JP4503820B2 - 気象観測装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気象観測システムに関し、特に、各種の気象センサ群を有する一体型の気象観測装置を利用した気象観測システムに関する。
【０００２】
【従来技術】
気象観測装置（「データロガー」と呼ばれることもある。）は、各気象観測点に設置され、自身に設けられた各種気象センサにより気象データを定期的に計測する。気象観測装置によって計測された気象データは、専用回線を介して接続されたローカルコンピュータシステムに送られ、例えばハードディスク装置などに記憶される。そして、ローカルコンピュータシステムに収集された気象データは、ＦＤ等の記録媒体に記憶されて搬送され、またはホストコンピュータシステムに電話回線等を介して送られ、ホストコンピュータシステムにて気象予報等に利用されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の気象観測装置は、専用のポールに各種気象センサを設置するというように、設備が非常に大がかりなものであり、従って、設置スペースにある程度余裕がなければならなかった。
【０００４】
また、気象観測装置は、専門家により定期的に保守点検が行われていたため、各気象観測点に設置された全ての装置を保守点検することは非常に手間であり、人件費がかかるという課題があった。また、気象観測装置に故障の有無を判断する自己診断機能を備えたものも提案されているが、このような自己診断機能は、計測された気象データのうち温度データが所定の範囲外（例えば−２０〜４０℃）である場合に、故障とみなすというようなきわめて簡単なものであった。
【０００５】
一方で、気象情報のニーズは、近年、各産業界においてとみに高まっている。例えば、物流の下流に位置する販売店においては、各商品の売れ行き動向が天候条件により左右されるので、気象データおよびそれに基づく気象予報は、仕入れ在庫のコスト削減及び販売高増加に結びつく重要な要素である。このため、各地に点在する販売店等に対して気象情報を提供することはきわめて有意義なものとなる。
【０００６】
しかしながら、きめ細かく気象観測装置を設置して、きめ細かい気象データを収集するという要望はあっても、簡易でコンパクトな気象観測装置がなく、また、保守点検の観点から実現が困難であった。
【０００７】
そこで、本発明は、各種気象センサの機能を有効に維持しつつ、きわめてコンパクトな気象観測装置を提供することを目的とし、ひいてはきめ細かく気象観測装置を設置して従来に比べてより局所的な気象予報を可能にする気象観測システムを提供することを目的としている。
【０００８】
また、本発明は、より精密かつ正確な自己診断機能を有する気象観測装置を提供することを目的として、ひいてはきめ細かく気象観測装置を設置して従来に比べてより局所的な気象予報を可能にする気象観測システムを提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、各種の気象センサと、前記気象センサにより得られる気象データに基づいて所定の処理を施す情報処理部と、ネットワークを介して接続されるコンピュータに対し、前記情報処理部により所定の処理が施された気象データを提供するサーバ部と、を備えたことを特徴とする気象観測装置である。各種の気象センサとしては、気温センサ、風速センサ、気圧センサ、雨量センサ、放射センサ（紫外線および／または赤外線センサ等）および湿度センサ等が挙げられる。
【００１０】
また、本発明は、基台と、前記基台に設けられ、上方向に開口した集雨口を有する雨量センサと、前記集雨口の上方に設けられた放射センサと、を備えたことを特徴とする気象観測装置である。
【００１１】
ここで、前記放射センサは、その外径が前記集雨口の外径よりも小さいことが好ましい。また、前記放射センサは、前記集雨口の縁部より延出した支持部により、前記集雨口の略中心位置に設けられていることが好ましい。
【００１２】
また、前記気象観測装置は、風速センサをさらに備え、前記風速センサは、その先端のセンサ部が前記放射センサよりも上方に突出するように設けられていることが好ましい。
【００１３】
さらに、前記気象観測装置は、前記各種センサから得られる気象データに基づいて所定の処理を施す制御装置と、前記制御装置を収納する筐体とを備え、前記風速センサは、前記筐体の上端部よりも上方に突出するように設けられていることが好ましい。
【００１４】
さらにまた、前記筐体内には、ネットワークを介して接続されるコンピュータとの間で通信を行うサーバ装置をさらに備えることが好ましい。
【００１５】
前記制御装置は、前記各センサから得られる気象データに基づいて所定の診断を行う診断手段を含んで実現される。前記診断手段は、前記雨量センサから得られる雨量データと、前記放射センサから得られる放射データとの間の相関関係に基づいて、所定の診断を行うことが好ましい。
【００１６】
また、前記気象観測装置は、気温センサと、季節要因および地域要因を考慮した年間気温に関する所定の値を記憶した過去データ記憶手段と、をさらに備え、前記診断手段は、前記過去データ記憶手段に記憶された所定の値に基づいて、所定の診断を行うことが好ましい。
【００１７】
なお、本明細書において、手段とは、単に物理的手段を意味するものではなく、その手段が有する機能をソフトウェアによって実現する場合も含む。また、１つの手段が有する機能が２つ以上の物理的手段により実現されても、２つ以上の手段の機能が１つの物理的手段により実現されても良い。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本実施形態に係る気象観測システムの全体構成を説明するための概略図である。同図に示すように、本気象観測システムは、インターネット上のＷＷＷシステムを利用したユーザのクライアントコンピュータ１と、サーバ機能を有する気象観測装置２とによって実現される。
【００１９】
クライアントコンピュータ１は、典型的には、パーソナルコンピュータを適用することができ、インターネットを介して接続される気象観測装置２のサーバ２２との間で所定の情報をやり取りし、これを表示するためのブラウザプログラムが実装される。
【００２０】
気象観測装置２は、気象センサ２１、サーバ２２および情報処理部２３を備える。気象センサ２１は、例えば、気温計や気圧計、雨量計、風速計、紫外放射計（放射センサ）等のような気象に関するデータを収集するセンサ群からなる。サーバ２２は、典型的にはＷｅｂサーバとして実現される。なお、同図では、サーバ２２は気象観測装置２内に設けられているが、特にこれにこだわるものではなく、気象観測装置２と独立に設けるようにしてもよい。また、サーバ２２は、Ｗｅｂサーバ機能を実装した汎用のコンピュータとして実現してもよいし、Ｗｅｂサーバ機能を実現するためにＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等から構成される専用のボード（制御装置）として実現しても良い。情報処理部２３は、気象センサ２１により収集された各種の気象データを管理するとともに、これらの気象データに基づいて自己診断を行う機能を実現する。この情報処理部２３も上記制御装置上に実現しても良い。
【００２１】
図２は、本実施形態に係るサーバ２２の構成を説明するためのブロックダイアグラムである。サーバ２２は、Ｗｅｂサーバプログラム２２１、Ｗｅｂページ２２２、ＣＧＩプログラム（スクリプト）２２３およびデータベース２２４を有する。
【００２２】
Ｗｅｂサーバプログラム２２１は、ユーザのクライアントコンピュータ２から送られるＨＴＴＰによるメッセージを受け付けて、そのメッセージに対応した処理を行う。例えば、Ｗｅｂサーバプログラム２２１は、気象観測装置２が収集した気象データを含むリソース（Ｗｅｂページ）のリクエストメッセージである場合には、そのユーザのクライアントコンピュータ２に対してそのＷｅｂページを提供する。Ｗｅｂサーバプログラム１１は、典型的には、ｈｔｔｐｄと呼ばれるデーモンプログラムを適用することができる。
【００２３】
Ｗｅｂページ２２２は、例えばＨＴＭＬなどを用いて設計される、ユーザに提供すべき画面を構成するドキュメントデータである。Ｗｅｂページ２２２は、静的なデータとして予め用意されているものの他、ＣＧＩプログラム２２３などによって動的に生成されるものであってもよい。本実施形態では、Ｗｅｂページ２２２として、気象データ一覧を提示するＷｅｂページが用意される。
【００２４】
ＣＧＩプログラム２２３は、Ｗｅｂサーバプログラム２２１がＨＴＴＰによりＣＧＩプログラム２２３を起動するための所定のメッセージを受け付けた場合に実行されるプログラムである。ＣＧＩプログラム２２３は、典型的にはＰｅｒｌやＣ＋＋などのプログラム言語により記述される。ＣＧＩプログラム２２３は、複数の独立のモジュールから構成されてもよいし、１つのモジュールとして構成されてもよい。
【００２５】
次に、本実施形態に係る気象観測装置２の外観構成について説明する。図３乃至図５は本実施形態に係る気象観測装置２の外観構成を説明するための図であり、より具体的には、図３は本実施形態に係る気象センサ２１の側面図、図４は同正面図、図５は同平面図である。以下、これらの図を参照しつつ説明する。
【００２６】
同図において、気象観測装置２の筐体３１内部には、上述したサーバ２２や情報処理部２２を実現する専用のボードが収納されている。筐体３１の一方の側面下部には、基台３２が設けられている。その基台３２の上部には、各種センサ群、すなわち、気温センサ３３、風速センサ３４、気圧センサ３５、雨量センサ３６および紫外放射計３７が設けられている。これらの各種センサ群によって計測されたデータは、筐体内部の情報処理部２２にて収集され、各種情報処理等が行われる。
【００２７】
基台３２は、その内部が中空となっており、その側面にはファン３８が設けられている。ファン３８は、基台３２内部の空気を換気するためのものである。これにより、ファン３８により基台３２内外の空気が循環され、直射日光の照射による内部温度の上昇が防止されるので、基台３２内部に位置する気温センサ３２の先端のセンサ部３３ａが、直射日光の影響を受けることなく外気の気温を計測することができるようになっている。
【００２８】
風速センサ３４は、支持部３４ａにより頭部に位置するセンサ部が上方に突出するように設けられている。風速センサ３４は、３杯式またはプロペラ型のものを採用することができるが、気象業務法によらなくてもよい場合には、可動部分がなく収納スペースを節約できる、例えば熱線式または超音波型のものを採用することが好ましい。本実施形態では、熱線式のものを採用している。支持部３４ａによって形成されたこの風速センサ３４の本体下部には、気圧センサ３５が設けられている。気温センサ３３および気圧センサ３５により計測される気温および気圧は、風速を求めるためのパラメータとして利用される。例えば、求める風速をＶとすると、
【００２９】
【数１】

で示すことができる。
【００３０】
雨量センサ３６は、上方に円形の集雨口３６ａが設けられている。この集雨口３６ａは漏斗状に形成されており、降雨はこれを伝って集雨箱３６ｂに集雨される。雨量センサ３６は集められた降雨が一定量溜まるごとに所定の信号を出力するようになっている。集雨口３６ａの上方には紫外放射計３７が支持部３７ａによって設けられている。すなわち、図５に示すように、紫外放射計３７は、集雨口３６ａの略中心位置になるように、集雨口３６ａの縁部より延出した支持部３７ａによって載置されている。従って、降雨は、直接的に集雨口３６ａにより集雨されるものと、紫外放射計３７に当たり、これを伝って集雨されるものとがある。このような構成にすることにより、雨が降り始めの初期感度は若干低下することとなるが、収納性を飛躍的に向上させることができるようになる。
【００３１】
以上のように一体的に構成される気象観測装置２は、例えば筐体３１に設けられた留め具３９によって、電柱やその他の支柱に設置される。
【００３２】
次に、本実施形態に係る気象観測装置２における情報処理部２３について説明する。図６は、本実施形態に係る情報処理部２３を説明するためのブロックダイアグラムである。
【００３３】
同図において、データ収集手段６１は、タイマ６２によって指定された日時になったことを通知されると、気温センサ２２のそれぞれから各種データを収集し、必要に応じて収集したデータについて補正演算を行い、気象データ記憶手段６３に記録する。例えば、風速については、上述したように、気温および気圧を補助パラメータとして補正演算が行われる。閲覧データ作成手段６４は、気象データ記憶手段に記録された各種気象データに基づいて、Ｗｅｂページドキュメントを作成し、サーバ２２上の所定のドキュメントルートディレクトリにファイルとして保存する。
【００３４】
一方、データ収集手段６１によって収集された各種気象データは、同時に、診断手段６５によって、それが適正値であるか否か診断される。この診断のため、過去データ記憶手段６６には、各気象データの特性に応じた過去の気象データがそれぞれ記憶されている。
【００３５】
すなわち、過去気温データ記憶手段６６ａは、季節要因と地域要因とを考慮した値、例えば図７に示すような過去３０年間における各月の最高および最低気温の平均値のそれぞれについて、所定の緩衝値を加味した上限値および下限値を記憶している。過去気温データ記憶手段６６ａは、このような上限値ＴMaxおよび下限値Ｔminを、例えば、
【００３６】
【数２】

で示されるような近似曲線を示す数式として記憶している。
【００３７】
過去風速データ記憶手段６６ｂ、過去気圧データ記憶手段６６ｃおよび過去雨量データ記憶手段６６ｄのそれぞれは、年間を通したそれぞれの最大値および最小値を記憶している。
【００３８】
そして、過去紫外線照射データ記憶手段６６ｅは、季節要因と地域要因とを考慮して、上限値Ｇおよび下限値（＝０）を以下の式で記憶している。
【００３９】
【数３】

なお上記数式でいうｍは大気の路程（Airmass）であり、タイマ６２より与えられる日時（月、日、時間）および予め設定された緯度に基づいて、
【００４０】
【数４】

で示される。この過去紫外線照射データ記憶手段６６ｅはまた、図８に示すような日射強度上限値についても記憶している。この日射強度上限値は、後述する雨量との相関関係に基づく診断に利用される。
【００４１】
なお、このような過去の気象データは、例えば、図示しない設定手段を介して装置外部から設定できることが好ましい。設定手段の一例としては、ＷｅｂサーバのＣＧＩ機能を利用して、クライアントコンピュータから設定する方法が考えられる。
【００４２】
このような過去データ記憶手段６６に記憶された過去データに基づいて、診断手段６５は、収集された各気象データが異常値を示すものであるか否かを判断する。すなわち、診断手段６５は、収集された気温データについては、過去気温データ記憶手段６６ａを参照し、数式２で得られる上限値ＴMaxおよび下限値Ｔminで与えられる範囲を逸脱しているか否かを判断し、逸脱していると判断する場合には、異常である旨（異常警報）を出力する。また、診断手段６５は、収集された風速データ、気圧データおよび雨量データのそれぞれについては、それに対応する過去データ記憶手段６６ｂ、６６ｃおよび６６ｄを参照し、その最大値および最小値で与えられる範囲を逸脱しているか否かを判断し、逸脱していると判断する場合には、異常である旨を出力する。さらに、診断手段６５は、収集された紫外線照射データについては、数式３で求められる上限値Ｇを超えているか、または０以下であるか否かを判断し、逸脱していると判断する場合には、異常である旨を出力する。さらにまた、この診断手段６５は、雨量データと紫外線照射データとの相関関係、つまり、雨量データによれば降雨を検知しているにも拘わらず、紫外線照射データが高レベルの値を検知している場合には、いずれかの機器の異常である旨を出力する。診断手段６５から出力される異常警報は、例えば、サーバ２２に送られ、ネットワークを介して所定のコンピュータに通知される。
【００４３】
以上のように、本実施形態によれば、各種気象センサを、それぞれの特性を考慮しつつ、一体的に配置しているので、きわめてコンパクトな気象観測装置を構成することができる。特に、紫外放射計については、雨量センサの開口部上に形成しているが、紫外放射計に当たった降雨は、これを伝って確実に集雨されるので、計測に支障を与えることなく、きわめてコンパクトにすることができる。従って、設置場所を選ばず、例えば、電柱等に設置することができるので、多数の計測地点を確保することができるようになる。
【００４４】
また、本実施形態によれば、気象観測装置にサーバ機能を持たせているので、ネットワークを介した遠隔地のクライアントコンピュータを利用して、測定した気象データを自由にダウンロードすることができる。特に、本実施形態のようにＷｅｂサーバ機能を持たせることにより、遠隔地のクライアントコンピュータから気象観測装置にアクセスし、気象データを簡易に閲覧することができる。
【００４５】
さらに、本実施形態によれば、気象観測装置に自己診断機能を持たせており、異常警報を出力した場合には、ネットワークを通じて所定のコンピュータに通知されるので、機器の異常を即座に知ることができる。このことは、多数の計測地点に当該気象観測装置を設置した場合に、保守管理の面で特に有効である。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、各種気象センサの機能を有効に維持しつつ、きわめてコンパクトな気象観測装置を提供することができる。また、本発明によれば、ネットワークを介して遠隔地より気象データの閲覧等を可能にする気象観測装置を提供することができる。さらに、本発明によれば、より精密かつ正確な自己診断機能を有する気象観測装置を提供することができる。
【００４７】
従って、設置場所を選ばす、設置した場合であっても保守管理が容易であるため、多数の計測地点に設置することが可能となり、これにより、従来に比べてより局所的な気象予報を可能にする気象観測システムを構築することができるようになる。
【００４８】
上記実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな形態で実施することができる。例えば、上記機能実現手段の動作をシーケンシャルに説明したが、特にこれにこだわるものではない。従って、動作に矛盾が生じない限り、処理の順序を入れ替えまたは並行動作するように構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る気象観測システムの全体構成を説明するための概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るサーバ２２の構成を説明するためのブロックダイアグラムである。
【図３】本発明の一実施形態に係る気象観測装置の側面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る気象観測装置の正面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る気象観測装置の平面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る情報処理部の構成を示すブロックダイアグラムである。
【図７】過去３０年間における各月の最高および最低気温の平均値を示すグラフである。
【図８】日射強度上限値を示すグラフである。
【符号の説明】
１…クライアントコンピュータ
２…気象観測装置
２１…サーバ
２２…気象センサ
２３…情報処理部

Claims (6)

1. 基台と、
   前記基台上に設けられた、上方向に開口した集雨口を有する雨量センサ及び前記集雨口の上方に設けられた放射センサを少なくとも含む気象センサと、
   前記気象センサから得られる各種気象データに基づいて所定の処理を施す制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、前記雨量センサから得られる雨量データと、前記放射センサから得られる放射データとの間の相関関係に基づいて、所定の診断を行う診断手段を含むこと、
   を特徴とする気象観測装置。
2. 前記放射センサは、その外径が前記集雨口の外径よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の気象観測装置。
3. 前記放射センサは、前記集雨口の縁部より延出した支持部により、前記集雨口の略中心位置に設けられていることを特徴とする請求項２記載の気象観測装置。
4. 前記気象センサは、風速センサをさらに含み、
   前記風速センサは、その先端のセンサ部が前記放射センサよりも上方に突出するように設けられていることを特徴とする請求項１乃至３記載の気象観測装置。
5. 前記気象観測装置は、ネットワークを介して接続されるコンピュータとの間で通信を行うサーバ装置をさらに備え、
   前記サーバ装置は、前記診断手段が出力する異常警報を、前記ネットワークを介して前記コンピュータに通知することを特徴とする請求項１乃至４記載の気象観測装置。
6. 前記気象センサは、気温センサをさらに含み、
   前記制御装置は、季節要因及び地域要因を考慮した年間気温に関する所定の値を記憶した過去データ記憶手段をさらに備え、
   前記診断手段は、前記過去データ記憶手段に記憶された所定の値に基づいて、所定の診断を行うことを特徴とする請求項１乃至５記載の気象観測装置。

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