JP5599349B2 - 地盤監視システム - Google Patents
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一般的に地盤沈下や地すべりが起こる場合は、急に地盤沈下や地すべりが起こるわけではなく、地盤沈下や地すべりが起こる前にミリ単位の地盤の揺れが計測されることがある。したがって、特許文献1または2のように、崩落が予見されそうな箇所に光ファイバーケーブルを張り、大災害を未然にまたは最小限に食い止めることができるので有効である。
上記地盤の地表に配置された地盤観測手段と、この地表に配置された地盤観測手段の位置を計測する位置計測手段と、上記地盤の変動の有無を判定する判定手段とを具備し、
上記地盤観測手段が、多角形状であるとともに、当該多角形の内側に配置されて光源および光量測定器を有する観測点と、当該多角形の各頂点に配置された光中継点とを備え、
上記観測点と各光中継点とが、当該観測点の光源から光中継点へ光を導く往路用光回線と、当該光中継点から観測点の光量測定器へ光を導く復路用光回線とで接続されるとともに、
上記光中継点同士が、上記多角形の各辺に配置された中継用光回線で接続され、
上記各光中継点が、上記往路用光回線からの光を一方の中継用光回線へ転送する往路用光転送器と、他方の中継用光回線からの光を上記復路用光回線へ転送する復路用光転送器とを有し、
上記位置計測手段が、上記観測点に設けられたGPS受信機と、上記各光中継点に設けられたGPS受信機とを備え、
上記判定手段が、上記光量測定器で測定された各光中継点からの光量を比較するとともに、この差が所定値以上であれば、当該光量が最小となる光の経路で囲まれた三角形領域または当該三角形領域の近傍で地盤の変動が有ると判定する第1判定部と、上記三角形領域の頂点における観測点および2個の光中継点の各位置を上記GPS受信機により計測して当該三角形領域の面積を算出するとともに当該三角形領域の面積の時間変位がしきい値以上であれば上記第1判定部で判定された地盤の変動が大規模であると判定する第2判定部とを備えたものである。
地表に配置された地盤観測手段と、地中に配置された地盤観測手段とが、略平行であるものである。
また、本発明の請求項4に係る地盤監視システムは、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の地盤監視システムにおいて、GPS受信機が設けられた観測点に、地盤を観測するためのカメラを設けたものである。
本発明の実施の形態に係る地盤監視システムは、GPS(Global Positioning System:全地球測位システム)および光ファイバーケーブル(光回線の一例である)を利用して、リアルタイムで高精度に地盤の変動を検出し、当該変動の位置を推定するものである。このように地盤の変動を検出し、地すべりなどによる被害を未然に防ぐことが、上記地盤監視システムの目的である。
図1に示すように、この地盤監視システム1は、観測したい地盤に配置されるとともに観測点2Gおよび6個の光中継点2A〜2Fを備えた地盤観測手段2と、これら観測点2Gおよび6個の光中継点2A〜2Fを接続する光ファイバーケーブル(詳細な接続は後述する)4〜6と、これら観測点2Gおよび各光中継点2A〜2Fにそれぞれ設けられたGPS受信機(位置計測手段の一例である)3と、上記地盤の変動による影響を受けない安定した地点(当該地盤から十分に離れた地点)に設けられて位置が既知であるGPS基準局7と、上記地盤の変動の有無を判定するコンピュータ装置(判定手段の一例である)8とを具備する。なお、上記地盤観測手段2および光ファイバーケーブル4〜6は、地表(正確には図2に示す地表直下)に配置される。
まず、図1および図2に示すように、斜面など監視したい地盤の中心近くに、観測点2G用のGPS受信機3Gを地表に設置し、そのGPS受信機3Gの直下に観測点2Gとして光源21および照度計22を埋設する。そして、この観測点2Gを中心とした六角形の各頂点に相当する位置に光中継点2A〜2F用のGPS受信機3A〜3Fを地表に設置し、これらGPS受信機3A〜3Fの直下に、それぞれ光中継点2A〜2Fとして往路用光スプリッタ24および復路用光スプリッタ25を埋設する。次に、観測点2Gの光源21と各光中継点2A〜2Fの往路用光スプリッタ24とを往路用光ファイバーケーブル4で直線状に接続するとともに、各光中継点2A〜2Fの復路用光スプリッタ25と観測点2Gの照度計(正確にはセンサー)22とを往路用光ファイバーケーブル5で直線状に接続する。一方で、光中継点2Aの往路用光スプリッタ24と隣接する他の光中継点2Bの復路用光スプリッタ25とを、中継用光ファイバーケーブル6で直線状に接続する。
観測点2Gの光源21を起動することで、当該光源21からの光を、光中継点2Aへ発信し、この光中継点2Aの往路用光スプリッタ24で隣接する他の光中継点2Bへ転送し、当該他の光中継点2Bの復路用光スプリッタ25で上記観測点2Gの照度計(正確にはセンサー)22へ転送する。そして、この光の照度が照度計22で測定され、測定された照度データがコンピュータ装置8の入力部11に入力される。同様に、他の光の経路を通過した光の照度も照度計22でそれぞれ測定され、これら照度データも入力部11に入力される。入力された6つの照度データは、光量比較部12で比較されるとともに最大値と最小値が抽出される。抽出された最大値と最小値の差が第1検出部13で算出されるとともに、この差が所定値以上であれば、照度データが最小値となる光の経路が描く三角形領域または当該三角形領域の近傍で、地盤に変動が有ると判定される。そして、地盤の変動の有無のデータが、第1出力部14で送信機Tに出力される。
2 地盤観測手段
2A〜2F 光中継点
2G 観測点
3 GPS受信機
4 往路用光ファイバーケーブル
5 復路用光ファイバーケーブル
6 中継用光ファイバーケーブル
7 GPS基準局
8 コンピュータ装置
10 第1判定部
15 第2判定部
21 光源
22 照度計
24 往路用光スプリッタ
25 復路用光スプリッタ
30 ユニット
T 送信機
N 光通信ネットワーク
R 受信機
Claims (4)
- 地盤の変動を観測して当該地盤における地滑り情報を事前に得るための地盤監視システムであって、
上記地盤の地表に配置された地盤観測手段と、この地表に配置された地盤観測手段の位置を計測する位置計測手段と、上記地盤の変動の有無を判定する判定手段とを具備し、
上記地盤観測手段が、多角形状であるとともに、当該多角形の内側に配置されて光源および光量測定器を有する観測点と、当該多角形の各頂点に配置された光中継点とを備え、
上記観測点と各光中継点とが、当該観測点の光源から光中継点へ光を導く往路用光回線と、当該光中継点から観測点の光量測定器へ光を導く復路用光回線とで接続されるとともに、
上記光中継点同士が、上記多角形の各辺に配置された中継用光回線で接続され、
上記各光中継点が、上記往路用光回線からの光を一方の中継用光回線へ転送する往路用光転送器と、他方の中継用光回線からの光を上記復路用光回線へ転送する復路用光転送器とを有し、
上記位置計測手段が、上記観測点に設けられたGPS受信機と、上記各光中継点に設けられたGPS受信機とを備え、
上記判定手段が、上記光量測定器で測定された各光中継点からの光量を比較するとともに当該光量が最小となる光の経路で囲まれた三角形領域または当該三角形領域の近傍で地盤の変動が有ると判定する第1判定部と、上記三角形領域の頂点における観測点および2個の光中継点の各位置を上記GPS受信機により計測して当該三角形領域の面積を算出するとともに当該三角形領域の面積の時間変位がしきい値以上であれば上記第1判定部で判定された地盤の変動が大規模であると判定する第2判定部とを備えたことを特徴とする地盤監視システム。 - 地表に配置された地盤観測手段の下方である地中に、他の地盤観測手段を配置し、
地表に配置された地盤観測手段と、地中に配置された地盤観測手段とが、略平行であることを特徴とする請求項1に記載の地盤監視システム。 - 多角形が六角形であることを特徴とする請求項1または2に記載の地盤監視システム。
- GPS受信機が設けられた観測点に、地盤を観測するためのカメラを設けたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の地盤監視システム。
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