JP5131400B1 - Search method of unsteady dust source position of falling dust - Google Patents

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Abstract

【課題】 原子力発電所等の発塵量が非定常的に変動する降下煤塵の発塵源を、効率的に且つ正確に探索する。
【解決手段】 評価地点iM、iNを始点とし、代表風向WDの風上の方向にのびる中心軸を有する第1、第2の発生源探索領域γ(iM,it)、γ(iN,it)の中にある座標点pにおける評価地点iM、iNに関する発塵源探索領域の中心軸垂直断面積Sp1、Sp2に係数B1を乗算して仮定発塵量E1、E2を算出し、仮定発塵量E1、E2の比が所定の範囲内であるか否かを判定する。
【選択図】 図6
PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently and accurately search for a dust generation source of falling dust in which a dust generation amount fluctuates unsteadyly in a nuclear power plant or the like.
SOLUTION: First and second generation source search regions γ (i M , i t ), γ (having a central axis extending from an evaluation point i M , i N to a windward direction of a representative wind direction WD. i N , i t ) at the coordinate point p in the evaluation point i M , i N , the center axis vertical cross-sectional area S p1 , S p2 of the dust source search area for the evaluation point i M , and the coefficient B 1 E 1 and E 2 are calculated, and it is determined whether or not the ratio of the assumed dust generation amounts E 1 and E 2 is within a predetermined range.
[Selection] Figure 6

Description

本発明は、大気中における降下煤塵の発塵源を探索する技術に関する。   The present invention relates to a technique for searching for a dust generation source of falling dust in the atmosphere.

原子力発電所が事故により破壊した場合、複数の放射性発塵施設から周囲に拡散する放射性降下煤塵の挙動を把握することは、近年の重要な工業的課題である。また、降下煤塵は、農業、林業等、各種の産業でも発生する。砂丘等の自然界から発生する降下煤塵も無視できない。降下煤塵の発生源となりうる発塵源が多数存在する際に、降下煤塵の評価地点における「降下煤塵量の測定値」に与える影響として、どの発塵源の寄与度が大きいのかを解析する技術は、これら降下煤塵を管理し、対策を講ずる上で重要である。
この様な観点から、評価地点において計測された降下煤塵量から、複数の発生源での煤塵の発生量の影響を評価する技術、即ち、降下煤塵の主要な発生源を探索する技術は、特許文献1〜4に開示されている。
When a nuclear power plant is destroyed due to an accident, it is an important industrial issue in recent years to grasp the behavior of radioactive dust falling from a plurality of radioactive dust generation facilities. Also, dustfall occurs in various industries such as agriculture and forestry. Dust dust generated from the natural world such as sand dunes cannot be ignored. Technology that analyzes which dust source contributes greatly as an effect on the `` measurement value of the amount of dustfall '' at the evaluation point of dustfall when there are many dust sources that can be a source of dustfall Is important in managing these dustfalls and taking countermeasures.
From this point of view, the technology for evaluating the influence of the amount of dust generated at multiple sources from the amount of dustfall measured at the evaluation point, that is, the technology for searching for the main sources of dustfall is patented. It is disclosed in Documents 1-4.

まず、特許文献1には、以下の技術が開示されている。即ち、大気条件や気象データ、大気汚染物質拡散の評価範囲の地形データ、等の入力条件からシミュレーションに適したモデルを選定する。また、解析精度の向上のために、この入力条件に応じたデータベース部の測定値から調整入力パラメータを選定する。そして、選定した前記モデルによる解析条件と、選定した前記調整入力パラメータとから入力データを作成してシミュレーションをし、その結果と放出源測定値データとの偏差を演算し、その偏差が最小となるデータに対応する放出源を推定する。   First, Patent Document 1 discloses the following technique. That is, a model suitable for simulation is selected from input conditions such as atmospheric conditions, meteorological data, and topographic data in the evaluation range of air pollutant diffusion. Further, in order to improve the analysis accuracy, the adjustment input parameter is selected from the measured value of the database unit corresponding to the input condition. Then, the input data is created from the analysis conditions based on the selected model and the selected adjustment input parameter, and simulation is performed. The deviation between the result and the emission source measurement value data is calculated, and the deviation is minimized. Estimate the emission source corresponding to the data.

また、特許文献2には、以下の技術が開示されている。即ち、大気観測局において前もって測定された大気中の化学物質濃度が異常高濃度を示さない期間に排出源から放出される平常時排出量と、大気中の化学物質濃度が異常高濃度を示した期間に排出源から放出された化学物質の異常時排出量とを得る。そして、排出源の(平常時排出量−異常時排出量)の2乗の和が最小となる解を求めることにより、大気中の化学物質の異常高濃度の原因となる排出源を特定する。   Patent Document 2 discloses the following technique. That is, the normal emission amount released from the emission source during the period when the atmospheric chemical concentration measured in advance by the atmospheric observation station does not show an abnormally high concentration, and the atmospheric chemical concentration showed an abnormally high concentration. Obtain abnormal emissions of chemicals released from sources during the period. Then, by obtaining a solution that minimizes the sum of the squares of the emission sources (normal emission amount−normal emission amount), the emission source that causes the abnormally high concentration of the chemical substance in the atmosphere is specified.

また、特許文献3には、以下の技術が開示されている。即ち、複数の粉塵発生箇所の周辺の複数の任意の測定箇所で、適当な期間にわたり、飛散粉塵量及び風向方向を所定時間のピッチで測定する。次に、得られた飛散粉塵量及び風向方向から、測定箇所別に、風向方向毎の平均飛散粉塵量を算出する。次に、複数の粉塵発生箇所及び複数の測定個所を含む地図上に、各測定箇所を中心として、平均飛散粉塵量が多い複数の風向方向を作図する。次に、作図した各測定箇所からの風向方向が交わる交点が位置する粉塵発生箇所を、又は、各測定個所からの風向方向がほぼ一致するときはその風向方向に存在する地図上の粉塵発生箇所を、飛散粉塵の発生源と特定する。   Patent Document 3 discloses the following technique. That is, the amount of scattered dust and the wind direction are measured at a predetermined time pitch at a plurality of arbitrary measurement locations around the plurality of dust generation locations over an appropriate period. Next, an average scattered dust amount for each wind direction is calculated for each measurement location from the obtained scattered dust amount and the wind direction. Next, on a map including a plurality of dust generation locations and a plurality of measurement locations, a plurality of wind direction directions with a large average amount of scattered dust are plotted around each measurement location. Next, the dust generation location where the intersection where the wind direction from each measurement location intersects is located, or the dust generation location on the map that exists in the wind direction when the wind direction from each measurement location is almost the same Is identified as the source of scattered dust.

特許文献4には、以下の技術が開示されている。即ち、複数項目の大気の汚染状況を測定する一つ又は複数の可搬自立型マルチセンシングユニットを、無線又は有線のネットワーク経由で遠隔制御して複数項目の大気の汚染状況を測定し、その測定データを収集して表示する。   Patent Document 4 discloses the following technique. In other words, one or more portable self-supporting multi-sensing units that measure the air pollution status of multiple items are remotely controlled via a wireless or wired network to measure the air pollution status of multiple items, and the measurement Collect and display data.

また、発生源での煤塵の発生量から評価地点での降下煤塵の濃度を評価する際には、通常、プルーム式が用いられる。特許文献5には、地表面での吸着のない、点発生源からのガスの大気拡散モデルとして、以下の式(1)の様な標準的なプルーム式が示されている。
C(x,y,z)=(QP/2πσyσzWS)exp[−y2/2σy 2
×{exp[−(He−z)2/2σz 2
+exp[−(He+z)2/2σz 2]} ・・・(1)
In addition, when evaluating the concentration of dust falling at the evaluation point from the amount of dust generated at the generation source, a plume type is usually used. In Patent Document 5, a standard plume equation such as the following equation (1) is shown as an atmospheric diffusion model of gas from a point source without adsorption on the ground surface.
C (x, y, z) = (Q P / 2πσ y σ z WS) exp [−y 2 / 2σ y 2 ]
X {exp [-(He-z) 2 / 2σ z 2 ]
+ Exp [-(He + z) 2 / 2σ z 2 ]} (1)

ここで、式(1)の記号の意味は以下の通りである。尚、これらの記号の意味は、以下の説明でも同じである。以下の記号は、全てSI単位系である。
x,y,z:評価地点の3次元直交座標(ガス発生源を原点とする)
x:水平面上で、プルーム中心軸がのびる方向に対応する座標値
y:水平面上で、プルーム中心軸がのびる方向に垂直な方向(以下の説明では、この方向を必要に応じて「水平方向」と称する。)の座標値
z:鉛直方向の座標値
C:評価地点(x,y,z)でのガス濃度[kg/m3、又は、m3/m3
P:ガス発生量[kg/s、又は、m3/s]
WS:風速[m/s]
He:ガス発生源の地表面からの高さ[m]
σy、σz:プルーム拡散幅[m](ガス流れに垂直な方向のガス濃度分布の標準偏差であり、それぞれ、水平方向のもの、鉛直方向のものである)。
Here, the meanings of the symbols in the formula (1) are as follows. The meanings of these symbols are the same in the following description. The following symbols are all SI unit systems.
x, y, z: three-dimensional orthogonal coordinates of the evaluation point (with the gas generation source as the origin)
x: coordinate value corresponding to the direction in which the plume central axis extends on the horizontal plane y: direction perpendicular to the direction in which the plume central axis extends on the horizontal plane (in the following description, this direction is referred to as “horizontal direction” as necessary. Coordinate value z: vertical coordinate value C: gas concentration [kg / m 3 or m 3 / m 3 ] at the evaluation point (x, y, z)
Q P : Gas generation amount [kg / s or m 3 / s]
WS: Wind speed [m / s]
He: Height of the gas generation source from the ground surface [m]
σ y , σ z : plume diffusion width [m] (standard deviations of gas concentration distribution in the direction perpendicular to the gas flow, respectively in the horizontal direction and in the vertical direction).

非特許文献1には、地表面で吸着のあるガスと、落下速度の小さい微粒子(SPM)とに関するプルーム式として、次の式(2)が示されている。
C(x,y,z)=(QP/2πσyσzWS)exp[−y2/2σy 2
×{exp[−(He−z−Vsx/WS)2/2σz 2
+α・exp[−(He+z−Vsx/WS)2/2σz 2]} ・・・(2)
ここで、式(2)のαは、以下の式(3)で表される。
α=1−2Vd/{Vs+Vd+(WS・He−Vs)/σz・(dσz/dx)} ・・・(3)
式(3)式の記号の意味は以下の通りである。尚、これらの記号の意味は、以下の説明でも同じである。
d:沈着速度[m/s]
s:落下速度[m/s](SPMの場合。ガスの場合は0)
Non-Patent Document 1 shows the following equation (2) as a plume equation regarding a gas that is adsorbed on the ground surface and a fine particle (SPM) having a low falling velocity.
C (x, y, z) = (Q P / 2πσ y σ z WS) exp [−y 2 / 2σ y 2 ]
× {exp [- (He- z-V s x / WS) 2 / 2σ z 2]
+ Α · exp [− (He + z−V s x / WS) 2 / 2σ z 2 ]} (2)
Here, α in Expression (2) is expressed by Expression (3) below.
α = 1−2 V d / {V s + V d + (WS · He−V s ) / σ z · (dσ z / dx)} (3)
The meanings of the symbols in the formula (3) are as follows. The meanings of these symbols are the same in the following description.
V d : deposition speed [m / s]
V s : Falling speed [m / s] (in case of SPM, 0 in case of gas)

ここで、σy、σzは、プルーム中心軸に垂直方向の「プルーム拡散幅」を表すための特性値であり、プルーム中心軸に垂直な方向にガウス分布の濃度分布を仮定した際に濃度が標準偏差となる点とプルーム中心軸との間の距離が用いられる。
また、プルーム式は、式(1)に示されたものに限定されるわけではない。例えば、非特許文献3には、濃度の二重ガウス分布を仮定し、プルーム中心軸に曲線を用いたプルーム式が開示されている。
これらのプルーム式に共通する特徴は、第1に、特定濃度評価地点の濃度値を、評価地点と発生源の座標値、発生源での発生速度、及び風向・風速等の気象条件等の関数式で表現して、結果を一意に与えることである。第2に、濃度算出にあたって、中心軸を仮定し、中心軸の周囲に「プルーム拡散幅」σy、σzで特徴づけられる高濃度領域を形成する「プルーム」を設定することである。他の手法とプルーム式との比較を行うと、複数の連立物理方程式を数値的に解いて特定濃度評価地点の濃度値を算出する数値解析手法は、プルームを仮定することなく濃度算出を行う点や算出結果が一意であるとは限らない点から、プルーム式とは異なる。また、特定濃度評価地点の濃度値を、評価地点と発生源の座標値、発生源での発生速度、及び風向・風速等の気象条件等を単に変数化して求めた重回帰式も、プルームを仮定することがないので、プルーム式ではない。
Here, σ y and σ z are characteristic values for expressing the “plume diffusion width” in the direction perpendicular to the plume center axis, and the density when assuming a Gaussian concentration distribution in the direction perpendicular to the plume center axis. Is the distance between the point where is the standard deviation and the plume central axis.
Also, the plume formula is not limited to that shown in formula (1). For example, Non-Patent Document 3 discloses a plume equation that assumes a double Gaussian density distribution and uses a curve for the plume central axis.
The features common to these plume formulas are: first, the concentration value at a specific concentration evaluation point, the coordinate value of the evaluation point and the source, the generation rate at the source, and the weather conditions such as wind direction and wind speed. It is expressed by an expression and the result is given uniquely. Second, in calculating the concentration, a central axis is assumed, and a “plume” that forms a high-concentration region characterized by “plume diffusion widths” σ y and σ z is set around the central axis. Comparing other methods with the plume equation, the numerical analysis method that calculates the concentration value at a specific concentration evaluation point by numerically solving multiple simultaneous physical equations calculates the concentration without assuming the plume. And the calculation result is different from the plume type because it is not always unique. In addition, the multiple regression equation obtained by simply converting the concentration value at the specific concentration evaluation point into the variable value of the coordinate value of the evaluation point and the source, the generation speed at the source, the weather conditions such as wind direction and wind speed, etc. It is not a plume formula because it is not assumed.

ここで、式(2)における「αの乗じられた項」は、ガス又はSPMの鉛直方向の分布の形状を地表面において対称に反転させることにより、地表面の上方でガスやSPMが吸着されずに滞留する効果を表現したものであり、ガスやSPMの地表への吸着の効果は、αの大小によって調整される。尚、以下の説明において、式(2)における「αの乗じられた項」を必要に応じて「地表面反射項」と称する。   Here, the “term multiplied by α” in Equation (2) means that the gas or SPM is adsorbed above the ground surface by inverting the shape of the vertical distribution of gas or SPM symmetrically on the ground surface. The effect of adsorption on the ground surface of gas and SPM is adjusted by the magnitude of α. In the following description, the “term multiplied by α” in equation (2) is referred to as “ground surface reflection term” as necessary.

さらに、評価地点において降下煤塵量を10分程度の短時間の周期で測定する技術として、特許文献6には以下の技術が開示されている。即ち、上方に開口したろうと状の粒子採取口と、計測装置内を循環する気流路と、気流路の途中に設けられた慣性分級器とを用いて、粗大粒子と微小粒子とについて個別に連続的に質量の測定を行う。そして、粗大粒子の質量の測定値から、大気中の降下粉塵の降下速度の推移を算出する。   Further, Patent Document 6 discloses the following technique as a technique for measuring the amount of dustfall at an evaluation point in a short cycle of about 10 minutes. That is, using a funnel-shaped particle sampling port opened upward, an air flow channel circulating in the measuring device, and an inertia classifier provided in the middle of the air flow channel, coarse particles and fine particles are continuously separated. The mass is measured. Then, the transition of the falling speed of the falling dust in the atmosphere is calculated from the measured value of the mass of the coarse particles.

しかしながら、前述した従来技術においては、以下の問題点があった。
即ち、第1の問題点として、発生源を探索する対象の発生物が降下煤塵ではないことが挙げられる。
例えば、特許文献1、2、3及び4の技術においては、発生源を探索する対象がガスである。特許文献3の技術においては、発生源を探索する対象にSPMが含められているに過ぎない。SPMは、降下煤塵に比べて遥かに小さな粒子であり(定義上、SPMは、直径10μm以下の粒子である)、その大気中での拡散挙動は、微小な粒子沈降を生じることを除けば実質的にガスの挙動に等しい。
However, the above-described prior art has the following problems.
In other words, the first problem is that the target for searching for the source is not dustfall.
For example, in the techniques of Patent Documents 1, 2, 3, and 4, the target for searching for the generation source is gas. In the technique of Patent Document 3, the SPM is only included in the search target for the generation source. SPM is a much smaller particle compared to falling dust (by definition, SPM is a particle having a diameter of 10 μm or less), and its diffusion behavior in the atmosphere is substantial except that it causes minute particle sedimentation. It is equivalent to the behavior of gas.

一方、降下煤塵は、SPMに比べて遥かに大きな煤塵粒子であり(直径約10μm以上の粒子である)、その落下速度が極めて大きい。このため、降下煤塵の大気中での拡散の挙動は、粒子の降下速度に極めて大きな影響を受けることによる。よって、降下煤塵の拡散の挙動はガスとは大きく異なる。
また、ここで観測及び管理対象とする降下煤塵の量は、地表面への降下煤塵の沈着量である。特許文献1〜4の技術では、評価地点におけるガスおよびSPMの濃度を、観測及び管理対象としている。このため、地表面へのガス及びSPMの沈着速度を直接知ることはできない。確かに、前述した式(2)には、沈着速度Vdが記載されているので、沈着速度Vdを正確に与えることができれば、評価地点上でのガス及びSPM濃度を、地表面での沈着量に換算することが可能である。
On the other hand, the falling dust is a dust particle much larger than SPM (a particle having a diameter of about 10 μm or more), and its falling speed is extremely high. For this reason, the behavior of the dust dispersion in the atmosphere is greatly influenced by the particle falling speed. Therefore, the diffusion behavior of falling dust is greatly different from that of gas.
In addition, the amount of dustfall that is observed and managed here is the amount of dustfall deposition on the ground surface. In the techniques of Patent Documents 1 to 4, the gas and SPM concentrations at the evaluation point are the objects of observation and management. For this reason, it is impossible to directly know the deposition rate of gas and SPM on the ground surface. Indeed, in the formula (2) described above, since the deposition velocity V d is described, if it is possible to provide a deposition rate V d precisely, the gas and SPM concentration on evaluation point on the ground surface It is possible to convert the amount of deposition.

しかしながら、非特許文献1に記載されているように、SPMの沈着速度Vdは、地表面の状態や大気乱流の影響を受けて大きく変動する。また、ガスの沈着速度Vdを一般的に与える手法は開発されていない。したがって、沈着速度Vdの値を正確に与えることは実際には極めて困難であり、特許文献1〜4の技術で降下煤塵を対象とすることは、少なくとも定量的には困難である。 However, as described in Non-Patent Document 1, the SPM deposition speed V d varies greatly due to the influence of the ground surface condition and atmospheric turbulence. Further, a method for generally giving the gas deposition rate V d has not been developed. Accordingly, it is extremely difficult to accurately give the value of the deposition velocity V d , and it is difficult to at least quantitatively target the dust falling with the techniques of Patent Documents 1 to 4.

第2の問題点として、降下煤塵を対象とした発塵源の探索手法は、従来、存在しなかったことが挙げられる。従来の発生源の探索手法においては、特許文献3に代表されるように、水平面(地表面)内での発生源の探索を前提としている。このため、従来の発生源の探索手法においては、粒子の落下速度Vsが大きく、かつ、地表面での沈着量を問題とする「降下煤塵の発生源」を三次元的に取り扱うことが困難である。特に、特許文献3に示されるような、評価地点から風上方向に発生源の探索線を伸長する手法の場合、式(2)における地表面反射項(α・exp[−(He+z−Vsx/WS)2/2σz 2])の影響を定量的に、かつ、一般的に取り扱うことが困難なことから、発生源の探索線をプルーム式と関連付ける有効な手法は従来、提案されていない。 As a second problem, there is no conventional method for searching for a dust generation source for falling dust. In the conventional generation source search method, as represented by Patent Document 3, the search for the generation source in the horizontal plane (the ground surface) is assumed. For this reason, in the conventional source search method, it is difficult to three-dimensionally handle a “dust generation source” that has a high particle fall velocity V s and has a problem of the amount of deposition on the ground surface. It is. In particular, in the case of the method of extending the search line of the generation source from the evaluation point in the windward direction as shown in Patent Document 3, the ground surface reflection term (α · exp [− (He + z−V s ) in Expression (2) is used. x / WS) 2 / 2σ z 2 ]) is difficult to quantitatively and generally handle, so an effective method for associating source search lines with plume equations has been proposed. Absent.

第3の問題点として、前述した従来技術においては、発生源の探索を行う際に発生源の位置及びそこでの概略の発生量を予め仮定する手順が必須であることが挙げられる。
例えば、特許文献1及び2の技術においては、まず、予め想定される全ての発生源及び全ての評価地点について、任意の発生源での発生量と任意の評価地点での濃度との関係を、前述したプルーム式等の気象条件の関数として予測する。次に、全ての評価地点における濃度の実測値と、濃度の予測値との差が最小となるように、前記関数のパラメータ(σyやQP等)を最適化手法により調整する。したがって、少なくとも、全ての発生源の位置を予め与える必要がある。また、最適化手法の計算過程の妥当性を確保するためには、各発生源での概略の発生量も初期条件として予め与えることが一般には望ましい。なぜならば、最適化問題においては、実情から極端に解離した初期条件を与えた場合、実情とは大きく異なる局所安定点に解の収束する場合があるからである。
As a third problem, in the above-described conventional technology, it is essential that a procedure for preliminarily assuming the position of the generation source and the approximate generation amount thereof is essential when searching for the generation source.
For example, in the techniques of Patent Documents 1 and 2, first, regarding all the generation sources and all the evaluation points assumed in advance, the relationship between the generation amount at an arbitrary generation source and the concentration at an arbitrary evaluation point, Predict as a function of weather conditions such as the plume mentioned above. Then, the measured value of the concentration in all evaluation points, such that the difference between the predicted value of the density is minimum, adjusted by optimization method parameter (sigma y and Q P, etc.) of the function. Therefore, at least the positions of all the sources need to be given in advance. In order to ensure the validity of the calculation process of the optimization method, it is generally desirable to give the approximate generation amount at each generation source as an initial condition in advance. This is because, in an optimization problem, when an initial condition that is extremely dissociated from the actual situation is given, the solution may converge to a local stable point that is significantly different from the actual situation.

図7は、従来法(特許文献3)における発塵源の探索方法を模式的に示す図である。
特許文献3の技術においては、図7に示すように、複数の粉塵(SPM)発生箇所a、b、c、d、e等を予め仮定した上で、その周辺の複数の評価地点i1,i2,i3等でのSPMの濃度を長期間、測定し、この期間内において各評価地点で風向別のSPMの濃度平均値1(評価地点i1,i2,i3を囲む多角形を参照)を求め、SPMの濃度の平均値が最も大きくなる風向の風上方向に、評価地点i1,i2,i3からそれぞれ水平面(地表面)内に発生源探索線2、3、4を伸長し、これら発生源探索線の互いに交差した交点6、7、8の内、前記粉塵(SPM)の発生箇所a、b、c、d、eの何れかに合致した地点を、特に、粉塵(SPM)の発生量が大きい発生箇所と判定している。
FIG. 7 is a diagram schematically showing a dust generation source search method in the conventional method (Patent Document 3).
In the technique of Patent Document 3, as shown in FIG. 7, a plurality of dust (SPM) generation points a, b, c, d, e, etc. are assumed in advance, and a plurality of surrounding evaluation points i 1 , The concentration of SPM at i 2 , i 3, etc. is measured over a long period of time, and within this period, the average SPM concentration 1 for each wind direction at each evaluation point (the polygon surrounding the evaluation points i 1 , i 2 , i 3) And the source search lines 2, 3, 3 in the horizontal plane (the ground surface) from the evaluation points i 1 , i 2 , i 3 , respectively, in the windward direction of the wind direction where the average value of the SPM becomes the largest. Among the intersections 6, 7, and 8 of these source search lines that intersect each other, a point that matches any of the dust (SPM) generation points a, b, c, d, and e, In addition, it is determined that the generation location of the generation amount of dust (SPM) is large.

また、特許文献4の技術においては、想定される発生源の近傍に計測機を設けることが前提となる。よって、発生源は、予め既知でなければならない。
しかしながら、多数の発生源が存在する場合、これら全ての発生源の位置と概略の発生量とを予め全て把握することは、実際には困難であり、もし、可能だとしても、多大な資源を必要とするため好適ではない。したがって、特許文献1〜4の技術では、発生源の数が極めて少数であるか、あるいは、発生源の発生量を十分正確に把握し得る環境下でしか有効に適用することはできないという問題がある。
Moreover, in the technique of patent document 4, it is a premise that a measuring machine is provided in the vicinity of the assumed generation source. Thus, the source must be known in advance.
However, when there are a large number of sources, it is actually difficult to grasp all the positions of these sources and the approximate amount of generation in advance. It is not suitable because it requires it. Therefore, the techniques of Patent Documents 1 to 4 have a problem that the number of generation sources can be effectively applied only in an environment where the number of generation sources is extremely small or the generation amount of generation sources can be grasped sufficiently accurately. is there.

第4の問題点として、従来技術において対象とする発生源は、基本的に、発生量が時間的に変動しない定常発生源であるか、又は、発生量が時間平均値の近傍で僅かに時間変動するだけの準定常発塵源であることが挙げられる。
例えば、特許文献1及び2では最適化手法を適用する。このため、一般的には、評価地点数の数を、適用されるプルーム式等の関数の中で調整可能なパラメータの数よりも、多く設定しなければならない。もし、調整可能なパラメータの数が実質的に評価地点の数よりも多ければ、得られる解は、一般に一意に定まらないので、手法として破綻するからである。
As a fourth problem, the generation source targeted in the prior art is basically a steady generation source in which the generation amount does not vary with time, or the generation amount is slightly close to the time average value. It is a quasi-stationary dust generation source that only fluctuates.
For example, in Patent Documents 1 and 2, an optimization method is applied. For this reason, in general, the number of evaluation points must be set larger than the number of parameters that can be adjusted in a function such as an applied plume equation. This is because, if the number of adjustable parameters is substantially larger than the number of evaluation points, the obtained solution is generally not uniquely determined, and the method fails.

また、多数の発生源が存在する場合、経済性の観点から評価地点の数を発生源の数よりも少なく設定する場合が多い。このような場合でも、発生源を定常発生源に限定すれば(即ち発生量QPを調整可能なパラメータとはしなければ)、多数の異なる時刻での評価地点での測定値を用いることにより、発生源の数以上の測定値を確保することができ、最適化手法を適用することができる。一方、発生量QPが非定常的に大きく変動する、非定常発生源に対して特許文献1、2の技術を適用する際には、発生量QPを、調整可能なパラメータとせざるを得ない。このため、多数の発生源を探索の対象とする場合には、発生源の数を超える極めて多数の評価地点を設ける必要があり、経済性の観点から現実的でない。 When there are a large number of sources, the number of evaluation points is often set to be smaller than the number of sources from the viewpoint of economy. Even in this case, (unless the words that can adjust a generation quantity Q P parameter) if only the origin to the constant source, by using the measured values at the evaluation points in a number of different times Measured values more than the number of sources can be ensured, and optimization techniques can be applied. The resulting contrast, the amount Q P fluctuates unsteady large, in applying the technique of Patent Documents 1 and 2 for the non-stationary source, the generation amount Q P, forced to an adjustable parameter Absent. For this reason, when a large number of generation sources are to be searched, it is necessary to provide a very large number of evaluation points exceeding the number of generation sources, which is not practical from the viewpoint of economy.

また、特許文献3の技術においては、2カ月以上の期間内での離散的に採取された評価地点でのSPMの濃度データを平均化して発生源の探索を行う。したがって、発生源は、定常発生源に限定される。
また、特許文献4の技術においては、想定される発生源の近傍に評価地点を配置するので、原理的には非定常発生源を探索することができる。しかし、この技術においては、複数の発生源からのガスが特定の評価地点に同時に到達する場合に、複数の発生源の内、どの発生源が卓越した発生源であるのかを判断する方法が開示されておらず、また、想定される全ての発生源の近傍に評価地点を設置することも開示されていない。したがって、この技術で非定常発塵源を探索することが可能なのは、発生源の間の距離が互いに影響を及ぼさない程度に遠い場合に限られる。即ち、この技術は、実質的に発生源と評価地点とが一対一に対応づけられる場合にしか適用できない。
しかしながら、現実の発生源では、一般に発生量が大きく、かつ、時間の経過に伴い変動する。よって、定常発生源や、発生源と評価地点とが一対一に対応づけられる発生源のみを対象とする従来技術では、現実の発生源探索に対して十分に適用できない問題があった。
In the technique of Patent Document 3, the source is searched by averaging the concentration data of SPM at discrete evaluation points collected within a period of two months or more. Therefore, the generation source is limited to a stationary generation source.
Moreover, in the technique of patent document 4, since an evaluation point is arrange | positioned in the vicinity of the assumed generation source, an unsteady generation source can be searched in principle. However, this technology discloses a method for determining which of a plurality of sources is an excellent source when gases from a plurality of sources arrive at a specific evaluation point at the same time. Neither is it disclosed that an evaluation point is installed in the vicinity of all possible sources. Therefore, it is possible to search for an unsteady dust generation source with this technique only when the distance between the generation sources is so far as not to affect each other. That is, this technique can be applied only when the generation source and the evaluation point are substantially associated one to one.
However, an actual generation source generally has a large generation amount and fluctuates with time. Therefore, the conventional technology that targets only a stationary source or a source that has a one-to-one correspondence between the source and the evaluation point has a problem that it cannot be sufficiently applied to an actual source search.

この他、煤塵が放射性を帯びている場合には、特許文献7〜9に開示される手法等で煤塵のα線、β線、又はγ線等の放射線量を測定することができる。   In addition, when the dust is radioactive, the radiation dose such as α rays, β rays, or γ rays of the dust can be measured by the methods disclosed in Patent Documents 7 to 9.

特開2003−255055号公報JP 2003-255055 A 特開2005−292041号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-292041 特開2004−170112号公報JP 2004-170112 A 特開2003−281671号公報JP 2003-281671 A 特開2007−122365号公報JP 2007-122365 A 特開2008−224332号公報JP 2008-224332 A 特開平8−327741号公報Japanese Patent Laid-Open No. 8-327741 特開平7−35900号公報JP-A-7-35900 特開2009−63510号公報JP 2009-63510 A

浮遊状粒子物質対策検討会(環境庁大気保全局大気規制課監修):浮遊粒子状物質汚染予測マニュアル、東洋館出版、1997Airborne particulate matter countermeasures study group (supervised by the Environmental Protection Agency, Air Quality Control Bureau, Air Regulation Division): Airborne particulate matter contamination prediction manual, Toyokan Publishing, 1997 岡本眞一:大気環境予測講義、ぎょうせい、2001Okamoto Junichi: Atmospheric environment prediction lecture, Gyosei, 2001

本発明は、以上の事情に鑑みてなされたものであり、発塵量(発塵源における降下煤塵の発生速度)が非定常的に変動する降下煤塵の発塵源を、効率的に且つ正確に探索することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and a dust generation source for falling dust in which the amount of dust generation (the generation speed of falling dust in the dust generation source) fluctuates non-steadily is efficiently and accurately determined. Aim to explore.

上記課題を解決するために、本発明者の研究の結果、以下の解決方法を発明するに至った。
第1発明は、時間周期Δtdごとのit番目の時刻Td(it)において、互いに異なる2つ以上の降下煤塵評価地点における、時刻Td(it−1)から時刻Td(it)までの期間であるTd(it)期間での平均的な降下煤塵量Mの測定値を設定する煤塵量設定工程と、前記降下煤塵評価地点のそれぞれの近傍において、前記時間周期Δtdよりも短い時間周期Δtwintで連続的に測定された風向を基に、前記Td(it)期間での代表風向WD(it)を導出する代表風向導出工程と、前記降下煤塵評価地点のそれぞれの近傍において、前記時間周期Δtdよりも短い時間周期Δtwintで連続的に測定された風向を基に、前記Td(it)期間での代表風速WS(it)を導出する代表風速導出工程と、前記Td(it)期間に前記降下煤塵評価地点で捕集された降下煤塵の落下速度の測定値を基に、前記降下煤塵の代表落下速度Vsを導出する代表落下速度導出工程と、連続する2つ以上の前記時刻Td(it)を含む時間周期Δtgごとの時刻であって、k番目の時刻をtg(k)とした場合の、時刻tg(k−1)から時刻tg(k)までの評価期間であるtg(k)期間に含まれる任意の前記Td(it)期間における降下煤塵探索領域γ(i,it)として、互いに異なる2つの前記降下煤塵評価地点iM、iNを始点とし、前記代表風向WDの風上方向にのびる中心軸を有すると共に、前記中心軸の周囲に降下煤塵発生源探索領域幅を設けて前記中心軸から垂直方向に前記降下煤塵発生源探索領域幅までの距離の範囲を領域とする第1、第2の降下煤塵発生源探索領域γ(iM,it)、γ(iN,it)を設定する降下煤塵発生源探索領域設定工程と、前記降下煤塵評価地点iについて、tg(k)期間内で最大の降下煤塵量Mとなる時刻Td(it)の降下煤塵量Mmax(i)と、当該時刻Td(it)におけるitであるimax(i)と、当該時刻Td(it)における代表風向及び代表風速であるWDmax及びWSmaxとを導出する最大降下煤塵情報導出工程と、前記第1、第2の降下煤塵発生源探索領域γ(iM,imax)、γ(iN,it)の双方の中にある座標点pと、前記2つの降下煤塵評価地点iM、iNとの間の距離Ld(iM)、Ld(iN)を算出する距離算出工程と、前記座標点pを含む前記第1、第2の降下煤塵発生源探索領域の中心軸の垂直面における前記第1、第2の降下煤塵発生源探索領域の断面積である発塵源探索領域中心軸垂直断面積Sp1、Sp2を、前記降下煤塵発生源探索領域幅を用いてそれぞれ算出する断面積算出工程と、前記発塵源探索領域中心軸垂直断面積Sp1、Sp2に比例する仮定発塵量E1、E2を算出する発塵量算出工程と、前記座標点pの含まれる全ての降下煤塵発生源探索領域の全ての組み合わせに対して、前記発塵量算出工程において算出された、いずれかの前記仮定発塵量E1、E2の比が全て所定の上下限閾値の範囲内であれば、前記座標点pを、tg(k)期間における時間周期Δtg以上の時間スケールを有する主要な非定常発塵源であると判断し、前記発塵量算出工程において算出された、いずれかの前記仮定発塵量E1、E2の比が所定の上下限閾値の範囲外であれば、前記座標点pを、tg(k)期間における時間周期Δtg以上の時間スケールを有する主要な非定常発塵源ではないと判断すると共に、前記座標点pがいずれの前記降下煤塵発生源探索領域にも含まれない場合には前記座標点pでの降下煤塵の非定常発塵源の判断を行わない、発塵源判定工程と、を有し、前記降下煤塵発生源探索領域幅は、プルーム式において前記降下煤塵発生源探索領域中心軸をプルーム中心軸として前記プルーム中心軸上の前記距離において算出されたプルーム拡散幅であることを特徴とする、降下煤塵の非定常発塵源位置の探索方法である。
第2発明は、前記降下煤塵発生源探索領域中心軸は、前記風向の風上方向を水平成分として有すると共に、前記降下煤塵の代表落下速度Vsを前記代表風速WSで除した値Vs/WSを鉛直勾配として有し、前記降下煤塵発生源探索領域幅として、プルーム式において前記降下煤塵発生源探索領域中心軸をプルーム中心軸として前記プルーム中心軸上の前記距離において算出された、水平方向のプルーム拡散幅σy及び鉛直方向のプルーム拡散幅σzを水平成分及び鉛直成分としてそれぞれ用いることを特徴とする、第1発明に記載の降下煤塵の非定常発塵源位置の探索方法である。
第3発明は、前記プルーム拡散幅σy及びσzと、プルーム中心軸上の発生源からの距離xと、発塵量QPと、前記代表速度WSと、定数Bと、前記プルーム拡散幅σy及びσzを用いて定義されるプルーム範囲と、を用いて、プルーム中心軸上の発生源からの距離xでの煤塵濃度C(x)を表現する以下の式(A)及び(B)を、前記プルーム式として用いることを特徴とする、第1発明又は第2発明に記載の降下煤塵の非定常発塵源位置の探索方法である。
C(x)=B(QP/2πσyσzWS) (プルーム範囲内) ・・・(A)
C(x)=0 (プルーム範囲外) ・・・(B)
第4発明は、前記プルーム拡散幅σy及びσzの内、より長い方の2倍を長軸、短い方の2倍を短軸とした楕円をプルーム中心軸に垂直な方向のプルームの断面形状としたときの、前記楕円の内側をプルーム範囲内として、前記プルーム範囲を算出することを特徴とする、第3発明に記載の降下煤塵の非定常発塵源位置の探索方法である。
第5発明は、前記Td(it)期間に前記評価地点で捕集された降下煤塵試料の放射線量を測定してその強度に基づいて降下煤塵を煤塵種ごとに分類する煤塵種分類工程を更に有し、前記捕集された降下煤塵試料の内、前記煤塵種分類工程で分類されたいずれかの煤塵種に対応する部分の降下煤塵の質量を前記降下煤塵量Mとすることを特徴とする第1乃至第4発明のいずれか1つに記載の降下煤塵の非定常発塵源の探索方法である。
In order to solve the above-mentioned problems, the following solutions have been invented as a result of the inventor's research.
The first invention is a time period Delta] t d each of i t-th time T d (i t), at two or more dustfall evaluation point different time T d (i t -1) from time T d ( a dust amount setting step of setting an average measure of the dustfall amount M in the i t) T d (i t ) period is a period until, in each vicinity of the dustfall evaluation point, the time period based on the continuously measured wind direction in a short time period Delta] t WINT than Delta] t d, the T d (i t) and the representative wind deriving step of deriving the representative wind direction WD (i t) in the period, the dustfall in each vicinity of the evaluation point based on the continuously measured wind direction at the time period Delta] t d shorter period Delta] t WINT than, the T d (i t) representative wind speed WS in period (i t) a representative wind speed derivation step of deriving, the dustfall evaluated the T d (i t) period Based on the measured value of the drop rate of the collected dustfall in point, a representative falling speed deriving step of deriving a representative falling velocity V s of the dustfall, two or more of said successive times T d (i t ) a time for each time period Delta] t g containing is the evaluation period of the k-th time in the case of a t g (k), from the time t g (k-1) to time t g (k) any of the contained in t g (k) the period T d (i t) drops in the period dust search area γ (i, i t) as two different said dustfall evaluation point i M, a i N a starting point to each other , Having a central axis extending in the windward direction of the representative wind direction WD, and providing a falling dust generation source search area width around the central axis, and extending vertically from the central axis to the falling dust generation source search area width. the first to the range of distances between regions, the second dustfall generation source search area gamma (i M i t), γ (i N , i t) and dustfall generation source search area setting step of setting a, for the dustfall evaluation point i, t g (k) the time of maximum dustfall amount M in the period and T d (i t) dustfall amount M max (i), and i max (i) is i t at the time T d (i t), representative wind direction and representative of the time T d (i t) and maximum dustfall information deriving step of deriving the WD max and WS max is the wind speed, the first, second dustfall generation source search area γ (i M, i max) , γ (i N, i t) A distance calculating step of calculating distances L d (i M ) and L d (i N ) between the coordinate point p in both of the two and the two dustfall evaluation points i M and i N ; The first and second dustfall generation source search areas on the vertical plane of the central axis of the first and second dustfall generation source search area including the coordinate point p It is the cross-sectional area of the dust source search area center axis perpendicular cross-sectional area S p1, the S p2, and the cross-sectional area calculation step of calculating respectively using the dustfall generation source search area width, the dust source search area center axis For all combinations of the dust generation amount calculating step for calculating the assumed dust generation amounts E 1 and E 2 proportional to the vertical cross-sectional areas S p1 and S p2 and all the falling dust generation source search areas including the coordinate point p On the other hand, if the ratio of any one of the assumed dust generation amounts E 1 and E 2 calculated in the dust generation amount calculation step is all within a predetermined upper and lower threshold value range, the coordinate point p is set to t g (k) One of the assumed dust generation amounts E 1 calculated in the dust generation amount calculation step by determining that it is a main non-stationary dust generation source having a time scale equal to or greater than the time period Δt g in the period. , E 2 if the ratio is outside the predetermined upper and lower threshold values, the coordinate point p is set to t g (K) When it is determined that it is not a main unsteady dust generation source having a time scale equal to or greater than the time period Δt g in the period, and the coordinate point p is not included in any of the falling dust generation source search regions Does not determine the non-steady dust generation source of the dustfall at the coordinate point p, and the dustfall source search area width is the plume-type dustfall source in the plume type. It is a plume diffusion width calculated at the distance on the plume center axis with the search region central axis as the plume central axis, and is a method for searching the unsteady dust generation source position of the falling dust.
According to a second aspect of the present invention, the descending soot generation source search region central axis has a horizontal component of the wind direction of the wind direction and a value V s / the value obtained by dividing the representative falling speed V s of the falling dust by the representative wind speed WS. A horizontal direction having WS as a vertical gradient and calculated as the falling dust source search area width in the plume formula at the distance on the plume center axis with the lower dust generation source search area center axis as the plume central axis The plume diffusion width σ y and the plume diffusion width σ z in the vertical direction are used as the horizontal component and the vertical component, respectively, and the method for searching the unsteady dust generation source position of the falling dust according to the first invention is provided. .
The third invention is the plume diffusion widths σ y and σ z , the distance x from the source on the plume central axis, the dust generation amount Q P , the representative speed WS, the constant B, and the plume diffusion width. Using the plume range defined using σ y and σ z , the following equations (A) and (B) expressing the dust concentration C (x) at a distance x from the source on the plume central axis: ) Is used as the plume type according to the first or second aspect of the present invention.
C (x) = B (Q P / 2πσ y σ z WS) (within the plume range) (A)
C (x) = 0 (outside the plume range) (B)
According to a fourth aspect of the present invention, a cross section of a plume in a direction perpendicular to the plume central axis is an ellipse having a longer axis as a major axis and a shorter axis as a minor axis of the longer one of the plume diffusion widths σ y and σ z. The method for searching for the unsteady dust generation source position of the falling dust according to the third aspect of the invention, wherein the plume range is calculated with the inside of the ellipse within the plume range as the shape.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a dust type classification step of measuring the radiation dose of the dust falling sample collected at the evaluation point during the period T d (i t ) and classifying the dust falling for each dust type based on the intensity thereof. And the amount of dust falling in the portion corresponding to any one of the dust species classified in the dust type classification step is set as the amount of dust falling M. The method for searching for the unsteady dust generation source of the falling dust according to any one of the first to fourth inventions.

本発明によれば、少数の評価地点での降下煤塵の計測によって、発塵量が非定常的に変動する降下煤塵の発塵源を、効率的に且つ正確に探索することができる。   According to the present invention, it is possible to efficiently and accurately search for dust generation sources of falling dust in which the amount of dust generation varies unsteadily by measuring the amount of falling dust at a small number of evaluation points.

水平面内に投影したプルームの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the plume projected in the horizontal surface. 鉛直面内に投影したプルームの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the plume projected on the vertical plane. 発塵源探索装置の処理の一例を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining an example of a process of a dust generation source search apparatus. 発塵源探索領域の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a dust generation source search area | region. 発塵源を探索する方法の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the method of searching for a dust generation source. 濃度最大値を示す風向以外の方向に発塵源探索領域を設定する方法の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the method of setting a dust generation source search area | region in directions other than the wind direction which shows a density | concentration maximum value. 発塵源を探索する従来の方法を説明する図である。It is a figure explaining the conventional method which searches a dust generation source.

(本発明の実施形態の特徴)
まず、本発明の実施形態の特徴について説明する。
本発明の実施形態の第1の特徴は、降下煤塵評価地点における降下煤塵を直接、測定することによって降下煤塵の発塵源を探索することができる点である。
(Features of Embodiments of the Present Invention)
First, features of the embodiment of the present invention will be described.
The first feature of the embodiment of the present invention is that a dust generation source for falling dust can be searched by directly measuring the falling dust at the falling dust evaluation point.

本発明の第2の特徴は、降下煤塵の発塵源の探索にあたって、降下煤塵評価地点から風上方向に伸長させる発塵源探索領域を、プルーム式と相互に関連付けることによって、発塵源候補における発塵量の情報を得ることができる点である。
具体的には、前述した様に、従来技術においては、式(2)における地表面反射項(α・exp[−(He+z−Vsx/WS)2/2σz 2])の取り扱いが困難であった。このため、降下煤塵評価地点から風上方向に伸長させる発塵源探索線を、プルーム式と相互に関連付けることは困難と考えられていた。しかし、本発明者らの調査の結果、この地表面反射項が問題となるのは、従来技術が主にガスやSPMを対象としていたためであることを突き止めた。降下煤塵の場合には、粒子の落下速度が大きいために、沈着速度Vd≒落下速度Vsとなる。したがって、地表面での反射の影響は小さく、α=0とみなすことができる。よって、降下煤塵に対する大気拡散式(プルーム式)は、式(2)にα=0を代入した次の式(4)のようになる。
C(x,y,z)=(QP/2πσyσzWS)exp[−y2/2σy 2
×exp[−(He−z−Vsx/WS)2/2σz 2] ・・・(4)
The second feature of the present invention is that, in searching for the dust source of the falling dust, the dust source search region that extends in the windward direction from the falling dust evaluation point is correlated with the plume expression, thereby generating a dust source candidate. It is a point which can acquire the information of the amount of dust generation in.
Specifically, as described above, in the prior art, it is difficult to handle the ground surface reflection term (α · exp [− (He + z−V s x / WS) 2 / 2σ z 2 ]) in the formula (2). Met. For this reason, it was considered difficult to correlate the dust source search line that extends from the falling dust evaluation point in the windward direction with the plume type. However, as a result of investigations by the present inventors, it has been found that this ground surface reflection term becomes a problem because the prior art mainly targets gas and SPM. In the case of falling dust, since the falling speed of the particles is high, the deposition speed V d ≈the falling speed V s . Therefore, the influence of reflection on the ground surface is small, and can be regarded as α = 0. Therefore, the atmospheric diffusion formula (plume formula) for the falling dust is expressed by the following formula (4) in which α = 0 is substituted into formula (2).
C (x, y, z) = (Q P / 2πσ y σ z WS) exp [−y 2 / 2σ y 2 ]
× exp [- (He-z -V s x / WS) 2 / 2σ z 2] ··· (4)

ここで、以下の式(5)により座標変換を行うと、式(4)は、以下の式(6)のようになる。
Z=z+Vsx/WS−He ・・・(5)
C(x,y,Z)=(QP/2πσyσzWS)
×exp[−y2/2σy 2]exp[−Z2/2σz 2] ・・・(6)
ここで、式(5)によるzからZへの座標変換は、発生源(発塵源)を原点とし、風下方向に、tan-1(Vs(粒子落下速度)/WS(風速))の俯角で、鉛直面内に煤塵プルームの中心軸を設定し、この中心軸をZ軸として濃度を定義することに対応する。
Here, when coordinate transformation is performed according to the following equation (5), equation (4) becomes the following equation (6).
Z = z + V s x / WS-He ··· (5)
C (x, y, Z) = (Q P / 2πσ y σ z WS)
Xexp [−y 2 / 2σ y 2 ] exp [−Z 2 / 2σ z 2 ] (6)
Here, the coordinate conversion from z to Z according to the equation (5) is performed with tan −1 (V s (particle fall velocity) / WS (wind velocity)) in the leeward direction with the generation source (dust generation source) as the origin. This corresponds to setting the central axis of the dust plume in the vertical plane at the depression angle and defining the concentration with this central axis as the Z axis.

拡散幅σy及びσzは、それぞれy方向及びz方向(通常、Vs≪WSであり、Vs≪WSの条件では、z方向は、Z方向にほぼ等しいとみなせる)での濃度分布の標準偏差である。多くの場合、地表面での反射の影響がなければ、y方向及びz方向の濃度分布を正規分布とみなすことができる。このとき、y=σy及びZ=σzにおける濃度値は、濃度最大値の60%であるのに対し、y=2σy及びZ=2σzにおける濃度値は、濃度最大値の13%に過ぎない。即ち、y>σy及びZ>σzの領域において、濃度は急激に低下する。そこで、本発明の実施形態では、プルーム式として、以下の式(7a)、式(7b)を前提とすることにした。
C(x)=B(QP/2πσyσzWS) (プルーム範囲内) ・・・(7a)
C(x)=0 (プルーム範囲外) ・・・(7b)
The diffusion widths σ y and σ z are respectively the concentration distributions in the y direction and the z direction (usually, V s << WS, and under the condition of V s << WS, the z direction is almost equal to the Z direction). Standard deviation. In many cases, if there is no influence of reflection on the ground surface, the density distribution in the y direction and the z direction can be regarded as a normal distribution. At this time, the density value at y = σ y and Z = σ z is 60% of the maximum density value, whereas the density value at y = 2σ y and Z = 2σ z is 13% of the maximum density value. Not too much. That is, the concentration decreases rapidly in the region where y> σ y and Z> σ z . Therefore, in the embodiment of the present invention, the following equations (7a) and (7b) are assumed as plume equations.
C (x) = B (Q P / 2πσ y σ z WS) (within the plume range) (7a)
C (x) = 0 (outside the plume range) (7b)

ここで、式(7a)の記号の意味は以下の通りである。
B:比例定数
本手法においては、式(7a)は、相対値のみを問題とするので、比例定数Bには任意の値(例えば、1)を与えてよい。
また、プルーム範囲内とは、式(4)のようにプルーム垂直方向の濃度分布にガウス分布を仮定した際の濃度が濃度分布の標準偏差の値を示す位置よりも中心軸側の領域をいう。あるいは、より簡便に、σy、σzの内より長い方の2倍を長軸、短い方の2倍を短軸とした楕円をプルーム断面形状とし、この楕円内をプルーム範囲内としてもよい。さらに、より単純に、以下の式(8)の範囲としてもよい。一方、プルーム範囲外とは、プルーム範囲内以外の領域をいう。
σy≧y≧−σy かつ σz≧Z≧−σz ・・・(8)
ここで、σy、σzは、発塵源からの距離L0と周期Δtdとの関数である(σy[L0、Δtd]、σz[L0、Δtd])。σy、σzは、周期Δtdを固定して(これを基準期間とする)求められた数表化または図表化された値として、非特許文献1に記載される、Pasquill−GiffordによるものやBriggsによるもの等を用い、周期Δtdの影響を経験式で補正して求められる。周期Δtdの影響を経験式で補正する方法は、非特許文献2に示されるように、プルーム拡散幅σyに、([実際に使用するΔtd]/[基準純時間のΔtd])Pを乗じるものである。
Here, the meanings of the symbols in the formula (7a) are as follows.
B: Proportional constant In this method, since the equation (7a) is concerned only with the relative value, the proportionality constant B may be given an arbitrary value (for example, 1).
In addition, the plume range refers to a region on the central axis side from the position where the density when the Gaussian distribution is assumed in the density distribution in the plume vertical direction as shown in Expression (4), where the density shows the value of the standard deviation of the density distribution. . Or, more simply, an ellipse having a major axis that is twice as long as σ y or σ z and a minor axis that is twice as long as the shorter axis may be a plume cross-sectional shape, and the inside of this ellipse may be within the plume range. . Furthermore, it is good also as the range of the following formula | equation (8) more simply. On the other hand, “outside the plume range” means an area other than the plume range.
σ y ≧ y ≧ −σ y and σ z ≧ Z ≧ −σ z (8)
Here, σ y and σ z are functions of the distance L 0 from the dust generation source and the period Δt dy [L 0 , Δt d ], σ z [L 0 , Δt d ]). σ y and σ z are those according to Pasquill-Gifford described in Non-Patent Document 1 as numerical values or chart values obtained by fixing the period Δt d (this is a reference period). and the like used by Briggs, determined by correcting the influence of the periodic Delta] t d by empirical formula. As shown in Non-Patent Document 2, a method for correcting the influence of the period Δt d by the empirical formula is obtained by adding ([actually used Δt d ] / [reference pure time Δt d ]) to the plume diffusion width σ y . Multiply by P.

煤塵種と煤塵粒径とが与えられれば、粒子落下速度Vsが終末速度として決まるので、降下煤塵量M(x)は、濃度C(x)に、粒子落下速度Vsを乗じた以下の式(9a)、式(9b)で表現できる。
M(x)=VsB(QP/2πσyσzWS) (プルーム範囲内) ・・・(9a)
M(x)=0 (プルーム範囲外) ・・・(9b)
If the soot type and soot particle size are given, the particle falling speed V s is determined as the terminal speed, so the falling dust amount M (x) is the following value obtained by multiplying the concentration C (x) by the particle falling speed V s It can be expressed by Expression (9a) and Expression (9b).
M (x) = V s B (Q P / 2πσ y σ z WS) (within the plume range) (9a)
M (x) = 0 (outside the plume range) (9b)

式(9a)において、一定の風速の条件では、プルーム範囲内の局所の降下煤塵量M(x)は、発塵量QP及びプルーム拡散幅σy、σzのみによって決まる。また、プルーム拡散幅σy及びσzの値は、x及び気象条件の関数として、例えば非特許文献1に記載されるPasquill−Giffordの式で表現できる。したがって、一定の発塵源条件、かつ、一定の気象条件のもとでは、特定の降下煤塵評価地点での降下煤塵量M(x)を特定の発塵源からの距離xのみで表現することができる。
次に、式(9)を用いて、特定の降下煤塵評価地点における発塵源の存在範囲について考える。
図1は、特定の降下煤塵評価地点iMを原点Oとした水平面内での全体座標系x',y'(地表面)上に、x'=L0の位置に存在する2つの発塵源io1、io2から、降下煤塵評価地点iMと同一水平面上に発したプルームα(io1)、α(io2)を投影した図である。このとき、風向WDは、x'の正の方向である。プルームα(io1)、α(io2)の位置は、x'=0において、それぞれの中心軸10a、10bが地表面に一致すると共に、プルームの水平方向の端部(プルームα(io1)ではy'のマイナス側端部、プルームα(io2)ではy'のプラス側端部)が原点Oを通過するように、プルームα(io1)、α(io2)が配置されている。このプルームα(io1)、α(io2)の配置が、x=L0に設定された発塵源io1、io2から、プルームα(io1)、α(io2)が、降下煤塵評価地点iMに到達することのできる限界の位置である。即ち、発塵源io1の位置が、y'のプラス側の限界位置であり、発塵源io2の位置が、y'のマイナス側の限界位置である。
In the equation (9a), under a constant wind speed condition, the local dust fall amount M (x) within the plume range is determined only by the dust generation amount Q P and the plume diffusion widths σ y and σ z . Further, the values of the plume diffusion widths σ y and σ z can be expressed as a function of x and weather conditions, for example, by the Pasquill-Gifford equation described in Non-Patent Document 1. Therefore, under certain dust source conditions and certain weather conditions, express the amount of dust fall M (x) at a specific dust fall evaluation point only by the distance x from the particular dust source. Can do.
Next, the range of the dust generation source at a specific dustfall evaluation point will be considered using Equation (9).
FIG. 1 shows two dust generations existing at a position of x ′ = L 0 on a global coordinate system x ′, y ′ (ground surface) in a horizontal plane with a specific falling dust evaluation point i M as an origin O. from a source i o1, i o2, dustfall evaluation point i M and plume alpha emitted on the same horizontal plane (i o1), is a view obtained by projecting the α (i o2). At this time, the wind direction WD is the positive direction of x ′. The positions of the plumes α (i o1 ) and α (i o2 ) are such that, at x ′ = 0, the respective central axes 10a and 10b coincide with the ground surface, and the horizontal ends of the plumes (the plumes α ( io1) ) in y as positive end of the 'negative end of the plume alpha (i o2) in y') passes through the origin O, plume α (i o1), α ( i o2) is arranged Yes. The plume alpha (i o1), the arrangement of the alpha (i o2) is, from x = set to L 0 has been dust source i o1, i o2, plume α (i o1), α ( i o2) is lowered This is the limit position where the dust evaluation point i M can be reached. That is, the position of the dust generation source i o1 is the limit position on the plus side of y ′, and the position of the dust generation source i o2 is the limit position on the minus side of y ′.

プルームα(io1)及びα(io2)のx'=0における拡散幅σyは、σy(L0)である。よって、x'=L0における発塵源io1、io2の間の距離の半幅は、σy(L0)、即ち、プルームα(io1)及びα(io2)のx'=0における拡散幅σyに一致する。ここで、降下煤塵評価地点iMで降下煤塵が計測された際の発塵源io1、io2の位置を推定する場合、水平面内において、発塵源io1、io2が存在し得る範囲は、原点Oと、発塵源io1の点とを通過する線、及び、原点Oと発塵源io2の点とを通過する線に挟まれた領域γ(iM,it)(斜線で示している領域)となる。この領域γ(iM,it)が発塵源探索範囲である。 The diffusion width σ y of the plumes α (i o1 ) and α (i o2 ) at x ′ = 0 is σ y (L 0 ). Therefore, the half width of the distance between the dust generation sources i o1 and i o2 at x ′ = L 0 is σ y (L 0 ), that is, x ′ = 0 of the plumes α (i o1 ) and α (i o2 ). This corresponds to the diffusion width σ y at. Here, when estimating the position of the dust source i o1, i o2 when dustfall in dustfall evaluation point i M is measured, in the horizontal plane, there may be Hatsuchirigen i o1, i o2 range is the origin O, line passing through the point of Hatsuchirigen i o1, and, the area between the line passing through the point of origin O and dust source i o2 γ (i M, i t) ( (Areas shown with diagonal lines). This region γ (i M , i t ) is the dust source search range.

ところで、発塵源io1、io2を配置するx'=L0の値は任意である。よって、任意のx'の位置において、降下煤塵評価地点iMに到達し得る発塵源io1、io2のy'方向の範囲の半幅は、常にσy(x')となる。即ち、発塵源探索範囲γ(iM,it)のy'方向の半幅は、例えば、式(6)のプルーム式での発塵源と同一水平面上でのσyと同じ形になる。したがって、水平面内での発塵源探索領域γ(iM,it)は、降下煤塵評価地点iMから代表風向の風上方向に伸長した中心軸11上の、降下煤塵評価地点iMからの距離のみの関数で表現される探索領域幅によって設定することができる。 By the way, the value of x ′ = L 0 for arranging the dust generation sources i o1 and i o2 is arbitrary. Therefore, the half width of the range in the y ′ direction of the dust generation sources i o1 and i o2 that can reach the dustfall evaluation point i M at an arbitrary position x ′ is always σ y (x ′). That is, the half width in the y ′ direction of the dust generation source search range γ (i M , i t ) has the same shape as σ y on the same horizontal plane as the dust generation source in the plume formula of Equation (6), for example. . Therefore, dust source search area γ (i M, i t) in a horizontal plane, on the central shaft 11 extending from the dustfall evaluation point i M upwind direction of the representative wind from dustfall evaluation point i M It can be set by the search area width expressed by a function of only the distance.

図2は、特定の降下煤塵評価地点iMを原点Oとした鉛直面内での全体座標系x',z上に、x'=L0の位置に存在する2つの発塵源io3、io4から、降下煤塵評価地点iMと同一鉛直平面上に発したプルームα(io3)、α(io4)を投影した図である。
基本的には、図1を参照しながら説明したのと同様の方法で、発塵源探索領域γ(iM,it)は設定される。この際、発塵源探索領域γ(iM,it)の幅は、拡散幅σz(x')で表わされる。
尚、降下煤塵は落下するので、鉛直断面において、プルームα(io3)、α(io4)の中心軸10a、10b及び発塵源探索領域γ(iM,it)の中心軸11は、θ(=tan-1(Vs/WS))なる角度で傾斜する。このため、降下煤塵評価地点iMの風上方向の地点の内、発塵源io3、io4から降下煤塵評価地点iMまで降下煤塵が到達し得るのは、降下煤塵評価地点iMから風上方向に伸長した領域の内の一部の領域で発塵したものに限られることになる。この様に、降下煤塵評価地点iMから発生源探索領域γ(iM,it)を、風上方向に伸長する発塵源の探索手法において、風上方向の距離の範囲を制限することは、従来法には存在しなかった考え方であり、本手法は、発塵源探索領域γ(iM,it)を限定できる点で従来法に対して有利である。
FIG. 2 shows two dust generation sources i o3 existing at a position of x ′ = L 0 on the entire coordinate system x ′, z in the vertical plane with the specific falling dust evaluation point i M as the origin O. from i o4, dustfall evaluation point i M the same vertical plane on the emitted plume α (i o3), a diagram obtained by projecting the α (i o4).
Basically, the dust generation source search region γ (i M , i t ) is set by the same method as described with reference to FIG. At this time, the width of the dust generation source search region γ (i M , i t ) is represented by the diffusion width σ z (x ′).
Since the falling dust falls, the central axes 10a and 10b of the plumes α (i o3 ) and α (i o4 ) and the central axis 11 of the dust source search region γ (i M , i t ) in the vertical section are , Θ (= tan −1 (V s / WS)). Therefore, among the windward direction point of dustfall evaluation point i M, the dustfall from Hatsuchirigen i o3, i o4 until dustfall evaluation point i M can reach, from the dustfall evaluation point i M It will be restricted to what generate | occur | produced in the one part area | region of the area | region extended in the upwind direction. In this way, in the dust source search method that extends the source search region γ (i M , i t ) from the dust fall evaluation point i M in the windward direction, the range of the distance in the windward direction is limited. Is an idea that did not exist in the conventional method, and this method is advantageous over the conventional method in that the dust generation source search region γ (i M , i t ) can be limited.

以上の様な、降下煤塵量のプルーム式を変形した発塵源探索範囲γ(iM,it)の単純、且つ、定量的な表現は、従来のガスやSPMを前提としたプルーム式では実現し得なかったものであり、本発明者らが降下煤塵の落下速度Vsが比較的大きいことに着目した上で行った一連の洞察によって初めて可能になったものである。
尚、本発明は、式(9)のプルーム式を用いることに限定されるものではない。例えば、予め精密な測定を実施して地表面反射項の影響を正確に表現できる場合には、地表面反射項を残したままのプルーム式に基づいて式(9)のσzの項に適宜、補正を加えてもよい。
The simple and quantitative expression of the dust generation source search range γ (i M , i t ), which is a modification of the plume formula for the amount of dust fall, is the plume formula based on the conventional gas and SPM. This was not possible, and was made possible for the first time by a series of insights that the present inventors made after paying attention to the fact that the falling speed V s of the falling dust is relatively high.
In addition, this invention is not limited to using the plume type | formula of Formula (9). For example, when precise measurement is performed in advance to accurately represent the influence of the ground surface reflection term, the term σ z in equation (9) is appropriately set based on the plume equation with the ground surface reflection term remaining. Correction may be added.

本発明の実施形態の第3の特徴は、発塵源や発塵量を必ずしも予め仮定する必要の無い点である。現実の発塵源は、その位置や発塵量の全てが予め知られていない場合が多いので、本発明の実施形態の手法は、現実に即した発塵源の探索を行える点で有利である。   The third feature of the embodiment of the present invention is that it is not always necessary to assume a dust generation source and a dust generation amount in advance. Since an actual dust source often does not know all of its position and dust generation amount in advance, the method of the embodiment of the present invention is advantageous in that it can search for a dust source in accordance with reality. is there.

本発明の実施形態の第4の特徴は、非定常発塵源の特定を行うことができる点である。本発明の実施形態の手法では、降下煤塵の量の測定値の取得周期ごと、又は、降下煤塵の量の測定値の取得周期の連続する数周期分の時刻ごとに、その時間帯における主要な発塵源を特定することができる。したがって、降下煤塵の量の測定値の取得周期の数周期分以上の時間スケールで変動する非定常発塵源であれば、これを把握することができる。また、非定常発塵源を特定する際に必要な降下煤塵評価地点の数は、潜在的な発塵源の数よりも十分少なくてよい。   A fourth feature of the embodiment of the present invention is that an unsteady dust generation source can be specified. In the method of the embodiment of the present invention, the main period in the time zone is acquired every acquisition period of the measurement value of the amount of dustfall or every time of several consecutive periods of the acquisition period of the measurement value of the amount of dustfall. The source of dust generation can be specified. Therefore, this can be grasped if it is an unsteady dust generation source that fluctuates on a time scale that is equal to or more than several cycles of the acquisition period of the measured value of the amount of dustfall. In addition, the number of falling dust evaluation points necessary for identifying the unsteady dust generation source may be sufficiently smaller than the number of potential dust generation sources.

本発明の実施形態の第5の特徴は、評価地点で捕集した降下煤塵を放射性降下煤塵又は非放射性降下煤塵に分類することによって、放射性降下煤塵の非定常発塵源を、放射性発塵源に近寄ることなく、遠方での降下煤塵計測データを用いて特定することができる点である。   The fifth feature of the embodiment of the present invention is that the unsteady dust generation source of radioactive fallen dust is classified as radioactive fallen dust by classifying the fallen dust collected at the evaluation point into radioactive fallen dust or non-radiative fallen dust. It is a point that can be specified by using the falling dust measurement data in the distance without approaching.

以下に、図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
(第1の実施形態)
まず、本発明の第1の実施形態について説明する。
降下煤塵量計測手段(装置)によって時間周期Δtdごとに降下煤塵量(降下煤塵の質量)が測定される(以下、必要に応じて「時間周期」を「周期」と略称する)。降下煤塵量の測定値の出力される時刻Td(it)とする。時刻Td(it−1)から時刻Td(it)までの時間(期間)を「Td(it)期間」と定義する。itは、降下煤塵の計測を開始した時刻を0とし、1ずつ増加する整数である。また、ntを2以上の自然数として、nt個の連続する「Td(it)期間」から構成される時間を「tg(k)期間」と定義する。ここで、「tg(k)期間」の始点の時刻を時刻tg(k−1)とし、このときのitを0とする。「tg(k)期間」の終点の時刻を時刻tg(k)とし、このときのitをntとする。kは、降下煤塵の計測を開始した時刻を0とし、1ずつ増加する整数である。本実施形態では、個々の「tg(k)期間」における降下煤塵の発生源を特定するものであり、周期Δtg(=nt・Δtd)以上の時間スケール(即ち、発塵継続時間)を有する発塵源を探索の対象とする。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, the duplicate description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
(First embodiment)
First, a first embodiment of the present invention will be described.
The falling dust amount measuring means (device) measures the falling dust amount (the mass of the falling dust) for each time period Δt d (hereinafter, “time period” is abbreviated as “period” as necessary). And time T d which is the output of the measured value of the dustfall amount (i t). Time T d (i t -1) from the time T d (i t) until the time (period) is defined as "T d (i t) period". i t is an integer that increases by 1 with the time when the measurement of dustfall started being set to 0. Further, a time constituted by n t consecutive “T d (i t ) periods” is defined as “t g (k) periods”, where n t is a natural number of 2 or more. Here, the "t g (k) period" time the time of the start point of the t g (k-1), the i t at this time is 0. And "t g (k) period" of the end-point of time the time t g (k), the i t at this time is n t. k is an integer that increases by 1 with the time when the measurement of dustfall started being set to 0. In the present embodiment, the source of the falling dust in each “t g (k) period” is specified, and the time scale (that is, the dust generation duration time) of the period Δt g (= nt · Δt d ) or more. ) Is a search target.

周期Δtgとしては、例えば、周期Δtdの6周期分を採用することができる(周期Δtdが10分のとき、周期Δtgは1時間となる)。本実施形態で特定できる発塵源は、時間スケールが周期Δtg以上の非定常発塵源である。よって、周期Δtgを極端に長く設定することは、特定できる非定常発塵源が減少するので好適ではない。一般に、昼間と夜間とでは、気象条件が大きく異なる。このため、多くの非定常発塵源は、半日以下の時間スケールを示すので、周期Δtgは、12時間以下であることが好ましい。勿論、非定常発塵源の時間スケールが12時間以上であることが予め判明している場合にはこの限りではない。 The period Delta] t g, for example, can be adopted 6 cycles of the periodic Delta] t d (time period Delta] t d is 10 minutes, the period Delta] t g is 1 hour). Dust source can be identified in the present embodiment is a non-stationary dust source scale is more periodic Delta] t g time. Therefore, setting the period Δt g to be extremely long is not preferable because the number of unsteady dust generation sources that can be specified decreases. In general, weather conditions differ greatly between daytime and nighttime. For this reason, since many unsteady dust generation sources show a time scale of half a day or less, the period Δt g is preferably 12 hours or less. Of course, this is not the case when the time scale of the unsteady dust generation source is previously known to be 12 hours or more.

また、発塵源の探索を実施し得る三次元領域の中に、x、y、zなる直交座標系を設定し、各座標軸上において、それぞれnx、ny、nz個の座標成分を設け、前記三次元空間をnx×ny×nz個の座標点pで代表することにする。ここで、座標点pは、各座標軸成分がそれぞれix番目、iy番目、iz番目である座標点を表す。個々の座標点の位置を、各座標軸上の座標成分の順番ix、iy、izを用いて、Sc(ix,iy,iz)として、原点Oからの位置ベクトルで表記する。各座標点pでは、発塵源判断のモードとして、「発塵源」、「発塵源でない」、及び「未判定」の3つの内、何れかが設定される。   Further, in a three-dimensional region where the search for the dust generation source can be performed, an orthogonal coordinate system of x, y, z is set, and nx, ny, nz coordinate components are provided on each coordinate axis, The three-dimensional space is represented by nx × ny × nz coordinate points p. Here, the coordinate point p represents a coordinate point whose coordinate axis components are the ixth, iyth, and izth, respectively. The position of each coordinate point is expressed as a position vector from the origin O as Sc (ix, iy, iz) using the order ix, iy, iz of the coordinate components on each coordinate axis. At each coordinate point p, one of three modes of “dust generation source”, “not a dust generation source”, and “undecided” is set as a dust generation source determination mode.

図3のフローチャートを用いて、発塵源を探索する際の発塵源探索装置の処理(発塵源探索処理)の一例を説明する。発塵源探索装置は、例えば、CPU等の演算装置、メモリ、HDD、及び各種のインターフェースを備えた情報処理装置(例えば、市販のパーソナルコンピュータ(PC))を用いることにより実現される。例えば、図3のフローチャートは、C言語等のプログラミング言語を用いて実行可能なコンピュータプログラムに翻訳され、予め、HDD等に保存される。情報処理装置における発塵源探索処理の実行時には、CPU等の演算装置によって、HDD等に記憶された前記実行可能なコンピュータプログラムが読み出されて起動し、前記実行可能なコンピュータプログラムの指令に基づいた演算をCPU等の演算装置が順次実行することにより実現される。前記発塵源探索処理の起動タイミングは、手入力で前記実行可能なコンピュータプログラムを起動してよく、また、定期的に自動的に起動するようにしてもよい。前述したように、本実施形態の発塵源探索装置は、ある時刻において、「tg(k)期間」における降下煤塵の発塵源を探索する。 With reference to the flowchart of FIG. 3, an example of processing of the dust source search device (dust source search processing) when searching for the dust source will be described. The dust generation source search device is realized by using, for example, an information processing device (for example, a commercially available personal computer (PC)) provided with an arithmetic device such as a CPU, a memory, an HDD, and various interfaces. For example, the flowchart of FIG. 3 is translated into a computer program that can be executed using a programming language such as C language and stored in advance in an HDD or the like. At the time of execution of the dust generation source search process in the information processing apparatus, the executable computer program stored in the HDD or the like is read and activated by an arithmetic device such as a CPU, and based on a command of the executable computer program The calculation is realized by sequentially executing the calculation by a calculation device such as a CPU. The start timing of the dust generation source search process may be such that the executable computer program is started manually or may be automatically started periodically. As described above, the dust source search device of the present embodiment searches for a dust source of falling dust in the “t g (k) period” at a certain time.

発塵源探索装置において、降下煤塵評価地点・座標点等の位置情報、降下煤塵量・風向・風速等の測定値や煤塵種に関する分析値等の必要入力情報は、情報処理装置に接続されたキーボードやコンソール画面等を用いて、予め人力で入力することができる。入力された前記入力情報は、HDD等に保存され、発塵源探索処理実行の進行に応じて、適宜、読み出される。
発塵源探索装置において、算出された特定座標点に対する非定常発塵源判定結果及び発塵量等の算出結果は、HDD等に保存されると共に、コンソール画面等に表示することができる。
尚、上記の発塵源探索装置の処理の一部又は全部を手計算等の他の手段に置き換えても何ら問題ない。
In the dust source search device, necessary input information such as position information such as the falling dust evaluation point / coordinate point, measured values such as the amount of falling dust, wind direction, wind speed, and analysis values related to the dust type are connected to the information processing device. Using a keyboard, console screen, or the like, it is possible to input manually in advance. The input information that has been input is stored in an HDD or the like, and is appropriately read out as the generation source search process proceeds.
In the dust generation source search apparatus, the unsteady dust generation source determination result for the calculated specific coordinate point and the calculation result such as the dust generation amount can be stored in the HDD or the like and displayed on the console screen or the like.
It should be noted that there is no problem if a part or all of the processing of the dust generation source search apparatus is replaced with other means such as manual calculation.

まず、第1工程について説明する。
ステップS201において、発塵源探索装置は、全ての座標点pにおいて、発塵源判断モードを「未判定」に初期化する。
次に、ステップS202において、発塵源探索装置は、全ての降下煤塵評価地点i(但し、nM≧i≧1)の水平面(例えば地上高度1.5m)内の位置を、前記座標系の原点からの位置を示す位置ベクトルP(i)として算出する。
次に、ステップS203において、発塵源探索装置は、「tg(k)期間」に含まれる全ての「Td(it)期間」における「代表風速WD(it)と、代表風向WS(it)と、全ての降下煤塵評価地点での降下煤塵量M(i,it)と、降下煤塵の代表落下速度Vs(i,it)」を設定(入力)する。本実施形態では、例えば、このステップS202において、煤塵量設定工程、代表風向導出工程、代表風速導出工程、及び代表落下速度導出工程が実行される。
ここで、降下煤塵量M(i,it)は、例えば、特許文献6に記載される連続式降下煤塵計を用いて、周期Δtdを、例えば、10分として測定することができる。風向及び風速は、例えば、市販のプロペラ式風向風速計を用いて、周期Δtdをよりも短い周期Δtwint(例えば、1秒周期)で測定した値とすることができる。風向の空間分解能は、例えば、1°間隔である。代表風向WD(it)、代表風速WS(it)は、例えば、対応する「Td(it)期間」における「風向測定値及び風速測定値」の平均値を用いることができる。また、「降下煤塵評価地点の近傍」とは、風向・風速が降下煤塵評価地点上空における風向・風速と高い相関を示す範囲であればよく、例えば、降下煤塵評価地点から1km以内の水平距離とすることができる。地形が単調で風向・風速分布の少ない地域ではこれ以上の水平距離であってもよい。また、風向・風速測定点の高さは、気象庁の推奨する測定高さである、地表面から10mを採用することができる。想定される発塵源の高さが10mよりも十分に高い場合には、地表面とこの発塵源高さの中間の高さを測定点高さとしてもよい。
First, the first step will be described.
In step S201, the dust source search device initializes the dust source determination mode to “undecided” at all coordinate points p.
Next, in step S202, the dust generation source search device determines the positions of all the falling dust evaluation points i (where n M ≧ i ≧ 1) within the horizontal plane (for example, the ground altitude of 1.5 m) in the coordinate system. It is calculated as a position vector P (i) indicating the position from the origin.
Next, in step S203, dust source searching apparatus, a "representative wind speed WD (i t) in all of the" T d (i t) period "contained in the" t g (k) period ", the representative wind WS and (i t), dustfall amount M (i, i t) at all dustfall evaluation points and is representative falling velocity V s (i, i t) dustfall "setting (input). In this embodiment, for example, in this step S202, a dust amount setting process, a representative wind direction derivation process, a representative wind speed derivation process, and a representative fall speed derivation process are executed.
Here, the dustfall amount M (i, i t), for example, by using a continuous dustfall meter described in Patent Document 6, a period Delta] t d, for example, can be measured as 10 minutes. For example, the wind direction and the wind speed can be set to values measured by using a commercially available propeller type wind direction anemometer with a period Δt wint (for example, a period of 1 second) shorter than the period Δt d . The spatial resolution of the wind direction is, for example, 1 ° intervals. Representative wind direction WD (i t), representative wind speed WS (i t) may be, for example, using the average value of "wind direction measurements and speed measurements" in the corresponding "T d (i t) period". In addition, “the vicinity of the falling dust evaluation point” may be a range in which the wind direction / velocity has a high correlation with the wind direction / wind speed over the falling dust evaluation point, for example, a horizontal distance within 1 km from the falling dust evaluation point. can do. In areas where the terrain is monotonous and the wind direction / velocity distribution is small, the horizontal distance may be longer. Also, the height of the wind direction / velocity measurement point can be 10 m from the ground surface, which is the measurement height recommended by the Japan Meteorological Agency. If the assumed height of the dust generation source is sufficiently higher than 10 m, the height between the ground surface and the height of the dust generation source may be set as the measurement point height.

また、「tg(k)期間」に含まれる全ての「Td(it)期間」に評価地点で捕集された降下煤塵サンプルを用いて、その平均落下速度を測定し、これをそれぞれの「Td(it)期間」に対応する降下煤塵の代表落下速度Vs(it)として採用することができる。あるいは、測定機器等の制約によって降下煤塵捕集のサンプリグ間隔がTd(it)を超える等の場合には、例えば、当該「tg(k)期間」に捕集された降下煤塵全体を降下煤塵サンプルとし、その平均落下速度を、「tg(k)期間」に含まれる全ての「Td(it)期間」に共通の代表落下速度Vs(=Vs(it)=constant)として採用してもよい。降下煤塵サンプルの落下速度の測定方法としては、例えば、以下の方法がある。即ち、降下煤塵サンプルを密閉容器の上方から放出し、個々の降下煤塵粒子が容器底部に到達する時間をそれぞれ計測し、落下距離を落下時間で除することによって、降下煤塵の代表落下速度Vsを求めることができる。容器底部に個々の降下煤塵粒子が到達したことを検知するためには、容器底部において、水平方向にシート状のレーザ光を連続的に照射し、降下煤塵がこのレーザ光を通過する際に生じる散乱光を光検知器で検出する等の方法を採用することができる。 Further, by using the "t g (k) period" all included in the "T d (i t) period" in dustfall samples collected in the evaluation point, and measuring the average falling speed, which respectively it can be the used as "T d (i t) period" representative falling velocity V s of the corresponding dustfall (i t). Alternatively, in the case Sanpurigu interval dustfall trapping by the constraints of such measuring devices such as greater than T d (i t), for example, the "t g (k) period 'drop the whole dust trapped in the dustfall sample and then, the average falling speed, "t g (k) period" all included in the "T d (i t) period" common representative falling velocity V s (= V s (i t) = constant). Examples of the method for measuring the falling speed of the falling dust sample include the following methods. In other words, the falling dust sample is discharged from above the closed container, the time for each falling dust particle to reach the bottom of the container is measured, and the falling distance is divided by the falling time, whereby the falling dust representative drop speed V s Can be requested. In order to detect the arrival of individual dust particles at the bottom of the container, a sheet-like laser beam is continuously irradiated in the horizontal direction at the bottom of the container, and the dust falls when the dust passes through the laser beam. A method such as detecting scattered light with a photodetector can be employed.

個々の降下煤塵粒子の落下速度から代表落下速度Vsを算出する方法としては、全ての降下煤塵粒子の数の50%の降下煤塵粒子が容器の底に到達した時刻に対応する落下時間を、降下煤塵粒子の代表落下速度Vsに関わる降下煤塵粒子の落下速度として採用することができる。或いは、降下煤塵のおよその密度と形状とが予め判明している場合には、単に、降下煤塵サンプルの粒径分布を測定することによって、降下煤塵粒子の代表落下速度Vsを算出することができる。降下煤塵の粒径から降下煤塵粒子の代表落下速度Vsを算出する方法として、例えば、次の、ストークスの終末速度の式(10)を用いることができる。
s={4gDp(ρp−ρf)/3ρfR1/2 ・・・(10)
ここで、式(10)の記号の意味は以下の通りである(単位は、全てSI単位である)。
g: 重力加速度[m/s2
p: 粒子径[m]
ρP,ρf: 粒子、流体の密度[kg/m3
R: 抵抗係数[−](粒子形状に応じて各種の数表が開示されている)
As a method of calculating the representative falling speed V s from the falling speed of each falling dust particle, the falling time corresponding to the time when 50% of the falling dust particles reach the bottom of the container, It can be adopted as the falling speed of the falling dust particles related to the representative falling speed V s of the falling dust particles. Alternatively, when the approximate density and shape of the falling dust are known in advance, the representative falling speed V s of the falling dust particles can be calculated simply by measuring the particle size distribution of the falling dust sample. it can. As a method of calculating the representative falling velocity V s of the falling dust particles from the particle size of the falling dust, for example, the following equation (10) of the Stokes end velocity can be used.
V s = {4gD p (ρ p -ρ f) / 3ρ f C R} 1/2 ··· (10)
Here, the meanings of the symbols in the formula (10) are as follows (the units are all SI units).
g: Gravity acceleration [m / s 2 ]
D p : particle size [m]
ρ P , ρ f : density of particles and fluid [kg / m 3 ]
C R : Resistance coefficient [−] (various numerical tables are disclosed depending on the particle shape)

次に、ステップS204において、発塵源探索装置は、全ての降下煤塵評価地点iにおける「各降下煤塵評価地点に関する発塵源探索領域γ(i,it)」を、「tg(k)期間」における全ての時刻Td(it)において設定する。本実施形態では、例えば、このステップS204において、降下煤塵発生源探索領域設定工程が実行される。
図4は、発塵源探索範囲γ(i,it)の一例を示す図である。図4を参照しながら、発塵源探索範囲γ(i,it)の設定方法の一例を説明する。
図4において、γ(iM,it)は、図2及び図3において座標成分ごとに分解して表示した発塵源探索領域γ(iM,it)を、等角投影法によって1枚の図で表現したものである。図4では、絶対座標(x',y',z)上の地表面に2つの降下煤塵評価地点iM、iNを設置し、これら降下煤塵評価地点iM、iNを始点として、代表風向WD(it)の風上方向に仰角θ(=tan-1[Vs(iM,it)/WS(it)]、又は、tan-1[Vs(iN,it)/WS(it)])で、発塵源探索領域γ(iM,it)、γ(iN,it)の中心軸を設定する。中心軸上の周りに、水平方向に2σy、鉛直方向に2σzなる幅で楕円断面を形成するように、発塵源探索領域γ(iM,it)、γ(iN,it)を設定する。図4に示すように、複数の発塵源探索領域γ(i,it)が存在する場合、複数の発塵源探索領域γ(i,it)間の共通領域41を生じることがある。
Next, in step S204, dust source searching apparatus, "dust source search area for each dustfall evaluation point gamma (i, i t)" in all the dustfall evaluation point i, and "t g (k) It sets in all of the time T d in the period "(i t). In this embodiment, for example, in step S204, a dustfall generation source search region setting step is executed.
Figure 4 is a diagram showing an example of a dust source search range γ (i, i t). With reference to FIG. 4, dust source search range γ (i, i t) an example of a setting method will be described.
In FIG. 4, γ (i M , i t ) is the same as the dust generation source search region γ (i M , i t ) decomposed and displayed for each coordinate component in FIGS. It is expressed in a single figure. In FIG. 4, two dustfall evaluation points i M and i N are installed on the ground surface on the absolute coordinates (x ′, y ′, z), and these dustfall assessment points i M and i N are used as representative points. elevation upwind direction of the wind direction WD (i t) θ (= tan -1 [V s (i M, i t) / WS (i t)], or, tan -1 [V s (i N, i t ) / in WS (i t)]), setting the center axis of the dust source search area γ (i M, i t) , γ (i N, i t). Around the central axis, so as to form an elliptical cross-section in the horizontal direction to 2 [sigma] y, the vertical direction in the 2 [sigma] z becomes wide, dust source search area γ (i M, i t) , γ (i N, i t ) Is set. As shown in FIG. 4, a plurality of dust sources search area γ (i, i t) if there is, there may occur a plurality of dust sources search area γ (i, i t) a common region 41 between .

次に、ステップS205において、発塵源探索装置は、降下煤塵評価地点iについて、「『tg(k)期間』内で最大の降下煤塵量M(i,it)となる時刻Td(it)の降下煤塵量であるMmax(i)と、このときのitであるimax(i)と、当該時刻Td(it)における代表風向WDmax・代表風速WSmax」を算出する。本実施形態では、例えば、このステップS205において、最大降下煤塵情報導出工程が実行される。 Next, in step S205, dust source searching apparatus, lowering the dust evaluation point i, "" t g (k) period maximum dustfall amount M (i, i t) in a "to become time T d ( and M max (i) is a dustfall amount of i t), and i max (i) is the i t in this case, the representative wind direction WD max · representative wind speed WS max at the time T d (i t) "a calculate. In this embodiment, for example, in step S205, a maximum dustfall information deriving step is executed.

次に、第2工程について説明する。
まず、ステップS206において、発塵源探索装置は、一方の降下煤塵評価地点iMとして、未選択の降下煤塵評価地点iを選択する。
次に、ステップS207において、発塵源探索装置は、座標点pの内、未選択のものを選択する。
次に、ステップS208において、発塵源探索装置は、座標点pの位置ベクトルSc(ix,iy,iz)を求める。座標点pの位置ベクトルScは、座標軸の原点を始点とし、各座標軸成分がそれぞれix番目,iy番目,iz番目の座標軸分割点となる点(即ち、p点)を終点とするように設定される。ここで、「tg(k)期間」における「降下煤塵評価地点iMに関する唯一の非定常降下煤塵探索領域」として、γ(iM,imax)を第1の非定常降下煤塵探索領域とする。
Next, the second step will be described.
First, in step S206, dust source searching apparatus, as one of dustfall evaluation point i M, selects the dustfall evaluation point i unselected.
Next, in step S207, the dust generation source search device selects an unselected coordinate point p.
Next, in step S208, dust source searching apparatus, the position vector Sc of the coordinate point p (i x, i y, i z) calculated. Position vector Sc of the coordinate point p is a starting point the origin of the coordinate axes, i x th coordinate axes components, respectively, i y th, i z th coordinate axis division points become point (i.e., p point) to the end point of the Set to Here, γ (i M , i max ) is defined as the first unsteady falling dust search area as “the only unsteady falling dust search area for the falling dust evaluation point i M ” in the “t g (k) period”. To do.

次に、ステップS209において、発塵源探索装置は、前記降下煤塵評価地点iMとは異なる他方の降下煤塵評価地点iNを選択する。ここで、「tg(k)期間の任意の時刻Td(it)」における「降下煤塵評価地点iNに関する非定常降下煤塵探索領域」として、γ(iN,it)を第2の非定常降下煤塵探索領域とする。
次に、ステップS210において、発塵源探索装置は、ステップS206で選択した降下煤塵評価地点iMと、ステップS209で選択した降下煤塵評価地点iNとが同じ位置のものであるか否かを判定する。この判定の結果、降下煤塵評価地点iMと降下煤塵評価地点iNとが異なる位置のものである場合には、ステップS211に進む。一方、降下煤塵評価地点iMと降下煤塵評価地点iNとが同じ位置のものである場合には、ステップS211〜S220を省略して後述するステップS221に進む。
Next, in step S209, the dust generation source searching device selects the other falling dust evaluation point i N different from the falling dust evaluation point i M. Here, the "unsteady dustfall search area about the dustfall evaluation point i N" in "t g (k) any time T d (i t) of period", γ (i N, i t ) a second The unsteady falling dust search area.
Next, in step S210, dust source searching apparatus, the dustfall evaluation point i M selected in step S206, and the dustfall evaluation point i N selected in step S209 whether or not in the same position judge. As a result of the determination, if the falling dust evaluation point i M and the falling dust evaluation point i N are at different positions, the process proceeds to step S211. On the other hand, when the falling dust evaluation point i M and the falling dust evaluation point i N are at the same position, steps S211 to S220 are omitted and the process proceeds to step S221 described later.

ステップS211に進むと、発塵源探索装置は、「tg(k)期間」内の時刻Td(it)の内、未選択の時刻Td(it)を選択する。
次に、ステップS212において、発塵源探索装置は、ステップS207で選択した座標点pが、第1の発塵源探索範囲γ(iM,imax)と、第2の発塵源探索範囲γ(iN,it)との双方に含まれ、且つ、発塵源判定モードが「発塵源でない」以外のモードであるという発塵源判定条件を満たすか否かを判定する。
この判定の結果、発塵源判定条件を(全て)満たす場合には、ステップS207で選択した座標点pは、発塵源である可能性がある。この発塵源判定条件を満たす状態は、図4において、2つの発塵源探索領域γ(iM,it)、γ(iN,it)の共通領域41(斜線で示す領域)内に、座標点pの存在する状態に対応する。このように発塵源判定条件を満たす場合には、ステップS213に進む。一方、発塵源判定条件を満たさない場合には、ステップS213〜S220を省略して後述するステップS221に進む。
Proceeding to step S211, dust source searching apparatus, among the "t g (k) period" in the time T d (i t), selects the unselected time T d (i t).
Next, in step S212, the dust source search device determines that the coordinate point p selected in step S207 is the first dust source search range γ (i M , i max ) and the second dust source search range. It is determined whether or not a dust source determination condition is satisfied that the dust source determination mode is a mode other than “not a dust source” and is included in both of γ (i N , i t ).
As a result of this determination, if the dust generation source determination condition is satisfied (all), the coordinate point p selected in step S207 may be a dust generation source. The state that satisfies this dust generation source determination condition is shown in FIG. 4 in the common region 41 (region indicated by oblique lines) of the two dust source search regions γ (i M , i t ) and γ (i N , i t ). Corresponds to the state where the coordinate point p exists. When the dust generation source determination condition is satisfied in this way, the process proceeds to step S213. On the other hand, when the dust generation source determination condition is not satisfied, steps S213 to S220 are omitted, and the process proceeds to step S221 described later.

ステップS213に進むと、発塵源探索装置は、ステップS207で選択した座標点pと、ステップS206で選択した一方の降下煤塵評価地点iMとの間の(最短)距離Ld(iM)と、同じくステップS207で選択した座標点pと、ステップS209で選択した他方の降下煤塵評価地点iNとの間の(最短)距離Ld(iN)とをそれぞれ算出する。
座標点pと降下煤塵評価地点iMとの間の距離Ld(iM)は、例えば、位置ベクトルP(iM)の終点と、位置ベクトルSc(ix,iy,iz)の終点とを結ぶベクトルのノルムとして算出される。座標点pと降下煤塵評価地点iNとの間の距離Ld(iN)の算出方法も同様である。本実施形態では、例えば、このステップS213において、距離算出工程が実行される。
When the process proceeds to step S213, the dust generation source search device is the (shortest) distance L d (i M ) between the coordinate point p selected in step S207 and the one dustfall evaluation point i M selected in step S206. Similarly, the (shortest) distance L d (i N ) between the coordinate point p selected in step S207 and the other falling dust evaluation point i N selected in step S209 is calculated.
The distance between the coordinate points p and dustfall evaluation point i M L d (i M), for example, the end point of the position vector P (i M), the position vector Sc (i x, i y, i z) of Calculated as the norm of the vector connecting the end point. The calculation method of the distance L d (i N ) between the coordinate point p and the falling dust evaluation point i N is also the same. In the present embodiment, for example, a distance calculation step is executed in step S213.

次に、ステップS214において、発塵源探索装置は、ステップS207で選択した座標点pにおける「降下煤塵評価地点iM、iNに関する発塵源探索領域γ(iM,it)、γ(iN,it)の中心軸垂直断面積Sp1、Sp2」を算出する。これら発塵源探索領域γ(iM,it)、γ(iN,it)の中心軸垂直断面積Sp1、Sp2の算出方法は、例えば、次のようになる。即ち、拡散幅σy[Ld]、σz[Ld]の内、大きい方の2倍の値を長軸長とし、短い方の2倍の値を短軸長とする楕円の面積として、発塵源探索領域γ(iM,it)、γ(iN,it)の中心軸垂直断面積Sp1、Sp2を計算することができる。本実施形態では、このステップS214において、断面積算出工程が実行される。 Next, in step S214, the dust generation source searching device “selects dust generation source search areas γ (i M , i t ), γ (related to the falling dust evaluation points i M and i N at the coordinate point p selected in step S207. i N , i t ) of the central axis vertical cross-sectional areas S p1 , S p2 ”. The calculation method of the central axis vertical cross-sectional areas S p1 and S p2 of these dust generation source search regions γ (i M , i t ) and γ (i N , i t ) is, for example, as follows. That is, among the diffusion widths σ y [L d ] and σ z [L d ], the area of the ellipse having the larger axis as the major axis length and the shorter value as the minor axis length. The center axis vertical cross-sectional areas S p1 and S p2 of the dust generation source search areas γ (i M , i t ) and γ (i N , i t ) can be calculated. In the present embodiment, a cross-sectional area calculation step is executed in step S214.

次に、ステップS215において、発塵源探索装置は、降下煤塵評価地点iM,iNからそれぞれ推定される「ステップS207で選択した座標点pでの仮定発塵量E1、E2」を算出する。仮定発塵量E1、E2は、例えば、次の式(11a)、式(11b)を用いて算出される。
1=B1p1max(iM) ・・・(11a)
2=B1p2M(iN,it) ・・・(11b)
式(11a)及び式(11b)において、B1は、係数である。式(11a)及び式(11b)は、一般的なプルーム式において、局所での濃度は、発生源での発生量に比例し、局所でのプルーム断面積に反比例することと対応している。即ち、もし、ステップS207で選択した座標点pが発塵源であれば、降下煤塵評価地点iM、iNにおけるプルーム断面積に反比例した濃度が検出される。つまり、一定の検出濃度に対して、想定されるプルーム断面積が大きいほど、これに対応する発生源での発生量は、大きくなければならない。よって、発生源での発生量は、降下煤塵評価地点iM、iNにおけるプルーム断面積に比例するはずである。
Next, in step S215, the dust generation source searching apparatus calculates “assumed dust generation amounts E 1 and E 2 at the coordinate point p selected in step S207” estimated from the falling dust evaluation points i M and i N , respectively. calculate. The assumed dust generation amounts E 1 and E 2 are calculated using, for example, the following equations (11a) and (11b).
E 1 = B 1 Sp 1 M max (i M ) (11a)
E 2 = B 1 Sp 2 M (i N , i t ) (11b)
In Formula (11a) and Formula (11b), B 1 is a coefficient. Equations (11a) and (11b) correspond to the fact that the local concentration in the general plume equation is proportional to the amount generated at the source and inversely proportional to the local plume cross-sectional area. That is, if the coordinate point p selected in step S207 is a dust generation source, a concentration that is inversely proportional to the plume cross-sectional area at the falling dust evaluation points i M and i N is detected. In other words, for a certain detected concentration, the larger the assumed plume cross-sectional area, the greater the amount of generation at the corresponding source. Therefore, the generation amount at the generation source should be proportional to the plume cross-sectional area at the falling dust evaluation points i M and i N.

式(11a)及び式(11b)のB1は、本来、気象条件等の多数のパラメータによって変化すべき係数である。しかし、以下に述べる様に、本実施形態では、発塵源の判定にあたって、仮定発塵量E1、E2の比のみを用いる。また、仮定発塵量E1、E2は、同じ時刻のデータをもとに算出されるので、前提となる気象条件が共通する。したがって、本実施形態においては、簡易な方法として、B1を定数として設定することができる。本実施形態では、例えば、このステップS215において、発塵量算出工程が実行される。 B 1 in the equations (11a) and (11b) is a coefficient that should be changed by a number of parameters such as weather conditions. However, as described below, in the present embodiment, only the ratio of the assumed dust generation amounts E 1 and E 2 is used in determining the dust generation source. Further, since the assumed dust generation amounts E 1 and E 2 are calculated based on the data at the same time, the assumed weather conditions are common. Therefore, in the present embodiment, B 1 can be set as a constant as a simple method. In this embodiment, for example, in this step S215, a dust generation amount calculating step is executed.

次に、第3工程について説明する。
まず、ステップS216において、発塵源探索装置は、仮定発塵量E1、E2の比Rを算出する。仮定発塵量E1、E2の比Rは、E1/E2であってもE2/E1であってもよい。
次に、ステップS217において、発塵源探索装置は、ステップS207で選択した座標点pが発塵源であるか否かを判定する。本実施形態では、発塵源探索装置は、仮定発塵量E1、E2の比Rが、予め設定された上下限閾値の範囲内(Rmax≧R≧Rmin)であるか否かを判定する。この判定の結果、仮定発塵量E1、E2の比Rが予め設定された上下限閾値の範囲内であれば、ステップS207で選択した座標点pは「発塵源」であると判定される。一方、仮定発塵量E1、E2の比Rが予め設定された上下限閾値の範囲外であれば、ステップS207で選択した座標点pは「発塵源でない」と判定される。
Next, the third step will be described.
First, in step S216, the dust generation source search device calculates a ratio R of the assumed dust generation amounts E 1 and E 2 . The ratio R between the assumed dust generation amounts E 1 and E 2 may be E 1 / E 2 or E 2 / E 1 .
Next, in step S217, the dust source search device determines whether the coordinate point p selected in step S207 is a dust source. In the present embodiment, the dust source search device determines whether or not the ratio R of the assumed dust generation amounts E 1 and E 2 is within a preset upper and lower threshold value range (R max ≧ R ≧ R min ). Determine. As a result of the determination, if the ratio R between the assumed dust generation amounts E 1 and E 2 is within the preset upper and lower threshold values, it is determined that the coordinate point p selected in step S207 is a “dust generation source”. Is done. On the other hand, if the ratio R between the assumed dust generation amounts E 1 and E 2 is outside the preset upper and lower threshold values, the coordinate point p selected in step S207 is determined to be “not a dust generation source”.

この判定法の根拠は次の通りである。時間スケールが周期Δtg以上の非定常発塵源からの発塵量の変動は、定義上、「tg(k)期間」内では十分小さい。したがって、発塵量が他の発塵源に比べて大きい発塵源、即ち、主要発塵源の探索を行う限りにおいては、主要発塵源から発生した降下煤塵は、「tg(k)期間」中に到達し得る全ての降下煤塵評価地点iにおいて支配的であると考えられる。このとき、この「tg(k)期間」中に到達し得る降下煤塵評価地点iが複数存在するのであれば、これらの降下煤塵評価地点iで観測される降下煤塵量は、発塵源(座標点p)とこれら各降下煤塵評価地点iとの間の距離の関数(即ち、プルーム式)に従って、互いに一定の比率を示すはずである。したがって、この条件を満たす座標点pは、主要発塵源としての可能性が高い。よって、仮定発塵量E1、E2の比Rが予め設定された上下限閾値の範囲内である場合に、ステップS207で選択した座標点pが「発塵源」であると判定する。 The basis of this judgment method is as follows. By definition, the fluctuation in the amount of dust generated from an unsteady dust generation source whose time scale is greater than or equal to the period Δt g is sufficiently small within the “t g (k) period”. Therefore, as long as a search is made for a dust generation source having a larger dust generation amount than other dust generation sources, that is, a main dust generation source, the falling dust generated from the main dust generation source is “t g (k) It is considered dominant at all falling dust evaluation points i that can be reached during the “period”. At this time, if there are a plurality of falling dust evaluation points i that can be reached during this “t g (k) period”, the amount of falling dust observed at these falling dust evaluation points i is determined by the dust source ( According to a function of the distance between the coordinate point p) and each of the falling dust evaluation points i (that is, a plume equation), they should exhibit a constant ratio. Therefore, the coordinate point p satisfying this condition is highly likely to be a main dust source. Therefore, when the ratio R between the assumed dust generation amounts E 1 and E 2 is within the preset upper and lower threshold values, it is determined that the coordinate point p selected in step S207 is a “dust generation source”.

一方、もし、この各降下煤塵評価地点iで観測される降下煤塵量の比が、プルーム式から算出される値と大きく異なるのであれば、ステップS207で選択した座標点pは、「tg(k)期間」中に複数の評価地点iに降下煤塵が到達し得る位置に存在する座標点pであっても、虚偽の発塵源である可能性が高い。よって、仮定発塵量E1、E2の比Rが予め設定された上下限閾値の範囲外である場合に、ステップS207で選択した座標点pが「発塵源」でないと判定する。 On the other hand, if the ratio of the amount of dustfall observed at each dustfall evaluation point i is significantly different from the value calculated from the plume equation, the coordinate point p selected in step S207 is “t g ( k) Even if the coordinate point p exists at a position where the falling dust can reach the plurality of evaluation points i during the “period”, there is a high possibility that it is a false dust generation source. Therefore, when the ratio R between the assumed dust generation amounts E 1 and E 2 is outside the range of the preset upper and lower threshold values, it is determined that the coordinate point p selected in step S207 is not a “dust generation source”.

この判定の結果、ステップS207で選択した座標点pが発塵源である場合には、ステップS218に進む。一方、ステップS207で選択した座標点pが発塵源でない場合には、後述するステップS220に進む。
本実施形態では、例えば、ステップS212とステップS217において、発塵源判定工程が実行される。
ステップS218に進むと、発塵源探索装置は、ステップS209で選択した座標点pの発塵源判断モードを「発塵源」に設定する。
次に、ステップS219において、発塵源探索装置は、「発塵源」であると判定された座標点pにおける推定発塵量を算出する。推定発塵量は、例えば、「発塵源」であると判定された座標点pでの発塵源判定(ステップS217)に用いた全ての仮定発塵量Eの平均値とすることができる。そして、後述するステップS221に進む。
一方、ステップS220に進むと、発塵源探索装置は、ステップS207で選択した座標点pの発塵源判断モードを「発塵源でない」に設定する。そして、ステップS221に進む。
As a result of the determination, if the coordinate point p selected in step S207 is a dust generation source, the process proceeds to step S218. On the other hand, if the coordinate point p selected in step S207 is not a dust generation source, the process proceeds to step S220 described later.
In the present embodiment, for example, a dust generation source determination step is executed in step S212 and step S217.
In step S218, the dust source search device sets the dust source determination mode at the coordinate point p selected in step S209 to “dust source”.
Next, in step S219, the dust generation source search apparatus calculates an estimated dust generation amount at the coordinate point p determined to be a “dust generation source”. The estimated dust generation amount can be, for example, an average value of all assumed dust generation amounts E used in the dust source determination (step S217) at the coordinate point p determined to be the “dust generation source”. . And it progresses to step S221 mentioned later.
On the other hand, when the process proceeds to step S220, the dust source search device sets the dust source determination mode at the coordinate point p selected in step S207 to “not a dust source”. Then, the process proceeds to step S221.

ステップS221に進むと、発塵源探索装置は、「tg(k)期間」内の全ての時刻Td(it)を選択したか否かを判定する。この判定の結果、「tg(k)期間」内の全ての時刻Td(it)を選択していない場合には、ステップS211に戻る。一方、「tg(k)期間」内の全ての時刻Td(it)を選択した場合には、ステップS222に進む。
ステップS222に進むと、発塵源探索装置は、他方の降下煤塵評価地点iNとして、全ての降下煤塵評価地点iを選択したか否かを判定する。この判定の結果、他方の降下煤塵評価地点iNとして、全ての降下煤塵評価地点iを選択していない場合には、ステップS209に戻る。一方、他方の降下煤塵評価地点iNとして、全ての降下煤塵評価地点iを選択した場合には、ステップS223に進む。
ステップS223に進むと、発塵源探索装置は、全ての座標点pを選択したか否かを判定する。この判定の結果、全ての座標点pを選択していない場合には、ステップS207に戻る。一方、全ての座標点pを選択した場合には、ステップS224に進む。
In step S221, dust source searching apparatus determines whether selected "t g (k) period" all the time T d in the (i t). As a result of the determination, if you do not select the "t g (k) period" all the time T d in the (i t), the process returns to step S211. On the other hand, when selecting "t g (k) period" all the time T d in the (i t), the process proceeds to step S222.
In step S222, the dust generation source search device determines whether or not all the falling dust evaluation points i have been selected as the other falling dust evaluation points i N. The result of this determination, as the other dustfall evaluation point i N, if not select all of dustfall evaluation point i, the process returns to step S209. On the other hand, when all the falling dust evaluation points i are selected as the other falling dust evaluation point i N , the process proceeds to step S223.
In step S223, the dust generation source search device determines whether all coordinate points p have been selected. If all the coordinate points p are not selected as a result of this determination, the process returns to step S207. On the other hand, if all coordinate points p have been selected, the process proceeds to step S224.

ステップS224に進むと、発塵源探索装置は、一方の降下煤塵評価地点iMとして、全ての降下煤塵評価地点iを選択したか否かを判定する。この判定の結果、一方の降下煤塵評価地点iMとして、全ての降下煤塵評価地点iを選択していない場合には、ステップS206に戻る。一方、一方の降下煤塵評価地点iMとして、全ての降下煤塵評価地点iを選択した場合には、ステップS225に進む。
ステップS225に進むと、発塵源探索装置は、発塵源の位置と、当該発塵源における推定発塵量とを表示する。そして、図3のフローチャートによる処理を終了する。尚、全ての座標点pが発塵源と判定されないこともある。この場合には、ステップS225において、発塵源探索装置は、その旨を表示する。
In step S224, the dust generation source search device determines whether or not all the falling dust evaluation points i have been selected as one of the falling dust evaluation points i M. The result of this determination, as one dustfall evaluation point i M, if not select all of dustfall evaluation point i, the process returns to step S206. On the other hand, when all the falling dust evaluation points i M are selected as one of the falling dust evaluation points i M , the process proceeds to step S225.
In step S225, the dust source search device displays the position of the dust source and the estimated dust generation amount in the dust source. And the process by the flowchart of FIG. 3 is complete | finished. Note that not all coordinate points p may be determined as dust generation sources. In this case, in step S225, the dust generation source search device displays that fact.

以上のように、第2、第3工程は、「tg(k)期間」内の全ての時刻Td(it)に関して実施でき、特定の座標点pに関して、特定の時刻Td(it)での発塵源であるか否かの判定結果が、「tg(k)期間」を代表する発塵源であるか否かの判定結果となり得る。ステップS207で選択された座標点pにおいて、いずれの時刻Td(it)においても「発塵源ではない」と判定されると、この「tg(k)期間」において当該座標点pは、主要発塵源ではないと判定される。一方、いずれかの時刻Td(it)において、当該座標点pが「発塵源」と判定され、且つ、それ以外のいずれの時刻においても「発塵源ではない」と判定されると、当該座標点pは「tg期間における主要発塵源である」と判定される。 As described above, the second, the third step, "t g (k) period" can be performed for every time T d (i t) in respect to particular coordinate points p, a specific time T d (i The determination result of whether or not it is a dust generation source at t ) can be the determination result of whether or not it is a dust generation source representing the “t g (k) period”. In the coordinate points p selected in step S207, it is determined as "not a dust source" at any time T d (i t), the coordinate point p in this "t g (k) period" It is determined that it is not the main dust source. On the other hand, in any of the time T d (i t), the coordinate point p is determined to be "Hatsuchirigen", and, when it is determined as "not a dust source" at any time other than it , the coordinate point p is determined as "a major dust source in t g period".

また、第2、第3工程は、必要に応じて、降下煤塵評価地点iM、iNや座標点pを変更して、発塵源であるか否かの判定をそれぞれ独立に行ってよい。いずれの発塵源であるか否かの判定にも与えらなかった座標点pでは、初期値の「未判定」が発塵源判定モードとして残る。また、発塵源が得られた時点で処理を終了してもよい。
第2工程及び第3工程は、特定の降下煤塵降下煤塵評価地点i(=iM)に対して特定の座標点pについて発塵源の判定を行う(前記の発塵源判断のモードをいずれかに設定する)ものである。必要に応じて、降下煤塵評価地点i及び座標点pを変更して同様の判定を行う。
このように、本実施形態では、評価点pから風上方向に伸長させる発生源探索領域に、プルーム式の考え方を導入することによって、時間スケールが周期Δtg以上の、降下煤塵の発生源の位置及び発生源での発塵量の特定を的確に実施することが可能となる。よって、少数の降下煤塵評価地点での降下煤塵の計測によって、非定常発塵源を含む発塵源の探索を効率的に、かつ、正確に実施することが可能になる。
Further, in the second and third steps, the dust falling evaluation points i M and i N and the coordinate point p may be changed as necessary to independently determine whether or not the dust generation source is generated. . At the coordinate point p that is not given to the determination of any dust generation source, the initial value “Undetermined” remains as the dust source determination mode. Moreover, you may complete | finish a process when a dust generation source is obtained.
In the second step and the third step, a dust source is determined for a specific coordinate point p with respect to a specific dust fall / dust assessment point i (= i M ) (the dust source judgment mode is any Set it up). If necessary, the dust fall evaluation point i and the coordinate point p are changed and the same determination is performed.
Thus, in the present embodiment, the source search region is extended to the upwind direction from the evaluation point p, by introducing the concept of the plume type, time scale is not less than the period Delta] t g, the dustfall generation source It becomes possible to accurately identify the dust generation amount at the position and the generation source. Therefore, it becomes possible to efficiently and accurately search for dust sources including unsteady dust sources by measuring the amount of dust fall at a small number of dust fall evaluation points.

(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態を説明する。
予め、発塵源が地表付近の高さに限定されると判明しているときには、発塵源探索領域を、第1の実施形態のように三次元の領域ではなく、水平面内(二次元の領域内)に設定することにより、発塵源探索の過程を簡略化することができ、発塵源探索に要する計算不可を低減することができる。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
When it is known in advance that the dust source is limited to the height near the ground surface, the dust source search region is not a three-dimensional region as in the first embodiment, but in a horizontal plane (two-dimensional By setting within the region, it is possible to simplify the process of searching for a dust source, and to reduce the impossibility of calculation required for searching the dust source.

具体的には、図3のステップS204において、発塵源探索装置は、発塵源探索領域γ(iM,it)、γ(iN,it)の中心軸の鉛直方向での傾斜及び鉛直方向の拡散幅σzを省略し(仰角θを0°、拡散幅σzを0とし)、発塵源探索領域γ(iM,it)、γ(iN,it)を二次元化する。
ステップS202、S208における位置ベクトルP、Scについても鉛直成分を省略して二次元ベクトル化する。
Specifically, in step S204 of FIG. 3, the dust generation source search device tilts the central axis of the dust source search area γ (i M , i t ), γ (i N , i t ) in the vertical direction. And the vertical diffusion width σ z is omitted (the elevation angle θ is 0 ° and the diffusion width σ z is 0), and the dust source search regions γ (i M , i t ) and γ (i N , i t ) are 2D.
The position vectors P and Sc in steps S202 and S208 are also converted into two-dimensional vectors by omitting vertical components.

但し、このように発塵源探索領域γ(iM,it)、γ(iN,it)を二次元化する場合であっても、座標点pにおける発塵量を算出する際には、煤塵プルームの鉛直方向への拡散の影響を考慮する必要がある。このため、ステップS214において、発塵源探索装置は、ステップS207で選択した座標点pにおける「降下煤塵評価地点iM、iNに関する発塵源探索領域γ(iM,it)、γ(iN,it)の中心軸垂直断面積Sp1、Sp2」を算出する必要がある。この降下煤塵評価地点iM、iNに関する発塵源探索領域γ(iM,it)、γ(iN,it)の中心軸垂直断面積Sp1、Sp2は、既に算出された「距離Ld(iM)、Ld(iN)における降下煤塵粒子の「水平方向の拡散幅σy[Ld]」を半径とする円の断面積とすることができる。又は、「距離Ld(iM)、Ld(iN)における降下煤塵粒子の「水平方向の拡散幅σy[Ld]」に対応する「距離Ld(iM)、Ld(iN)における降下煤塵粒子の「鉛直方向の拡散幅σz[Ld]」を用いて、長軸及び短軸を2×σyまたは2×σZとする楕円の断面積としてもよい。 However, even when the dust generation source search region γ (i M , i t ) and γ (i N , i t ) are two-dimensionalized in this way, the dust generation amount at the coordinate point p is calculated. Therefore, it is necessary to consider the effect of vertical diffusion of the dust plume. For this reason, in step S214, the dust source search device determines that “the dust source search areas γ (i M , i t ) and γ (related to the falling dust evaluation points i M and i N ” at the coordinate point p selected in step S207. i N , i t ), the central axis vertical cross-sectional areas S p1 and S p2 ”must be calculated. The center axis vertical cross-sectional areas S p1 and S p2 of the dust generation source search areas γ (i M , i t ) and γ (i N , i t ) related to the dustfall evaluation points i M and i N have already been calculated. A cross-sectional area of a circle having a radius of “horizontal diffusion width σ y [L d ]” of the falling dust particles at the distances L d (i M ) and L d (i N ) can be used. Or, "the distance L d (i M)," horizontal diffusion width of dustfall particles in L d (i N) σ y [L d] corresponds to the "" distance L d (i M), L d ( The cross sectional area of an ellipse whose major and minor axes are 2 × σ y or 2 × σ Z may be obtained by using “vertical diffusion width σ z [L d ]” of the dust particles falling in i N ).

本実施形態においては、「tg(k)期間」に含まれる各時刻Td(it)において、風向及び風速が一般に変化する。本実施形態では、特定の降下煤塵評価地点iMに関する主要な発塵源を探索するので、「tg(k)期間」において最大の降下煤塵量となる風向WDmax(iM)の風上方向に第1の発塵源探索範囲γ(iM,it)を設定することは自然である。第1の発塵源探索範囲γ(iM,it)内で発塵源を特定するためには、他の評価地点iNにおける第2の発塵源探索領域γ(iN,it)と、第1の発塵源との交差が生じることが必要である。本実施形態では、「tg(k)期間」内の風向WDmax(iM)とは異なる風向WD(iN、it)となる時刻の「降下煤塵評価地点iNでの降下煤塵量の計測値M(iN,it)」を用いることによって、第1、第2の発塵源探索領域γ(iM,it)、γ(iN,it)の交差が生じ易くなり、より多くの座標点pで発塵源の有無の判定を実施することができ、「未判定」の座標点pを減少させることができる。 In this embodiment, the "t g (k) period" each time T d contained in the (i t), wind direction and wind speed varies generally. In the present embodiment, since the main dust generation sources related to the specific dust fall evaluation point i M are searched, the windward WD max (i M ) windward having the maximum dust fall amount in the “t g (k) period”. It is natural to set the first dust source search range γ (i M , i t ) in the direction. In order to identify a dust source within the first dust source search range γ (i M , i t ), the second dust source search region γ (i N , i t at another evaluation point i N is used. ) And the first source of dust generation. In the present embodiment, the amount of dust fall at the dust fall evaluation point i N at the time when the wind direction WD (i N , i t ) is different from the wind direction WD max (i M ) within the “t g (k) period”. measured value M (i N, i t) by using a "first, second dust source search area γ (i M, i t) , γ (i N, i t) intersection of liable Thus, the presence / absence of the dust generation source can be determined at more coordinate points p, and the “undetermined” coordinate points p can be reduced.

このとき、風向WD(iN、it)は、従来法のように、降下煤塵評価地点iNにおいて最大の降下煤塵量が計測されたときの風向である必要はない。これは、本発明の実施形態では、プルーム式に基づく発塵源探索領域内での発塵量の推定値が存在するので、従来法のように、最大の降下煤塵量となる風向か否かの情報だけではなく、特定の風向における降下煤塵量の測定値の絶対量の情報(即ち、他の風向条件での降下煤塵量との相対値情報ではない)を発塵源の有無の判定に適用することができるからである。 At this time, the wind direction WD (i N , i t ) does not need to be the wind direction when the maximum amount of dust fall is measured at the dust fall evaluation point i N as in the conventional method. In the embodiment of the present invention, there is an estimated value of the dust generation amount in the dust source search area based on the plume formula, so whether or not the wind direction is the maximum dust fall amount as in the conventional method. In addition to the above information, information on the absolute value of the measurement value of the amount of dust fall in a specific wind direction (that is, not relative information on the amount of dust fall under other wind direction conditions) is used to determine the presence or absence of a dust source. This is because it can be applied.

従来法における発生源の探索方法を説明する模式図である図7と同じ対象系を用いて、本発明の実施形態の利点を説明する。前述の様に、従来技術では、図7において、発生源探索線2、3、4の交点6、7、8を発塵源とみなす。しかし、従来技術では、発生源探索線2、3、4上での発生量の情報を欠いている。このため、これら個々の交点6、7、8が発塵源として妥当であるかについて、これ以上情報を得ることはできない。例えば、交点6は、実際に主要な発生源である可能性もあるが、他の主要な発塵源による降下煤塵評価地点i1、i2への影響によって見掛け上、単にこの交点6で発生源探索線2、3が交差しただけかもしれない(例えば、降下煤塵評価地点i1に関する主要な発生源は、交点7であり、降下煤塵評価地点i2に関する主要な発塵源は、交点8、もしくは、施設(粉塵(SPM)の発生箇所)cよりも降下煤塵評価地点i2に近い位置に存在する未知の発生源であるのかもしれない)。従来法では、これらのいずれが真の発塵源であるかを判断することは不可能であった。特に、発生源とは想定されていない地点で発生源探索線2、3、4の交差が生じた場合(例えば、交点7、8)、この交点が未知の発塵源であるのか、あるいは、単なる見掛け上の発生源探索線の交差(即ち、発生源ではない)であるのかを識別することはできない。よって、発塵源を過検出する(交差点を全て発生源と判定する場合)か、あるいは、未知の発塵源の検出が不可能である(予め発生源として想定していない地点での発生源探索線の交差を全て虚偽と判定する)かのいずれかの不具合に陥ることが避けられなかった。 Advantages of the embodiment of the present invention will be described using the same target system as that in FIG. 7, which is a schematic diagram for explaining a generation source search method in the conventional method. As described above, in the prior art, in FIG. 7, the intersections 6, 7, and 8 of the source search lines 2, 3, and 4 are regarded as dust generation sources. However, the conventional technology lacks information on the amount of generation on the source search lines 2, 3, and 4. For this reason, no further information can be obtained on whether these individual intersections 6, 7, 8 are valid as dust sources. For example, the intersection point 6 may actually be a major source, but apparently occurs only at this intersection point 6 due to the influence of the other major dust sources on the falling dust evaluation points i 1 and i 2 . The source search lines 2 and 3 may have just intersected (for example, the main generation source related to the falling dust evaluation point i 1 is the intersection 7 and the main generation source related to the falling dust evaluation point i 2 is the intersection 8. Or, it may be an unknown source that is located closer to the falling dust evaluation point i 2 than the facility (dust (SPM) generation point) c). In the conventional method, it is impossible to determine which of these is a true dust generation source. In particular, when an intersection of source search lines 2, 3, and 4 occurs at a point that is not assumed to be a source (for example, intersections 7 and 8), is this intersection an unknown dust source, or It is not possible to identify whether it is just an apparent source search line intersection (ie, not a source). Therefore, the dust generation source is over-detected (when all the intersections are determined to be generation sources), or the detection of an unknown dust generation source is impossible (a generation source at a point not previously assumed as a generation source) It was inevitable that one of the above problems was detected).

図5は、本発明の実施形態における発塵源を探索する方法の一例を模式的に説明する図である。
図5に示すように、本発明の実施形態を適用した場合には、発塵源探索領域の交差領域において、発塵源として妥当であるか否かの吟味を行うことができる。即ち、例えば、図5において、図7の交点6、7、8にそれぞれ対応する降下煤塵評価地点として、発塵源探索領域γ(i1,itmax)、γ(i2,itmax)、γ(i3,itmax)間の共通領域内に存在する、座標点p1、p2、p3が得られたものとする。このとき、例えば、座標点p1の発塵源としての妥当性を評価するためには、座標点p1の降下煤塵評価地点i1及びi2にそれぞれ対する推定発塵量E(p1,i1)とE(p1,i2)を比較することにより、定量的に発塵源を判定することができる。
FIG. 5 is a diagram schematically illustrating an example of a method for searching for a dust generation source in the embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 5, when the embodiment of the present invention is applied, it is possible to examine whether or not the dust generation source is appropriate as a dust generation source in the intersection region of the dust generation source search region. That is, for example, in FIG. 5, dust source search areas γ (i 1 , i tmax ), γ (i 2 , i tmax ), as dust falling evaluation points corresponding to the intersections 6, 7, and 8 in FIG. It is assumed that coordinate points p 1 , p 2 , and p 3 existing in the common region between γ (i 3 , i tmax ) are obtained. In this case, for example, to assess the validity of the dust source coordinate point p 1 are each the dustfall evaluation point i 1 and i 2 of the coordinate points p 1 against estimator dust amount E (p 1, By comparing i 1 ) and E (p 1 , i 2 ), the dust source can be determined quantitatively.

また、従来法では原理的に、風向別の濃度検出量が最大値(少なくとも極大値)を示す方向での発生源の探索しか実施できない。非定常発塵源の探索を対象とする場合には、測定期間が比較的短いため、この間の風向の変動は一般に限定される。したがって、各降下煤塵評価地点において、全ての風向条件で濃度測定値を得ることは実質的には不可能である。このため、主要な発生源、降下煤塵評価地点、並びに、測定値の得ることのできる風向範囲の組み合わせによっては、特定の降下煤塵評価地点において、本来、濃度最大値を示すべき風向が測定期間中に発生しないために、発生源の探索が不可能(若しくは、虚偽の識別)になる場合がある。本来であれば、限られた風向条件での濃度測定値であっても、発生源に関する何らかの情報を有しているはずである。したがって、風向データの存在する方位で発塵源の探索を行うことができれば(例えば、図7に示す発生源探索線5のような発生源探索線の設定ができれば)、少なくとも他の降下煤塵評価地点における発生源の識別に有用な情報を提供し得る。しかし、従来法では、図7に示す発生源探索線5の様な発生源探索線を設定する手法がそもそも存在しないので、濃度最大値を示す風向以外での濃度測定データは活用されることがない。   Further, in principle, the conventional method can only search for a source in a direction in which the concentration detection amount for each wind direction shows a maximum value (at least a maximum value). In the case of searching for an unsteady dust generation source, since the measurement period is relatively short, fluctuations in the wind direction during this period are generally limited. Accordingly, it is practically impossible to obtain concentration measurement values under all wind direction conditions at each dustfall evaluation point. For this reason, depending on the combination of the main source, the dustfall evaluation point, and the wind direction range from which the measured value can be obtained, the wind direction that should originally exhibit the maximum concentration value at the specific dustfall evaluation point is during the measurement period. Therefore, the source search may not be possible (or false identification). Originally, even concentration measurements under limited wind direction conditions should have some information about the source. Therefore, if a dust source search can be performed in the direction in which the wind direction data exists (for example, if a source search line such as the source search line 5 shown in FIG. 7 can be set), at least another dustfall evaluation Information useful for identifying the source at a point may be provided. However, in the conventional method, there is no method for setting a source search line like the source search line 5 shown in FIG. 7, so that concentration measurement data other than the wind direction indicating the maximum concentration value can be used. Absent.

図6は、濃度最大値を示す風向以外の方向に発塵源探索領域を設定する方法の一例を模式的に説明する図である。
本発明の実施形態では、図6に示すように、濃度最大値を示す風向以外の方向にも発塵源探索領域(例えば、発塵源探索領域γ(i3,it2))を設定することができる。その結果、発塵源探索領域γ(i1,itmax)とγ(i3,it2)の共通領域内の座標点p4といった、従来、発塵源の評価を実施できなかった領域でも、発塵源の有無の判定を実施することができる。この結果、発塵源の有無の判定を実施可能な座標点pは、従来法に比べて飛躍的に増大させることができ、より精密な発塵源の探索を行うことができる。
FIG. 6 is a diagram schematically illustrating an example of a method for setting the dust generation source search region in a direction other than the wind direction indicating the maximum concentration value.
In an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 6, to set the density maximum dust source in a direction other than the wind indicating the search area (e.g., dust source search area γ (i 3, i t2) ) be able to. As a result, such dust source search area γ (i 1, i tmax) and γ (i 3, i t2) coordinate points p 4 within the common area of the conventional, even in a region which could not be evaluated for dust source In addition, the presence / absence of a dust source can be determined. As a result, the coordinate point p at which the presence / absence of the dust source can be determined can be dramatically increased as compared with the conventional method, and a more precise dust source search can be performed.

さらに、図7に示す従来法においては、発塵源の有無の判定を二次元平面上で行うため、発塵源探索線2、3、4の交点6、7、8を全て発塵源とみなすという弊害があった。これに対して、本発明の第1の実施形態では、発塵源探索領域γ(i,it)は、降下煤塵評価地点iで得られた降下煤塵サンプルの粒径の分析結果を用いて、三次元空間上に展開される。このため、従来法において、図5に示すような平面図では一見、発塵源探索範囲同士が交差しているようにみえても、鉛直方向も含めてみると、当該発源探索範囲間に共通領域の存在しない場合が多々、発生する。このため、本発明の実施形態では、図7に示すような平面上での交差点6、7、8に対応する特定点の内、実際には発塵源とはなり得ない(即ち、三次元空間上で塵源探索領域間の共通領域に含まれない)点を発塵源の候補から除外することができる。これにより、発塵源の探索をより高精度に行うことができる。
このように、本発明の実施形態によって、発塵源になり得ない座標点pを除外しつつ、発塵源の候補となり得るより多くの座標点pを設定することができ、設定した座標点pにおいて、より高精度に発塵源の位置及び発塵源での発塵量の特定を実施することができる。
Furthermore, in the conventional method shown in FIG. 7, since the determination of the presence or absence of a dust source is performed on a two-dimensional plane, all the intersections 6, 7, and 8 of the dust source search lines 2, 3, 4 are defined as dust sources. There was a harmful effect of seeing. In contrast, in the first embodiment of the present invention, dust source search area gamma (i, i t), using the analysis result of the particle size of the dustfall samples obtained in dustfall evaluation point i , Expanded on a three-dimensional space. For this reason, in the conventional method, even if the dust source search ranges seem to intersect each other at first glance in the plan view as shown in FIG. There are many cases where there is no common area. Therefore, in the embodiment of the present invention, among the specific points corresponding to the intersections 6, 7, and 8 on the plane as shown in FIG. 7, it cannot actually be a dust generation source (that is, three-dimensional). Points that are not included in the common area between the dust source search areas in space can be excluded from the dust source candidates. Thereby, the search for the dust generation source can be performed with higher accuracy.
As described above, according to the embodiment of the present invention, it is possible to set more coordinate points p that can be candidates for the dust generation source while excluding the coordinate points p that cannot be the dust generation source. In p, the position of the dust generation source and the amount of dust generation at the dust generation source can be specified with higher accuracy.

(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態を説明する。
評価地点にて捕集した降下煤塵の放射線を測定してその強度に基づいて、個々の降下煤塵粒子(のサンプル)、又は、当該降下煤塵粒子(のサンプル)全体を放射性降下煤塵又は非放射性降下煤塵に分類し、放射性降下煤塵のみ(又は非放射性降下煤塵のみ)を対象にした放射性降下煤塵(又は非放射性降下煤塵)の非定常発塵源を探索することができる。
降下煤塵の放射線強度の測定方法には公知の方法を用いることができる。例えば、特許文献7〜9に記載される手法を用いることができる。
放射線強度に基づく降下煤塵試料の分類方法には、例えば、前記Td(it)期間(時刻Td(it−1)から時刻Td(it)までの時間(期間))に各評価地点で捕集された試料中の個々の降下煤塵粒子を1個ずつ分離してそれぞれの放射線強度を測定し、放射線強度が所定閾値以上の場合には、当該放射線強度を有する降下煤塵粒子を放射性降下煤塵とし、それ以外を非放射性降下煤塵と分類することができる。この試料全体の質量は、降下煤塵量として測定されているので、前記試料全体の質量に放射性降下煤塵の個数比率(=[放射性降下煤塵の個数÷(放射性降下煤塵の個数+非放射性降下煤塵の個数)])を乗じた値をこの試料中の放射性降下煤塵の質量とすることができる。あるいは、捕集された特定の降下煤塵粒子の試料全体の放射線強度を測定して、放射線強度が所定閾値以上の場合には、当該試料全体の質量を放射性降下煤塵の質量とし、それ以外の場合には当該試料全体の質量を非放射性降下煤塵試料の質量としてもよい。図3のステップS102では、このようにして得られた放射性降下煤塵の質量(又は非放射性降下煤塵の質量)が、降下煤塵量M(i)として設定される。そして、放射性降下煤塵(又は非放射性降下煤塵)について、「発塵源」、「発塵源でない」、及び「未判定」の何れかが設定される。
このような取扱によって、例えば、放射性降下煤塵の非定常発塵源を、放射性発塵源に近寄ることなく、遠方での降下煤塵計測データを用いて特定することができる。尚、放射性降下煤塵及び非放射性降下煤塵の何れを発塵源の探索対象とするかについては、例えば、図3のフローチャートを開始する前に、情報処理装置に接続されたキーボードやコンソール画面等を用いて、予め人力で設定(入力)することができる。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
Based on the intensity of the dustfall collected at the evaluation point and measuring the intensity, individual fallen dust particles (or samples) or the entire fallen dust particles (samples) are subjected to radioactive dustfall or non-radiative precipitation. It is possible to search for a non-stationary dust generation source of radioactive fallen dust (or non-radioactive fallen dust) that is classified as soot dust and that targets only radioactive fallen dust (or only non-radiative fallen dust).
A known method can be used as a method for measuring the radiation intensity of the falling dust. For example, the methods described in Patent Documents 7 to 9 can be used.
The classification method of dustfall sample based on the radiation intensity, for example, each of the T d (i t) period (time T d (i t -1) from time T d (i t) to the time (period)) Individual falling dust particles in the sample collected at the evaluation point are separated one by one and their respective radiation intensities are measured. If the radiation intensity is equal to or higher than a predetermined threshold, the falling dust particles having the radiation intensity are separated. It can be classified as radioactive fallen dust, and the others can be classified as non-radioactive dustfall. The total mass of this sample is measured as the amount of dustfall, so the ratio of the number of radioactive dustfall to the total mass of the sample (= [number of radioactive dustfall / (number of radioactive dustfall + number of non-radiative dustfall) The value multiplied by the number)]) can be used as the mass of radioactive dust falling in this sample. Alternatively, when the radiation intensity of the entire sample of the collected dust particles is measured and the radiation intensity is equal to or greater than the predetermined threshold, the mass of the entire sample is taken as the mass of radioactive dust. Otherwise, Alternatively, the mass of the entire sample may be the mass of the non-radioactive dust sample. In step S102 in FIG. 3, the mass of the radioactive dustfall thus obtained (or the mass of non-radioactive dustfall) is set as the dust fall amount M (i). Then, any one of “dust generation source”, “not a dust generation source”, and “undecided” is set for radioactive dustfall (or non-radiative dustfall).
By such handling, for example, an unsteady dust generation source of radioactive dust fall can be identified using the dust fall measurement data at a distance without approaching the radioactive dust source. In addition, as to which of the radioactive dustfall and non-radiation dustfall is to be searched for the dust generation source, for example, before starting the flowchart of FIG. 3, a keyboard or console screen connected to the information processing apparatus is used. And can be set (input) manually in advance.

尚、以上説明した本発明の実施形態は、コンピュータがプログラムを実行することによって実現することができる。また、前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体及び前記プログラム等のコンピュータプログラムプロダクトも本発明の実施形態として適用することができる。記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることができる。
また、以上説明した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。即ち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
The embodiment of the present invention described above can be realized by a computer executing a program. Further, a computer-readable recording medium in which the program is recorded and a computer program product such as the program can also be applied as an embodiment of the present invention. As the recording medium, for example, a flexible disk, a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a magnetic tape, a nonvolatile memory card, a ROM, or the like can be used.
In addition, the embodiments of the present invention described above are merely examples of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed as being limited thereto. Is. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.

i 降下煤塵評価地点
o 発塵源
a,b,c,d,e 予め想定される発生源
p 座標点
α プルーム
γ 発塵源探索範囲
10 プルームの中心軸
11 発塵源探索領域の中心軸
41 発塵源探索領域間の共通領域
i dustfall evaluation point i o Hatsuchirigen a, b, c, d, the central axis of the central shaft 11 dust source search area e advance source p coordinate point α plume γ dust source search range 10 plume envisaged 41 Common area between dust source search areas

Claims (5)

時間周期Δtdごとのit番目の時刻Td(it)において、互いに異なる2つ以上の降下煤塵評価地点における、時刻Td(it−1)から時刻Td(it)までの期間であるTd(it)期間での平均的な降下煤塵量Mの測定値を設定する煤塵量設定工程と、
前記降下煤塵評価地点のそれぞれの近傍において、前記時間周期Δtdよりも短い時間周期Δtwintで連続的に測定された風向を基に、前記Td(it)期間での代表風向WD(it)を導出する代表風向導出工程と、
前記降下煤塵評価地点のそれぞれの近傍において、前記時間周期Δtdよりも短い時間周期Δtwintで連続的に測定された風速を基に、前記Td(it)期間での代表風速WS(it)を導出する代表風速導出工程と、
前記Td(it)期間に前記降下煤塵評価地点で捕集された降下煤塵の落下速度の測定値を基に、前記降下煤塵の代表落下速度Vsを導出する代表落下速度導出工程と、
連続する2つ以上の前記時刻Td(it)を含む時間周期Δtgごとの時刻であって、k番目の時刻をtg(k)とした場合の、時刻tg(k−1)から時刻tg(k)までの評価期間であるtg(k)期間に含まれる任意の前記Td(it)期間における降下煤塵探索領域γ(i,it)として、互いに異なる2つの前記降下煤塵評価地点iM、iNを始点とし、前記代表風向WDの風上方向にのびる中心軸を有すると共に、前記中心軸の周囲に降下煤塵発生源探索領域幅を設けて前記中心軸から垂直方向に前記降下煤塵発生源探索領域幅までの距離の範囲を領域とする第1、第2の降下煤塵発生源探索領域γ(iM,it)、γ(iN,it)を設定する降下煤塵発生源探索領域設定工程と、
前記降下煤塵評価地点iについて、tg(k)期間内で最大の降下煤塵量Mとなる時刻Td(it)の降下煤塵量Mmax(i)と、当該時刻Td(it)におけるitであるimax(i)と、当該時刻Td(it)における代表風向及び代表風速であるWDmax及びWSmaxとを導出する最大降下煤塵情報導出工程と、
g(k)期間における前記降下煤塵評価地点iMに関する唯一の非定常降下煤塵探索領域である第1の降下煤塵発生源探索領域γ(iM,imax)と、tg(k)期間の任意の時刻Td(it)における前記降下煤塵評価地点iMとは異なる降下煤塵評価地点iNに関する第2の降下煤塵発生源探索領域γ(iN,it)との双方の中にある座標点pと、前記2つの降下煤塵評価地点iM、iNとの間の距離Ld(iM)、Ld(iN)を算出する距離算出工程と、
前記座標点pを含む前記第1、第2の降下煤塵発生源探索領域の中心軸の垂直面における前記第1、第2の降下煤塵発生源探索領域の断面積である発塵源探索領域中心軸垂直断面積Sp1、Sp2を、前記降下煤塵発生源探索領域幅を用いてそれぞれ算出する断面積算出工程と、
前記発塵源探索領域中心軸垂直断面積Sp1、Sp2に比例する仮定発塵量E1、E2を算出する発塵量算出工程と、
前記座標点pの含まれる全ての降下煤塵発生源探索領域の全ての組み合わせに対して、前記発塵量算出工程において算出された、いずれかの前記仮定発塵量E1、E2の比が全て所定の上下限閾値の範囲内であれば、前記座標点pを、tg(k)期間における時間周期Δtg以上の時間スケールを有する主要な非定常発塵源であると判断し、前記発塵量算出工程において算出された、いずれかの前記仮定発塵量E1、E2の比が所定の上下限閾値の範囲外であれば、前記座標点pを、tg(k)期間における時間周期Δtg以上の時間スケールを有する主要な非定常発塵源ではないと判断すると共に、前記座標点pがいずれの前記降下煤塵発生源探索領域にも含まれない場合には前記座標点pでの降下煤塵の非定常発塵源の判断を行わない、発塵源判定工程と、
を有し、
前記降下煤塵発生源探索領域幅は、プルーム式において前記降下煤塵発生源探索領域中心軸をプルーム中心軸として前記プルーム中心軸上の前記距離において算出されたプルーム拡散幅であることを特徴とする降下煤塵の非定常発塵源位置の探索方法。
In time period Delta] t d each of i t-th time T d (i t), different in the two or more dustfall evaluation point, from time T d (i t -1) to the time T d (i t) to each other a dust amount setting step of setting an average measure of the dustfall amount M at T d (i t) period in,
Based on the wind direction continuously measured at the time period Δt wint shorter than the time period Δt d in the vicinity of each of the dustfall evaluation points, the representative wind direction WD (i) in the T d (i t ) period is used. t )) to derive the representative wind direction,
Based on the wind speed continuously measured at the time period Δt wint shorter than the time period Δt d in the vicinity of each of the dustfall evaluation points, the representative wind speed WS (i) during the T d (i t ) period is used. t ) representative wind speed deriving step,
Based on the measured value of the drop rate of the T d (i t) period is collected in the dustfall evaluation point was dustfall, a representative falling speed deriving step of deriving a representative falling velocity V s of the dustfall,
The time t g (k−1) when the k th time is t g (k), each time period Δt g including two or more consecutive times T d (i t ). from time t g (k) to any of the T d (i t) drops in the period dust search area γ (i, i t) included in t g (k) period is an evaluation period as two different mutually Starting from the falling dust evaluation points i M and i N and having a central axis extending in the upwind direction of the representative wind direction WD, a falling dust generation source search region width is provided around the central axis, First and second falling dust generation source search areas γ (i M , i t ) and γ (i N , i t ) having the range of the distance to the falling dust generation source search area width as an area in the vertical direction A dustfall generation source search area setting step to be set;
For the dustfall evaluation point i, t g (k) and the time the maximum dustfall amount M in the period T d (i t) dustfall amount M max (i), the time T d (i t) i max and (i) is i t in, and a maximum dustfall information deriving step of deriving the WD max and WS max is a representative wind direction and the representative wind speed at the time T d (i t),
t g (k) first dustfall generation source search region is the only non-stationary dustfall search area about the dustfall evaluation point i M in the period γ (i M, i max) and, t g (k) period any time T d (i t) the dustfall evaluation point i M different dustfall evaluation point i N for the second dustfall generation source search area γ and the (i N, i t) in both the A distance calculating step of calculating distances L d (i M ) and L d (i N ) between the coordinate point p located at 2 and the two dustfall evaluation points i M and i N ;
The dust source search area center that is a cross-sectional area of the first and second dustfall generation source search areas in the vertical plane of the central axis of the first and second dustfall generation source search areas including the coordinate point p A cross-sectional area calculating step of calculating the axial vertical cross-sectional areas S p1 and S p2 using the falling dust source search area width,
A dust generation amount calculating step of calculating assumed dust generation amounts E 1 and E 2 proportional to the dust source search region central axis vertical sectional areas S p1 and S p2 ;
The ratio of any one of the assumed dust generation amounts E 1 and E 2 calculated in the dust generation amount calculation step with respect to all combinations of all the falling dust generation source search regions including the coordinate point p is If all are within the range of the predetermined upper and lower thresholds, the coordinate point p is determined to be a main unsteady dust generation source having a time scale equal to or greater than the time period Δt g in the period t g (k), If the ratio of any one of the assumed dust generation amounts E 1 and E 2 calculated in the dust generation amount calculating step is outside the range of the predetermined upper and lower threshold values, the coordinate point p is set to the period t g (k). with determined not to be a major non-stationary dust sources having more time scale time period Delta] t g in, the coordinate points in the case where the coordinate point p is not included in any of the dustfall generation source search area Do not judge non-steady dust generation source of dustfall at p A determination step,
Have
The descending dust generation source search region width is a plume diffusion width calculated at the distance on the plume central axis with the plume type dust generation source search region central axis as a plume central axis in a plume formula. Search method of unsteady dust source position of soot dust.
前記降下煤塵発生源探索領域中心軸は、前記風向の風上方向を水平成分として有すると共に、前記降下煤塵の代表落下速度Vsを前記代表風速WSで除した値Vs/WSを鉛直勾配として有し、
前記降下煤塵発生源探索領域幅として、プルーム式において前記降下煤塵発生源探索領域中心軸をプルーム中心軸として前記プルーム中心軸上の前記距離において算出された、水平方向のプルーム拡散幅σy及び鉛直方向のプルーム拡散幅σzを水平成分及び鉛直成分としてそれぞれ用いることを特徴とする請求項1に記載の降下煤塵の非定常発塵源位置の探索方法。
The lower dust generation source search area central axis has the upwind direction of the wind direction as a horizontal component, and a value V s / WS obtained by dividing the representative falling speed V s of the falling dust by the representative wind speed WS as a vertical gradient. Have
As the descending dust generation source search area width, the plume diffusion width σ y in the horizontal direction and the vertical calculated in the plume formula at the distance on the plume center axis with the central axis of the falling dust generation source search area as the plume central axis. The method for searching for the unsteady dust generation source position of the falling dust according to claim 1, wherein the plume diffusion width σ z in the direction is used as a horizontal component and a vertical component, respectively.
前記プルーム拡散幅σy及びσzと、プルーム中心軸上の発生源からの距離xと、発塵量QPと、前記代表速度WSと、定数Bと、前記プルーム拡散幅σy及びσzを用いて定義されるプルーム範囲と、を用いて、プルーム中心軸上の発生源からの距離xでの煤塵濃度C(x)を表現する以下の式(A)及び(B)を、前記プルーム式として用いることを特徴とする請求項1又は2に記載の降下煤塵の非定常発塵源位置の探索方法。
C(x)=B(QP/2πσyσzWS) (プルーム範囲内) ・・・(A)
C(x)=0 (プルーム範囲外) ・・・(B)
The plume diffusion widths σ y and σ z , the distance x from the source on the plume central axis, the dust generation amount Q P , the representative speed WS, the constant B, and the plume diffusion widths σ y and σ z The plume range defined by using the following formulas (A) and (B) expressing the dust concentration C (x) at the distance x from the source on the plume central axis using the plume: The method for searching for the unsteady dust generation source position of the falling dust according to claim 1 or 2, wherein the method is used as an equation.
C (x) = B (Q P / 2πσ y σ z WS) (within the plume range) (A)
C (x) = 0 (outside the plume range) (B)
前記プルーム拡散幅σy及びσzの内、より長い方の2倍を長軸、短い方の2倍を短軸とした楕円をプルーム中心軸に垂直な方向のプルームの断面形状としたときの、前記楕円の内側をプルーム範囲内として、前記プルーム範囲を算出することを特徴とする請求項3に記載の降下煤塵の非定常発塵源位置の探索方法。 Among the plume diffusion widths σ y and σ z , an ellipse having a longer axis twice as a major axis and a shorter axis twice as a minor axis is a plume cross-sectional shape perpendicular to the plume central axis. The method for searching for the unsteady dust generation source position of the falling dust according to claim 3, wherein the plume range is calculated by setting the inside of the ellipse as the plume range. 前記Td(it)期間に前記評価地点で捕集された降下煤塵試料の放射線量を測定してその強度に基づいて前記降下煤塵試料を煤塵種ごとに分類する煤塵種分類工程を更に有し、
前記捕集された降下煤塵試料の内、前記煤塵種分類工程で分類されたいずれかの煤塵種に対応する部分の降下煤塵の質量を前記降下煤塵量Mとすることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の降下煤塵の非定常発塵源位置の探索方法。
There is further provided a dust type classification step of measuring the radiation dose of the falling dust sample collected at the evaluation point during the T d (i t ) period and classifying the falling dust sample for each dust type based on its intensity. And
2. The mass of the falling dust in the portion corresponding to any one of the dust types classified in the dust type classification step among the collected dust falling samples is defined as the amount of dust falling M. The search method of the unsteady dust generation source position of the falling dust of any one of thru | or 4.
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