JP3940548B2 - 総合水防支援装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、河川から河川の排水機場への排出、および河川間の水融通を行ない、また海または湾に接した河川の周辺流域の河川氾濫等における浸水災害防除である水防を行なうための排水機場付近のポンプの運転および水門の開閉操作を支援する総合水防支援装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、台風や集中豪雨等の大雨強風時には、海または湾から河川に水が逆流して来ないように、河川の排水機場の運転員が河川の水位を確認して、規定閉門水位(例えば2.0m)に達した時に、防潮水門の閉操作を行なうようにしている。
また、防潮水門を閉操作した後、河川の水が周辺流域に氾濫しないように、規定運転水位(例えば2.5m)に達した時に、排水機場付近のポンプの運転を行なって水を排出するようにしている。
【0003】
この種の従来技術としては、例えば以下に示すような文献がある。
【0004】
すなわち、排水機場付近での本流河川および支流河川の水位に基づいて、水門の開閉操作およびポンプの最適な運転を支援する方法(特開平8−286729号公報)。
【0005】
また、複数の河川および水路からなる河川網の水量を管理する河川管理施設機器の運用を行なう河川管理システムおよび河川管理方法(特開平9−3848号公報)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の技術においては、河川から河川の排水機場への排出、河川間の水融通に関する管理は行なわれているが、海または湾に接した河川の周辺流域の浸水災害防除である水防を行なうための排水機場付近のポンプの運転および水門の開閉操作を、台風等の気象情報や潮位、河川水位といった周辺外部要因を総合的に判断して行なうことは困難である。
本発明の目的は、台風等の気象情報や潮位、河川水位といった周辺外部要因を総合的かつ効果的に判断して提示し、海または湾に接した河川の周辺流域の浸水災害防除である水防を行なうことが可能な総合水防支援装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項1に対応する発明では、海または湾に接した河川の周辺流域の浸水災害防除である水防を行なうための排水機場付近のポンプの運転および水門の開閉操作を支援する総合水防支援装置において、
前記水防の対象地域における気象情報、雨量情報、河川水位および潮位の情報を外部情報として入力する情報入力手段と、
前記水防の対象地域における気象情報、雨量情報、河川水位および潮位の情報、前記ポンプの運転情報および水門の開閉操作情報に関するそれぞれの過去の実績情報を保存する実績保存手段と、
前記情報入力手段からの外部情報、および前記実績保存手段からの過去の実績情報をそれぞれ入力とし、当該外部情報および過去の実績情報の中から得られた河川水位または潮位が危険となる特徴的な状態に関する情報と、それぞれの特徴的な状態の有無およびそれぞれの特徴的な状態に対応する河川水位または潮位の危険度を示す係数を用いて演算された前記ポンプの運転および水門の開閉操作の目安となる値の情報とを支援情報として得る支援情報演算手段と、
前記支援情報演算手段からの支援情報を外部に提示する支援情報提示手段と
を備えている。
【0010】
従って、請求項1に対応する発明によれば、水防の対象地域における気象情報、雨量情報、河川水位および潮位の情報、ポンプの運転情報および水門の開閉操作情報に関する過去の実績情報を保存すること、並びに台風等の気象情報や、前記実績情報の中から得られた河川水位または潮位が危険となる特徴的な状態に関する情報と、それぞれの特徴的な状態の有無およびそれぞれの特徴的な状態に対応する河川水位または潮位の危険度を示す係数を用いて演算された前記ポンプの運転および水門の開閉操作の目安となる値の情報とを支援情報として提示することができ、海または湾に接した河川の周辺流域の浸水災害防除をより一層確実に行なうことができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0024】
(第1の実施の形態)
図1は、本実施の形態による総合水防支援装置を含む全体構成例を示す機能ブロック図である。
【0025】
図1において、本総合水防支援装置1が対象とするプロセスとしては、大小河川、海または湾があり、排水機場11におけるポンプの運転や、防潮水門(以下、単に水門と称する)12の開閉操作制御が行なわれる。
【0026】
また、この水防の対象地域には、レーダ雨量情報21や、地上雨量情報22や、河川水位23や、潮位24といった情報を得るための各種計測器類が備えられている。
【0027】
一方、本実施の形態による総合水防支援装置1は、図1に示すように、情報入力装置2と、実績保存装置3と、支援情報演算装置4と、支援情報提示手段である支援情報表示装置5とから構成している。
【0028】
情報入力装置2は、水防の対象地域における気象情報、雨量情報21,22、河川水位23や潮位24等の情報を、外部情報として入力する。
【0029】
実績保存装置3は、水防の対象地域における気象情報、雨量情報21,22、河川水位23や潮位24等の情報、ポンプの運転情報および水門12の開閉操作情報に関するそれぞれの過去の実績情報を保存する。
【0030】
支援情報演算装置4は、情報入力装置2からの外部情報、および実績保存装置3からの過去の実績情報をそれぞれ入力とし、この外部情報および過去の実績情報の中から水防を行なうためのポンプの運転および水門12の開閉操作に必要な情報を抽出して演算処理を行ない、支援情報を得る。
【0031】
ここで、支援情報演算装置4は、例えば水防の対象地域における雨量情報21,22、河川水位23や潮位24等の情報に関する計測値実績値を、その予測値と共に支援情報として得るようにしている。
【0032】
支援情報表示装置5は、支援情報演算装置4からの支援情報を外部に表示出力して提示する。
【0033】
そして、支援情報表示装置5により提示された支援情報に基づいて、運転員が支援情報表示装置5から運転指令を水防施設制御装置6に出力することにより、排水機場11におけるポンプの運転や、水門12の開閉操作制御が行なわれるようになつている。
【0034】
次に、以上のように構成した本実施の形態による総合水防支援装置の作用について説明する。
【0035】
図1において、総合水防支援装置1の実績保存装置3には、水防の対象地域における気象情報、雨量情報21,22、河川水位23や潮位24等の情報、ポンプの運転情報および水門12の開閉操作情報に関する、例えば数十年という長期間のそれぞれの過去の実績情報が保存されている。
【0036】
また、情報入力装置2からは、水防の対象地域における天気や降雨情報、台風の接近といった気象情報や、レーダ雨量情報21や、地上雨量情報22や、河川水位23や、潮位24といった情報が、外部情報として支援情報演算装置4に入力される。
一方、支援情報演算装置4では、情報入力装置2からの外部情報、実績保存装置3からの過去の実績情報に基づいて、水防を行なうためのポンプの運転および水門12の開閉操作に必要な情報を抽出して演算処理を行ない、支援情報が得られる。
【0037】
すると、支援情報表示装置5では、支援情報演算装置4からの支援情報が、運転員に表示出力して提示される。
【0038】
そして、支援情報表示装置5で提示された支援情報に基づいて、運転員が支援情報表示装置5から運転指令を水防施設制御装置6に出力することにより、排水機場11におけるポンプの運転や、水門12の開閉操作制御を行なう。
【0039】
ここで、支援情報表示装置5には、例えば図2に示すように、水防の対象地域におけるこれまでの雨量情報21,22や、河川水位23、潮位24といった計測値実績値のみならず、これらと共に今後の雨量予測値や水位、潮位も、支援情報として表示される。
【0040】
この場合、雨量予測は、例えばレーダ雨量情報21を用いての相関モデルや、移流モデルを使った予測方法が知られており、これを用いてもよい。
【0041】
また、河川水位23は、現時刻前の水位変動を用いるARモデルによる予測や、これにさらに降雨量の情報を付加したARXモデルによる予測方法が知られており、これらを用いてもよい。
【0042】
さらに、潮位24の予測は、気象庁発表の潮位情報を用いることもできる。
【0043】
上述したように、本実施の形態の総合水防支援装置では、台風等の気象情報や潮位、河川水位といった周辺外部要因を総合的かつ効果的に判断して運用するための支援情報を提示するようにしているので、運転員は、この提示された支援情報を参考にして、排水機場付近のポンプの運転および水門12の開閉操作を行なうことで、海または湾に接した河川の周辺流域の浸水災害防除を行なうことが可能となる。
また、過去の周辺外部要因の状況や運転結果を実績情報として保存するようにしているので、上記効果をより一層顕著に奏することが可能となる。
【0044】
さらに、水防の対象地域における雨量情報21,22、河川水位23や潮位24等の情報に関する計測値実績値をその予測値と共に支援情報として提示するようにしているので、より一層確実な水防対策を講じることが可能となる。
(第2の実施の形態)
本実施の形態による総合水防支援装置は、前記第1の実施の形態における総合水防支援装置1の支援情報演算装置4に、ポンプの運転および水門12の開閉操作の指針となる計画降雨や警戒水位等の値を併せて支援情報として得る機能を付加した構成としている。
次に、以上のように構成した本実施の形態による総合水防支援装置においては、支援情報演算装置4から支援情報表示装置5に各種情報を表示する際に、例えば図2に示すように、計画降雨(雨水排水を施設を建設する際に規準とした降雨量、すなわち施設が対応可能な降雨量)や、警戒水位(河川氾濫の等に備えるべく警戒を促すための規準河川水位)等の、ポンプの運転および水門12の開閉操作の指針となる値を合わせて支援情報として表示することにより、機器運転のみならず、警報の発令や警戒体制準備の支援を行なうことができる。
【0045】
上述したように、本実施の形態の総合水防支援装置では、ポンプの運転および水門12の開閉操作の指針となる計画降雨や警戒水位等の値を併せて支援情報として提示するようにしているので、前記第1の実施の形態と同様の効果を得ることができるのに加えて、機器運転のみならず、警報の発令や警戒体制準備の支援を行なうことが可能となる。
(第3の実施の形態)
本実施の形態による総合水防支援装置は、前記第1の実施の形態における総合水防支援装置1の支援情報演算装置4に、実績保存装置3からの過去の実績情報を支援情報として得る機能を付加した構成としている。
次に、以上のように構成した本実施の形態による総合水防支援装置においては、支援情報演算装置4から支援情報表示装置5に各種情報を表示する際に、例えば図3に示すように、実績保存装置3に保存された雨量21,22や河川水位23、潮位24といった値の過去の実績を表示したり、前述したこれまでの実績値や今後の予測値と同時に表示することにより、傾向の把握を行なうことができる。
【0046】
上述したように、本実施の形態の総合水防支援装置では、実績保存装置4からの過去の実績情報を支援情報として提示するようにしているので、傾向の把握を行なうことが可能となる。
(第4の実施の形態)
本実施の形態による総合水防支援装置は、前記第1の実施の形態における総合水防支援装置1の支援情報演算装置4に、実績保存装置3からの過去の実績情報の特徴に関する情報を支援情報として得る機能を付加した構成としている。
次に、以上のように構成した本実施の形態による総合水防支援装置においては、支援情報演算装置4から支援情報表示装置5に各種情報を表示する際に、例えば図4に示すように、台風や大潮といった特徴を実績保存装置3に保存しておき、それを支援情報として表示することにより、参考日の抽出を容易に行なうことができる。
【0047】
上述したように、本実施の形態の総合水防支援装置では、実績保存装置3からの過去の実績情報の特徴に関する情報を支援情報として提示するようにしているので、参考日の抽出を容易に行なうことが可能となる。
(第5の実施の形態)
本実施の形態による総合水防支援装置は、前記第1の実施の形態における総合水防支援装置1の支援情報演算装置4に、ポンプの運転および水門12の開閉操作の目安となる重要度(危険度)等の値を支援情報として得る機能を付加した構成としている。
次に、以上のように構成した本実施の形態による総合水防支援装置においては、支援情報演算装置4から支援情報表示装置5に各種情報を表示する際に、例えば図4に示すように、気象等の状況を、支援情報である危険度評価として表示することにより、状況を定量的に示して、ポンプの運転および水門12の開閉操作の目安となる値を提示し、ポンプの運転および水門12の開閉操作の運用を容易に行なうことができる。
【0048】
この場合、危険度評価は、例えば次のような式で演算することができる。
【0049】
危険度評価=a1×x1+a2×x2×a3×x3+a4×x4
x1:台風である=1,台風ではない=0
x2:雷雨である=1,雷雨ではない=0
x3:梅雨次期である=1,梅雨時期ではない=0
x4:大潮である=1,大潮ではない=0
a1=10,a2=5,a3=5,4=15
上述したように、本実施の形態の総合水防支援装置では、ポンプの運転および水門12の開閉操作の目安となる重要度(危険度)等の値を支援情報として提示するようにしているので、ポンプの運転および水門12の開閉操作の運用を容易に行なうことが可能となる。
【0050】
(第6の実施の形態)
本実施の形態による総合水防支援装置は、前記第1の実施の形態における総合水防支援装置1の支援情報演算装置4に、ポンプの運転および水門12の開閉操作に関する過去の運転日の運転実績情報を支援情報として得る機能を付加した構成としている。
次に、以上のように構成した本実施の形態による総合水防支援装置においては、支援情報演算装置4から支援情報表示装置5に各種情報を表示する際に、例えば図5に示すように、抽出された過去の運転日の、関連する機器運転実績を表示することにより、運転員はその過去の運転実績を参考にして当日の運転を行なうことができる。
【0051】
上述したように、本実施の形態の総合水防支援装置では、ポンプの運転および水門12の開閉操作に関する過去の運転日の運転実績情報を支援情報として提示するようにしているので、その過去の運転実績を参考にして当日の運転を行なうことが可能となる。
【0052】
(他の実施の形態)
(a)前記第1の実施の形態における総合水防支援装置1の実績保存装置3を、必要に応じて省略するようにしてもよい。
【0053】
(b)前記各実施の形態における支援情報提示手段としては、支援情報演算装置4からの支援情報を外部に表示出力して提示する支援情報表示装置5に限らず、例えば支援情報演算装置4からの支援情報を外部に音声出力して提示する支援情報音声装置、あるいは支援情報演算装置4からの支援情報を外部に印字出力して提示する支援情報印字装置を備えたり、若しくはこれらを適宜組合わせて用いるようにしてもよい。
【0054】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の総合水防支援装置によれば、台風等の気象情報や潮位、河川水位といった周辺外部要因を総合的かつ効果的に判断して提示し、海または湾に接した河川の周辺流域の浸水災害防除である水防を行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による総合水防支援装置の一実施の形態を示す概要図。
【図2】同実施の形態の総合水防支援装置における支援情報表示装置の一表示例を示す図。
【図3】同実施の形態の総合水防支援装置における支援情報表示装置の他の表示例を示す図。
【図4】同実施の形態の総合水防支援装置における支援情報表示装置の参考日表示の一例を示す図。
【図5】同実施の形態の総合水防支援装置における支援情報表示装置の運転実績表示の一例を示す図。
【符号の説明】
1…総合水防支援装置
2…情報入力装置
3…実績保存装置
4…支援情報演算装置
5…支援情報表示装置
6…水防施設制御装置
11…排水機場
12…水門
21…レーダ雨量情報
22…地上雨量情報
23…河川水位
24…潮位。
Claims (1)
- 海または湾に接した河川の周辺流域の浸水災害防除である水防を行なうための排水機場付近のポンプの運転および水門の開閉操作を支援する総合水防支援装置において、
前記水防の対象地域における気象情報、雨量情報、河川水位および潮位の情報を外部情報として入力する情報入力手段と、
前記水防の対象地域における気象情報、雨量情報、河川水位および潮位の情報、前記ポンプの運転情報および水門の開閉操作情報に関するそれぞれの過去の実績情報を保存する実績保存手段と、
前記情報入力手段からの外部情報、および前記実績保存手段からの過去の実績情報をそれぞれ入力とし、当該外部情報および過去の実績情報の中から得られた河川水位または潮位が危険となる特徴的な状態に関する情報と、それぞれの特徴的な状態の有無およびそれぞれの特徴的な状態に対応する河川水位または潮位の危険度を示す係数を用いて演算された前記ポンプの運転および水門の開閉操作の目安となる値の情報とを支援情報として得る支援情報演算手段と、
前記支援情報演算手段からの支援情報を外部に提示する支援情報提示手段と
を備えて成ることを特徴とする総合水防支援装置。
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