JP6923032B2

JP6923032B2 - 浸水監視システム

Info

Publication number: JP6923032B2
Application number: JP2020053283A
Authority: JP
Inventors: 千穂齋藤; 満浩中島
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 2017-01-06
Filing date: 2020-03-24
Publication date: 2021-08-18
Anticipated expiration: 2037-01-06
Also published as: JP2020106547A

Description

本発明は市街地等で浸水が発生しやすい地域での浸水状況を監視する技術に関する。

標尺は、一般的には水準測量に利用される一種の物差しであるが、近年になってゲリラ豪雨等による浸水状況を把握する物差しとして利用されている（非特許文献１）。

標尺が浸水状況の監視に利用された場合、浸水状況は目視により確認されるので、浸水時の水位の情報をリアルタイムに収集できない。また、遠方から浸水状況を把握できない。

このような現状から標尺を用いた浸水状況の収集は住民の協力に頼るところがあり、住民の協力が得られない状況下では情報収集できないことがある。例えば、浸水により近づくことが危険である場合や夜間等の暗闇において標尺の目盛りを読むことは容易でない。

以上の問題に対応する浸水状況の監視装置とそのシステムとして例えば特許文献１に開示された液面センサ装置及び浸水監視システムが知られている。本システムでは液面センサ装置にて検出された浸水の液面レベルの情報がホストコンピュータに送信されるようになっている。

佐賀市建設部河川砂防課水問題対策室、"浸水標尺の読取り協力について（お願い）"、［online］、２０１６年５月３１日、佐賀市ホームページ、インターネット〈https://www.city.saga.lg.jp/main/24782.html〉

特開２００７−２１８７４０号公報

地域の浸水状況を把握するための監視装置は、リアルタイムに地域の浸水状況を把握することに加え、信頼性が高く、維持管理が容易な装置が求められる。また、常に正常動作させるために電池交換やセンサの点検や修理等のメンテナンスの容易さが重要となる。

本発明は、以上の事情に鑑み、標尺の機能と浸水状況の監視機能とを有する浸水監視標尺において、浸水状況の監視の低コスト化を図るとともに監視装置のメンテナンス性を向上させてリアルタイムに地域の浸水状況を把握することを課題とする。

そこで、本発明の一態様は、浸水監視システムであって、浸水の水位の監視場所に立設される目視により水準測量が可能な筒状の標尺本体部と、この標尺本体部に備えられた状態で前記水位を検出する水位計測部と、前記標尺本体部に収容される一方で前記検出された水位の情報を外部に送信する通信部とを備えた浸水監視標尺と、この浸水監視標尺から前記水位の情報を受信するサーバとを有する。

本発明の一態様は、前記浸水監視システムにおいて、前記浸水監視標尺は前記水位の情報を定期的に前記サーバに送信する。

本発明の一態様は、前記浸水監視システムにおいて、前記浸水監視標尺は前記サーバからの要求に基づき前記水位の情報を当該サーバに送信する。

本発明の一態様は、前記浸水監視システムにおいて、前記浸水監視標尺は前記水位の情報が所定の水位を示すものであると当該水位の情報を前記サーバに送信する。

本発明の一態様は、前記浸水監視システムにおいて、前記サーバは前記浸水監視標尺から前記水位の情報を受けると当該水位の情報が付加された地図情報を出力する。

また、前記水位計測部は、定期的に起動して前記水位を検出した後にスリープ状態となるとよい。

さらに、前記通信部は、前記浸水監視標尺のバッテリー部が前記標尺本体部に収容された状態で当該標尺本体部の上端部に取り付け可能であるとよい。

また、前記通信部は、前記水位計測部が前記標尺本体部に収容された状態で当該標尺本体部の上端部に取り付け可能であるとよい。

以上の本発明によれば、標尺の機能と浸水状況の監視機能とを有する浸水監視標尺において、浸水状況の監視の低コスト化を図るとともに監視装置のメンテナンス性を向上させてリアルタイムに地域の浸水状況を把握できる。

本発明に適用される浸水監視標尺の一態様を示した斜視図。前記浸水監視標尺の通信部の一態様を示した概略構成図。前記浸水監視標尺を有する浸水監視システムの概要説明図。

以下に図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

［第一実施形態］
図１に例示された浸水監視標尺１は、既存の標尺機能である水準測量機能に加えて監視場所１０の浸水状況をリアルタイムに監視する機能を有する。すなわち、浸水監視標尺１は、目視により水準測量及び浸水状況の監視が可能な既存の筒型の標尺本体部２において、水位計測部３、通信部４が備えられた態様となっている。

標尺本体部２は監視場所１０の浸水時の水位の情報が監視される監視場所１０に立設される。また、標尺本体部２の外面には、目視により水準及び浸水時の水位を確認するための図示省略の目盛りが表記されている。標尺本体部２は、例えば、円筒等の筒状に形成されている。標尺本体部２の構成材料としては、耐錆性に優れるステンレス鋼が好ましいが、表面に防錆処理を施した鋼材が適用される。さらに、標尺本体部２に要求される強度に応じて、コンクート、セラミック等の鋼材以外の材料が適用される。

水位計測部３は、監視場所１０の浸水時の水位を検出する。水位計測部３の水位検出手段には周知の計測器を適用すればよい。周知の計測器としては、特に限定することなく、例えば、超音波式水位センサ、圧力式水位センサ、浮子式水位センサ、静電容量式水位センサ、電極式水位センサ等が例示される。水位計測部３は、標尺本体部２の外面若しくは外部に備えてもよく、さらに、必要に応じて複数の水位センサを組合せて利用することも可能である。

図２に例示された水位計測部３は、空中式または水中式の超音波式水位センサを採用し、標尺本体部２に収容された状態でバッテリーユニット収容部４３の下部に備えられている。

上述のように水位計測部３が浸水監視標尺１の内部に設置される場合には、浸水監視標尺１の側面に外部と連通する連通部が形成されると、浸水時に浸水監視標尺１の内部と外部の水位が同等となり、測定安定性が確保される。前記連通部の態様としては、標尺本体部２の最下部に形成された複数の孔や、標尺本体部２の上部において通信部４を取付けた際に生じる僅かな隙間が例示される。

また、水位計測部３は、定期的に起動して監視場所１０の浸水時の水位を検出し、その後、スリープ状態となり最小電力での待機モードへの移行が可能となっている。前記検出された水位の情報は、水位計測部３の記憶部に保存され、移動体通信網を介した外部端末であるクラウドサーバ（サーバ）６に送信されるようになっている。

通信部４は、標尺本体部２に収容される一方で水位計測部３によって検出された水位の情報を外部に送信する。通信部４は、通信アンテナ収容部４１、通信ユニット収容部４２及びバッテリーユニット収容部４３を備える。

通信アンテナ収容部４１，通信ユニット収容部４２は、移動体通信業者の仕様に準拠した通信アンテナ、通信モジュール４５を各々収容する。

バッテリーユニット収容部（バッテリー部）４３はバッテリーユニット４６を収容する。バッテリーユニット４６は、前記通信アンテナ、通信モジュール４５及び水位計測部３に電力を供給する。バッテリーユニット４６にはリチウム電池が適用されている。

通信アンテナ収容部４１、通信ユニット収容部４２及びバッテリーユニット収容部４３は標尺本体部２と略同等外径の筒状に形成され、その外筒及び内筒の構成材料は浸水監視標尺１の設置環境に応じて塩化ビニル樹脂、ステンレス鋼等が適宜選択される。

通信部４は、バッテリーユニット収容部４３が標尺本体部２に収容された状態で、標尺本体部２に取り付けられる。尚、通信部４の通信ユニット収容部４２の下端部には標尺本体部２の上端開口部に嵌装される挿入部４４が形成されることにより、浸水監視標尺１のメンテナンス時に標尺本体部２からの通信部４の取外し並びに標尺本体部２に対する取付けの位置決めが容易となる。

また、水位計測部３や通信アンテナのメンテナンスやバッテリーユニット４６を交換しやすいように水位計測部３、通信アンテナ収容部４１、通信ユニット収容部４２及びバッテリーユニット収容部４３は個々に分離可能に絶縁性の固定具により連結される。さらに、通信アンテナ収容部４１，通信ユニット収容部４２，バッテリーユニット収容部４３の各間はＯリングやパッキンにより止水される。また、水位計測部３と通信部４との間の通信等の配線はケーブルグランド４７を介して液密的に連結される。そして、通信ユニット収容部４２には通信アンテナ収容部４１の保護キャップ４８が装着される。

以上の構成により、通信部４は防水性を有する一体構造物として取扱いが可能となる。また、通信アンテナ収容部４１、通信ユニット収容部４２及びバッテリーユニット収容部４３及び水位計測部３を連結させた固定具を取り外すことにより、バッテリーユニット４６の交換や水位計測部３の校正等のメンテナンスや、水位計測部３や通信部４の交換・設置などが容易となる。

図１を参照しながら浸水監視標尺１の事例について説明する。

浸水監視標尺１には、予め、所定の浸水の水位に基づく当該水位の測定周期、警報閾値が設定されている。浸水監視標尺１は、通常、スリープ状態となっている。そして、降雨等により監視場所１０が浸水し、やがて水位計測部３によって検出された浸水の水位が所定の値に達すると浸水監視標尺１が起動する。次いで、水位計測部３は、周期的に降雨強度の測定を行なう。そして、浸水監視標尺１は予め設定された通信周期に基づき水位の測定データをクラウドサーバ６に送信する。測定データの送信先は、クラウドサーバである必要はなく、クライアントのサーバであってもよい。その後、浸水がおさまり、前記浸水の水位が所定の値以下に達すると、浸水監視標尺１はスリープ状態に移行する。

以上の浸水監視標尺１によれば、監視場所１０が浸水した際の水位の情報をリアルタイムに監視できる。特に、水位計測部３は前記浸水が起こると定期的に起動して前記水位を検出しさらに外部に送信した後にスリープ状態となるので、浸水監視標尺１の電力を温存できる。また、前記水位の情報は通信部４の位置情報との対応付けが可能となるので遠隔のホスト側からの監視が行える。

そして、通信部４は防水性を有する一体構造物として取扱いが可能となっている。また、バッテリーユニット４６を交換する際も通信部４を標尺本体部２から引き抜くだけで簡単に交換が可能となる。したがって、浸水監視標尺１の機器類を収納する通信部4の防水性が確保されると共にメンテナンス性も向上維持される。

さらに、通信部４はバッテリーユニット収容部４３が標尺本体部２に収容された状態で標尺本体部２の上端部に取り付けられるので、浸水監視標尺１の電源を安全に保護できることに加えて浸水監視標尺１の大型化も回避できる。

以上のように本実施形態の浸水監視標尺１によれば、本来の標尺の機能を維持したまま、監視場所１０の浸水状況をリアルタイムに遠隔からも把握できる。また、既設の標尺を改造して監視装置とするため掘削工事や電源引き込み工事等の大掛かりな土木工事が不要であるので、不要工事時間の大幅な短縮されるので、施工コストを最小限に抑えることができる。さらに、浸水監視標尺１のメンテナンスコストの低減及びメンテナンス性の向上も図ることができる。

［第二実施形態］
図３に例示の本実施形態の浸水監視システムは浸水監視標尺１とクラウドサーバ６を有する。

浸水監視標尺１は管理区域５における複数の監視場所１０に配置される。そして、監視場所１０の浸水時に浸水監視標尺１は水位計測部３にて検出された監視場所１０の水位の情報をクラウドサーバ６に送信する。また、クラウドサーバ６からの要求に基づき前記水位の情報をクラウドサーバ６に送信する。さらに、前記検出された水位が所定の水位（例えば、警報閾値）を示すものであると当該水位の情報をクラウドサーバ６に送信する。

また、前記水位の情報のデータはクラウド上で管理され、遠隔監視可能となる。さらに、前記水位の情報のデータはその位置情報に基づく管理区域５の地図情報にマッピングされ、浸水状況の視覚的に把握が可能となる。例えば、前記水位のデータはクラウド上にデータ収集され、ユビキタスにデータの閲覧が可能となる。したがって、グラフィックユーザインターフェースで管理区域５の浸水状況や浸水監視標尺１の動作・故障情報や表示できる。また、ユーザの端末（ユーザの事務所等の端末）にて測定地点の浸水状況を色分けしてシンボル表示、メッシュ表示させることができる。

クラウドサーバ６は、浸水監視標尺１から前記水位の情報を受信すると、例えば、当該水位の情報を付加した地図情報を出力する。このクラウドサーバ６は、例えば、自治体や民間会社が運用する情報提供サービスの拠点に配置される。そして、この情報提供サービスを利用するユーザはスマートフォン、タブレット、パーソナルコンピュータ等の表示端末７から前記情報提供サービスのホームページにアクセスすれば前記地図情報をリアルタイムに閲覧できる。

以上のように本実施形態の浸水監視システムによれば監視場所１０における浸水状況をリアルタイムでクラウド経由のデータ確認が可能となる監視システムを構築できる。

１…浸水監視標尺
２…標尺本体部
３…水位計測部
４…通信部、４１…通信アンテナ収容部、４２…通信ユニット収納部、４３…バッテリーユニット収納部（バッテリー部）、４４…挿入部、４５…通信モジュール、４６…バッテリーユニット、４７…ケーブルグランド、４８…保護キャップ
５…管理区域
６…クラウドサーバ（サーバ）
７…表示端末

Claims

浸水の水位の監視場所に立設され、目視により水準測量が可能な筒状の標尺本体部と、この標尺本体部に収容され、前記水位を検出する水位計測部と、前記標尺本体部の上端部に取り付けられ、前記検出された水位の情報を外部に送信する通信部と、を備えた浸水監視標尺と、
この浸水監視標尺から前記水位の情報を受信するサーバと
を有し、
前記通信部は、
通信アンテナを収容する通信アンテナ収容部と、
通信モジュールを収容する通信ユニット収容部と、
前記通信アンテナ、前記通信モジュール及び前記水位計測部に電力を供給するバッテリーユニットと、
このバッテリーユニットを収容するバッテリーユニット収容部と
を一体的に備え、
前記通信ユニット収容部は、前記バッテリーユニット収容部が前記標尺本体部に収容された状態で、前記標尺本体部の上端部に取り付け可能であり、
前記通信ユニット収容部の下端部には、前記標尺本体部の上端開口部に嵌装される挿入部が形成された浸水監視システム。
前記浸水監視標尺は前記水位の情報を定期的に前記サーバに送信する請求項１に記載の浸水監視システム。
前記浸水監視標尺は前記サーバからの要求に基づき前記水位の情報を当該サーバに送信する請求項１または２に記載の浸水監視システム。
前記浸水監視標尺は前記水位の情報が所定の水位を示すものであると当該水位の情報を前記サーバに送信する請求項１から３のいずれか１項に記載の浸水監視システム。
前記サーバは前記浸水監視標尺から前記水位の情報を受けると当該水位の情報が付加された地図情報を出力する請求項１から４のいずれか１項に記載の浸水監視システム。