JP5342309B2

JP5342309B2 - 下水道管渠内の作業安全支援システム

Info

Publication number: JP5342309B2
Application number: JP2009091672A
Authority: JP
Inventors: 英二田中
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-04-06
Filing date: 2009-04-06
Publication date: 2013-11-13
Anticipated expiration: 2029-04-06
Also published as: JP2010242361A

Description

この発明は、地下に埋設されている下水道管渠内の作業を安全に実施するための下水道管渠内作業安全支援システムに関するものであり、特に下水道管渠内全般にわたる水位上昇情報を取得、分析することにより、安全対策を構築して作業の安全を支援するシステムに係るものである。

従来、地中に埋設された上下水道用配管路等に用いられているバルブ類の情報管理を行うバルブ情報装置に関し、バルブ類の固有情報およびバルブ類を通過する流体情報を検出するバルブ情報管理装置が特許文献１に開示されている。
一方、都市部に広く布設されている下水道管渠自体および管渠内に設けられている各種機器の管理、保守点検は、従来より作業員が管渠内に直接立ち入ることによってなされている。ところが昨今、管渠内作業中において、集中豪雨により急激な雨水が下水道管渠に浸入し、管渠内作業員が流されるという災害が発生している。
このような事故災害をきっかけとして、下水道管渠内の水位上昇を予測可能な管渠内水位計測システムを構築する要請が各地で高まってきている。

特開２００５−１３５２２７号公報

上記のような下水道管渠内作業の安全支援システム構築の要請に対して、前記特許文献１に示された技術を応用しようとしても、この技術は管路内１箇所の観測点におけるバルブおよびバルブ内流体情報を検出するものであり、管渠内に散在して作業する作業員のすべての位置における管渠内水位の上昇を検出することは出来なく、上記した要請に対処することは困難であるという問題点がある。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであって、水位上昇を予測することで下水道管渠に立ち入る作業員の安全を確保可能とする下水道管渠内の作業安全支援システムを提供することを目的とする。

第１の発明は地下に埋設されている下水道管渠内の作業安全支援システムであって、下水道管渠内の水位計測を行う水位計測装置と、この水位計測装置からネットワークを介して送信されてくる水位データを受信し、該水位データを基に作業場所における水位上昇を予測する水位予測サーバと、この水位予測サーバからネットワークを介して送信される水位予測判断結果を受信し、表示部に表示する現場情報端末とを備えたものである。

第２の発明は地下に埋設されている下水道管渠内の作業安全支援システムであって、下水道管渠内の水位計測を行う水位計測装置と、この水位計測装置からネットワークを介して送信されてくる水位データを受信し、該水位データを基に作業場所における水位上昇を予測する水位予測サーバと、下水道管渠内に設けられ所定の基準位置からのそれぞれの距離を地点情報とし、この地点情報をそれぞれに記録した複数のＲＦＩＤタグと、下水道管渠内を移動する移動端末と、地上の所定の基準位置に配置された現場情報端末とが設けられ、
移動端末がＲＦＩＤタグの近傍にあると、該移動端末はＲＦＩＤタグの地点情報を読みとることによって該移動端末の所定の基準位置からの位置情報が現場情報端末に送信され、該現場情報端末は下水道管渠内につながる複数のマンホールの内、避難可能なマンホール位置が示された管路図上に、移動端末の位置情報を表示し、水位予測サーバからネットワークを介して送信される水位予測判断結果を受信する現場情報端末は警報を発するとともに、移動端末に管路図を送信することにより、該移動端末にも管路図が表示されるものである。

第１の発明によれば、上記のような下水道管渠内の作業安全支援システムを採用して下水道管内の作業を行うと、作業者が下水道管渠内で保守、点検等の作業中に予測されてない気象急変や、予想外の集中豪雨によって大量の降雨水が下水道管渠内に流れ込み、下水道管渠内作業者に災害が及ぼす恐れがある場合であっても、事前に作業の中止や下水道管渠内から地上への避難の判断を下すことが可能となり、より秀れた下水道管渠内作業の安全支援システムが提供可能となる。
第２の発明によれば、上記下水道管渠内作業者に災害が及ぼす恐れがある場合に、上記第１の発明の効果に加え、地上の現場情報端末から、例えば下水道管渠内作業者が所持する移動端末に対して、避難可能なマンホール位置を表示する管路図に作業者の現在位置を示した情報を送信できるので、作業環境の急変による下水道管渠内の異常増水に対しても、作業者の災害を未然に防ぐ、安全な作業支援システムが提供することができるという効果がある。

実施の形態１の下水道管渠内の作業安全支援システムを示す図である。実施の形態１のマンホール位置を示す管路図である。実施の形態１の現場情報端末の構成を示すブロック図である。実施の形態１の水位計測装置の構成を示すブロック図である。実施の形態１の水位予測サーバの構成を示すブロック図である。実施の形態２の下水道管渠内の水位計測システムを示す図である。実施の形態２のマンホール位置を示すブロック図である。実施の形態２のＲＦＩＤタグの構成を示すブロック図である。実施の形態２の現場情報端末の構成を示すブロック図である。実施の形態２の移動端末の構成を示すブロック図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１〜図５に基づいて説明する。
図１は、実施の形態１による下水道管渠内の作業安全支援システム１００を利用した際の下水道管渠内作業における地上責任者（以降、責任者と略す）の駐在する位置、下水道管渠５内の作業者（以下、作業者と略す）の位置および管渠内情報取得構成要素の概要を示す図である。
図２にて後述するように、複数のマンホールのうち下水道管渠５の水位の計測を行うマンホール２ａには図１で示すように水位計測装置４が設置されている。この水位計測装置４が発信する水位情報はネットワーク６を介し、水位予測サーバ７および責任者の所有する現場情報端末１０に伝送される。図２に示すように、責任者が駐在するマンホール２、下水道管渠５内の水位計測を行うための水位計測装置４が設置されているマンホール２ａ、水位計測を行わないマンホール２ｂ等の位置関係を下水道管渠５上に示した管路図５０が、前記責任者の所有する現場情報端末１０に表示可能である。なお、水位計測装置４は通常、責任者が駐在するマンホール２より下水道の流れに対して上流側のマンホール２ａに設置される。

図３は、現場情報端末１０の内部構成を示すブロック図であり、表示部１１、操作部１２、制御回路１３、ネットワークインタフェース１４、記憶装置１５、出力部１６を備えた構成となっている。制御回路１３は現場情報端末１０の全体制御を行い、後に詳述する水位計測を行うマンホール２ａに設置されている水位計測装置４の識別情報をもとに、水位予測サーバ７からネットワーク６を介して送信される水位予測判断結果を受信し、記憶装置１５に記憶している図２で示した管路図５０上の水位計測マンホール２ａに、前記水位予測判断結果を記憶指令の機能を有している。表示部１１は前記記憶装置１５の記憶する管路図５０上に前記水位予測判断結果を表示機能および水位予測判断結果が危険域に至った場合出力部１６から警報音を鳴動する機能を有している。操作部１２はボタンキーであり、責任者が管渠内情報取得し、下水道管渠５内を監視の開始操作の手段である。

図４は、水位計測装置４の内部構成を示すブロック図である。センサ情報取得部４１、制御回路４２、ネットワークインタフェース４３、メモリ４４を備えた構成である。制御回路４２はＣＰＵにより実現され、センサ情報取得部４１が図示しない、例えば超音波式センサの水位センサで取得した当該マンホールの水位データを経過時間とともにメモリ４４に書き込み指令する機能を備えている。メモリ４４は書き込み可能なＲＡＭで構成され、センサ情報取得部４１から送信される水位データを経過時間とともに記憶する。書き込みは一定時間毎にセンサ情報取得部４１から送信される情報を書き込む。ネットワークインタフェース４３は取得要求のある送信元である現場情報端末１０や、水位予測サーバ７等にメモリ４４にある水位データを無線ＬＡＮ、ＦＯＭＡなど設置場所で最適なネットワーク６を介して送受信する。

図５は、水位予測サーバ７の内部構成を示したブロック図である。制御回路７１、データ解析部７２、ネットワークインタフェース７３、記憶装置７４を備えた構成である。制御回路７１は、ＣＰＵにより実現され水位予測サーバ７の全体制御を行う。ネットワークインタフェース７３は外部システムとのデータの送受信を行うものであり、水位計測装置４から送信される水位データや、気象庁の発信する気象データ、自治体が保有する降雨レーダ装置の発信する降雨情報等を受信する。制御回路７１は、ネットワークインタフェース７３が受信した水位データ、先に述べた気象データ、降雨情報とを経過時間とともに記憶装置７４に書き込み指令する機能を有する。データ解析部７２は記憶装置７４に記憶された水位データを基に、気象庁の発信する気象予想データ、自治体が保持する降雨レーダ装置の発信する降雨情報および記憶装置７４が記憶する下水道管渠５周辺地域における過去の雨水量と下水道管渠５内における水位上昇のデータ等を組み合わせて解析し、現在の作業場所のマンホール位置における水位上昇予測判断を、安全域、注意域、危険域の３段階にわたって行う。この得られた水位予測判断結果は、ネットワークインタフェース７３、ネットワーク６経由で現場情報端末１０に送信される。

次に、この下水道管渠５内の作業安全支援システム１００を利用して、下水道管渠内作業の実施時の動作を説明する。作業開始前に図２に例示するように、下水道管渠の合流点近傍や、図示省略した下水道管渠の急傾斜地点等に近接するマンホール２ａに図１で示す水位計測装置４を設置する。自治体や作業担当会社等に設置されている水位予測サーバ７はネットワーク６を経由して水位計測装置４に対して所定の時間間隔で計測の水位データを送信する旨の要求を行う。この信号を受信した水位計測装置４はメモリ４４に記憶している水位データをネットワーク６を介して水位予測サーバ７に返信する。水位予測サーバ７は送信された水位データを基に、前述したように気象庁の集中豪雨を予想する気象予想データや自治体等が保持する降雨レーダ装置の発信する降雨情報等を参照し、かつ該当する下水道管渠５周辺地域における過去の雨水量と下水道管渠５につながるマンホール位置における水位上昇のデータ等を総合的に解析し、当該作業時間内における現在の作業周辺下水道管渠の水位上昇予測判断を行う。この判断結果はネットワーク６を経由して、責任者が所有する現場情報端末１０に送信される。現場情報端末１０の表示部１１には、図２の管路図５０上にマンホール２ａに水位予測判断結果が表示され、その表示は作業者が作業を継続することに対しのレベル、例えば安全、注意、危険を緑色、オレンジ色、赤色で表示する。そして注意および危険の場合、それぞれに特有の異常音、例えば短く断続する低音、長く継続する高音等の警報音を出力部１６が出力する。このことにより責任者は、下水道管渠５内の作業の安全性を確認し、下水道管渠５内の作業者に適切な情報を発信することができ、集中豪雨等による急激に下水道管渠５内に流れ込む雨水に安全に対応可能とする下水道管渠５内の作業安全支援システム１００が提供できる。尚、前記出力部１６が出力する警報音に代替して、出力部１６に赤色点滅ランプを設けて、点滅させてもよい。また水位計測装置をマンホール２ａに設ける例を示したが、下水道管渠５の壁の高所に設けてもよい。

実施の形態２．
実施の形態２を図６〜図１０に基づいて説明する。
図６は、実施の形態２による下水道管渠５内の作業安全支援システム１００を利用した際における責任者の駐在する位置、下水道管渠５内の作業者の位置、および管渠内情報取得の構成要素の概要を示す図であり、前述した実施の形態１の図１に下水道管渠５内の所定の個所にＲＦＩＤタグ８を設置するとともに、作業者が移動端末９を所有し、この移動端末９と責任者の所有する現場情報端末１０ａとＬＡＮケーブル３０などの有線で接続されている点を追加した以外は、図１と同様であるので説明を省略する。なお、上記有線のＬＡＮケーブル３０は異常発生時の命綱の役目も果たすものである。
図７は、複数個所のマンホールの内所定の複数のマンホール２ｃ−１、２ｃ−２は、管渠内の水位上昇時に作業者が避難可能なマンホールを、マンホール２ｄ−１〜２ｄ−３は避難不可能なマンホールを示す管路図５０ａであり、この管路図５０ａは前記責任者の現場情報端末１０ａおよび作業者の移動端末９に表示される。

図６に関して詳述する。
下水道管渠５の壁面には、所定の基準位置である責任者が駐在するマンホール２の地点からそれぞれの距離が記録されたすなわち、それぞれの位置情報が記録された複数のＲＦＩＤタグ８が前記の距離毎に地点情報として配置されている。作業者が所持する移動端末９は、ＲＦＩＤタグ８の近傍を通過するとそのＲＦＩＤタグ８の持つ地点情報が取得され下水道管渠５内の作業者の位置情報となる。責任者が所持する現場情報端末１０ａは、下水道管渠５内の作業者が所持する移動端末９とＬＡＮケーブル３０などの有線で接続される。表示部１１ａには移動端末９が送信する位置情報から、後述する図７の作業者の位置ＷＰを管路図５０ａ上に表示することが可能である。また作業者の移動端末９にも同様の表示を行うことができるので、作業者自身も下水道管渠５内における自己の位置を確認することができる。
図７は、責任者が駐在するマンホール２、異常発生時に作業者が避難可能なマンホール２、２ｃ−１、２ｃ−２、避難不可能なマンホール２ｄ−１〜２ｄ−３および作業者の位置ＷＰの位置関係を下水道管渠５上に示された管路図５０ａであり、前記の如くこの管路図５０ａが端末に表示される。

図８は、ＲＦＩＤタグ８の内部構成を示すブロック図である。ＲＦＩＤタグ８は送受信アンテナ８１、送受信回路８２、制御回路８３、メモリ８４を備えている。制御回路８３はＲＦＩＤタグ８の全体制御を行う。メモリ８４は基準点である責任者の駐在するマンホール２の地点から当該ＲＦＩＤが配置される距離が記録されている。送受信回路８２は送受信アンテナ８１が受信した情報要求信号に応じて、上記マンホール２の地点からの距離を返送する。送受信アンテナ８１は移動端末９からの情報要求信号の受信を行い、移動端末９へマンホール地点からの距離、すなわち作業者とマンホール２との距離を送信する機能を備えている。

図９は、現場情報端末１０ａの内部構成を示すブロック図である。この現場情報端末１０ａは実施の形態１で示した現場情報端末１０と同じ構成であるが、表示部１１ａと制御回路１３ａと記憶装置１５ａに以下の機能が追加されたものである。すなわち記憶装置１５ａは、図７で示した管路図５０ａの図面データも記憶している。制御回路１３ａは移動端末９から取得した情報と、記憶装置１５ａが記憶するマンホールの位置データとから、移動端末９つまり作業者と避難可能なマンホール２、２ｃ−１、２ｃ−２との距離を演算する。表示部１１ａは記憶装置１５ａに記憶する管路図５０ａの図面データと作業者の位置ＷＰ、および避難可能なマンホール２、２ｃ−１、２ｃ−２の位置を表示する機能を有している。その他の構成要素は実施の形態１と同様であり説明省略する。

図１０は、移動端末９の内部構成を示すブロック図である。表示部９１、操作部９２、制御回路９３、記憶装置９４および送受信アンテナ９５を備えている。記憶装置９４は、図７に示す管路図５０ａのデータとマンホール２、２ｃ−１、２ｃ−２、２ｄ−１〜２ｄ−３の位置データを保持している。制御回路９３は移動端末９の全体制御を行う。送受信アンテナ９５は定期的にＲＦＩＤタグ８の読み取りを行い、そのＲＦＩＤタグ８から、つまり作業者の位置から責任者が駐在するマンホール２との距離を読み取って制御回路９３に送信する機能を備えている。制御回路９３は送受信アンテナ９５が受信した前記マンホール２からの距離と、記憶装置９４が保持するマンホールの位置データとから、作業者の位置を演算する。表示部９１は記憶装置９４が保持する管路図５０ａのデータとマンホールの位置データおよび管路図５０ａにおける作業者の位置ＷＰ、避難可能なマンホール２、２ｃ−１、２ｃ−２の位置を表示する機能を有している。操作部９２はボタンキーであり、作業者が現場情報端末１０ａに対して避難指示の受信応答をする操作手段である。

次に、この実施の形態２による下水道管渠５内の作業安全支援システム１００を利用した下水道管渠内作業実施時の動作を説明する。
作業者は作業を開始するに当たり、下水道管渠５の壁に責任者の駐在する所定位置であるマンホール２の地点からの距離がそれぞれに記録された複数のＲＦＩＤタグ８を、その距離毎に設置する。作業者は責任者が所持する現場情報端末１０ａにＬＡＮケーブル３０で接続された移動端末９を装備して管渠内作業を行う。移動端末９はＲＦＩＤタグ８の近傍を作業者が通過することにより、ＲＦＩＤタグ８が持つ位置情報を読み取り、責任者が所持する現場情報端末１０ａに作業者の位置情報を送信する。なお、作業者が通過するとしたが、移動端末９がＲＦＩＤタグ８の近傍にあれば位置情報を読み取れる。現場情報端末１０ａは表示部１１ａに管路図５０ａのデータを表示し、移動端末９から送信された位置情報から作業者の位置を避難可能なマンホール２、２ｃ−１、２ｃ−２および避難不可能なマンホール２ｄ−１〜２ｄ−３の位置とを合わせて表示する。また移動端末９でも表示部９１上に同様の表示をする。
以上のような表示が現場情報端末１０ａおよび移動端末９になされるので、実施の形態１で述べたような集中豪雨による雨水の急激な下水道管渠５内に浸入するとする管渠内水位予測判断結果で、注意域や危険域の情報を現場情報端末１０ａで責任者が受信すると、その現場情報端末１０ａより作業者の所持する移動端末９に対して避難指示を行い、避難指示を受けた作業者は移動端末９の操作部９２のボタンキーを押すことにより、現場情報端末１０ａの表示部１１ａに表示され、責任者は作業員が避難指示を受信したことを確認できる。一方、作業者は、移動端末９に表示された位置情報から、避難可能なマンホールに避難することができ、下水道管渠５内の作業の安全が確保できるという効果がある。

この発明は、下水道管渠内の保守点検作業時の安全支援を行うシステムに利用可能である。

２地上責任者駐在マンホール、２ｃ−１，２ｃ−２避難可能なマンホール、
４水位計測装置、５下水道管渠、６ネットワーク、７水位予測サーバ、
８ＲＦＩＤタグ、９移動端末、１０，１０ａ現場情報端末、
３０ＬＡＮケーブル、５０，５０ａ管路図、
１００下水道管渠内の作業安全支援システム。

Claims

地下に埋設されている下水道管渠内の作業安全支援システムであって、前記下水道管渠内の水位計測を行う水位計測装置と、この水位計測装置からネットワークを介して送信されてくる水位データを受信し、該水位データを基に作業場所における水位上昇を予測する水位予測サーバと、この水位予測サーバからネットワークを介して送信される水位予測判断結果を受信し、表示部に表示する現場情報端末とを備えたことを特徴とする下水道管渠内の作業安全支援システム。
地下に埋設されている下水道管渠内の作業安全支援システムであって、前記下水道管渠内の水位計測を行う水位計測装置と、この水位計測装置からネットワークを介して送信されてくる水位データを受信し、該水位データを基に作業場所における水位上昇を予測する水位予測サーバと、
前記下水道管渠内に設けられ所定の基準位置からのそれぞれの距離を地点情報とし、この地点情報をそれぞれに記録した複数のＲＦＩＤタグと、前記下水道管渠内を移動する移動端末と、地上の前記所定の基準位置に配置された現場情報端末とが設けられ、
前記移動端末が前記ＲＦＩＤタグの近傍にあると、該移動端末は前記ＲＦＩＤタグの前記地点情報を読みとることによって該移動端末の前記所定の基準位置からの位置情報が前記現場情報端末に送信され、該現場情報端末は前記下水道管渠内につながる複数のマンホールの内、避難可能なマンホール位置が示された管路図上に、前記移動端末の位置情報を表示し、前記水位予測サーバからネットワークを介して送信される水位予測判断結果を受信する前記現場情報端末は警報を発するとともに、前記移動端末に前記管路図を送信することにより、該移動端末にも前記管路図が表示されることを特徴とする下水道管渠内の作業安全支援システム。
前記水位計測装置は、下水道管渠路の合流点近傍や、急傾斜地点近傍のマンホールまたは前記下水道管渠の壁の高所のいずれかに設置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の下水道管渠内の作業安全支援システム。
前記現場情報端末が発する警報は、音声またはランプ点滅であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の下水道管渠内の作業安全支援システム。
前記現場情報端末と移動端末とは、有線のケーブルで接続されていることを特徴とする請求項２に記載の下水道管渠内の作業安全支援システム。