタート（xviii）後、地震検知し（xix）、簡易津波予測を行う（xx）。簡易津波予測には簡易到達時間予測と簡易津波規模予測がある。当該門における津波到達時間が門閉鎖最遅開始時間より長ければ（つまり、遅ければ）簡易津波規模予測を行う。その後、警告装置を作動するか否かを判断し（xxi）、作動するならステップxxii の後に門扉監視装置を作動し（xxiii）、その後に判断ステップxxiv に進み、警告装置を作動しないなら直接ステップxxivに進む。ステップxxivでは表１に従ってネットワーク監視と電源確認を行い、ケースＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの動作に移る（xxv，xxvi，xxvii）。
【００３６】
ここで各ケースにつき、ネットワークと電源、及び処理（動作）について表１に整理する。
【００３７】
【表１】

【００３８】
ケースＡは処理不可で終了となる（xxvi）。ケースＢ，Ｃは手動で閉鎖する操作員の手配要請の連絡となる（xxv）。ケースＤは門独自処理である（xxvii）。
ケースＤならば判断ステップxxxiに移り、ケースＥ（ステップxxviii）の場合は、センタから門閉鎖指示をして独自処理を行い、同じく判断ステップxxxiに移る。ケースＢ，Ｃ（xxv）は判断ステップxxxiに直接移ると共に、ステップxxix，xxx を順次介してxxxiに移る。ステップxxixでは、門閉鎖最遅開始時間及び津波到達時間の夫々をセンタから門に伝送する。ステップxxx では前ステップを受けて警告装置６を作動させ、その後判断ステップxxxiに移る。判断ステップxxxiでは当該門への津波到達時間が当該門閉鎖最遅開始時間よりも大きければ（つまり比較的余裕をもって閉める時間があれば）この判断ステップxxxiを繰返し、そうでなければ次の判断ステップxxxii に移る。つまり当該門における津波到達時間が門閉鎖最遅開始時間と同じか短ければステップxxxii に至り、画像処理装置で異物検知を行うことになる。平常時、毎日１回等門扉監視装置を作動させ、異物が監視範囲内に無いことを確認し、有った場合には作業員を派遣し除去する等、何時非常時が発生しても常に門閉鎖が出来る状態であることを確保する。
【００３９】
ところでケースＦ（ステップvi）後は警告装置を作動させ(vii）、門扉監視装置を作動させ（viii）、津波到着時間に余裕があれば警告装置作動などを続け(vii〜viii）、津波到着時間に余裕が無ければ画像処理装置で異物検知を行う（ｘ）。異物が検知されたらセンタ部Ｂの中央制御部２にて手動切替アラームを発し（xi）、更に操作員が監視カメラで確認をして（xii）、ＯＫと判断されるまで確認作業をし続け、門部Ａに対して門閉指示を出し（xiii）、門部Ａでは門駆動装置が作動する(xiv）。また、異物検知ステップｘの結果、異物検知がなされなければ（或いは、紙片，ごみ類など門閉に際して無視できる程度のものしかない場合）、門駆動装置を作動させる(xiv）。その後、門閉確認をリミットスイッチで行い（xv）、リミットスイッチがＯＦＦなら判断ステップｘ以降をし続ける。判断ステップxvで門閉確認リミットスイッチがＯＮになれば警告装置と門駆動装置を停止し（xvi）、終了する（xvii）。
【００４０】
門側のステップxxxii 以降についても同様で、異物検知なくば門駆動装置を作動させ（xxxiv ：但し、ケースＢ，Ｃの場合は手動閉鎖）、門閉確認をリミットスイッチで行い（xxxv）、リミットスイッチがＯＦＦなら判断ステップxxxii 以降を繰返し続ける。尚、判断ステップxxxii で異物が認められたら異物排除指示（xxxiii）を出して後、門駆動装置を作動させる。判断ステップxxxvで門閉確認リミットスイッチがＯＮになれば警告装置と門駆動装置を停止し(xxxvi）、終了する（xxxvii）。
【００４１】
以下にシステム稼働時の前提条件について説明する。すなわち、通信線や、電源線が遮断すると言う事態が発生するような、地震や暴風雨そのものの強度がより強い場合、また、震源域が内陸にもおよび地震発生から３〜５分と短時間で津波が来襲する場合、気象庁の津波警報発令を待てない場合が考えられる。このような非常の度合いが高い場合が発生した際にも以下に述べる条件の下で、システムの稼働を確保できる仕組みである。
【００４２】
全体システムは、津波及び／又は高潮の警報以後に管理下にある複数の水門及び／または陸閘の各門をセンタから門閉指示で稼働開始するが、津波の場合は地震によって、高潮の場合は暴風雨などによって通信や電源線路が破壊されることが考えられることから、通信や電源供給が遮断された場合においてなお、各門を稼働させるための閉門方法を述べる。システム稼働時の前提条件を表２に示す。表２は通信路、電源等の確保（前提）とそれが一部不通となったときに、本システムを動かす為にはどの様な組合せ、仕組みが考えられるかを整理したものである。
【００４３】
【表２】

【００４４】
表２は、通信，電源供給遮断の障害発生有りの場合をケースＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ及び障害なしの状態Ｆと門内部，門〜センタ，センタ内部の通信、及び、門内部，センタ内部の電源確保が成されているか否かの夫々の条件からなる。各ケースは表１の各ケースに対応する。通信では、津波・高潮による災害に対応するシステムとして門内部，センタ内部の通信は稼働していることを必須条件として前提としている。電源では、門内部の制御部、センタ内部の制御装置は非常用電源で確保、センタ内部の中央制御装置は全体のコントロールセンタの位置づけであるから当然非常用電源でバックアップするが、ケースＤの場合、門〜センタ間通信不通となり、センタ内部の通信及び、電源が確保されていてもその情報を門との間で授受できない。従って門独自の判断で門閉する事になるがセンタに対し門は複数有ることから当該門以外の門との通信が確保されているケースもあり、センタ内部の通信、電源は必須とした。
【００４５】
以下上述前提の下各ケースに付いて述べると、ケースＡは、通信，電源とも全不通であり、門を閉鎖するとすれば、操作員が直接手動で門閉する事となる。従って、システム的に処理不可である。ケースＢ，Ｃでは、通信線は、メイン又はバックアップが確保されているが、門駆動部の電源不通の状態である。門内部のネットワーク監視装置で本状態を把握した後手動操作のための操作員手配要請をセンタに連絡し操作員の手動操作により、門ＬＳがＯＮしたことを把握し、センタに連絡することを特徴とする閉門方法である。尚、メインは、画像映像を授受可能な光ファイバ等、バックアップは、無線などを想定している。ケースＤでは、門〜センタ間の通信がメイン，バックアップとも不通となった状態である門とセンタ間の通信不通のため、門の簡易津波予測処理装置で津波到達時間、津波規模を簡易予測しこの結果に基づいて門独自で異物検知を行い門閉を行うことを特徴とする津波及び／または高潮発生時の閉門方法を示す。ケースＥでは、バックアップ回線は、現行の無線装置を想定しており、画像のデータ伝送容量の関係から処理装置で検知した画像を見ながら閉門操作を行うことが困難であるとの前提に立っている。バックアップ回線でも上記操作のための画像伝送が可能となるならば本ケースは不要にしても差し支えない。ここで簡易津波予測は、限られた時間，情報処理資源の中で行うため、予めシミュレーションされ、震源別，地震規模別などでパターン化した結果を使用することが実用的であろう。
【００４６】
図９は表２のシステム稼働時の前提条件をベースに門部単独で門閉鎖するための門制御手順フローチャートを作成してある。これらの関係を更に補足すると、この実施例では（１）地震波のＰ波，Ｓ波の時間差を捉えて震源地までの距離を予測、（２）地震の強度から（断層の横ずれ的な地震，震源深度の深い地震では大きな津波は起こらなくとも、安全サイドに）津波の規模を予測して、予防保全的に閉鎖してしまうという考え方を採用している。尚、地震計は、人間には強く感じなくとも大きな被害を及ぼす、所謂「ぬるぬる地震」（ぬるぬる地震，スロー地震，低周波地震，長周期地震とも言う）をはかる地震計も想定に入れている。ここで、門に異物を検知してもセンタでカメラ監視しながら遠隔閉鎖すると言うことが適切ではあるが、「異物排除指示」を出して閉めても本発明の範囲である。
【００４７】
図９のシステムはセンタ部と門部とが津波生時に独立にスタートするが、特に津波襲来までに時間が非常に切迫すると予想されるときにはとりわけ門部側スタートxviiを独自判断で開始，運用することが必要である。
【００４８】
図１０は監視カメラ１３による異物検知の一例として侵入者監視の例を示し、センタ３３ではこの画像が表示されることになる。この画面では陸閘７２が閉じようとする箇所に侵入者７４が見付かるとその旨のコメント７１が画像処理された背景画面７３に重ね合わせて表示される。尚、この画面上には画面操作ボタン類７０も重ね表示されている。これらの重ね表示は背景画面視認の邪魔にならぬよう白色などの色彩で表示される。このように例えば陸閘内に人が居ることが画像情報として表示されることになる。こうして本例では線的監視ではなく面的に監視し、監視場所の切替が可能となり、検知画像と時刻も記録可能とする。
【００４９】
図１１は子局３８における水位計測の画像情報であり、これもセンタ３３内で表示されることになる。この例の水位計８は水深目盛りを刻んだ指標板７５をカメラ４０で捉える仕組みなので水中工事が不要であり、よって施工が容易である。表示される画像は指標板７５の生画像または処理画像である。符号７６は斜線表示であって水面７９への着水位置がカメラ４０で簡単に読み取れることから水面７９に位置する指標板７５目盛りを読み取るのに便利である。また、本体は実質カメラのみなのでメンテナンスが容易であり、画像と水位を併せて監視・記録が可能である。測定された指標の目盛は画像処理にて符号７８のように画面上に水位が数値で表示される。
【００５０】
図１２は津波と到達予測時刻の関係を説明するものである。符号８８は震源、同８９は地震計、同９０は水門や陸閘などの門扉の側断面図である。本図は、津波が水位計から門に到達するまでの時間と、門閉鎖に要する所要時間（＋リスクor余裕時間）、ここから導かれる門閉鎖最遅開始時間の関係を示している。Ｐ波は５〜７Ｋｍ／Ｓ、Ｓ波は３〜４Ｋｍ／Ｓである。時点９１は津波警報発令か地震計により、津波発生検知時刻となる。地震計を受けて門独自処理がなされて良い。時点９２は水位計による津波検知時刻を示す。時点９２から堤防到達時点９３（図では９３は堤防高さイメージを兼ねて示してある）に至る間は水位計からの津波到達予測時間であって、水上距離と陸上距離を併せている。津波の水上速度は、水深３００ｍで時速５００ｋｍ，深さ２０ｍで時速５０ｋｍ、陸上速度は、障害物のないところで時速１０〜１８ｋｍ自転車の速さと同程度、市街地などで３〜７ｋｍである。津波を計測する手段として、水位計を上げたが、最近の研究では、光ケーブルやブイを利用した津波波高検知装置が開発、沖合に設置されており、より早期に津波の発生／襲来を把握する事が出来るようになっている。最近の気象庁の津波予報システムでは、地震発生後２分程度で、震源，地震発生後３分程度で津波警報、同５分後には、沿岸で予想される津波高さを具体的な数値で発表される。時点９４は門閉鎖最早開始時刻であり、時点９５は門閉鎖最遅開始時刻であり、時点９６は津波到達予測時刻である。時点９１から９４の間は門閉最小警告時間になり、時点９４から９５は門閉開始時刻になり、時点９５から９６は門閉所要時間に余裕時間を加えたものとなる。
【００５１】
門閉鎖の時期が早ければ海側あるいは津波来襲側に取り残される。門閉鎖の時期を遅くすると、避難者（車，船舶，物等の財産を含む）が避難できる可能性が大きくなるが（門近辺には、門閉鎖の後も人間が歩行で避難できるよう階段が設置されている）、門閉鎖が津波来襲に間に合わないと、山側に津波が進入し後背地に被害を及ぼす事態に進展する。また、この浸水により他の門を閉鎖した効果が減衰される。最遅閉鎖開始時刻は、門までの津波到達予測時刻から（門閉鎖所要時間＋余裕時間）を引いた時刻となる。陸閘，水門は、１港湾・海岸に多数設置されており、津波の周期は、近地津波１０〜２０分，遠地津波４０〜６０分であるから、１箇所でも閉鎖できないとそこから水が侵入し、後背地に回り込んで他の門の閉鎖効果を減殺する。木造家屋を例に取れば、浸水高０.５ｍは床下浸水、１.０ｍで半壊、１.５ｍで全壊と言われており、水は低い場所に回り込むところから地面の２〜３ｍと言ったわずかな標高差でも重点的に管理すべき水門、陸閘を絞り込める。交通量の多寡により、閉鎖できないリスクを織り込んで、小さいところは早めに閉鎖する等全体被害の最小化を目的関数として優先順位を付けても良い。
【００５２】
津波，高潮災害に於いては、どの様な仕組みを導入するにせよ門閉鎖に当たって、津波到達時間以内に全門閉鎖完了させる関係から、避難者（人，船舶，車，物等）が残る可能性があることと、閉鎖しきれずに後背地に被害を及ぼすこと、２４時間待機の操作員を常駐させられないこと等事柄がトレードオフの関係にあり、不幸にして門閉鎖に関しての被害発生の場合に備えて、災害非常時下の救済措置を条例化等しておくことが望まれる。
【００５３】
本実施例によって、操作員の集合人数不足の場合でも非常対応が機能できる。また、操作員の負荷が軽減できる。全門が最小の時間で閉まる、つまり避難者の救済がより確実になる。尚、避難者数の多寡による門閉のランク付けによる重点管理も可能となり、例えば交通量の多い門はぎりぎり最後まで開けておくとか、少ない門は早めに閉めて門閉の実行能力と被害、手順をバランスよく勘案することが可能となる。更に、津波来襲の予定時刻との関係から各門での避難の仕方を変化させて、津波接近の場合は鉄筋コンクリート建屋の高層階へ昇れなど、変化させて警告することも可能である。また、通信線路や動力電源が遮断されるような高度な非常時の場合、津波警報が間に合わない場合、各門がシステム的に孤立しても独自の判断により、門閉操作可能である。
【００５４】
本発明の２つの実施例による効果は次の通りである。すなわち、水門だけでなく陸閘も対象とし、センタ側から閉門指示を一斉に行うが、避難者（人，船舶，車，物）を出来るだけ避難させる為、津波到達まで門閉鎖開始時刻を遅らせることが可能となる。また、門閉鎖開始前に異物検知装置を作動させ、異物がなければ門閉することができる。これによって突然発生し津波来襲までの短時間に、各門が自律して、人手を介さずに門閉鎖を行い、津波被害が人手不足，人手介入遅れを原因として拡大すること、及び人を門に派遣して人海戦術で門閉することによる生命の危険を防止する。そして異物を検知した場合のみ異物の情報をセンタに送ってセンタの操作員の監視下で門閉することもできる。
【００５５】
尚、更に本発明について補足すると、簡易津波到達時間予測は、震源（域）の場所、及び海岸との距離，津波の速度による海岸到達時間で行い、簡易津波規模予測は、震度，周期に基づく津波波高で行う。いずれも、限られた時間の中で、センタや、門部の制御室内での情報処理と言った高速な計算機が導入出来ない中で予め計算され、パターン化された物を使用することが実用的であろう。地震計と計測震度計とは分けて使っても良い。一方が、震度（地表の揺れ強度）、一方が、ｇａｌの波を取る。
【００５６】
また、遠地津波（チリ津波など），近地津波（三陸津波など）の場合、地震発生から津波襲来までに若干時間があるので、図２で示すフローでも門閉制御は可能である。しかしながら、地震被害が大きくて動力電源や通信経路が遮断される場合、或いは東海地震のように地域が震源域（波源域）上にある場合、地震は直下型地震となり、動力電源や通信経路が仮に生きていても地震発生から非常に短時間で沿岸に津波が来襲することが考えられる。この様な場合、気象庁の津波警報は間に合わない可能性があり、線路が遮断され門部が孤立した状態で。システムが門閉制御を行う事が発生する。そこで、門部内で独自に簡易津波予測が出来ることが望ましい。同様にセンタ側でも簡易津波予測機能を付加することが望ましい。船や漂流物が町内に流れ込み家屋を破壊し被害が増大し、沿岸住民だけでなく、他地域から来た観光客，釣り客，工事関係者などの被害が増大する可能性がある。平常時は、干潮満潮の水位（潮位）情報をリアルタイムで取り込み或いは潮位表をテーブルに持って浸水域、津波発生シミュレーションによる規模やパターンの予測値が有効である。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば津波・高波発生という非常時において、操作員集合員数不足でも対象領域全体の門閉作業をより確実に遂行できる仕組み、即ち被害が後背地に及ぶことを防止する仕組み、又、作業員の生命の危険を防止する仕組みを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明システムの第一実施例の全体構成ブロック図である。
【図２】図１の実施例における門閉制御手順のフロー図である。
【図３】図１の実施例が適用される海岸線付近の設備配置の説明図である。
【図４】地震津波発生や津波警報解除に伴なう時間経過に従った諸施設の動作の説明図である。
【図５】図４を補足説明する運用フロー図である。
【図６】図３のセンタにおけるのモニタ画面の表示の例示図である。
【図７】本発明システムの第二実施例の全体構成ブロック図である。
【図８】図７のシステム例における装置配置例の説明図である。
【図９】図７の門閉制御フロー図である。
【図１０】監視カメラによる異物検知の一例示図である。
【図１１】水位計測の画像情報表示の例示図である。
【図１２】津波と到達予測時刻の関係の説明図である。
【符号の説明】
Ａ…門部、Ｂ…中央制御、１…門制御装置、２…中央制御装置、３…通信回線、４…海側等周辺監視カメラ、５…門扉監視装置、６…警告装置、７…門駆動装置、８…水位計、９，２６…操作卓、１０，２３…記録装置、１１…映像分配装置、１２…画像処理装置、１３…監視カメラ、１４…音声警報器、１５…バトライト等光警報器、１６…表示板、１７，２７，３０…モニタ、１８，２８，３１…システム監視機器、１９，２９，３２…操作スイッチ類、２０…モータ、２１…リミットスイッチ、２２…操作卓按分装置、２４…遠隔監視部、２５…津波・高潮注・警報システム、３３…センタ、３４…人工衛星、３５…光ファイバネットワーク、３６…水門、３７…陸閘、３８…観測局、３９…安全情報伝達施設、４０…ＣＣＴＶ、４１…気象庁、４２…表示記録端末、４３…監視制御端末、４４…安全情報制御端末、４５…警告装置操作端末、４６…衛星緊急情報受信装置、４７…プリンタ、４８…情報処理装置、４９…入出力装置、５０…ＣＣＴＶ制御装置、５１…無線伝送装置、５２…通信制御装置、５３…機側装置、５４…ＬＡＮ、５５…電光掲示板、５６…表示画面。

Claims

管理下にある複数の水門及び陸閘の各門に付設された、異物検知装置，監視カメラ，音声又は表示により警報を出力する警告装置並びにこれらを制御する門制御装置と、センタに設置された中央制御装置とを備えた津波または高潮警報時の閉門システムにおいて、
津波または高潮警報発令後、管理下の前記各門に対しセンタから門閉鎖指示信号を送信する送信手段と、
各門の異物状況を前記センタに送信しまたはセンタからの作業指示を受信する通信手段とを備え、
前記警告装置は、前記センタからの門閉鎖指示信号に応じて警報を継続出力し、
前記異物検知装置は、前記警報発令後、津波または高潮の到達予想時間及び前記水門及び陸閘の閉鎖所要時間とに基づき予め定められた時間間隔後に異物検知動作を開始し、
前記門制御装置は、前記異物検知装置による異物無しの信号に応じて前記水門及び陸閘を閉鎖し、前記異物検知装置による異物有りの信号に応じて当該検知された異物の状況を前記通信手段を介して前記センタへ送信し、当該センタからの門閉鎖指示信号を受信することにより前記水門及び陸閘を閉鎖するものであって、前記異物検知動作は、閉門動作開始から閉門完了までの間繰り返し実行することを特徴とする津波または高潮警報時の閉門システム。