(57)【要約】【課題】検知対象の異なる複数の検知手段を組み合わせ、雷放電の検知精度を向上させること。【解決手段】電磁波を検知できる第１雷検知手段と、落雷を検知する第２雷検知手段と、第１雷検知手段が検知した電磁波の位置情報と、第２雷検知手段が検知した落雷の位置情報を基に、第１雷検知手段が検知した電磁波が雷放電由来であるか否かを判定する判定手段を備えた雷検知システムとする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁波を検知できる第１雷検知手段と、落雷を検知する第２雷検知手段と、第１雷検知手段が検知した電磁波の位置情報と、第２雷検知手段が検知した落雷の位置情報を基に、第１雷検知手段が検知した電磁波が雷放電由来であるか否かを判定する判定手段を備えた雷検知システム。
【請求項２】
第１雷検知手段と第２雷検知手段が検知した位置情報をマッピングするマッピング手段を備え、前記マッピング手段は、複数の区画を備えた第一のメッシュに、第１雷検知手段が検知した検知結果をマッピングし、第１雷検知手段が検知した電磁波の位置情報の区画と対応した位置における第２雷検知手段の検知結果を基に、判定手段が、第１雷検知手段が検知した電磁波が雷放電由来であるか否かを判定する請求項１に記載の雷検知システム。
【請求項３】
マッピング手段は、第一のメッシュと異なるレンジを用いた第二のメッシュに、第２雷検知手段が検知した検知結果をマッピングし、第１雷検知手段が検知した電磁波の位置情報の区画と対応した第二のメッシュの中から選択された区画における第２雷検知手段の検知結果を基に、判定手段が、第１雷検知手段が検知した電磁波が雷放電由来であるか否かを判定する請求項２に記載の雷検知システム。
【請求項４】
第１雷検知手段の検知結果の経時変化と、第２雷検知手段の検知結果の経時変化と、判定手段の判定結果を用いて落雷位置を予測する予測手段を備えた請求項１乃至３の何れかに記載の雷検知システム。
【請求項５】
第１雷検知手段の検知結果と、第２雷検知手段の検知結果を蓄積する情報蓄積手段を備え、前記情報蓄積手段に蓄積された第１雷検知手段の検知結果と、第２雷検知手段の検知結果を組み合わせた予測情報を導く、演算手段を備えた請求項１乃至４の何れかに記載の雷検知システム。
【請求項６】
電磁波を検知できる第１雷検知手段が検知した電磁波の位置情報と、落雷を検知する第２雷検知手段が検知した落雷の位置情報を基に、第１雷検知手段が検知した電磁波が雷放電由来であるか否かを判定する判定方法。
【請求項７】
第１雷検知手段の検知結果の経時変化と、第２雷検知手段の検知結果の経時変化と、請求項６の判定結果とを用いて落雷位置を予測する予測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雷検知システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、雷放電による雷サージの影響で、分電盤等に実装している避雷機（ＳＰＤ）に流れる電流値を検知することで、実際に落ちた雷の電流値を検知し、地図上に表示する技術が開示されている。このため、正確な雷放電の発生を検知できる。しかしながら、この技術では、落雷が発生しなければ検知できない。また、測定点の近くの落雷しか検知できないものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１７４４８０号公報
【０００４】
一方、雷検知用アンテナを使用して雲放電や対地放電が発する電磁波を検知する技術が知られている。この技術を用いれば、遠くの雷や放電を検知したり、雷雲の動きを検知したりすることができる。したがって、測定点の遠くの雷放電を検知できる。しかしながら、この技術では、雷の正確な位置を特定することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本件の発明者は、この点について鋭意検討することにより、解決を試みた。本発明の課題は、検知対象の異なる複数の検知手段を組み合わせ、雷放電の検知精度を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、電磁波を検知できる第１雷検知手段と、落雷を検知する第２雷検知手段と、第１雷検知手段が検知した電磁波の位置情報と、第２雷検知手段が検知した落雷の位置情報を基に、第１雷検知手段が検知した電磁波が雷放電由来であるか否かを判定する判定手段を備えた雷検知システムとする。
【０００７】
また、第１雷検知手段と第２雷検知手段が検知した位置情報をマッピングするマッピング手段を備え、前記マッピング手段は、複数の区画を備えた第一のメッシュに、第１雷検知手段が検知した検知結果をマッピングし、第１雷検知手段が検知した電磁波の位置情報の区画と対応した位置における第２雷検知手段の検知結果を基に、判定手段が、第１雷検知手段が検知した電磁波が雷放電由来であるか否かを判定する構成とすることが好ましい。
【０００８】
また、マッピング手段は、第一のメッシュと異なるレンジを用いた第二のメッシュに、第２雷検知手段が検知した検知結果をマッピングし、第１雷検知手段が検知した電磁波の位置情報の区画と対応した第二のメッシュの中から選択された区画における第２雷検知手段の検知結果を基に、判定手段が、第１雷検知手段が検知した電磁波が雷放電由来であるか否かを判定する構成とすることが好ましい。
【０００９】
また、第１雷検知手段の検知結果の経時変化と、第２雷検知手段の検知結果の経時変化と、判定手段の判定結果を用いて落雷位置を予測する予測手段を備えた構成とすることが好ましい。
【００１０】
また、第１雷検知手段の検知結果と、第２雷検知手段の検知結果を蓄積する情報蓄積手段を備え、前記情報蓄積手段に蓄積された第１雷検知手段の検知結果と、第２雷検知手段の検知結果を組み合わせた予測情報を導く、演算手段を備えた構成とすることが好ましい。
【００１１】
また、電磁波を検知できる第１雷検知手段が検知した電磁波の位置情報と、落雷を検知する第２雷検知手段が検知した落雷の位置情報を基に、第１雷検知手段が検知した電磁波が雷放電由来であるか否かを判定する判定方法とする。
【００１２】
また、第１雷検知手段の検知結果の経時変化と、第２雷検知手段の検知結果の経時変化と、前記判定方法による判定結果とを用いて落雷位置を予測する予測方法とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、検知対象の異なる複数の検知手段を組み合わせることで、雷放出の検知精度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１雷検知手段が検知したのが雷放電であることを判定するフロー図である。
【図２】第１雷検知手段が電磁波を検知した近辺で第２雷検知手段が落雷を検知していることを表す図である。
【図３】第１雷検知手段が電磁波を検知した近辺では第２雷検知手段が落雷を検知しなかったことを表す図である。
【図４】第１雷検知手段が電磁波を検知した位置情報が表される区画のみを第二のメッシュを用いて表示した画像の中に第２雷検知手段の検知結果が表示されている状態を表す図である。
【図５】「第１雷検知手段が電磁波を検知した位置情報」と「第２雷検知手段が落雷を検知した位置情報」の経時変化を表す図である。
【図６】第１雷検知手段と第２雷検知手段を有する雷検出装置を備えた雷検知システムを表す図である。
【図７】複数の雷検出装置を備えた雷検知システムを表す図である。
【図８】第１雷検知手段の検知結果と、第２雷検知手段の検知結果と、第３雷検知手段を用いた例を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に発明を実施するための形態を示す。本実施形態の雷検知システム１は、電磁波を検知できる第１雷検知手段３と、落雷を検知する第２雷検知手段４と、を備えている。また、第１雷検知手段３が検知した電磁波の位置情報と、第２雷検知手段４が検知した落雷の位置情報を基に、第１雷検知手段３が検知した電磁波が雷放電由来であるか否かを判定する判定手段１２を備えている。このように、検知対象の異なる複数の検知手段を組み合わせることで、雷放電の検知精度を向上させることができる。
【実施例１】
【００１６】
本実施例では、第１雷検知手段３は、雷発生時に放射される電磁波を測定する雷測定用アンテナである。この第１雷検知手段３は、測定地点から離れた雷放電や落雷を検知することができる検知手段である。第１雷検知手段３は、複数から得られる検知結果により電磁波の位置を特定することができる。また、本実施例では、第２雷検知手段４は、落雷から電気電子機器などを保護するために設置される避雷機（ＳＰＤ）に流れる電流を計測する手段とする。第２雷検知手段４は、実際に発生した落雷（直撃雷・誘導雷・逆流雷など）を検知するため、測定地点に近い落雷を検知することができる検知手段である。つまり、第１雷検知手段３と第２雷検知手段４を同一の装置内に設置した場合には、第１雷検知手段３は第２雷検知手段４よりも遠い位置の雷を検知できる。なお、第１雷検知手段３と第２雷検知手段４は、同一の装置内に設置されても良いし、異なる装置内に設置されてもよい。また、雷検知手段は、郊外の携帯基地局や都市部のビルなどに設置することで、その設備内の通信機器や電気電子機器などを保護するために用いられてもよいし、独立した雷検出手段として設置することで、人的災害を防ぐために用いられてもよい。
【００１７】
ここで、雷放電が発生したか否かを確認するまでの流れを図１を用いて説明する。先ず、第１雷検知手段３が検知したかを確認する（Ｓ１０１）。例えば、表示画面上における第１雷検知手段３の検知を表示するための記号の有無などで判断するものとしても良い。この場合、記号などがない場合には、雷放電が発生していないとして終了する。記号などがある場合には、第１雷検知手段３が検知した雷放電の位置を特定する（Ｓ１０２）。特定方法は、表示画面上の地点として特定してもよいし、緯度・経度を用いて、数値的に特定してもよい。
【００１８】
次に、ステップ１０２で検知した雷放電の位置、若しくはその周辺で落雷が発生したのかを確認するために、第２雷検知手段４がその検知位置の周辺で雷放電を検知したかを確認する（Ｓ１０３）。確認方法は第１雷検知手段３と同様である。
【００１９】
図２に示すように、第２雷検知手段４が雷放電を検知した場合には、第１雷検知手段３が検知したのは、雷放電であり、正しい検知であったと判定する（Ｓ１０４）。また、図３に示すように、第２雷検知手段４が雷放電を検知していない場合には、第１雷検知手段３が検知したのは、電磁ノイズなどであり、誤検知であったと判定する（Ｓ１０５）。
【００２０】
このような流れで、第１雷検知手段３の検知が正しいか、誤っているかを確認することができるため、雷検知の精度が向上する。なお、第１雷検知手段３の検知範囲は数１０ｋｍにも及ぶため、実際の落雷の情報ではなく、落雷の予報や雷雲の発生情報などであるが、本発明では、この予報の信頼性を向上させることもできる。
【００２１】
本実施例ではマッピング手段１３を用いている。本実施例のマッピング手段１３は、第１雷検知手段３と第２雷検知手段４の双方から得られた情報を基に、雷放電や落雷が検知された結果を表示画面上にマッピングする。マッピングにおいては、雷放電や落雷などが判別できるように設定した記号を表示画面上に表示してもよい。また、雷のレベルによって、サイズや色を変える方法であってもよい。また、表示画面は、地図を背景とした画面上に表示する方法でも、単に現在地からの距離、方角等を表示する方法でも構わない。なお、マッピング手段１３は、画面表示に限らず、位置情報（経度緯度情報）を数値的に表すものでもよい。その場合、第１雷検知手段３の検知した位置情報と第２雷検知手段４の検知した位置情報を数値的に比較することで、判定するようにしてもよい。
【００２２】
本実施例のマッピング手段１３は、第１雷検知手段３の検知した位置情報と第２雷検知手段４の検知した位置情報をマッピングする。このマッピング手段１３は、複数の区画を備えた第一のメッシュが表示された画面上に、第１雷検知手段３が検知した位置情報をマッピングする。そして、第１雷検知手段３が電磁波を検知した位置情報が表される区画と対応した位置における第２雷検知手段４の検知した位置情報を基に、判定手段１２が、第１雷検知手段３が検知した電磁波が雷放電由来であるか否かを判定する。したがって、第一のメッシュで表される区画を基準に適切な第２雷検知手段４を選択することができる。なお、マッピング手段１３が、位置情報（経度緯度情報）を数値的に表す場合、第１雷検知手段３の検知した位置情報と第２雷検知手段４の検知した位置情報を数値的に比較することで、判定するようにしてもよい。
【００２３】
なお、「第１雷検知手段３が電磁波を検知した位置情報が表される区画と対応した位置」は、当該区画内に存在する第２雷検知手段４だけを意味するものとしても良いが、必ずしも、そのようにする必要はない。例えば、第１雷検知手段３が電磁波を検知した位置情報が表される区画に隣接する区画において、有益な情報が得られる場合があるからである。したがって、本実施例では、第１雷検知手段３が電磁波を検知した位置情報が表される区画に隣接する位置も含めて第１雷検知手段３が電磁波を検知した位置情報が表される区画と対応した位置としている。
【００２４】
また、図４に示すことから理解されるように、本実施例では、マッピング手段１３は、第一のメッシュと異なるレンジを用いた第二のメッシュが表示された画面上に、第２雷検知手段４が検知した検知結果をマッピングする。また、第１雷検知手段３が電磁波を検知した位置情報が表される区画と対応した第二のメッシュの中から選択された区画における第２雷検知手段４の位置情報を基に、判定手段１２が、第１雷検知手段３が検知した電磁波が雷放電由来であるか否かを判定する。したがって、第一のメッシュで表される区画と第二のメッシュで表される区画を基準に適切な第２雷検知手段４を選択することができる。
【００２５】
本実施例では、表示画面上の表示において、検知手段毎に異なるレンジのメッシュを表示画面上に表示するが、具体的には、第１雷検知手段３に関するものは、数１０ｋｍレンジで区画されたものを利用している。また、第２雷検知手段４に関するものは、数１００ｍレンジで区画されたものを利用している。つまり、第２雷検知手段４は、第１雷検知手段３と比べて、小さいレンジで区画されている。なお、このレンジについては、各検知手段の検知範囲の特性をもとに決めることができる。
【００２６】
また、第１雷検知手段３の少なくとも１つの区画と、第２雷検知手段４の全区画とが対応するように設けることによって、第１雷検知手段３の検知結果の詳細情報を確認するために第２雷検知手段４の検知結果を活用しやすくすることができる。
【００２７】
第１雷検知手段３は、落雷の予報や雷雲の発生情報などを検知することができるものであるため、検知情報の経時変化を分析することによって、雷放電の発生位置や雷雲の動きを把握することができる。つまり、図５に示すことから理解されるように、第１雷検知手段３が検知した過去の情報と、現在の情報とを比較することで、雷放電の発生位置や雷雲がどの方向に動いているかを判定することができる。また、第２雷検知手段４は、実際に発生した落雷を検知するものであるため、この落雷情報の経時変化と判定手段１２による判定結果を併せて用いる予測手段を採用することで、信頼性の高い雷放電の予報を得ることができる。なお、予測手段は、判定手段１２が雷放電由来であると判定した第１雷検知手段３が検知した電磁波の位置情報の経時変化に基づいて行うものでもよい。このとき、メッシュ上で雷放電由来の電磁波の位置情報が密集して移動するとき、その移動方向にあたる隣接するメッシュを今後の落雷エリアと予測する。
【００２８】
ところで、図６に示すことから理解されるように、雷検知システム１は、通信手段１４を備えており、ネットワークを介してサーバと接続される。サーバには、マッピング手段１３と判定手段１２が備えられ、通信手段１４によって通信された検知結果をマッピングし、判定する。このようにして得られるマッピングや判定結果は、ネットワークを介して接続される表示手段１５などに表示される。表示手段１５としては、パーソナルコンピュータなどが用いられるが、パーソナルコンピュータに限ることは無く、例えばスマートフォンなどの携帯端末としても良い。この場合、本発明のシステムを携帯端末などのアプリケーションを機能させるように構築してもよい。雷検知システム１は検知手段を備えた雷検出装置１１を備えているが、この雷検出装置１１に蓄電池や太陽光パネルを設けてもよい。この際、太陽光パネルで発電した電力を蓄電池に蓄え、電気電子機器が消費する電力を蓄電池で賄うようにすることで、電力会社の送電線から独立した電源システムで雷検出装置１１を駆動させてもよい。また、雷検出装置１１は、周辺を撮影するための撮影機器や周囲環境を測定するためのセンサーなどの電気電子機器を設けることで、周辺の環境を観測する装置としてもよい。
【００２９】
雷検知システム１の利用性を高めるには、検知手段を備えた雷検出装置１１を複数設け、図７に示すように、各々がネットワークに接続される構成とすることが好ましい。複数の雷検出装置１１の検知結果をサーバへ通信し、それらを組み合わせてマッピングすることで、雷検知の精度はさらに向上する。
【００３０】
ところで、雷検知システム１は、第１雷検知手段３の検知結果と、第２雷検知手段４の検知結果を長期間に渡り蓄積する情報蓄積手段を備えるとともに、この情報蓄積手段に長期間に渡り蓄積された第１雷検知手段３の検知結果と、第２雷検知手段４の検知結果を組み合わせた予測情報を導く、演算手段を備えた構成とすることができる。具体的には、各検知手段が検知したデータをサーバなどの情報蓄積手段に保存し、一定期間蓄積することができる。蓄積された検知結果は、演算手段で処理して予測情報に加工することができる。なお、蓄積する検知結果としては、各雷検知手段が検知した位置情報や、検知した電磁波や落雷の強さなどが例示される。また、検知した雷放電による被害状況についても蓄積することが好ましい。
【００３１】
情報を蓄積することによって、例えば、第１雷検知手段３で測定した結果（雷の予報）と第２雷検知手段４で測定した結果（実際の落雷）との相関関係をとることなどができる。より具体的には、大きな雷が予測された場合に、その影響の大きさを過去に実際に生じた落雷の情報を基に導くことができ、危険性を判断するために役立つ。このように、特性の異なる各検知手段が検知したデータを蓄積することで得られた蓄積データは有効活用することができる。
【実施例２】
【００３２】
次に実施例２について説明する。本実施例では、図８に示すことから理解されるように、遠距離を測定できる第１雷検知手段３と、近距離を測定する第２雷検知手段４に加え中距離を測定できる第３雷検知手段を設けている。第３検知手段の例としては、雷の発生で生じる光と音を検知することで、雷を検知するものが挙げられる。詳しくは、光の検知手段が、光を検知してから、音の検知手段が音を検知するまでの時間差を測定し、雷放電の発生位置を演算する手段である。
【００３３】
本実施例の第３雷検知手段の検知結果を表す際に用いられるレンジは、第１雷検知手段３の検知結果を表す際に用いられるレンジと第２雷検知手段４の検知結果を表す際に用いられるレンジの間のレンジである数ｋｍレンジで区画される。このため、第３雷検知手段の検知結果の表示は、第１雷検知手段３の検知結果の表示と第２雷検知手段４の検知結果の表示の間で表示されるようにすることが好ましい。このように、第３雷検知手段を設けることで、さらに雷検知の精度を向上することができる。
【００３４】
以上、一つの実施形態について説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、各種の態様とすることが可能である。例えば、地形を表す画面の一部にメッシュをかけるような表示としても良い。
【符号の説明】
【００３５】
１  雷検知システム
３  第１雷検知手段
４  第２雷検知手段
１２  判定手段
１３  マッピング手段
【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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