(57)【要約】【課題】電光式の水位表示装置において安全性と省電力性を実現する。【解決手段】対象河川において段階的に設定された水位に対応する位置にそれぞれ設置される複数の水位表示板１２と、水位表示板の点灯を制御する制御装置３０と、対象河川の水位の変動を検知する水位センサ１４を備え、制御装置が、対象河川の水位が所定の水位に到達するまでは前記複数の水位表示板のうち何れかの水位表示板のみを点灯させ、対象河川の水位が所定の水位に到達したときに前記複数の水位表示板の全てを点灯させる制御を行うことを特徴とする電光式水位表示装置１０を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象河川において段階的に設定された水位に対応する位置にそれぞれ設置される複数の水位表示板と、
前記水位表示板の点灯を制御する制御部と、
前記対象河川の水位の変動を検知する水位センサを備え、
前記制御部が、対象河川の水位が所定の水位に到達するまでは前記複数の水位表示板のうち何れかの水位表示板のみを点灯させ、対象河川の水位が所定の水位に到達したときに前記複数の水位表示板の全てを点灯させる制御を行うことを特徴とする、
電光式水位表示装置。
【請求項２】
対象河川において段階的に設定された水位が、水位が低い順に「水防団待機水位」、「はん濫注意水位」、「避難判断水位」、「はん濫危険水位」であって、
前記制御部が、対象河川の水位が「水防団待機水位」に到達するまでは前記複数の水位表示板のうち「水防団待機水位」に対応する水位表示板のみを点灯させ、対象河川の水位が「水防団待機水位」に到達したときに前記複数の水位表示板の全てを点灯させる制御を行うことを特徴とする、
請求項１に記載の電光式水位表示装置。
【請求項３】
対象河川において段階的に設定された水位が、水位が低い順に「水防団待機水位」、「はん濫注意水位」、「避難判断水位」、「はん濫危険水位」であって、
前記制御部が、対象河川の水位が「水防団待機水位」に到達するまでは前記複数の水位表示板のうち「水防団待機水位」に対応する水位表示板のみを点灯させ、対象河川の水位が「水防団待機水位」に到達した後は、「はん濫注意水位」、「避難判断水位」、「はん濫危険水位」のそれぞれに対応する水位表示板を対象河川の水位の上昇に伴って順に点灯させる制御を行うことを特徴とする、
請求項１に記載の電光式水位表示装置。
【請求項４】
前記対象河川の水位が「はん濫注意水位」、「避難判断水位」または「はん濫危険水位」の何れかの水位に到達したことを河川管理者に通知する通信装置を備えることを特徴とする、
請求項１乃至３の何れかに記載の電光式水位表示装置。
【請求項５】
前記対象河川の水位が「はん濫注意水位」、「避難判断水位」または「はん濫危険水位」の何れかの水位に到達したときに点灯する回転灯を備えることを特徴とする、
請求項１乃至４の何れかに記載の電光式水位表示装置。
【請求項６】
前記水位表示板に給電する電源と前記回転灯に給電する電源とを別系統で備えることを特徴とする、
請求項１乃至５の何れかに記載の電光式水位表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、河川のはん濫の危険度に対応した水位を示す電光式水位表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
河川の水位は、水位の上昇に伴う危険度に応じて区分されており、危険度の高い順に、「はん濫危険水位」、「避難判断水位」、「はん濫注意水位」、「水防団待機水位」となっている。「はん濫危険水位」とは、河川がはん濫する恐れのある水位や安全に避難するために避難を開始すべき水位のことであり、「避難判断水位」とは、市町村からの避難準備情報などの避難情報が発表される目安となる水位のことであり、「はん濫注意水位」とは、河川のはん濫の発生を注意する水位のことであり、「水防団待機水位」とは、水防団が待機する目安となる水位のことである。国が管理する河川のうち、洪水により重大な被害が生ずるおそれがある河川では、これらの水位を示す水位表示装置が護岸や橋桁などに設置されている。また近年では、夜間や悪天候時の視認性を確保するために電光式の水位表示装置も使用されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１７０１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電光式の水位表示装置は、前述した４段階の水位に対応する高さに設置される４枚の表示板に点灯用の電力を供給する必要がある。電力には商用電源ではなく太陽電池や充電池を使用することで、電力供給の困難な場所における設置を確保するとともに停電時における使用を確保する。しかし、太陽電池や充電池は消費電力に応じた容量のものが必要になるため、できるだけ消費電力を抑えて小容量のものでも対応できるようにすることが望ましい。
【０００５】
本発明は、電光式の水位表示装置において、水位の変化に対応して表示板の点灯パターンを変えることで消費電力の削減を実現する水位表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の課題を解決する手段として、本発明の電光式水位表示装置は、対象河川において段階的に設定された水位に対応する位置にそれぞれ設置される複数の水位表示板と、前記水位表示板の点灯を制御する制御部と、前記対象河川の水位の変動を検知する水位センサを備え、前記制御部が、対象河川の水位が所定の水位に到達するまでは前記複数の水位表示板のうち何れかの水位表示板のみを点灯させ、対象河川の水位が所定の水位に到達したときに前記複数の水位表示板の全てを点灯させる制御を行うことを特徴とする。
【０００７】
また、対象河川において段階的に設定された水位が、水位が低い順に「水防団待機水位」、「はん濫注意水位」、「避難判断水位」、「はん濫危険水位」であって、前記制御部が、対象河川の水位が「水防団待機水位」に到達するまでは前記複数の水位表示板のうち「水防団待機水位」に対応する水位表示板のみを点灯させ、対象河川の水位が「水防団待機水位」に到達したときに前記複数の水位表示板の全てを点灯させる制御を行うように構成することもできる。
【０００８】
もしくは、前記制御部が、対象河川の水位が「水防団待機水位」に到達するまでは前記複数の水位表示板のうち「水防団待機水位」に対応する水位表示板のみを点灯させ、対象河川の水位が「水防団待機水位」に到達した後は、「はん濫注意水位」、「避難判断水位」、「はん濫危険水位」のそれぞれに対応する水位表示板を対象河川の水位の上昇に伴って順に点灯させる制御を行うように構成してもよい。
【０００９】
本発明の電光式水位表示装置は、前記対象河川の水位が「はん濫注意水位」、「避難判断水位」または「はん濫危険水位」の何れかの水位に到達したことを河川管理者に通知する通信装置を備えることを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明の電光式水位表示装置は、前記対象河川の水位が「はん濫注意水位」、「避難判断水位」または「はん濫危険水位」の何れかの水位に到達したときに点灯する回転灯を備えることを特徴とする。
【００１１】
前記水位表示板に給電する電源と前記回転灯に給電する電源とを別系統としておくことで、回転灯での電力消費が水位表示板の点灯に影響を及ぼさないようにすることが望ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の電光式水位表示装置は、対象河川の水位に異常がみられる状況下においてのみ水位表示板を全部点灯させるように構成されているため、異常水位時に要求される安全性や信頼性を損なわない範囲内において通常水位時の消費電力を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】電光式水位表示装置の構成図
【図２】電光式水位表示装置の配置図
【図３】電光式水位表示装置の水位表示板の点灯パターンを示す図
【図４】電光式水位表示装置の警報装置の動作パターンを示す図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一つの実施形態について、添付された図面を参照しながら説明する。最初に、電光式水位表示装置の構成について、図１に示す電光式水位表示装置の構成図を参照しながら説明する。電光式水位表示装置１０は、水位表示板１２、水位センサ１４、光センサ１６、電源装置１８、警報装置２０および制御装置３０を備える。電光式水位表示装置１０は、水位センサ１４および光センサ１６と連動する制御装置３０によって水位表示板１２および警報装置２０の動作を制御するように構成されている。
【００１５】
電光式水位表示装置１０は、商業用電源の確保が困難な場所である河川敷などに設置されるため、太陽光発電による蓄電池を電源として使用することが多い。蓄電池の容量には限りがあるため、電力の消費をできるだけ抑制し、緊急時においても安全に使用できるように配慮しなければならない。電光式水位表示装置１０は、水位の変動や周囲の明るさに対応して水位表示板１２および警報装置２０の動作を制御することにより、安全性を確保した上で省電力を達成する運用を実現する。
【００１６】
水位表示板１２は、水位管理の対象となる河川の水位の変化を監視員（河川管理者）が視認するときの基準となる標識である。水位表示板１２は横長の板状体であり、それぞれ異なる彩色と文字が施されたガラスパネルの裏側に無機ＥＬパネルを備えており、無機ＥＬパネルの発光によって彩色と文字が照らし出され、夜間や荒天時の視認性を確保する。水位表示板１２は、対象河川において予め段階的に設定された水位に対応した高さに設置され、これらに準じて水位センサ１４が設置される。水位が低い順に「水防団待機水位」、「はん濫注意水位」、「避難判断水位」、「はん濫危険水位」の４段階の水位が設定されており、それぞれの水位に対応して水位表示板１２と水位センサ１４が設置される。
【００１７】
水位センサ１４は、対象河川の水位の変化を検出し、所定の閾値を超えて水位が上昇したとき、もしくは下降したときに制御装置３０にＯＮ／ＯＦＦ信号を送信する。水位センサ１４はフロートスイッチを採用する。フロートスイッチは、水位の増減に伴ってフロートが上下に移動し、ＯＮ／ＯＦＦ信号の切り替えを行う。水位が上昇したときにはフロートが上行してＯＮ信号を送信する。逆に水位が下降したときにはフロートが下行してＯＦＦ信号を送信する。水位センサ１４には河川に浮遊するゴミ等が付着して誤動作が発生しないように適宜カバー等を取り付ける。水位センサ１４は、「はん濫危険水位」、「避難判断水位」、「はん濫注意水位」、「水防団待機水位」の４段階の水位に対応して４つ設置されている。
【００１８】
光センサ１６は、対象河川の周囲の明るさ（光量）を検出し、所定の閾値を超えて光量が減少したとき、もしくは増大したときにＯＮ／ＯＦＦ信号を制御装置３０に送信する。
【００１９】
電源装置１８は、ソーラーパネル、蓄電池および制御回路を備え、太陽光発電システムを構成する。蓄電池は、水位表示板１２に給電する電源と警報装置２０に給電する電源とを別系統で備えており、警報装置２０における電力消費が水位表示板１２の点灯に影響を与えないようにする。
【００２０】
警報装置２０は、回転灯と通信装置を備え、水位センサ１４からＯＮ信号を受信したときに回転灯を点灯（黄色と赤色）させて広範囲に警告を行うとともに、予め登録されている河川管理者や関係機関等に携帯電話回線およびメールサーバを通じてメールを送信し、警戒を促す。
【００２１】
制御装置３０は、水位センサ１４および光センサ１６のＯＮ／ＯＦＦ信号に基づいて、水位表示板１２の点灯／消灯を制御するとともに警報装置２０の作動を制御する。
【００２２】
次に、電光式水位表示装置１０の配置について、図２に示す電光式水位表示装置の配置図を参照しながら説明する。図３は、護岸堤防を備えた河川および河川敷の断面を示している。電光式水位表示装置１０を構成する設備のうち、光センサ１６、電源装置１８、警報装置２０および制御装置３０が堤内地側に設置される。これらの設備は、地盤に打設された支柱４０に取り付けられる。河川側の護岸壁には水位表示板１２と水位センサ１４が設置される。
【００２３】
次に、水位表示板の点灯パターンについて、図３に示す点灯パターン図を参照しながら説明する。点灯パターン図には次の３通りのパターンが示されている。第１に「夜間＋通常時」、第２に「夜間＋異常時（異常発生時）」、第３に「夜間＋異常時（水位上昇時）」である。なお、夜間には荒天時等の十分な光量が確保できない天候の時間帯を含む。通常時とは、水位が「水防団待機水位」に未到達であることを表す。異常発生時とは、水位が「水防団待機水位」に到達したことを表す。水位上昇中とは、水位が「水防団待機水位」を超えて上昇していることを表す。
【００２４】
水位表示板１２は、水位の低い方から高い方に向けて、「水防団待機水位」、「はん濫注意水位」、「避難判断水位」、「はん濫危険水位」の順に設置される。各水位に対応してそれぞれ水位センサが設置されるが、水位表示板の点灯に関わるのは、最下段にある「水防団待機水位」に対応する水位センサのみとなる。
【００２５】
日中の明るい時間帯には光センサ１６からＯＦＦ信号が送信される（もしくはＯＮ信号が送信されない無信号の状態が継続する）ため、制御装置３０によって全ての水位表示板１２が非点灯の状態に制御される。一方、夜間や荒天時など十分な光量が確保できないときには光センサ１６がＯＦＦからＯＮに切り替わり、制御装置３０にＯＮ信号が送信される。ＯＮ信号を受信した制御装置３０は、最下段にある「水防団待機水位」に対応する水位表示板のみを点灯した状態に制御する。異常時に水位が上昇し、「水防団待機水位」に到達すると（もしくは超えると）、水位センサがＯＦＦからＯＮに切り替わり、制御装置３０にＯＮ信号が送信される。ＯＮ信号を受信した制御装置３０は、全ての水位表示板１２を点灯した状態に制御する。全ての水位表示板１２が点灯した状態となることで、異常時に水位がどの段階まで上昇しているのかを容易に視認することができる。
【００２６】
視認性の向上のためには平常時においても全ての水位表示板１２が点灯した状態である方が有利ではあるが、夜間はソーラーパネルによる発電が停止し、蓄電池の電力のみで賄うことになるため、電池容量を大きくするなどの対処が必要になる。一方で、平常時であれば水位が最初に到達する「水防団待機水位」のみを点灯させた状態であっても十分に水位を確認することができる。それ以上の水位の確認が必要になるのは異常時のみである。従って、電光式水位表示装置１０が採用する水位表示板の発光パターンは視認性、安全性および省電力性の観点において最も合理的である。
【００２７】
次に、警報装置の動作パターンについて、図５に示す警報パターンを参照しながら説明する。警報パターン図には、水位表示板位置、水位センサ接点位置、警報パターンが示されている。水位表示板位置には、水位の低い方から高い方に向けて、「水防団待機水位」、「はん濫注意水位」、「避難判断水位」、「はん濫危険水位」の順に図示されている。水位センサ接点位置は、水位センサのＯＮ／ＯＦＦ信号が切り替わる水位を示し、４つの水位表示板のそれぞれに対応している。なお、水位センサ接点位置は、対応する水位表示板に対して上下方向に高さ調節が可能である。警報パターンには、水位に対応した警報（メール送信、回転灯点灯）の形態が示されている。
【００２８】
警報装置は、対象河川の水位が「はん濫注意水位」に到達したときから作動を開始する。なお、「水防団待機水位」に到達した段階では警報装置は作動しないが、前述したように夜間であれば水位表示板の全部点灯が作動する。対象河川の水位が「はん濫注意水位」に到達し、水位センサがＯＦＦからＯＮに切り替わると、昼夜を問わず回転灯（黄色）が点灯する。さらに水位が上昇を続けて「避難判断水位」に到達すると、今後は予め登録された関係者に対して、対象河川の水位が「避難判断水位」に到達したことを報告するメールを送信する。この間、回転灯（黄色）は点灯したままである。さらに「はん濫危険水位」まで水位が上昇したときには、対象河川の水位が「はん濫危険水位」に到達したことを報告するメールを送信する。また同時に回転灯が黄色から赤色に変換し、さらなる注意を促す。
【００２９】
このように、電光式水位表示装置１０は、対象河川の水位に異常がみられる状況下においてのみ水位表示板を全部点灯させるように構成されているため、異常水位時に要求される安全性や信頼性を損なわない範囲内において通常水位時の消費電力を抑制することができる。これにより、特に蓄電池の容量を最適化することができるようになるため、省スペース化とイニシャルコストの低減を実現することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１０  電光式水位表示装置
１２  水位表示板
１４  水位センサ
１６  光センサ
１８  電源装置
２０  警報装置
３０  制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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