(57)【要約】【課題】設置、施工が容易な水位計測システム及び水位計測方法を提供する。【解決手段】管渠２１内を流れる下水１１により発生する音波１２を、電気信号である音信号に変換することにより、音信号を収集する集音装置１０１と、集音装置１０１により収集された音信号を解析することにより、音の量的な情報を含む音データに変換する解析部１１１と、解析部１１１により変換された音データを、下水１１の水位を示す水位データ１３に換算する換算部１１２とを有する信号処理装置１０３と、水位データ１３を無線により外部に送信する通信装置１０２と、信号処理装置１０３及び通信装置１０２の少なくとも１つに電力を供給する電源装置１０４と、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管渠内を流れる下水により発生する音波を、電気信号である音信号に変換することにより、前記音信号を収集する集音装置と、
前記集音装置により収集された音信号を解析することにより、音の量的な情報を含む音データに変換する解析部と、前記解析部により変換された音データを、前記下水の水位を示す水位データに換算する換算部とを有する信号処理装置と、
前記音信号、前記音データ及び前記水位データの少なくとも１つを無線により外部に送信する通信装置と、
前記信号処理装置及び前記通信装置の少なくとも１つに電力を供給する電源装置と、
を有することを特徴とする水位計測システム。
【請求項２】
前記集音装置は、前記管渠に連通したマンホール内に、前記マンホールの蓋と非接触に設置されていることを特徴とする請求項１記載の水位計測システム。
【請求項３】
前記信号処理装置は、前記音信号の収集、前記音信号の解析又は前記音データへの変換の実行の間隔を制御する間隔制御部を有することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の水位計測システム。
【請求項４】
前記信号処理装置は、前記水位に影響を与える情報に応じて、前記間隔制御部による実行の間隔を変える変更部を有することを特徴とする請求項３に記載の水位計測システム。
【請求項５】
前記解析部は、複数の前記音データの中央値を、前記換算部が水位データに換算する音データとすることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の水位計測システム。
【請求項６】
前記解析部は、前記音信号を、音の大きさに変換することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の水位計測システム。
【請求項７】
前記解析部は、前記音信号を、音の周波数成分に変換することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の水位計測システム。
【請求項８】
集音装置が、管渠内を流れる下水により発生する音波を、電気信号である音信号に変換することにより、前記音信号を収集し、
解析部が、前記集音装置により収集された音信号を解析することにより、音の量的な情報を含む音データに変換し、
換算部が、前記解析部により変換された音データを、前記下水の水位を示す水位データに換算し、
通信装置が、前記音信号、前記音データ及び前記水位データの少なくとも１つを無線により外部に送信することを特徴とする水位計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、水位計測システム及び水位計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、下水の水位を監視することは、ポンプ場におけるポンプの運転制御、浸水や洪水に関する情報の提供に役立っている。下水が流れる管渠内の水位を計測する水位計としては、管渠内の水に投げ込んで水と接触させる必要がある圧力式やフロート式、水と非接触で計測できる超音波式、電波式などがある。
【０００３】
このような水位計によって水位を計測する装置としては、幹線水位計測装置がある。幹線水位計測装置は、変換器や電源供給機能を備えた配電盤を地上に設置して、その配電盤に、管渠内に設置した水位計を接続した装置である。配電盤には商用電源が接続されて、商用系統からの電力が供給される。計測した水位信号は、テレメータ等の通信装置によって、有線で送信される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１０８５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、従来の幹線水位計測装置は、配電盤を地上の電柱等へ設置すること、配電盤から管渠内の水位計まで電力や信号を送るための配線をすること、配電盤への通信回線を配線することが必要となる。このため、幹線水位計測装置を設置、施工するためには、多くの時間やコストがかかっていた。
【０００６】
本発明の実施形態は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、設置、施工が容易な水位計測システム及び水位計測方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施形態である水位計測システムは、管渠内を流れる下水により発生する音波を、電気信号である音信号に変換することにより、前記音信号を収集する集音装置と、前記集音装置により収集された音信号を解析することにより、音の量的な情報を含む音データに変換する解析部と、前記解析部により変換された音データを、前記下水の水位を示す水位データに換算する換算部とを有する信号処理装置と、前記音信号、前記音データ及び前記水位データの少なくとも１つを無線により外部に送信する通信装置と、前記信号処理装置及び前記通信装置の少なくとも１つに電力を供給する電源装置と、を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態の水位計測システムの設置例を示す断面図
【図２】実施形態の水位計測システムのブロック図
【図３】実施形態の水位計測システムの水位計測手順を示すフローチャート
【図４】配電盤を用いた水位計測システムの断面図
【図５】マンホール式の水位計測システムの断面図
【図６】実施形態の水位計測システムの変形例の水位計測手順を示すフローチャート
【図７】実施形態の水位計測システムの変形例を示すブロック図
【図８】実施形態の水位計測システムの変形例の間隔変更手順を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施形態の水位計測システムを、図面を参照して説明する。まず、図１に、実施形態の水位計測システム１の設置例を示す。
【００１０】
［下水道］
水位計測システム１が設置される下水道は、図１に示すように、管渠２１、マンホール２２を有する。管渠２１は、下水１１が流れる水路である。管渠２１は、合流式の水路、分流式の水路を含む。下水は雨水、生活排水等の汚水を含むが、合流式の水路は、汚水と雨水が流れる共通の水路である。
【００１１】
分流式の水路は、汚水と雨水が汚水管と雨水管に別々に流れる水路である。合流式の水路においては、雨天時は大半が雨水であり、雨量が多くなるほど雨水の比率が高くなる。分流式の水路においては、雨が降っていないときには、雨水管には水が流れない。図１の管渠２１の一例は、地中に傾斜して埋設された暗渠である。
【００１２】
マンホール２２は、管渠２１と地上とを連通させて、作業員が出入りできるように形成された通路である。図１のマンホール２２の例は、鉛直方向に形成された筒状の縦孔である。マンホール２２の地上側の端部は、開口となっている。この開口は、蓋２４を置くことによって閉止され、蓋２４を外すことによって開放される。蓋２４は、開口を塞ぐサイズの板状体である。
【００１３】
［水位計測システム］
本実施形態の水位計測システム１は、マンホール２２内に設置されている。図１の例では、水位計測システム１は、マンホール２２の内壁の管渠２１よりも開口寄りであって、蓋２４とは非接触の位置に設置されている。なお、水位計測システム１は、以下に説明する各部を収容し、防水が施された筐体である本体に収容されている。マンホール２２内に設置されている構成をまとめて水位計測装置として捉えることもできる。
【００１４】
水位計測システム１は、下水１１が流下する際に発生する音波１２を、水位データ１３に換算する。換算された水位データ１３は、水位を監視してポンプ場のポンプの制御等を行うための管理システム等に送信される。管理システムは、クラウドサーバ等により構成することができる。この水位計測システム１は、図２に示すように、集音装置１０１、通信装置１０２、信号処理装置１０３、電源装置１０４を有する。
【００１５】
［集音装置］
集音装置１０１は、管渠２１内を流れる下水１１により発生する音波１２を、電気信号である音信号に変換することにより、音信号を収集する装置である。音波１２は、空気の振動により生じる波である。集音装置１０１が収集する音波は、下水から発生する音波には限定されない。地下、地面、空中から伝搬してくる種々の音波も含まれる。例えば、地面２３を走行する車両により発生する音波も含まれる。集音装置１０１としては、マイクロフォンを使用する。防水のマイクロフォンであることが好ましい。なお、水位計測システム１は、上記のように設置されているため、集音装置１０１は、マンホール２２内に、マンホール２２の蓋２４と非接触に設置されている。また、集音装置１０１は、本体とは別体で構成されていてもよい。
【００１６】
［通信装置］
通信装置１０２は、水位データ１３を外部に送信する。通信装置１０２としては、無線により情報を送受信する装置を適用する。通信装置１０２は、水位データ１３を外部の管理システムに送信する。管理システムにおいて、水位データ１３は、浸水や洪水の監視、ポンプ場のポンプの制御等に活用される。通信装置１０２は、携帯電話の基地局等との送受信が可能な周波数帯の電波を用いて、送受信する装置を用いることができる。なお、通信装置１０２は、ゲートウェイ装置を介して情報を送受信可能な構成としてもよい。
【００１７】
［信号処理装置］
信号処理装置１０３は、集音装置１０１から入力された音信号を、水位データ１３に変換する装置である。信号処理装置１０３は、解析部１１１、換算部１１２、間隔制御部１１３を有する。
【００１８】
解析部１１１は、集音装置１０１により収集された音信号を解析することにより、音の量的な情報を含む音データに変換する。音データは、音の特性を示す数値を含む情報である。音データは、音のレベル、周波数スペクトルを含む。音のレベルは、音によって生じた圧力の大気圧からの変動分を示す音圧を数値化したものである。周波数スペクトルは、複数の周波数成分の強さを数値化したものである。
【００１９】
換算部１１２は、解析部１１１により解析された音データを、水位データ１３に換算する。水位は、管渠２１の底面から下水１１の表面までの距離である。なお、以下の説明で、幹線管渠は、支線の管渠からの下水が集まって、処理場へ流す管渠であり、幹線管渠の水位を幹線水位と呼ぶ。
【００２０】
流下する下水１１の単位時間あたりに流れる水量が増えると音のレベルも大きくなる。また、水量が増えると、水位が上昇し、下水１１の水面と集音装置１０１の距離が近くなるため、集音装置１０１により収集される音のレベルも大きくなる。このように、増水による水位の上昇と、音のレベルの上昇とは相関関係がある。このような水位と音のレベルとの相関関係を利用して、解析部１１１による解析及び換算部１１２による換算を行う場合の処理の一例を、以下に説明する。
【００２１】
まず、流下する下水１１から発生する音波１２と集音装置１０１との距離が、一定である場合、流下する下水１１の流速ｖとその音のレベルＬには、以下の式１のような一次式の関係が成り立つ。
Ｌ［ｄＢ］＝ａ×ｖ＋ｂ      …式１
【００２２】
ここで、流速ｖは、例えば、Ｍａｎｎｉｎｇ式のように、管渠２１の断面形状に応じて、幹線水位ｈの関数ｆ（ｈ）で表すことができる。このため、流速ｖを、幹線水位ｈを用いた式１´として表すことも可能である。
Ｌ[ｄＢ]＝ａ×ｆ(ｈ)＋ｂ    …式１´
【００２３】
ところが、水位計測システム１における集音装置１０１は、マンホール２２の内壁に設置される。このため、流下する下水１１から発生する音波１２と、集音装置１０１との距離に応じて、音のレベルの減衰度合いは変化する。
【００２４】
つまり、流下する下水１１の水位が低い場合には、単位時間に流れる水量が少なく、音のレベルは低くなる。しかも、発生する音波１２と集音装置１０１との距離が長いため、音源から集音装置１０１に到達するまでの音のレベルの減衰量は大きくなる傾向にある。
【００２５】
一方、流下する下水１１の水位が高い場合には、単位時間に流れる水量が多く、音のレベルは高くなる。しかも、発生する音波１２と集音装置１０１との距離が短くなるため、音源から集音装置１０１に到達するまでの音のレベルの減衰量は抑えられる傾向にある。
【００２６】
流下する下水１１を、音源の幅が高さに比べて十分に長い線状の音源である線音源と仮定すれば、音のレベルの減衰量は、以下の式で与えられる。
Ａ[ｄＢ]＝１０×ｌｏｇ１０(ｒ／ｒ０)
＝１０×ｌｏｇ１０｛(Ｈ−ｈ)／ｒ０｝  …式２
【００２７】
ここで、Ｈは、幹渠管底から水位計測システム１までの距離、ｒ０は、基準となる距離である。したがって、実際に計測される音のレベルＬは、この減衰量を考慮した、以下の式で与えられる。
Ｌ[ｄＢ]＝ａ×ｆ(ｈ)＋ｂ−Ａ  …式３
【００２８】
以上の式で示したように、解析部１１１が解析した音のレベルＬから、換算部１１２が幹線水位ｈを求める。なお、上記の式は、幹線水位ｈの上昇と音のレベルＬの上昇に因果関係があり、音のレベルＬから幹線水位ｈを算出する手法が存在することを示す一例である。従って、音データから水位データ１３を算出する他の手法を適用することも可能である。
【００２９】
あらかじめこのような算出を行うことにより、または類似する構造の管渠における音のレベルと水位を実測することにより、音のレベル[ｄＢ]と幹線水位ｈ[ｍ]との関係を表すテーブル等を作成してもよい。換算部１１２は、このようなテーブルを用いて音のレベルＬから幹線水位ｈを特定することにより、処理を高速化することができる。
【００３０】
また、解析部１１１による解析及び換算部１１２による換算の他の一例を示す。この例では、解析部１１１においては、集音した音のスペクトル解析を行い、解析された各周波数スペクトルと音のレベルとの関係波形を求める。また、あらかじめ各周波数スペクトルと音のレベルとの関係波形をサンプリングしておき、この関係波形と幹線水位との関係を表すテーブルを作成しておく。そして、換算部１１２において、あらかじめ設定された関係波形と、計測された関係波形とを比較して、その類似度を算定し、その類似度が最も高かった関係波形に対応する幹線水位を求める。
【００３１】
間隔制御部１１３は、音信号の収集を実行する間隔を制御する。音信号の収集は、所定の時間長を単位として音の電気信号への変換を行う。収集を開始する時点を収集タイミングとする。この収集は、所定の時間間隔で繰り返す。この時間間隔を、間隔とする。間隔は、１回の収集の開始の時点から、次の回の収集の開始の時点までの時間であっても、１回の収集の終了の時点から、次の回の収集の開始の時点までの時間であっても、１回の収集の終了の時点から、次の回の収集の終了の時点までの時間であってもよい。
【００３２】
一例としては、１秒の時間長の収集を、１分間隔で繰り返す。そして、収集を実行する毎に、解析部１１１による解析及び換算部１１２による換算を行って、水位データ１３を求める。
【００３３】
記憶部１１４は、本実施形態の処理に必要な情報を記憶する。記憶部１１４に記憶される情報としては、音信号、音のレベル、各周波数スペクトル、水位データ１３等を含む。また、解析部１１１による解析のための演算式、換算部１１２による換算のための演算式、テーブル、間隔制御部１１３により制御される間隔も、記憶部１１４に記憶される情報に含まれる。
【００３４】
信号処理装置１０３は、ＣＰＵ等の演算装置を含み、所定のプログラムに従って、集音装置１０１から入力される音信号を処理するコンピュータによって構成できる。上記の記憶部１１４は、プログラム及びデータを記録するメモリにより構成される。
【００３５】
［電源装置］
電源装置１０４は、信号処理装置１０３及び通信装置１０２に電力を供給する。本実施形態の電源装置１０４は、電池を用いる。また、電源装置１０４は、信号処理装置１０３の電源として機能する。また、集音装置１０１として、電力の供給が必要なマイクロフォンを用いる場合には、集音装置１０１にも電力を供給する。
【００３６】
［水位計測処理］
以上のような本実施形態による水位計測処理を、図１及び図２に加えて、図３のフローチャートを参照して説明する。なお、以下のように水位を計測する方法も、実施形態の一態様である。すなわち、水位計測システム１の起動から集音タイミングが到来するまで待ち（ステップＳ１０１のＮО）、集音タイミングが到来すると（ステップＳ１０１のＹＥＳ）、集音装置１０１が集音を行う（ステップＳ１０２）。つまり、所定の時間長の音波１２を音信号に変換する。
【００３７】
解析部１１１は、集音装置１０１により変換された音信号を解析する（ステップＳ１０３）。つまり、音信号を音のレベルに変換する。換算部１１２は、音のレベルを、水位データ１３に換算する（ステップＳ１０４）。通信装置１０２は、換算された水位データ１３を管理システムに送信する（ステップＳ１０５）。水位計測システム１が停止していない場合には（ステップＳ１０６のＮО）、ステップＳ１０１〜Ｓ１０５の処理を繰り返す。水位計測システム１の停止により（ステップＳ１０６のＹＥＳ）、処理を終了する。
【００３８】
［作用効果］
（１）以上のような本実施形態は、管渠２１内を流れる下水１１により発生する音波１２を、電気信号である音信号に変換することにより、音信号を収集する集音装置１０１と、集音装置１０１により収集された音信号を解析することにより、音の量的な情報を含む音データに変換する解析部１１１と、解析部１１１により変換された音データを、下水１１の水位を示す水位データ１３に換算する換算部１１２とを有する信号処理装置１０３と、水位データ１３を無線により外部に送信する通信装置１０２と、信号処理装置１０３及び通信装置１０２の少なくとも１つに電力を供給する電源装置１０４と、を有する。
【００３９】
このため、設置、施工が容易な水位計測システム１を提供することができる。例えば、図４に示すように、水に接触させて水位を計測する投込式等の水位計２０４を用いる場合には、管渠２１内まで水位計を延ばして下水１１に接触させる必要がある。一方、本実施形態では、下水１１からの音波１２によって水位の計測が可能となるので、下水１１まで水位計を延ばす必要はなく、設置、施工が容易となる。
【００４０】
また、図４に示すように、配電盤２０１を電柱２０２へ設置して、有線の通信装置を用いて送信する場合には、配電盤２０１の設置、配電盤２０１から水位計２０４までの電力や信号を送るための配線等の施工の手間がかかる。一方、本実施形態では、電源装置１０４を有するとともに、無線の通信装置１０２を用いるため、このような設置、施工の手間がかからない。
【００４１】
また、管渠２１内は、暗渠であることにより、下水のみの音を収集しやすい。このため、音によって安定した計測ができる。このように、設置、施工が容易で、安価に、安定して管渠２１内の水位計測を行うことが可能となる。また、安価に設置することが可能であることから、排水エリアの多くの箇所に本実施形態の水位計測システム１を設置することにより、多くの箇所の管渠内の水位の計測、把握が可能となる。
【００４２】
近年の気候変動の影響により、集中豪雨や局所的な大雨が非常に多く発生しており、これによる浸水の発生が大きな社会問題となっている。このため、下水道における浸水対策の重要性は、ますます高まっている。浸水対策において、管渠２１内の下水１１の水位を把握することは、例えば、雨水ポンプの効率的な制御や、一般市民へのリアルタイムハザードマップ等の情報提供等、有効な対策の一つであり、本実施形態のように、安価で且つ施工の容易な装置を実現することにより、非常に多くの箇所における水位を把握することが可能となるので、雨水対策に貢献できる。
【００４３】
（２）集音装置１０１は、管渠２１内に連通したマンホール２２内に、蓋２４と非接触に配置されている。例えば、図５に示すように、マンホール２２の蓋２０３に通信装置、電源装置を設け、これらを管渠２１内の水位計２０４に接続したマンホール水位計測装置がある。このようなマンホール水位計測装置では、水位計２０４が計測した水位データ１３は、通信装置によって無線で外部に送信する。この場合、通信の形態によっては、地上に通信を仲介するためのゲートウェイ装置を設ける場合がある。
【００４４】
マンホール水位計測装置は、マンホール２２の蓋２０３に直接、通信装置、電源装置を設置して、水位計２０４を接続することで、ゲートウェイ装置を設ける場合以外には、基本的には地上部の設備が不要となる。しかし、マンホール２２の蓋２０３の形状に合わせるために、マンホール２２側の加工等が必要となる。また、マンホール２２の蓋２０３上を自動車等が通過することによる、振動等のノイズの影響を受ける。非接触式の水位計を用いた場合であっても、計測に用いる超音波や電波等の信号は、発信器と受信器が必要となるとともに、指向性があるために設置、施工が困難である。
【００４５】
一方、本実施形態は、マンホール２２の蓋２４と非接触であるため、その振動の影響を受け難い。さらに、マンホール２２内に配置すればよく、音波１２を収集するための集音装置１０１を用いるため、発信側の装置が不要となり、指向性も考慮する必要がなく、設置、施工が容易となる。
【００４６】
（３）信号処理装置１０３は、音信号の収集の実行の間隔を制御する間隔制御部１１３を有する。このため、常時音信号を収集する場合に比べて、電力を節約でき、電源装置が電力を供給できる時間を長くすることができる。
【００４７】
（４）解析部１１１は、音信号を、音の大きさに変換する。このため、解析及び換算の処理が容易であり、高速な処理が可能となる。
【００４８】
（５）解析部１１１は、音信号を、音の周波数成分に変換する。このため、より詳細な情報に基づいて、正確な水位を求めることができる。
【００４９】
［変形例］
（ノイズの排除）
上記のように、集音装置１０１が収集する音波には、下水から発生する音波１２以外にも、種々の音波が含まれる。例えば、蓋２４上を車両が通過した場合、大きな音波が発生する。上記の実施形態では、蓋２４から集音装置１０１を離隔させることにより、このような音の影響は弱められている。しかし、このような音波は、水位の算出にはノイズとなるため、正確な水位を算出するためには、極力排除することが望ましい。
【００５０】
そこで、解析部１１１は、複数の音データの中央値を、換算部１１２が水位データ１３に換算する音データとしてもよい。つまり、解析部１１１は、Ｎ（Ｎ＞１：Ｎは整数）回の音データの中央値を求めて、この中央値を、換算部１１２が水位データ１３に変換する。Ｎはあらかじめ記憶部１１４に記憶されているものとする。例えば、１秒間の時間長の集音を１秒間隔で５回行う集音を１セットとして、この各セットの集音を１分間隔で行う例で説明する。つまり、Ｎ＝５の例である。解析部１１１は、１セットの集音における５回の音データの中央値を求める。
【００５１】
このような中央値を求める処理を含む水位計測処理の手順を、図６のフローチャートを参照して説明する。まず、変数Ｎを５に設定し（ステップＳ２０１）、カウンタ変数Ｔを０に初期化する（ステップＳ２０２）。そして、集音タイミングが到来するまで待ち（ステップＳ２０３のＮО）、集音タイミングが到来すると（ステップＳ２０３のＹＥＳ）、集音装置１０１が集音を行う（ステップＳ２０４）。つまり、所定の時間長の音波１２を音信号に変換する。
【００５２】
解析部１１１は、集音装置１０１により変換された音信号を解析する（ステップＳ２０５）。つまり、音信号を音のレベルに変換する。集音の回数が５に達していない場合（ステップＳ２０６のＹＥＳ）、Ｔを１インクリメントする（ステップＳ２０７）。そして、ステップＳ２０３〜Ｓ２０６の処理を繰り返す。集音の回数が５に達した場合（ステップＳ２０６のＮО）、解析部１１１は、５回の音のレベルの中央値を求める（ステップＳ２０８）。
【００５３】
換算部１１２は、中央値を水位データ１３に換算する（ステップＳ２０９）。通信装置１０２は、換算された水位データ１３を、外部の管理システムに送信する（ステップＳ２１０）。水位計測システム１が停止していない場合には（ステップＳ２１１のＮО）、ステップＳ２０２〜Ｓ２１０の処理を繰り返す。水位計測システム１の停止により（ステップＳ２１１のＹＥＳ）、処理を終了する。
【００５４】
また、上記の実施形態で示したように、周波数スペクトルと音のレベルとの関係波形を求めて、この関係波形を水位データ１３に換算する場合には、５回のうちの各周波数の音のレベルの中央値を求めて、周波数スペクトルと音のレベルの中央値との関係波形を求めて、その関係波形とあらかじめ設定した関係波形との類似度から、その時刻の水位データ１３とすることもできる。
【００５５】
このような態様では、解析部１１１は、複数の音データの中央値を、換算部１１２が水位データ１３に換算する音データとする。このため、下水から発生する音波以外の音波の影響を弱めることができる。例えば、蓋２４上を車両が通過した場合、突出して大きなレベルの音波が発生する場合があるが、中央値をとることにより、その影響が弱まる。従って、正確な水位データ１３を求めることができる。
【００５６】
（収集する間隔の変更）
また、雨量の変化によって、下水道の管渠２１内の水位は変化する。雨量が多い場合には、浸水や洪水の可能性が高くなるため、水位の把握の必要性は高い。しかし、雨量が少ない場合や晴天時のように全く雨が降っていない場合には、幹線水位が低く、短い間隔で音波を収集する必要性は低い。
【００５７】
このため、図７に示すように、信号処理装置１０３は、水位に影響を与える情報に応じて間隔制御部１１３による実行の間隔を変える変更部１１５を有していてもよい。例えば、あらかじめ記憶部１１４に第１の間隔と第２の間隔を設定する。第１の間隔は、第２の間隔よりも長い間隔である。
【００５８】
より具体的な例としては、第１の間隔を１０分間隔、第２の間隔を１分間隔に設定する。解析部１１１により解析された音のレベル又は換算部１１２により換算された水位データ１３については、記憶部１１４にしきい値が設定されている。音のレベルや水位データ１３がしきい値を超えている場合には、変更部１１５は、第１の間隔を第２の間隔に切り替える。
【００５９】
このような変更部１１５による時間間隔の変更の手順を、図８のフローチャートを参照して説明する。まず、間隔制御部１１３が制御する間隔として、あらかじめ第１の間隔が設定されている（ステップＳ３０１）。解析された音のレベル又は換算された水位データ１３が、しきい値を超えていない場合には（ステップＳ３０２のＮО）、集音装置１０１は、第１の間隔による集音を行う。
【００６０】
音のレベル又は水位データ１３が、しきい値を超えている場合には（ステップＳ３０２のＹＥＳ）、変更部１１５は、間隔制御部１１３が制御する間隔を、第２の間隔に切り替える（ステップＳ３０３）。その後、音のレベル又は水位データ１３が、しきい値を超えている場合には（ステップＳ３０４のＹＥＳ）、集音装置１０１は、第２の間隔による集音を継続する。
【００６１】
音のレベル又は水位データ１３が、しきい値を超えなくなった場合には（ステップＳ３０４のＮО）、水位計測システム１が停止していなければ（ステップＳ３０５のＮО）、集音装置１０１は、第１の間隔に切り替える（ステップＳ３０１）。このように、水位計測システム１が停止するまで（ステップＳ３０５のＹＥＳ）、音のレベル又は水位データ１３に応じて、第１の間隔による集音を行うか、第２の間隔による集音を行うかを選択的に切り替える。
【００６２】
以上のように、水位に影響を与える情報に応じて、間隔制御部１１３による実行の間隔を変えることにより、大雨時等、浸水や洪水の可能性が高い場合には、音の収集の間隔を短くして、より詳細な情報を得ることができ、晴天時等、洪水や浸水の可能性が低い場合には音の収集の間隔を長くして、情報の処理量を低減させて、消費電力を節約できる。
【００６３】
なお、気象情報やＸＲＡＩＮ（eXtended RAdar Information Network：高性能レーダ雨量計ネットワーク）等の情報に基づいて、ある地点やメッシュにおいて降雨強度が観測された場合には、外部の管理システム等から、これに対応する地点の水位計測システム１に、設定信号１４が送信される（図７参照）。第１の間隔による集音をしている場合に、通信装置１０２が設定信号１４を受信した場合には、変更部１１５が、第２の間隔による集音に変更するようにしてもよい。
【００６４】
［他の態様］
（１）以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【００６５】
（２）信号処理装置１０３は、コンピュータにプログラムを実行させることにより実現できる。この場合のプログラムは、コンピュータのハードウェアを物理的に活用することで、上記のような処理を実現するものである。このため、上記の処理を実行する方法、プログラム及びプログラムを記録した記録媒体も、実施形態の一態様である。ハードウェアで処理する範囲、データ、プログラムを含むソフトウェアで処理する範囲をどのように設定するかは、特定の態様には限定されない。上記の各部のいずれかを、それぞれの処理を実現する回路として構成することも可能である。
【００６６】
（３）信号処理装置１０３の一部又は全部を、通信装置１０２によりネットワークを介して接続されたサーバ等に構成してもよい。これによって、マンホール２２内に設置する装置構成を簡略化することができ、コスト及び消費電力を低減できる。つまり、管理システム等の外部のコンピュータに、解析部１１１、換算部１１２、間隔制御部１１３、記憶部１１４、変更部１１５のいずれか１つ又は複数が設けられていてもよい。例えば、集音装置１０１、電源装置１０４、通信装置１０２を有するユニットから、集音装置１０１において収集された音信号が通信装置１０２を介して管理システムに送信され、管理システムにおいて解析部１１１による解析、換算部１１２による換算が行われるようにしてもよい。
【００６７】
また、集音装置１０１、解析部１１１、電源装置１０４、通信装置１０２を有するユニットから、解析部１１１において解析された音データが、通信装置１０２を介して管理システムに送信され、管理システムにおいて換算部１１２による換算が行われるようにしてもよい。このため、通信装置１０２が送信する情報は、音信号、音データ及び水位データ１３の少なくとも１つであればよい。
【００６８】
（４）電源装置１０４は、信号処理装置１０３及び通信装置１０２の少なくとも１つに電力を供給すればよい。上記のように信号処理装置１０３がネットワークを介して接続されたサーバ等により構成される場合、電源装置１０４は、通信装置１０２に電力を供給すればよい。通信装置１０２が、本体とは別体で構成され、商用系統等の他の電源からの電力の供給を受けることができる場合には、電源装置１０４は、信号処理装置１０３に電力を供給すればよい。
【００６９】
（５）間隔制御部１１３により実行の間隔が制御される処理は、音信号の収集には限らない。音信号の解析又は音データへの変換のいずれかであってもよい。つまり、集音装置１０１による音信号の収集は一定の間隔で実行されるが、水位に影響を与える情報に応じて、解析部１１１による音信号の解析の実行の間隔を変えてもよいし、換算部１１２による水位データ１３への換算の実行の間隔を変えてもよい。これによっても、消費電力の節約が可能となる。
【符号の説明】
【００７０】
１  水位計測システム
１１  下水
１２  音波
１３  水位データ
１４  設定信号
２１  管渠
２２  マンホール
２３  地面
２４  蓋
１０１  集音装置
１０２  通信装置
１０３  信号処理装置
１０４  電源装置
１１１  解析部
１１２  換算部
１１３  間隔制御部
１１４  記憶部
１１５  変更部
２０１  配電盤
２０２  電柱
２０３  蓋
２０４  水位計
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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