(57)【要約】【課題】本発明は、金属製の砂防堰堤本体に設置された加速度計で検知した信号が真に土石流を捕捉したことによる信号であるのかどうか判断可能な土石流検知システムを提供することを目的とする。【解決手段】衝撃が加えられた加速度計１６で検知した加速度信号をローパスフィルタ２１とハイパスフィルタ２２を通過させ、この通過された加速度信号の絶対値を時間積分し、積分値を求めるための積分手段２３と、所定時間（Ｔ１Ａ）経過後の積分手段２３により求められた積分値Ｖと予め決められたしきい値Ｖ１とを比較し、積分値Ｖがしきい値Ｖ１を超えている場合には、前記衝撃が土石流によるものであると判断し、土石流信号２４ｃを発信する機能を有した比較手段と、を備える。【選択図】図９
2011021446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定の幅をもった水路に設置された金属製の砂防堰堤本体と、
この金属製の砂防堰堤本体に設置された加速度計と、
前記金属製の砂防堰堤本体に加えられた衝撃を前記加速度計で加速度信号として検知し、少なくともこの検知した加速度信号の絶対値を時間積分し、積分値を求めるための積分手段と、
前記衝撃が加えられてから所定時間経過後の積分手段により求められた積分値と予め決められたしきい値とを比較し、前記所定時間経過後の積分手段により求められた積分値が前記予め決められたしきい値を超えている場合には、前記衝撃が土石流によるものであると判断し、土石流信号を発信する機能を有した比較手段と、
を備えたことを特徴とする土石流検知システム。
【請求項２】
前記金属製の砂防堰堤本体に設置された機械式セーフィングセンサと、前記金属製の砂防堰堤本体に加えられた前記衝撃を前記機械式セーフィングセンサで検知した信号と前記比較手段から発信された土石流信号の論理積を求めるための論理積回路と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の土石流検知システム。
【請求項３】
前記衝撃が加えられてから所定時間経過後の積分手段により求められた積分値と予め決められたしきい値との比較は、
積分手段で加速度信号の絶対値の時間積分を開始し、積分手段により求められた積分値と前記予め決められたしきい値とを比較し、前記積分手段により求められた積分値が前記予め決められたしきい値を最初に超えた時から所定の時間経過後に、積分手段により求められた積分値と前記予め決められたしきい値とが再度比較されることを特徴とする請求項１または２に記載の土石流検知システム。
【請求項４】
積分手段で加速度信号の絶対値の時間積分を開始し、積分手段により求められた積分値と前記予め決められたしきい値とを比較し、前記積分手段により求められた積分値が前記予め決められたしきい値を最初に超えた時には、前記積分手段により求められた積分値が前記予め決められたしきい値を一度は超えるような衝撃が前記金属製の砂防堰堤本体の少なくとも一部に加えられたことを示す初期信号を発信する機能を有していることを特徴とする請求項３に記載の土石流検知システム。
【請求項５】
前記衝撃が加えられてから所定時間経過後の積分手段により求められた積分値と予め決められたしきい値との比較は、
加速度計で検知された加速度信号の絶対値が所定の加速度値に最初に達した時点より、加速度計で検知された加速度信号の絶対値から前記所定の加速度値を減算した値を求め、積分手段でこの減算した値を時間積分し積分値を算出する演算を開始し、この積分値を算出する演算の開始から所定の時間経過後に、積分手段により算出された積分値と前記予め決められたしきい値とが比較されることを特徴とする請求項１または２に記載の土石流検知システム。
【請求項６】
加速度計で検知された加速度信号の絶対値が所定の加速度値に最初に達した時には、前記加速度信号の絶対値が所定の加速度値を一度は超えるような衝撃が前記金属製の砂防堰堤本体の少なくとも一部に加えられたことを示す初期信号を発信する機能を有していることを特徴とする請求項５に記載の土石流検知システム。
【請求項７】
前記予め決められたしきい値は、一定値であることを特徴とする請求項１乃至６の内の何れか一つの項に記載の土石流検知システム。
【請求項８】
前記予め決められたしきい値は、所定の時間関数であることを特徴とする請求項１乃至６の内の何れか一つの項に記載の土石流検知システム。
【請求項９】
前記加速度計で検知された加速度信号は、ローパスフィルタとハイパスフィルタを通過されることを特徴とする請求項１乃至８の内の何れか一つの項に記載の土石流検知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製の砂防堰堤において土石流を捕捉したかどうか判断可能な土石流検知システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
梅雨、台風等の集中豪雨で発生する土石流の被害から民家、施設、道路等を守るために砂防堰堤が設置されている。特に、通常時に流れる小さな礫や泥水は下流側に通過させ、かつ、いざ土石流が発生した際の土石流を捕捉できる容量として大きなものを確保できる点から近年は鋼製の透過型砂防堰堤が見られるようになってきた（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−８２７２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
火山地帯や、人の立ち入りが制限されているような崩落の激しい場所では、国が直接砂防事業を実施しており、このような場所では、観測のために砂防堰堤とは独立して、土石流検知装置やビデオカメラ等が設置されている。しかし、一般渓流では、上記特許文献１に開示された鋼製の透過型砂防堰堤に前記土石流検知装置やビデオカメラ等が併設されることは希である。
【０００５】
したがって、一般渓流では、上記特許文献１に開示された鋼製の透過型砂防堰堤で土石流が捕捉されたことは、住民の通報や捕捉後相当の時間が経過して発見されるのが現状であり、土石流が治まった後、直ちに上記鋼製の透過型砂防堰堤の除石等を実施し、速やかに次の土石流に備えることもできないといった問題点があった。況してや、この砂防堰堤に加えられた衝撃が真に土石流を捕捉したことによるものかどうかを判断可能とする土石流検知システムが前記砂防堰堤に直接設置されることなど望むべくも無かった。
【０００６】
本発明の目的は、金属製の砂防堰堤本体に設置された加速度計で検知した信号が真に土石流を捕捉したことによる信号であるのかどうか判断可能な土石流検知システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の発明は、
特定の幅をもった水路に設置された金属製の砂防堰堤本体と、
この金属製の砂防堰堤本体に設置された加速度計と、
前記金属製の砂防堰堤本体に加えられた衝撃を前記加速度計で加速度信号として検知し、少なくともこの検知した加速度信号の絶対値を時間積分し、積分値を求めるための積分手段と、
前記衝撃が加えられてから所定時間経過後の積分手段により求められた積分値と予め決められたしきい値とを比較し、前記所定時間経過後の積分手段により求められた積分値が前記予め決められたしきい値を超えている場合には、前記衝撃が土石流によるものであると判断し、土石流信号を発信する機能を有した比較手段と、
を備えたことを特徴とする土石流検知システムである。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記金属製の砂防堰堤本体に設置された機械式セーフィングセンサと、前記金属製の砂防堰堤本体に加えられた前記衝撃を前記機械式セーフィングセンサで検知した信号と前記比較手段から発信された土石流信号の論理積を求めるための論理積回路と、
を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、
前記衝撃が加えられてから所定時間経過後の積分手段により求められた積分値と予め決められたしきい値との比較は、
積分手段で加速度信号の絶対値の時間積分を開始し、積分手段により求められた積分値と前記予め決められたしきい値とを比較し、前記積分手段により求められた積分値が前記予め決められたしきい値を最初に超えた時から所定の時間経過後に、積分手段により求められた積分値と前記予め決められたしきい値とが再度比較されることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、
積分手段で加速度信号の絶対値の時間積分を開始し、積分手段により求められた積分値と前記予め決められたしきい値とを比較し、前記積分手段により求められた積分値が前記予め決められたしきい値を最初に超えた時には、前記積分手段により求められた積分値が前記予め決められたしきい値を一度は超えるような衝撃が前記金属製の砂防堰堤本体の少なくとも一部に加えられたことを示す初期信号を発信する機能を有していることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、
前記衝撃が加えられてから所定時間経過後の積分手段により求められた積分値と予め決められたしきい値との比較は、
加速度計で検知された加速度信号の絶対値が所定の加速度値に最初に達した時点より、加速度計で検知された加速度信号の絶対値から前記所定の加速度値を減算した値を求め、積分手段でこの減算した値を時間積分し積分値を算出する演算を開始し、この積分値を算出する演算の開始から所定の時間経過後に、積分手段により算出された積分値と前記予め決められたしきい値とが比較されることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、
加速度計で検知された加速度信号の絶対値が所定の加速度値に最初に達した時には、前記加速度信号の絶対値が所定の加速度値を一度は超えるような衝撃が前記金属製の砂防堰堤本体の少なくとも一部に加えられたことを示す初期信号を発信する機能を有していることを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６の内の何れか一つの項に記載の発明において、前記予め決められたしきい値は、一定値であることを特徴とする。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至６の内の何れか一つの項に記載の発明において、前記予め決められたしきい値は、所定の時間関数であることを特徴とする。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８の内の何れか一つの項に記載の発明において、前記加速度計で検知された加速度信号は、ローパスフィルタとハイパスフィルタを通過されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明に係る土石流検知システムによれば、特定の幅をもった水路に設置された金属製の砂防堰堤本体と、
この金属製の砂防堰堤本体に設置された加速度計と、
前記金属製の砂防堰堤本体に加えられた衝撃を前記加速度計で加速度信号として検知し、少なくともこの検知した加速度信号の絶対値を時間積分し、積分値を求めるための積分手段と、
前記衝撃が加えられてから所定時間経過後の積分手段により求められた積分値と予め決められたしきい値とを比較し、前記所定時間経過後の積分手段により求められた積分値が前記予め決められたしきい値を超えている場合には、前記衝撃が土石流によるものであると判断し、土石流信号を発信する機能を有した比較手段と、
を備えた構成であるため、金属製の砂防堰堤本体に設置された加速度計で検知した信号が真に土石流を捕捉したことによる信号であるのかどうか判断可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る土石流検知システムの実施の形態１の鋼製の透過型砂防堰堤の正面図（上流側から見たもの）である。
【図２】同平面図である。
【図３】同側面図である。
【図４】図３に示すＡ部拡大図である。
【図５】図４のＣ方向（下流側から見た）矢視図である。
【図６】本発明に係る土石流検知システムの実施の形態１の概要を模式的に説明する説明図である。
【図７】図１に示す鋼製の透過型砂防堰堤本体を加振した時の加振点からの距離と検知される加速度との関係を説明するグラフ図である。
【図８】図１に示す鋼製の透過型砂防堰堤本体を加振した時の加振点から本体上の通過格点数と検知される加速度との関係を説明するグラフ図である。
【図９】同実施の形態１の土石流検知アルゴリズムを説明するためのブロック図である。
【図１０】砂防堰堤本体に一般的な土石流と推定される衝撃が加えられた場合であって、（ａ）は加速度計で検知された加速度信号波形図、（ｂ）は（ａ）に示す加速度信号の絶対値の積分値と土石流検知判断を説明する説明図である。
【図１１】砂防堰堤本体に偏心した土石流と推定される衝撃が加えられた場合であって、（ａ）は加速度計で検知された加速度信号波形図、（ｂ）は（ａ）に示す加速度信号の絶対値の積分値と土石流検知判断を説明する説明図である。
【図１２】砂防堰堤本体に落石と推定される衝撃が加えられた場合であって、（ａ）は加速度計で検知された加速度信号波形図、（ｂ）は（ａ）に示す加速度信号の絶対値の積分値と土石流検知判断を説明する説明図である。
【図１３】砂防堰堤本体に地震に相当する衝撃が加えられた場合であって、（ａ）は加速度計で検知された加速度信号波形図、（ｂ）は（ａ）に示す加速度信号の絶対値の積分値と土石流検知判断を説明する説明図である。
【図１４】本発明に係る土石流検知システムの実施の形態２の土石流検知アルゴリズムを説明するためのブロック図である。
【図１５】砂防堰堤本体に一般的な土石流と推定される衝撃が加えられた場合であって、（ａ）は加速度計で検知された加速度信号波形図、（ｂ）は（ａ）に示す加速度信号の絶対値の積分値と土石流検知判断を説明する説明図である。
【図１６】砂防堰堤本体に偏心した土石流と推定される衝撃が加えられた場合であって、（ａ）は加速度計で検知された加速度信号波形図、（ｂ）は（ａ）に示す加速度信号の絶対値の積分値と土石流検知判断を説明する説明図である。
【図１７】砂防堰堤本体に落石と推定される衝撃が加えられた場合であって、（ａ）は加速度計で検知された加速度信号波形図、（ｂ）は（ａ）に示す加速度信号の絶対値の積分値と土石流検知判断を説明する説明図である。
【図１８】砂防堰堤本体に地震に相当する衝撃が加えられた場合であって、（ａ）は加速度計で検知された加速度信号波形図、（ｂ）は（ａ）に示す加速度信号の絶対値の積分値と土石流検知判断を説明する説明図である。
【図１９】本発明に係る土石流検知システムの実施の形態３の土石流検知アルゴリズムを説明するためのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は本発明に係る土石流検知システムの実施の形態１の鋼製の透過型砂防堰堤の正面図（上流側から見たもの）、図２は同平面図、図３は同側面図、図４は図３に示すＡ部拡大図、図５は図４のＣ方向（下流側から見た）矢視図、図６は本発明に係る土石流検知システムの実施の形態１の概要を模式的に説明する説明図、図７は図１に示す鋼製の透過型砂防堰堤本体を加振した時の加振点からの距離と検知される加速度との関係を説明するグラフ図、図８は図１に示す鋼製の透過型砂防堰堤本体を加振した時の加振点から本体上の通過格点数と検知される加速度との関係を説明するグラフ図、図９は同実施の形態１の土石流検知アルゴリズムを説明するためのブロック図、図１０は砂防堰堤本体に一般的な土石流と推定される衝撃が加えられた場合であって、（ａ）は加速度計で検知された加速度信号波形図、（ｂ）は（ａ）に示す加速度信号の絶対値の積分値と土石流検知判断を説明する説明図、図１１は砂防堰堤本体に偏心した土石流と推定される衝撃が加えられた場合であって、（ａ）は加速度計で検知された加速度信号波形図、（ｂ）は（ａ）に示す加速度信号の絶対値の積分値と土石流検知判断を説明する説明図、図１２は砂防堰堤本体に落石と推定される衝撃が加えられた場合であって、（ａ）は加速度計で検知された加速度信号波形図、（ｂ）は（ａ）に示す加速度信号の絶対値の積分値と土石流検知判断を説明する説明図、図１３は砂防堰堤本体に地震に相当する衝撃が加えられた場合であって、（ａ）は加速度計で検知された加速度信号波形図、（ｂ）は（ａ）に示す加速度信号の絶対値の積分値と土石流検知判断を説明する説明図である。  
【００２０】
図１〜図６において、１０はダム、１１はダム１０の所定箇所に設けられた特定の幅をもった水路、１２は鋼製の縦部材を構成するためのフランジ付きパイプ、１３は鋼製の横部材を構成するためのフランジ付きパイプ、１４ａ、１４ｂはフランジ付きパイプ１２が接続されて構成された複数の鋼製の縦部材とフランジ付きパイプ１３が接続されて構成さ
れた複数の鋼製の横部材が交差するように組み合わされて形成された格子状壁、１５は格子状壁１４ａ、１４ｂを水路１１の流れ方向に連結し、櫓状に組み上げるための鋼製の連結部材を構成するためのフランジ付きパイプ、１６は鋼製の透過型砂防堰堤本体に加えられた衝撃（例えば、土石流等）を検知するための加速度計、１７は土石流や外部環境から加速度計１６を保護するための保護部材としての硬質パテ、１８は加速度計１６により検知された加速度信号を伝送するためのケーブル、２０は少なくとも積分手段と比較手段を内包した信号処理部、３０は信号処理部２０から出力された土石流信号等が入力されるパケット通信機、４０は信号処理部２０とパケット通信機３０を収容するケース、５０はパケット通信機３０から発信された土石流信号等を受信するための携帯電話である。  
【００２１】
まず初めに、図１〜図３に示すような鋼製の透過型砂防堰堤本体を本土石流検知システムの構成要素の一部として基本的に使用可能であるかどうかの検証を行なった。
【００２２】
上記検証は、図１に示す上流側の格子状壁１４ａを構成するフランジ付きパイプ１２のアで示す点を加速度２Ｇ（下記表１参照）で加振した時の鋼製の透過型砂防堰堤本体の複数箇所（下記表１に示す４箇所）における加速度波の伝達特性を調べる実験により行なった。
【００２３】
【表１】
2011021446.tif 000003
【００２４】
上記実験の結果、図７および図８に示すように、鋼製の透過型砂防堰堤本体のアで示す点からの距離および加速度波の通過格点数と加速度の減衰特性との間に強い相関が見られる。すなわち、距離および加速度波の通過格点数が大きくなるにつれて加速度が線形的に減衰していることがわかる。以上より、このような鋼管構造を成す透過型砂防堰堤本体は優れた加速度波の伝達特性を有することが確認され、この砂防堰堤本体に加速度計を設置し土石流検知システムとして十分に利用できることが判明した。
【００２５】
そこで、次に図３〜図５に示すような位置に加速度計１６を設置し、砂防堰堤本体に加えられた衝撃を加速度計１６で加速度信号として検知し、この検知した加速度信号が真に土石流を捕捉したことによる信号であるのかどうか判断可能であるかを検証する実験を行なった。
【００２６】
図９に示すブロック図を用いて、土石流検知アルゴリズムの概要を以下に説明する。
【００２７】
砂防堰堤本体に加えられた衝撃を加速度計１６で加速度信号として検知し、この検知した加速度信号をローパスフィルタ（低域通過濾波器）２１とハイパスフィルタ（高域通過濾波器）２２を通過させる。このローパスフィルタ２１とハイパスフィルタ２２を通過された加速度信号の絶対値を積分手段２３により時間幅ｔｎで逐次時間積分し、積分値Ｖを求める（ただし、積分動作自体は、土石流検知システムへの電源供給後に予めスタートしている）。積分手段２３で加速度信号の絶対値の時間積分を開始し、積分手段２３により求められた積分値Ｖと予め決められたしきい値Ｖ１とを比較手段｛図９に示す機能要素（符号２４ａ）参照｝で比較し、積分手段２３により求められた積分値Ｖが予め決められたしきい値Ｖ１を最初に超えた時から判断タイマーを開始させる。この判断タイマー開始から所定の時間（Ｔ１Ａ）経過後に、積分手段２３により求められた積分値Ｖと予め決められたしきい値Ｖ１とが比較手段｛図９に示す機能要素（符号２４ｂ）参照｝で再度比較される。この比較により、所定の時間（Ｔ１Ａ）経過後の積分手段２３により求められた積分値Ｖが予め決められたしきい値Ｖ１を超えている場合には、前記衝撃が土石流によるものであると判断し、土石流信号２４ｃを比較手段から発信する。最後に、土石流信号２４ｃを発信し終えた後、または、積分手段２３により求められた積分値Ｖが予め決められたしきい値Ｖ１を下回った時点｛図９に示す機能要素（符号２４ｄ）参照｝で比較手段内の判断タイマーをＴ１＝０にリセットし、次の衝撃に備える。
【００２８】
次に、砂防堰堤本体に加えられる具体的な衝撃例に基づき、検知された加速度信号が真に土石流を捕捉したことによる信号であるのかどうか判断した例を示す。
【実施例１】
【００２９】
砂防堰堤本体に一般的な土石流と推定される衝撃が加えられると、加速度計１６からは図１０（ａ）に示すような加速度信号波形が検知される。上述した図９に示すような土石流検知アルゴリズムに基づき、この加速度信号の絶対値の積分値Ｖを求め、所定の時間（Ｔ１Ａ＝約１．５秒）経過後（下向きの▽印で示すタイミング）に、積分手段２３により求められた積分値Ｖと予め決められたしきい値Ｖ１とを比較手段により比較する。このタイミングでは、積分手段２３により求められた積分値Ｖが予め決められたしきい値Ｖ１を超えている（図１０（ｂ）参照）ため、前記衝撃が土石流によるものであると判断され、土石流信号２４ｃが比較手段から発信される。
【実施例２】
【００３０】
砂防堰堤本体に偏心した土石流と推定される衝撃が加えられると、加速度計１６からは図１１（ａ）に示すような加速度信号波形が検知される。上述した図９に示すような土石流検知アルゴリズムに基づき、この加速度信号の絶対値の積分値Ｖを求め、所定の時間（Ｔ１Ａ＝約１．５秒）経過後（下向きの▽印で示すタイミング）に、積分手段２３により求められた積分値Ｖと予め決められたしきい値Ｖ１とを比較手段により比較する。このタイミングでは、積分手段２３により求められた積分値Ｖが予め決められたしきい値Ｖ１を超えている（図１１（ｂ）参照）ため、前記衝撃が土石流によるものであると判断され、土石流信号２４ｃが比較手段から発信される。このような偏心した土石流であっても、本土石流検知アルゴリズムに基づき、的確に土石流であると判断することが可能である。
【実施例３】
【００３１】
砂防堰堤本体に落石と推定される衝撃が加えられると、加速度計１６からは図１２（ａ）に示すような加速度信号波形が検知される。上述した図９に示すような土石流検知アルゴリズムに基づき、この加速度信号の絶対値の積分値Ｖを求め、所定の時間（Ｔ１Ａ＝約１．５秒）経過後（下向きの▽印で示すタイミング）に、積分手段２３により求められた積分値Ｖと予め決められたしきい値Ｖ１とを比較手段により比較する。このタイミングでは、積分手段２３により求められた積分値Ｖが予め決められたしきい値Ｖ１を下回っている（図１２（ｂ）参照）ため、前記衝撃が土石流によるものでないと判断され、土石流信号２４ｃが比較手段から発信されることはない。この例は落石に関するものであるが、いたずらにより砂防堰堤本体に衝撃が加えられた場合も落石と類似した加速度信号波形が検知されるため、この衝撃が土石流によるものであると判断されることはない。
【実施例４】
【００３２】
砂防堰堤本体に地震に相当する衝撃が加えられると、加速度計１６からは図１３（ａ）に示すような加速度信号波形が検知される。上述した図９に示すような土石流検知アルゴリズムに基づく場合、この加速度信号の絶対値の積分値Ｖは終始予め決められたしきい値Ｖ１を超えることがないため、そもそも判断タイマーが開始されることもない。したがって、前記衝撃が土石流によるものであると判断されること自体がない。
【００３３】
以上、説明したように、本実施の形態１の土石流検知アルゴリズムに基づき、検知された加速度信号が真に土石流を捕捉したことによる信号であるのかどうか判断可能であることが実証された。また、本実施の形態１の土石流検知アルゴリズムは単純であるため、アナログ回路で実現するのが容易である。
【００３４】
なお、本実施の形態１においては、予め決められたしきい値として、一定値Ｖ１に関する例について説明したが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、予め決められたしきい値を所定の時間関数とすることも可能であり、これにより種々のしきい値設定が可能であり、より精密な判断を行なうことができる。
【００３５】
本実施の形態１においては、積分手段２３で加速度信号の絶対値の時間積分を開始し、積分手段２３により求められた積分値Ｖと予め決められたしきい値Ｖ１とを比較手段｛図９に示す機能要素（符号２４ａ）参照｝で比較し、積分手段２３により求められた積分値Ｖが予め決められたしきい値Ｖ１を最初に超えた時から判断タイマーを開始させる。この考え方を流用し、積分手段２３により求められた積分値Ｖが予め決められたしきい値Ｖ１を最初に超えた時には、積分手段２３により求められた積分値が予め決められたしきい値Ｖ１を一度は超えるような衝撃が前記砂防堰堤本体の少なくとも一部に加えられたことを示す初期信号を発信する機能を具備させることもできる。このような構成とすることで、落石やいたずらとの区別は難しいものの、中小の出水があったかもしれないことに備えて定期点検時に詳細なチェックを行なうか否かの目安となる。逆に言えば、例えば前回の定期点検から今回の定期点検の間に、土石流信号２４ｃと前記初期信号共に発信されない場合は、定期点検の簡素化が可能となる（ＴＶまたは双眼鏡等による点検で済ませることが可能となる）。
【００３６】
（実施の形態２）
図１４は本発明に係る土石流検知システムの実施の形態２の土石流検知アルゴリズムを説明するためのブロック図、図１５は砂防堰堤本体に一般的な土石流と推定される衝撃が加えられた場合であって、（ａ）は加速度計で検知された加速度信号波形図、（ｂ）は（ａ）に示す加速度信号の絶対値の積分値と土石流検知判断を説明する説明図、図１６は砂防堰堤本体に偏心した土石流と推定される衝撃が加えられた場合であって、（ａ）は加速度計で検知された加速度信号波形図、（ｂ）は（ａ）に示す加速度信号の絶対値の積分値と土石流検知判断を説明する説明図、図１７は砂防堰堤本体に落石と推定される衝撃が加えられた場合であって、（ａ）は加速度計で検知された加速度信号波形図、（ｂ）は（ａ）に示す加速度信号の絶対値の積分値と土石流検知判断を説明する説明図、図１８は砂防堰堤本体に地震に相当する衝撃が加えられた場合であって、（ａ）は加速度計で検知された加速度信号波形図、（ｂ）は（ａ）に示す加速度信号の絶対値の積分値と土石流検知判断を説明する説明図である。なお、実施の形態２において、実施の形態１の構成要素と同一部分に関しては同一番号を付与し、詳細な説明を省略し、異なる部分のみ詳述する。
【００３７】
図１４に示すブロック図を用いて、土石流検知アルゴリズムの概要を以下に説明する。
【００３８】
砂防堰堤本体に加えられた衝撃を加速度計１６で加速度信号として検知し、この検知した加速度信号をローパスフィルタ２１とハイパスフィルタ２２を通過させる。このローパスフィルタ２１とハイパスフィルタ２２を通過された加速度信号Ｇの絶対値｜Ｇ｜が所定の加速度値Ｇ１に最初に達した時点｛（ｔ０，Ｇ１）、図１４に示す符号２６ａのタイミング｝より、加速度計１６で検知された加速度信号Ｇの絶対値｜Ｇ｜から所定の加速度値Ｇ１を減算した値（｜Ｇ｜―Ｇ１）を求め、積分手段２６ｂでこの減算した値（｜Ｇ｜―Ｇ１）を時間積分し積分値Ｖを算出する演算を開始し、この積分値Ｖを算出する演算の開始から所定の時間（ｔ）経過後に、積分手段により算出された積分値Ｖと予め計算により決められたしきい値｛Ｖｓ（ｔ）：図１４に示す符号２７ａ参照｝とが比較手段｛図１４に示す機能要素（符号２７ｂ）参照｝で比較される。この比較により、所定の時間（ｔ）経過後の積分手段２６ｂにより求められた積分値Ｖが予め決められたしきい値｛Ｖｓ（ｔ）｝を超えている場合には、前記衝撃が土石流によるものであると判断し、土石流信号２７ｃを比較手段から発信する。最後に、土石流信号２７ｃを発信し終えた後、または、比較手段｛図１４に示す機能要素（符号２７ｄ）参照｝内において、積分手段２６ｂにより求められた積分値ＶがＶ≦０の条件を満足した時点でリセット回路２７ｅを機能させ、次の衝撃に備える。
【００３９】
次に、砂防堰堤本体に加えられる具体的な衝撃例に基づき、検知された加速度信号が真に土石流を捕捉したことによる信号であるのかどうか判断した例を示す。
【実施例５】
【００４０】
砂防堰堤本体に一般的な土石流と推定される衝撃が加えられると、加速度計１６からは図１５（ａ）に示すような加速度信号波形が検知される。上述した図１４に示すような土石流検知アルゴリズムに基づき、所定の時間（ｔ）経過後（下向きの▽印で示すタイミング）に、積分手段２６ｂにより算出された積分値Ｖと予め決められたしきい値｛Ｖｓ（ｔ）：図１５（ｂ）参照｝とを比較手段｛図１４に示す機能要素（符号２７ｂ）参照｝で比較する。このタイミングでは、積分手段２６ｂにより求められた積分値Ｖが予め決められたしきい値｛Ｖｓ（ｔ）｝を超えている（図１５（ｂ）参照）ため、前記衝撃が土石流によるものであると判断され、土石流信号２７ｃが比較手段から発信される。
【実施例６】
【００４１】
砂防堰堤本体に偏心した土石流と推定される衝撃が加えられると、加速度計１６からは図１６（ａ）に示すような加速度信号波形が検知される。上述した図１４に示すような土石流検知アルゴリズムに基づき、所定の時間（ｔ）経過後（下向きの▽印で示すタイミング）に、積分手段２６ｂにより算出された積分値Ｖと予め決められたしきい値｛Ｖｓ（ｔ）：図１６（ｂ）参照｝とを比較手段｛図１４に示す機能要素（符号２７ｂ）参照｝で比較する。このタイミングでは、積分手段２６ｂにより求められた積分値Ｖが予め決められたしきい値｛Ｖｓ（ｔ）｝を超えている（図１６（ｂ）参照）ため、前記衝撃が土石流によるものであると判断され、土石流信号２７ｃが比較手段から発信される。このような偏心した土石流であっても、本土石流検知アルゴリズムに基づき、的確に土石流であると判断することが可能である。
【実施例７】
【００４２】
砂防堰堤本体に落石と推定される衝撃が加えられると、加速度計１６からは図１７（ａ）に示すような加速度信号波形が検知される。上述した図１４に示すような土石流検知アルゴリズムに基づく場合、積分値Ｖは終始予め決められたしきい値｛Ｖｓ（ｔ）｝を超えることがない（図１７（ｂ）参照）ため、前記衝撃が土石流によるものであると判断されることはない。この例は落石に関するものであるが、いたずらにより砂防堰堤本体に衝撃が加えられた場合も落石と類似した加速度信号波形が検知されるため、この衝撃が土石流によるものであると判断されることはない。
【実施例８】
【００４３】
砂防堰堤本体に地震に相当する衝撃が加えられると、加速度計１６からは図１８（ａ）に示すような加速度信号波形が検知される。上述した図１４に示すような土石流検知アルゴリズムに基づく場合、積分値Ｖは実施例７の場合と同様に終始予め決められたしきい値｛Ｖｓ（ｔ）｝を超えることがない（図１８（ｂ）参照）ため、前記衝撃が土石流によるものであると判断されることはない。
【００４４】
以上、説明したように、本実施の形態２の土石流検知アルゴリズムに基づき、検知された加速度信号が真に土石流を捕捉したことによる信号であるのかどうか判断可能であることが実証された。また、本実施の形態２においては、予め決められたしきい値を所定の時間関数｛Ｖｓ（ｔ）｝としたことで、より精密な判断を行なうことができた。また、このような時間関数｛Ｖｓ（ｔ）｝を用いることで、種々のしきい値設定が可能となる。また、実施の形態１で示したような単純なしきい値（すなわち、一定値）に設定することも当然可能である。
【００４５】
なお、実施の形態２においては、１イベント中の積分値Ｖを積算することができるため、土石流の規模も概ね把握することが可能である。
【００４６】
また、本実施の形態２においては、加速度信号Ｇの絶対値｜Ｇ｜が所定の加速度値Ｇ１に最初に達した時点（ｔ０）より、加速度計１６で検知された加速度信号Ｇの絶対値｜Ｇ｜から所定の加速度値Ｇ１を減算した値（｜Ｇ｜―Ｇ１）を求め、積分手段２６ｂでこの減算した値（｜Ｇ｜―Ｇ１）を時間積分し積分値Ｖを算出する演算を開始する。この考え方を流用し、加速度信号Ｇの絶対値｜Ｇ｜が所定の加速度値Ｇ１に最初に達した時には、加速度信号Ｇの絶対値｜Ｇ｜が所定の加速度値Ｇ１を一度は超えるような衝撃が前記砂防堰堤本体の少なくとも一部に加えられたことを示す初期信号を発信する機能を具備させることもできる。このような構成とすることで、落石やいたずらとの区別は難しいものの、中小の出水があったかもしれないことに備えて定期点検時に詳細なチェックを行なうか否かの目安となる。逆に言えば、例えば前回の定期点検から今回の定期点検の間に、土石流信号２７ｃと前記初期信号共に発信されない場合は、定期点検の簡素化が可能となる（ＴＶまたは双眼鏡等による点検で済ませることが可能となる）。
【００４７】
（実施の形態３）
図１９は本発明に係る土石流検知システムの実施の形態３の土石流検知アルゴリズムを説明するためのブロック図である。なお、実施の形態３において、実施の形態１の構成要素と同一部分に関しては同一番号を付与し、詳細な説明を省略し、異なる部分のみ詳述する。
【００４８】
図１９において、６０は前記砂防堰堤本体に設置された機械式セーフィングセンサ（例えば、微小な加速度によっても磁石が動き、この磁石でリードスイッチの接点を閉じさせる形式のセンサ、ばねに取付けられた錘が微小な加速度によっても動き、この錘で機械式スイッチがオンとなる形式のセンサ等）、７０は論理積を求めるための論理積（ＡＮＤ）回路、８０は土石流信号である。
【００４９】
図１９に示すブロック図を用いて、土石流検知アルゴリズムの概要を以下に説明する。前記砂防堰堤本体に加えられた衝撃を機械式セーフィングセンサ６０で検知した信号と比較手段｛図１９に示す機能要素（符号２４ｂ）参照｝から発信された土石流信号とを論理積（ＡＮＤ）回路７０に共に入力し、両信号ともにオンの場合は、論理積（ＡＮＤ）回路７０から土石流信号８０として発信される。このような構成を採用することで、雷等の電気的なノイズによる誤動作を防止することができる。
【００５０】
なお、本実施の形態においては、実施の形態1の構成に機械式セーフィングセンサ６０と論理積（ＡＮＤ）回路７０を付加する例について説明したが必ずしもこれに限定されるものではなく、実施の形態２の構成に機械式セーフィングセンサ６０と論理積（ＡＮＤ）回路７０を付加し、雷等の電気的なノイズによる誤動作を防止させることも当然可能である。
【００５１】
また、実施の形態1〜３では、加速度計１６で検知された加速度信号をローパスフィルタ２１とハイパスフィルタ２２を通過させているため、過大な衝撃入力で加速度計のレンジを振り切った際の誤動作を防止したり、加速度計からの出力信号がドリフトした際に間違った積分値Ｖを計算するのを防止したりすることができ好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５２】
１０：ダム
１１：水路
１２、１３、１５：フランジ付きパイプ
１４ａ、１４ｂ：格子状壁
１６：加速度計
１７：硬質パテ
１８：ケーブル
２０：信号処理部
２１：ローパスフィルタ
２２：ハイパスフィルタ
２３、２６ｂ：積分手段
２４ａ、２４ｂ、２４ｄ：比較手段における機能要素
２４ｃ、２７ｃ、８０：土石流信号
２６ａ：加速度値Ｇ１に最初に達したタイミング
２７ａ：予め計算により決められたしきい値｛Ｖｓ（ｔ）｝
２７ｂ、２７ｄ：比較手段における機能要素
２７ｅ：リセット回路
３０：パケット通信機
４０：ケース
５０：携帯電話
６０：機械式セーフィングセンサ
７０：論理積（ＡＮＤ）回路
【図１】
2011021446.tif 000004
【図２】
2011021446.tif 000005
【図３】
2011021446.tif 000006
【図４】
2011021446.tif 000007
【図５】
2011021446.tif 000008
【図６】
2011021446.tif 000009
【図７】
2011021446.tif 000010
【図８】
2011021446.tif 000011
【図９】
2011021446.tif 000012
【図１０】
2011021446.tif 000013
【図１１】
2011021446.tif 000014
【図１２】
2011021446.tif 000015
【図１３】
2011021446.tif 000016
【図１４】
2011021446.tif 000017
【図１５】
2011021446.tif 000018
【図１６】
2011021446.tif 000019
【図１７】
2011021446.tif 000020
【図１８】
2011021446.tif 000021
【図１９】
2011021446.tif 000022