JP5268958B2 - 防災システムおよびこれに用いる警報出力方法 - Google Patents

Description

本発明は、監視対象の情報として環境に関する計測値を収集して解析し、これに基づいて警報情報を出力する防災システムおよびこれに用いる警報出力方法に関する。

従来、災害を未然に防ぐために、気象に関する警報情報や避難誘導情報を提供する防災システムがある。このような防災システムでは、たとえば複数の監視局にそれぞれ設置されたテレメータから雨量や河川の水位等の計測値を監視装置で収集して解析し、計測値が異常値となったことが検知されたときに警報情報を出力する。これにより、周辺の住民等に危険情報を通知し、災害を未然に防いでいる。

この従来の防災システムでは、テレメータで計測される計測値の取得周期は、最短でも１０分程度である。テレメータから１０分周期で環境データを取得するときの動作を、図６に示す。

図６では、まず基準時となる正定時＋０分のときに、親局である監視装置から子局であるｎ台のテレメータ(1)〜(n)に対して一括して呼び出し処理を行い（Ｓ１）、これに応答して各テレメータ(1)〜(n)から計測値を返送させる（Ｓ２）。ここで計測値が受信されなかった欠測の子局があると判断されたときには、当該子局のテレメータに対し再呼び出し処理が行われ（Ｓ３）、これに応答して該当するテレメータから計測値を返送させる（Ｓ４）。これらの返送された計測値は上位装置に送信され管理される（Ｓ５）。

そして、この正定時＋０分から１０分経過した正定時＋１０分のときに同様にステップＳ１〜Ｓ５の処理が行われ、計測値が管理される。

このようにして１０分ごとに同様の処理が行われることで、１０分周期の計測値を監視装置で収集し、監視することができる。

しかし、近年は局地的な集中豪雨などにより予想を超える激しい降雨や短時間での増水等が起こることがあり、このような現象に対応するためにさらに短い時間周期、例えば１分周期で計測値を収集し監視することが望まれている。

そこで図７に示すように、上述した計測値の取得処理を１分周期で実行することが考えられる。

図７に示す動作では、上述したステップＳ１およびＳ２と同様の処理が、正定時＋１分、＋２分、＋３分…と１分周期で実行され、これにより短周期で計測値を監視することが可能になる。

ところが、防災システムにおいて無線通信が利用される場合には通信速度に限界があるため、１回の計測値の取得処理が１分以内に収まらず、短時間周期で計測値の収集が確実にできないことがあるという問題があった。例えば、図７においてステップＳ１〜Ｓ５までの処理が１分以上かかるときには、正定時＋１分のときに一括呼び出し処理（Ｓ１）が開始できず、１分周期で計測値の収集ができないという問題があった。

この問題を解決するため、特許文献１には、他のテレメータで送信が行われている間は計測値の送信を待合せ、他のテレメータからの送信が停止した後に計測値を送信するように自律的にデータの送信タイミングを決定する待合せ処理機能を有する監視システムが記載されている。

この監視システムを利用することにより、他の監視局のテレメータから送信されるデータと衝突せずに、従来よりも短時間周期で複数のテレメータから計測値を収集することができる。

特開２０００−３２２６８０号公報

しかし、この特許文献１に記載の監視システムでは、各テレメータに上述した待合せ処理機能を持たせるように構成しなければならず、手間や経費がかかるという問題があった。また、所望の短時間周期、例えば１回の計測値取得処理に１分以上かかるときに１分周期で計測値を取得することができないという問題があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で、複数のテレメータから短時間周期で確実に計測値を収集することが可能な防災システムおよびこれに用いる警報出力方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明の防災システムは、接続された複数のテレメータを振り分けた複数のグループごとに、所定周期で順次監視情報を取得することで、前記複数のテレメータから監視情報を取得するとともに、これらの複数のテレメータから選択されたテレメータから前記所定周期よりも短周期で監視情報を取得する監視情報取得制御部と、前記監視情報取得制御部で取得された監視情報が異常であるか否かを判定する異常値判定部と、前記異常値判定部において取得された監視情報が異常であると判定したときに警報情報を出力する警報出力制御部とを有することを特徴とする。

またこの防災システムの前記監視情報取得制御部は、接続された複数のテレメータから選択されたテレメータが、前記所定周期で監視情報を取得する通常モードから、前記所定周期よりも短周期で監視情報を取得するための短周期モードに切り替わったときに、この選択されたテレメータから前記短周期で監視情報を取得する処理を実行するようにしてもよい。

またこの防災システムの前記通常モードから前記短周期モードへの切り替えは、前記テレメータのいずれかから環境情報の状態変化通知が取得されたとき、外部から短周期モードへの切り替え指示が取得されたとき、または、前記監視情報取得制御部により取得された監視情報により監視エリアの状態変化が検知されたときをトリガとして実行されるようにしてもよい。

また本発明の警報出力方法は、防災システムが、接続された複数のテレメータを振り分けた複数のグループごとに、所定周期で順次監視情報を取得することで、前記複数のテレメータから監視情報を取得するとともに、これらの複数のテレメータから選択されたテレメータから前記所定周期よりも短周期で監視情報を取得し、前記取得された監視情報が異常であるか否かを判定し、前記取得された監視情報が異常であると判定したときに警報情報を出力することを特徴とする。

本発明の防災システムおよびこれに用いる防災システムおよびこれに用いる警報出力方法によれば、簡易な構成で、複数のテレメータから短時間周期で確実に計測値を収集することができる。

本発明の第１実施形態および第２実施形態による防災システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態による防災システムに利用されるテレメータシステムの通常モードの動作を示すシーケンス図である。 本発明の第１実施形態による防災システムに利用されるテレメータシステムの短周期モードの動作を示すシーケンス図である。 本発明の第２実施形態による防災システムに利用されるテレメータシステムの短周期モードの動作を示すシーケンス図である。 本発明の第２実施形態による防災システムに利用されるテレメータシステムで計測された河川の水量の変化の一例を示すグラフである。 従来の防災システムに利用されるテレメータシステムにおいて、１０分周期で計測値を監視するときの動作を示すシーケンス図である。 従来の防災システムに利用されるテレメータシステムにおいて、１分周期で計測値を監視するときの動作を示すシーケンス図である。

本発明の第１実施形態および第２実施形態として、親局である監視装置と子局である複数のテレメータとの１回の計測値取得処理に要する通信時間が、１分以上である場合について説明する。

《第１実施形態》
〈第１実施形態による防災システムの構成〉
本発明の第１実施形態による防災システム１の構成について、図１を参照して説明する。

本実施形態による防災システム１は、テレメータシステム１０と、このテレメータシステム１０に事務所内ＬＡＮ２０を介して接続された上位装置３０および警報装置４０と、この警報装置４０に警報設備ＬＡＮ５０を介して接続された出力装置６０とを有する。

本実施形態においては説明を簡略化するため出力装置６０が１つの場合を示しているが、警報設備ＬＡＮ５０には複数の出力装置６０が接続されていてもよい。

テレメータシステム１０は、監視エリアの環境情報として雨量、河川の水位等をそれぞれ計測するｎ台の子局としてのテレメータ１１−１〜１１−ｎと、これらのテレメータ１１−１〜１１−ｎと無線にて通信可能な状態に接続された親局としての監視装置１２とを有する。

監視装置１２は、子局側送受信部１２１と、計測値取得制御部１２２と、ＬＡＮ側送受信部１２３とを有する。

子局側送受信部１２１は、各テレメータ１１−１〜１１−ｎとの無線通信を行う。

計測値取得制御部１２２は、各テレメータ１１−１〜１１−ｎで計測された計測値を、子局側送受信部１２１を介して取得する。このとき、計測値を取得するための動作モードを、通常モードと短周期モードとの間で切り替える。本実施形態において通常モードでは１０分周期で取得して上位装置３０に送信し、短時間周期で監視する短周期モードでは１分周期で取得して警報装置４０に送信するように制御する。

ＬＡＮ側送受信部１２３は、事務所内ＬＡＮ２０を介して上位装置３０および警報装置４０との通信を行う。

上位装置３０は、監視装置１２において各テレメータ１１−１〜１１−ｎから１０分周期で取得された計測値を受信し、記憶する。

警報装置４０は、入出力部４１と、異常値判定部４２と、警報出力制御部４３とを有する。

入出力部４１は、監視対象の環境情報を監視する監視員により操作され、各テレメータ１１−１〜１１−ｎで計測された計測値を、通常モードにより１０分周期で取得するかまたは、短周期モードにより１分周期で取得するかを切り替える指示を入力する。また、上位装置３０に記憶された計測値を表示して監視員に提供する。

異常値判定部４２は、上位装置３０に記憶された１０分周期で計測された計測値、および監視装置１２から送信された１分周期で計測された計測値が異常値であるか否かを、予め設定された閾値に基づいて判定する。

警報出力制御部４３は、異常値判定部４２において計測値が異常値であると判定されたときに警報情報を生成し、警報設備ＬＡＮ５０を介して出力装置６０に送信する。

出力装置６０は、スピーカ、表示灯、サイレン鳴動装置等であり、警報装置４０から送信された警報情報を、音声、電光、サイレン等により出力し、近隣にいる人に警報が発令されたことを通知する。

〈第１実施形態による防災システムの動作〉
次に、本実施形態による防災システム１の動作について、図２および図３のシーケンス図を参照して説明する。

まず図２のシーケンス図に示すように、監視装置１２において通常モードにより１０分周期で全テレメータ１１−１〜１１−ｎからの計測値の取得処理が行われる。

通常モードにおける計測値の取得処理においては、正定時＋０分のときに監視装置１２の計測値取得制御部１２２の制御により、子局側送受信部１２１から全てのテレメータ１１−１〜１１−ｎに対して計測値の送信を要求するための一括呼び出し処理が行われる（Ｓ１）。

次にこの一括呼び出し処理に応答し、各テレメータ１１−１〜１１−ｎにおいて計測された雨量、河川の水位等の計測値が監視装置１２に送信される（Ｓ２）。

監視装置１２では、各テレメータ１１−１〜１１−ｎから送信された計測値が子局側送受信部１２１を介して計測値取得制御部１２２で取得される。

ここで、計測値取得制御部１２２において計測値が受信されなかった欠測の子局があると判断されたときには、当該子局のテレメータに対し再呼び出し処理が行われる（Ｓ３）。そして、再呼び出し処置が受信されたテレメータから計測値が監視装置１２に送信され、監視装置１２の子局側送受信部１２１を介して計測値取得制御部１２２で受信される（Ｓ４）。このように再呼び出しを行うことにより、通常モード時は全てのテレメータから確実に計測値が取得されるようにする。本実施形態において、このステップＳ１〜Ｓ４までの処理には、１分以上２分未満の時間を要するものとする。

この正定時＋０分に計測値取得制御部１２２で取得された計測値は、上位装置３０に送信され記憶される（Ｓ５）。上位装置３０では、受信された計測値が蓄積され管理される。

そして正定時＋１０分になると、再度ステップＳ１〜Ｓ５の処理が行われる。このようにして１０分周期で各テレメータ１１−１〜１１−ｎで計測された計測値が監視装置１２で取得され、上位装置３０に記憶される。

上述したように通常モードの動作が行われているときに、例えば以下のような切り替え動作（ａ）〜（ｃ）が行われると、対象となるテレメータにおいてはより短周期である１分周期で計測値の取得処理が行われるように切り替えられる。

・切り替え動作（ａ）
通常モードで計測値の取得処理が行われているときに、計測値の取得処理を短周期化すべき環境状態の変化、例えば降雨が始まったこと、または河川の水位が予め設定された閾値を上回ったことがいずれかのテレメータで検知されると、状態変化があったことを示す状態変化通知が当該テレメータから監視装置１２にリアルタイムで送信される。

監視装置１２では、送信された状態変化通知が子局側送受信部１２１を介して計測値取得制御部１２２で取得され、この通知をトリガとして、対象となるテレメータに対しては１分周期で計測値を取得する短周期モードへ切り替えられる。

・切り替え動作（ｂ）
通常モードで計測値の取得処理が行われているときに、警報装置４０の入出力部４１に上位装置３０から取得された計測値が表示されて監視され、監視員により計測値の取得処理を短周期モードへ切り替えるテレメータが指定されるとともに切り替え指示が入出力部４１から入力されると、この指示が監視装置１２に送信される。

監視装置１２では、送信された状態切り替え指示がＬＡＮ側送受信部１２３を介して計測値取得制御部１２２で取得され、この指示をトリガとして、対象となるテレメータに対しては１分周期で計測値を取得する短周期モードへ切り替えられる。

・切り替え動作（ｃ）
通常モードで計測値の取得処理が行われているときに、一括呼び出し処理で取得された計測値に基づいて、いずれかの観測値において降雨が始まったこと、または河川の水位が予め設定された閾値を上回ったこと等の状態変化があったと計測値取得制御部１２２において判断されると、この判断をトリガとして、対象となるテレメータに対しては１分周期で計測値を取得する短周期モードへ切り替えられる。

これらの切り替え動作（ａ）〜（ｃ）において、切り替えの対象となるテレメータは、監視装置１２との通信が１分以内で完了する数内で、優先度に応じて選択される。この短周期モードの対象として選択されたテレメータを、１分観測対象局群のテレメータとする。

これらのいずれかの切り替え動作により計測値の取得処理が１分周期の短周期モードに切り替えられたときの動作を、図３に示す。

本実施形態において計測値の取得処理が１分周期に切り替えられると、まず正定時＋０分に、図２に示した通常モードのときと同様にステップＳ１〜Ｓ４の一括呼び出し処理が実行される。

ここで、計測値取得制御部１２２で取得された計測値は、上位装置３０に送信される（Ｓ５）とともに、警報装置４０にも送信される（Ｓ６）。

次に、ステップＳ１〜Ｓ４の処理が完了した後の正定時である正定時＋２分に監視装置１２の計測値取得制御部１２２の制御により、１分観測対象局群のテレメータに対して計測値の送信を要求するための個別呼び出し処理が行われる（Ｓ７）。

次にこの個別呼び出し処理に応答し、対象となるテレメータにおいて計測された雨量、河川の水位等の計測値が監視装置１２に送信される（Ｓ８）。

ここで、短周期モード時に取得される計測値は蓄積の対象とはせず監視のみの対象とするため、通常モード時に取得される計測値よりも優先度が低く、再呼び出し処理は行わないものとする。本実施形態においては、このステップＳ７〜Ｓ８の処理は１分以内に完了する。

この正定時＋２分に計測値取得制御部１２２で取得された計測値は、警報装置４０に送信され監視される（Ｓ９）。

そして、正定時＋３、＋４分・・・＋９分においてもそれぞれステップＳ７〜Ｓ９と同様の処理が行われることにより、１分周期で１分観測対象局群のテレメータから計測値が取得され、警報装置４０に送信される。

また、正定時＋１０分には、再度通常モードのときと同様のステップＳ１〜Ｓ４の一括呼び出し処理が実行され、取得された計測値が上位装置３０に送信される（Ｓ５）とともに警報装置にも送信される（Ｓ６）。

このように短周期モードでは、通常モードとのときと同様に１０分周期で全テレメータ１１−１〜１１−ｎから計測値が取得され上位装置３０で管理されるとともに、１分周期で１分観測対象局群のテレメータから計測値が取得され警報装置４０で取得される。

警報装置４０では、１分周期で監視装置１２から送信された計測値が異常値判定部４２で受信され、これらの計測値が異常値であるか否かが、予め設定された閾値に基づいて判定される。

異常値判定部４２において、取得された計測値が異常値であると判定されたときには、警報出力制御部４３において警報情報が生成され、警報設備ＬＡＮを介して出力装置６０に送信される。

出力装置６０では、受信された警報情報が、スピーカ、表示灯、サイレン等により出力され、近隣にいる人に危険状態であることが通知される。

また切り替えられた動作モードは、切り替え動作（ａ）においてテレメータで状態変化通知を送信する要因がなくなったとき、切り替え動作（ｂ）において通常モードから短周期モードに切り替える状態切り替え指示が送信された後にさらに短周期モードを通常モードに切り替える状態切り替え指示が送信されたとき、または、切り替え動作（ｃ）において降雨が無くなったことまたは河川の水位が閾値を下回ったと判断されたときには、計測値取得制御部１２２により短周期モードから通常モードに戻される。

以上の本実施形態によれば、通常モードから短周期モードに切り替えられると、全テレメータ１１−１〜１１−ｎからの計測値を１０分周期で取得するとともに、１分観測対象局群のテレメータからの計測値を取得可能な範囲内で１分周期で取得することができ、短時間周期で環境情報を監視することができる。

《第２実施形態》
〈第２実施形態による防災システムの構成〉
本発明の第２実施形態による防災システム２の構成は、第１実施形態における防災システム１と同様であるため、詳細な説明については省略する。

〈第２実施形態による防災システムの動作〉
次に、本実施形態による防災システム２の動作について説明する。

上述した第１実施形態においては、短周期モード時に１分観測対象局群のテレメータからの計測値が１分周期で取得されるが、図３に示すように正定時＋０分の一括呼び出し処理が１分以上かかるため正定時＋１分のときの個別呼び出し処理を実行することができない。

そこで本実施形態においては、第１実施形態で説明したような切り替え動作（１）〜（３）により通常モードから短周期モードに切り替えられたときに、正定時＋１分のときにも１分観測対象局群のテレメータから計測値を取得可能とする場合について、図４を参照して説明する。

本実施形態では計測値の取得処理が１分周期に切り替えられると、計測値取得制御部１２２において、１分観測対象局群のテレメータ以外のテレメータが、グループ（１）〜（９）に振り分けられた他観測局群グループ情報が生成される。この他観測局群グループ情報が生成される際は、〔監視装置１２と１分観測対象局群のテレメータとの通信時間〕＋〔監視装置１２と各グループのテレメータとの通信時間〕＋〔欠測の子局がある場合の再呼び出し処理時間〕が１分以内で完了するように、１分観測対象局群のテレメータ以外のテレメータが振り分けられる。

他観測局群グループ情報が生成された状態で、まず正定時＋０分に、図３に示した短周期モードのときのステップＳ７およびＳ８と同様の個別呼び出し処理が実行され、１分観測対象局群のテレメータから計測値が取得される（Ｓ１１、Ｓ１２）。

ここで、計測値取得制御部１２２において計測値が受信されなかった欠測の子局があると判断されたときには、当該子局のテレメータに対し再呼び出し処理が行われる（Ｓ１３）。そして、再呼び出し処置が受信されたテレメータから計測値が監視装置１２に送信され、監視装置１２の子局側送受信部１２１を介して計測値取得制御部１２２で受信される（Ｓ１４）。

本実施形態において、ステップＳ１１〜Ｓ１４までの処理は、１分以内で完了するものとする。

この正定時＋０分に計測値取得制御部１２２で取得された計測値は、警報装置４０に送信され監視される（Ｓ１５）。

次に、正定時＋１分にも個別呼び出し処理が実行され、１分観測対象局群のテレメータから計測値が取得される（Ｓ１６、Ｓ１７）。取得された計測値は、警報装置４０に送信される（Ｓ１８）。

続いて、生成された他観測局群グループ情報のグループ（１）に該当するテレメータに対し個別呼び出し処理が実行され、計測値が取得される（Ｓ１９、Ｓ２０）。

ここで、計測値取得制御部１２２において計測値が受信されなかった欠測の子局があると判断されたときには、当該子局のテレメータに対し再呼び出し処理が行われ、計測値が取得される（Ｓ２１、Ｓ２２）。このステップＳ１６〜Ｓ２２までの処理は、１分以内で完了するものとする。

そして、正定時＋２分、＋３分・・・＋９分において、それぞれ他観測局群グループ情報のグループ（２）、（３）・・・（９）に該当するテレメータに対し、ステップＳ１６〜Ｓ２２と同様に個別呼び出し処理および再呼び出し処理が順次行われ、計測値が取得される。さらに正定時＋９分におけるグループ（９）に該当するテレメータからの計測値が取得されると、正定時＋０分の１分観測対象局群のテレメータから取得された計測値及び、正定時＋１分〜＋９分までに１分観測対象局群のテレメータ以外のテレメータから取得された計測値（すなわち、すべてのテレメータから取得された計測値）が、上位装置３０に送信され記憶される（Ｓ２３）。

また正定時＋１０になると、再度正定時＋０分のステップＳ１１の処理から繰り返され、第１実施形態と同様に警報装置４０の異常値判定部４２において計測値が異常値であると判定されたときには、警報出力制御部４３により警報出力処理が行われる。

本実施形態の短周期モードにおいて１分周期でテレメータから計測値が取得されたときの、河川の水量の計測値の変化の一例を図５のグラフに示す。

図５においては、時刻t26のときから急激に水量が増加し始め、時刻t32〜t33の間に、警報装置４０において異常値であるか否かを判定する閾値ｖを超えていることを示している。

このような場合、従来の通常モードにより１０分周期で計測値を取得し監視すると、水位が閾値ｖを超えたことは時刻t40にならなければ認識できない。しかし、本発明の短周期モードにより１分周期で計測値を取得し監視すると、水位が閾値ｖを超えたことが時刻t33で認識することができ、従来よりもリアルタイムに近い時点で警報を出力させることができる。

以上の本実施形態によれば、１分観測対象局群のテレメータからの計測値を確実に１分周期で取得するとともに、９つのグループに振り分けられた１分観測対象局群以外のテレメータからの計測値をそれぞれ１０分周期で取得することができ、短時間周期で環境情報を監視することができる。

１、２…防災システム
１０…テレメータシステム
１１−１〜１１−ｎ…テレメータ
１２…監視装置
２０…事務所内ＬＡＮ
３０…上位装置
４０…警報装置
４１…入出力部
４２…異常値判定部
４３…警報出力制御部
５０…警報設備ＬＡＮ
６０…出力装置
１２１…子局側送受信部
１２２…計測値取得制御部
１２３…ＬＡＮ側送受信部

Claims (4)

1. 接続された複数のテレメータを振り分けた複数のグループごとに、所定周期で順次監視情報を取得することで、前記複数のテレメータから監視情報を取得するとともに、これらの複数のテレメータから選択されたテレメータから前記所定周期よりも短周期で監視情報を取得する監視情報取得制御部と、
   前記監視情報取得制御部で取得された監視情報が異常であるか否かを判定する異常値判定部と、
   前記異常値判定部において取得された監視情報が異常であると判定したときに警報情報を出力する警報出力制御部と
   を有することを特徴とする防災システム。
2. 前記監視情報取得制御部は、接続された複数のテレメータから選択されたテレメータが、前記所定周期で監視情報を取得する通常モードから、前記所定周期よりも短周期で監視情報を取得するための短周期モードに切り替わったときに、この選択されたテレメータから前記短周期で監視情報を取得する処理を実行する
   ことを特徴とする請求項１に記載の防災システム。
3. 前記通常モードから前記短周期モードへの切り替えは、前記テレメータのいずれかから環境情報の状態変化通知が取得されたとき、外部から短周期モードへの切り替え指示が取得されたとき、または、前記監視情報取得制御部により取得された監視情報により監視エリアの状態変化が検知されたときをトリガとして実行される
   ことを特徴とする請求項２に記載の防災システム。
4. 防災システムが、
   接続された複数のテレメータを振り分けた複数のグループごとに、所定周期で順次監視情報を取得することで、前記複数のテレメータから監視情報を取得するとともに、これらの複数のテレメータから選択されたテレメータから前記所定周期よりも短周期で監視情報を取得し、
   前記取得された監視情報が異常であるか否かを判定し、
   前記取得された監視情報が異常であると判定したときに警報情報を出力する
   ことを特徴とする警報出力方法。

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