(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の用水路の水情報を取得すると共に、前記用水路に関連する設備に制御信号を出力する入出力部と、
前記水情報を蓄積すると共に前記設備を制御する前記制御信号を生成する制御部とを備え、
前記制御部は、
複数の前記用水路の接続関係および配置関係を、複数の前記用水路にそれぞれ付された識別番号を用いて示す模式図情報を有し、
前記水情報および前記模式図情報に基づいて、前記用水路の特定箇所における特定水情報を算出すると共に、前記特定箇所に関連する前記設備の前記制御信号を前記特定水情報に基づいて生成する、
用水路監視装置。
【請求項２】
前記入出力部は、前記用水路の周辺状態を示す環境情報を取得し、
前記制御部は、
前記特定水情報の算出において、前記水情報および前記模式図情報に加えて、前記環境情報を用いる、
請求項１に記載の用水路監視装置。
【請求項３】
前記模式図情報は、前記用水路の、幅、深さ、勾配を示す構造関係を有する、
請求項２に記載の用水路監視装置。
【請求項４】
前記入出力部が取得する前記環境情報は、気象情報、地震情報、津波情報、潮位情報、ダムの放水情報、の少なくとも一つである、
請求項２または請求項３に記載の用水路監視装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記環境情報に基づいて前記特定箇所を決定する、
請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の用水路監視装置。
【請求項６】
前記制御部は、
前記特定水情報の算出において、前記入出力部により取得された前記環境情報の内から、所定の日時までの前記環境情報を用いる、
請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の用水路監視装置。
【請求項７】
外部からの操作信号を入力する操作卓を、前記入出力部と前記制御部と一体に備え、
前記制御部は、前記特定水情報に加えて、前記操作信号を用いて前記制御信号を生成する、
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の用水路監視装置。
【請求項８】
ネットワークを介して外部に前記水情報と前記特定水情報とを配信するＷＥＢサーバ部を前記入出力部と前記制御部と前記操作卓と一体に備えた、
請求項７に記載の用水路監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用水路の水位などを監視して、樋門などの開閉を制御することで、用水路における溢水を抑止し、農地、住宅などの浸水被害を防止する用水路監視装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、水道施設、農業用用水路などに設置した水位計、流量計などにより、水位データ、流量データなどを収集し、水位、流量の異常の判定を行う以下のような監視装置が開示されている。
【０００３】
データ収集ＰＣは、各監視局グループから、Ａ市、Ｂ市の水道施設から、水温、水圧、流量および残留塩素濃度の各計測データを収集する。そして、データ収集ＰＣによって収集された計測データは、ウェブサーバに与えられる。このウェブサーバに与えられた計測データに基づいて、解析用ＰＣが各種解析を実行する。この解析用ＰＣが解析するのは、たとえば直結給水の是非、破裂事故警報、水質異常、マッピングへのデータ配信などである。
【０００４】
ウェブサーバは、ルータを介してインタネット網に接続される。各市の水道担当部署は、システム運営者が設置した監視局で計測した計測データ、それに基づく各種情報などを、ウェブサーバのホームページから、各事業体ＰＣに取り込んだり、表示したりすることができる。警報発生要件データベースは、各顧客毎に、各計測項目データにどのような異常が発生したとき警報を出すかを決める基準値または閾値を設定しておくもので、流量、水圧、残塩濃度、濁度、色度、電気伝導率、ｐＨ、および水温について、それぞれ上限値および下限値を登録しておく。これらの警報発生要件のいずれに該当したとき、ウェブサーバから該当の事業体ＰＣに警報が出される。
【０００５】
また、監視局は、全ての水温計、水圧センサ、流量センサおよび残塩センサをスキャンし終えたかどうか判断する。監視局は、計測データをサンプリングした結果、各計測データの移動平均値を演算する。そして、計算した移動平均値が異常な値を示していないかどうか判断する。監視局は異常値を検知すると、ウェブサーバに異常の発生を報知する。ウェブサーバは、異常発呼であると判断し、警報を発生する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１３３０４４号公報  （段落［００３２］〜［００４５］、［００７０］、図１、図６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のような従来の監視装置では、各監視局にて計測した計測データが、設定された上限値および下限値を逸脱していないかを判定している。しかしながら、複数の用水路が分流、合流するような複雑な接続関係を有する用水路系の場合では、用水路の特定箇所において予想しなかった水位上昇が発生することがある。このような用水路の特定箇所において予め監視局を設置していない場合では、この特定箇所における水位上昇を計測できない。そのため、用水路に設けられた樋門などの開閉制御を適切に行うことができず、溢水が生じる可能性があるという問題点があった。
【０００８】
本発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、用水路の特定箇所における特定水情報を算出し、設備の制御を行うことができる用水路監視装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る用水路監視装置は、
複数の用水路の水情報を取得すると共に、前記用水路に関連する設備に制御信号を出力する入出力部と、
前記水情報を蓄積すると共に前記設備を制御する前記制御信号を生成する制御部とを備え、
前記制御部は、
複数の前記用水路の接続関係および配置関係を、複数の前記用水路にそれぞれ付された識別番号を用いて示す模式図情報を有し、
前記水情報および前記模式図情報に基づいて、前記用水路の特定箇所における特定水情報を算出すると共に、前記特定箇所に関連する前記設備の前記制御信号を前記特定水情報に基づいて生成するものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に係る用水路監視装置によれば、用水路の特定箇所における特定水情報を算出して、特定箇所に関連する設備を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１による用水路監視装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１による用水路の水系模式図である。
【図３】本発明の実施の形態１による用水路監視装置により得られる水情報と特定水情報とを示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２による用水路監視装置の概略構成図である。
【図５】本発明の実施の形態３による用水路監視装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１による用水路監視装置１００について図を用いて説明する。
図１は、本発明の実施の形態１による用水路監視装置１００と、この用水路監視装置１００に接続される機器、設備とを示す概略構成図である。
図２は、本発明の実施の形態１による用水路Ｙの水系模式図４０である。
図３は、本発明の実施の形態１による用水路監視装置１００により得られる、水情報と特定水情報とを示す図である。
本実施の形態の用水路監視装置１００は、複数の用水路Ｙで構成される用水路系を監視する管理センタに設けられるものであり、用水路Ｙの水位、流量などを計測して、用水路Ｙに関連する設備（樋門、バルブ）などの開閉制御して水位などを調節するものである。
【００１３】
用水路Ｙの各地には、用水路Ｙを流れる水の水位、流量などの水情報Ｊ１を計測する水位計、流量計などの測量機１Ａ、１Ｂ、１Ｃが設けられている。これら測量機１Ａ、１Ｂ、１Ｃで計測された水情報Ｊ１は、テレメータ、テレコン子局装置（以降、ＴＭ子局部と称す）２１、２２、２３、２４、２５を介して用水路監視装置１００に伝送される。
【００１４】
図２に示す模式図情報としての水系模式図４０は、複数の用水路Ｙにより構成される用水路系において、各用水路Ｙが分流、合流する接続関係、配置関係を示すものである。図中直線で示す箇所が用水路Ｙであり、４つの用水路Ｙが図中右側に示す川に接続されている。
また、各測量機１Ａ、１Ｂ、１Ｃの配置位置が三角印で示されており、この配置位置において用水路Ｙの水情報Ｊ１を取得する。また、設備としての樋門１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの配置位置が長方形で示されている。
【００１５】
また、水系模式図４０は、用水路Ｙの、幅、深さ、勾配を示す構造関係Ｋを有している。図２において全ての用水路Ｙの構造関係Ｋは図示していないが、それぞれの用水路Ｙにそれぞれの構造関係Ｋが登録されている。この構造関係Ｋは、例えば用水路Ｙ毎に識別番号を振り、識別番号毎に構造関係Ｋをデータベース化するなどして登録されている。
【００１６】
用水路監視装置１００は、各ＴＭ子局部２１、２２、２３、２４、２５から電送される水情報Ｊ１を取得し、樋門１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃに制御信号Ｐを出力する入出力部としてのテレメータ、テレコン親局装置（以降、ＴＭ親局部と称す）５１と、取得された各水情報Ｊ１を蓄積し、樋門１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを制御するための制御信号Ｐを生成する制御部としてのサーバ５０と、サーバ５０から出力される情報を表示するモニタ５４と、サーバ５０から出力される情報をネットワーク２０を介して外部に配信するＷＥＢサーバ部５２とを一体構成で備える。
また、サーバ５０は、図２に示した水系模式図４０を有している。
【００１７】
以下、上記のように構成された用水路監視装置１００を用いた用水路の監視方法について説明する。
各測量機１Ａ、１Ｂ、１Ｃにより計測された用水路Ｙの水情報Ｊ１は、用水路監視装置１００のサーバ５０に随時蓄積される。そしてサーバ５０は、サーバ５０に蓄積された水情報Ｊ１と、水系模式図４０に示される用水路Ｙの接続関係、配置関係の情報とに基づいて、例えば水系模式図４０に特定箇所Ｔ１、Ｔ２として示す箇所における水位、流量などを示す特定水情報Ｊ２を算出する。
【００１８】
例えば大雨が降り、図２に示す川が増水したとする。そして図３に示すように、測量機１Ａの設置箇所における水情報Ｊ１の水位が３ｍ、測量機１Ｂにおける水位が１．６ｍ、測量機１Ｃにおける水位が３．５ｍであったとする。この場合、サーバ５０は、この水情報Ｊ１と水系模式図４０とに基づいて、特定箇所Ｔ１における特定水情報Ｊ２（水位）を１．８ｍ、特定箇所Ｔ２における特定水情報Ｊ２（水位）を２．５ｍと演算する。
またサーバ５０は、取得した水情報Ｊ１と、算出した特定水情報Ｊ２とを、グラフ化または一覧表化して、水系模式図４０と共にモニタ５４に表示する。
【００１９】
次にサーバ５０は、各特定箇所Ｔ１、Ｔ２における特定水情報Ｊ２（水位）が、溢水が生じるような警戒水位に達しているかを判断する。この場合、例えば特定箇所Ｔ１における特定水情報Ｊ２（水位）は問題がないが、特定箇所Ｔ２における特定水情報Ｊ２（水位）は警戒レベルに達していると判断する。
【００２０】
次にサーバ５０は、特定箇所Ｔ２の水位に影響を与える樋門を制御対象として選出し、選出された樋門をモニタ５４に表示する。ここでは、樋門１０Ｂ、１０Ｃの２つが特定箇所Ｔ２の水位に影響を与えると判断されたとする。そしてサーバ５０は、樋門１０Ｂ、１０Ｃを閉じるため、樋門１０Ｂ、１０Ｃを制御するための制御信号Ｐを自動で生成する。生成された制御信号Ｐは、ＴＭ親局部５１、ＴＭ子局部２４、２５を介して、樋門１０Ｂと１０Ｃに伝送される。こうして、樋門１０Ｂと１０Ｃが自動で一括に閉じられ、増水した川からの逆流が防止されることで、特定箇所Ｔ２における溢水が防止される。
【００２１】
また、サーバ５０は、既に表示されている水情報Ｊ１、特定水情報Ｊ２に加えて、溢水の恐れがあると判断した特定箇所Ｔ２の情報、制御をおこなった樋門１０Ｂ、１０Ｃの情報などをモニタ５４に表示する。同時にサーバ５０は、モニタ５４に表示されたこれらの情報を、ＷＥＢサーバ部５２を介してインターネット公開すると共に、危険検知情報として予め指定された外部のスマートフォン７、パソコン６などに送信する。これにより、管理センタ外に居る職員が、用水路Ｙの状態、樋門１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの開閉状態を把握することができる。
【００２２】
上記のように構成された本実施の形態の用水路監視装置１００によると、サーバ５０が各測量機１Ａ〜１Ｃにより計測された水位、流量などの水情報Ｊ１と、用水路Ｙの水系模式図４０とに基づいて、測量機が設けられていない特定箇所における水位、流量などの特定水情報Ｊ２を算出することができる。そして、サーバ５０は、溢水が生じると判断した特定箇所に関連する樋門の制御を自動で行う。こうして用水路Ｙの溢水を防止して浸水被害を防止することができる。
【００２３】
また、用水路監視装置１００は、サーバ５０と、ＴＭ親局部５１と、ＷＥＢサーバ部５２とを一体化して構成されるものである。そのため、用水路監視装置１００の１台で、水情報Ｊ１の収集、特定水情報Ｊ２の演算、樋門１０Ａ〜１０Ｃの制御、モニタ５４への表示、インターネットへの情報公開を行ことができる。これにより、装置数を減らして、省スペース化、省電力化を図ることができる。
また、水系模式図４０は、用水路Ｙの、幅、深さ、勾配を示す構造関係Ｋを有しているため、サーバ５０による特定水情報Ｊ２の算出精度を向上させることができる。
【００２４】
なお、各ＴＭ子局部２１、２２、２３、２４、２５とＴＭ親局部５１との間で行われる、水情報Ｊ１、制御信号Ｐなどのデータ伝送には、無線ＬＡＮ回線、ＭＣＡ無線回線、省電力無線回線、携帯電話回線、光ケーブル回線、メタルＩＰ回線、などの地域特性に応じた回線が用いられる。
【００２５】
また上記では、用水路Ｙに設けられた樋門１０Ａ〜１０Ｃの開閉制御を実施することについて述べたが、樋門の制御に限定するものではなく、用水路Ｙの水位に影響を与える、一級河川や二級河川に設けられる水門、海岸沿いの津波用水門などの設備を制御するものでもよい。
また、上記では、特定箇所Ｔ１、Ｔ２を測量機１Ａ〜１Ｃが設けられていない箇所を例として説明したが、測量機１Ａ〜１Ｃが設けられている場所を特定箇所としてもよい。その場合、実際に測定された水情報Ｊ１と算出した特定水情報Ｊ２とに誤差がないかなどの確認を行うことができる。
【００２６】
実施の形態２．
以下、本発明の実施の形態２を、上記実施の形態１と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態１と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
図４は、本発明の実施の形態１による用水路監視装置２００と、この用水路監視装置２００に接続される機器とを示す概略構成図である。
本実施の形態の用水路監視装置２００は、操作者５により操作される操作卓２５３を備える。
実施の形態１では、サーバ５０は、特定箇所の水位に影響を与える樋門を閉じるための制御信号Ｐを、特定水情報Ｊ２に基づいて生成していた。本実施の形態では、この制御信号Ｐを生成する際に、上記特定水情報Ｊ２に加えて、操作者５により操作卓２５３から外部入力される操作信号Ｓを用いる。
【００２７】
以下、上記のように構成された用水路監視装置２００を用いた用水路の監視方法について説明する。実施の形態１と同様に、サーバ５０は、測量機１Ａ〜１Ｃにより取得された水情報Ｊ１、算出した特定水情報Ｊ２に基づいて制御対象の樋門を選出してモニタ５４に表示する。ここで、特定箇所Ｔ１における水位が警戒レベルに達し、樋門１０Ｃのみが制御対象として選出されてモニタ５４に表示されているとする。
【００２８】
操作者５は、自身の経験則により、制御対象の樋門が、樋門１０Ｃのみの制御でよいか否かを判定する。例えば操作者５が、樋門１０Ｃに併せて樋門１０Ｂも閉じる制御を行う必要があると判断した場合は、樋門１０Ｂを閉じるための操作信号Ｓを操作卓２５３を介して入力する。
【００２９】
こうしてサーバ５０は、特定水情報Ｊ２に基づいて自動選出された樋門１０Ｃに加えて、操作信号Ｓにより指定された樋門１０Ｂを併せて制御するための制御信号Ｐを生成する。こうして、樋門１０Ｂ、１０Ｃの両方が閉じられ、特定箇所Ｔ１における溢水が防止される。
【００３０】
上記のように構成された本実施の形態の用水路監視装置２００によると、上記実施の形態１と同様の効果を奏し、測量機が設けられていない特定箇所における水位、流量などの特定水情報Ｊ２を算出し、特定箇所に関連する樋門を制御することができる。こうして用水路Ｙの溢水を防止して浸水被害を防止することができる。
さらに、操作者５の経験則に基づいて制御対象の樋門を選出、調整することができるので、総合的、多角的な判断の基に樋門を制御することができる。これにより用水路Ｙの溢水防止効果がさらに向上する。
【００３１】
なお、特定水情報Ｊ２を算出する特定箇所は、操作者５が、操作卓２５３を介して指定するものでもよい。
【００３２】
実施の形態３．
以下、本発明の実施の形態３を、上記実施の形態１と異なる箇所を中心に図を用いて説明する。上記実施の形態１と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。
図５は、本発明の実施の形態１による用水路監視装置３００と、この用水路監視装置３００に接続される機器とを示す概略構成図である。
本実施の形態の用水路監視装置３００では、ＴＭ親局部３５１が、各測量機１Ａ〜１Ｃから伝送される水情報Ｊ１の取得に加え、環境情報Ｊ３を取得する。
【００３３】
環境情報Ｊ３とは、用水路Ｙの周辺状態を示す気象情報、地震情報、津波情報、潮位情報、ダムの放水情報、などである。
そしてサーバ５０は、特定水情報Ｊ２の算出において、水情報Ｊ１、水系模式図４０に加えて、上記の環境情報Ｊ３を用いる。
例えば、環境情報Ｊ３として気象情報（大雨警報、降雨量毎時４０ｍｍ）を取得したとすると、水情報Ｊ１、水系模式図４０に加えて、この大雨警報（環境情報Ｊ３）を用いて特定水情報Ｊ２を算出する。これにより、さらに正確な特定水情報Ｊ２の算出が可能になる。
【００３４】
また、用水路監視装置３００は、以下のような制御を行うものでもよい。
サーバ５０は、ＴＭ親局部３５１により取得された環境情報Ｊ３の内から、所定の日時までの環境情報Ｊ３を、水情報Ｊ１、水系模式図４０に加えて用いて特定水情報Ｊ２の算出を行う。例えば所定の日時を７時間後とし、この７時間後までの環境情報Ｊ３が、大雨警報、降雨量は現在〜３時間後までが３０ｍｍ、３時間後〜７時間後までが毎時４０ｍｍであるとき、この情報を加えて７時間後までの特定水情報Ｊ２を予測算出する。これにより、所定の日時までの特定水情報Ｊ２を予測することができる。
【００３５】
また、用水路監視装置３００は、以下のような制御を行うものでもよい。
特定水情報Ｊ２を算出する特定箇所を、サーバ５０が、取得した環境情報Ｊ３に基づいて決定するものでもよい。
【００３６】
例えば、環境情報Ｊ３としてダムの放水情報（Ｑ川上流、毎秒５００立方メートル）が取得された場合は、このＱ川のダムの放水に関連のある箇所のみを特定箇所Ｔ３として決定し、決定された特定箇所Ｔ３のみ特定水情報Ｊ２の算出を行う。
このような制御とすることで、特定水情報Ｊ２を算出する際の制御負荷を軽減して、特定水情報Ｊ２の算出速度を速めることができる。
【００３７】
上記のように構成された本実施の形態の用水路監視装置３００によると、上記実施の形態１と同様の効果を奏し、測量機が設けられていない特定箇所における水位、流量などの特定水情報Ｊ２を算出し、特定箇所に関連する樋門を制御することができる。こうして用水路Ｙの溢水を防止して浸水被害を防止することができる。
【００３８】
さらに、特定水情報Ｊ２の算出において、気象情報などの環境情報Ｊ３を用いるものなので、特定水情報Ｊ２の算出精度を向上させることができる。これによりさらに用水路Ｙの溢水防止効果が向上する。
また、所定の日時までの特定水情報Ｊ２を予測することができるため、作業員のスケジュールなどを前もって計画することができる。
また環境情報Ｊ３に基づいて、特定水情報Ｊ２が必要な特定箇所を決定して、この決定された特定箇所のみ特定水情報Ｊ２を算出するため、サーバ５０の制御速度を速めることができる。
【００３９】
なお、環境情報Ｊ３を加えて特定水情報Ｊ２を算出する際において、複数の環境情報Ｊ３、例えば津波情報（地震の震度、津波の高さ）と潮位情報、を組み合わせてもよい。
【００４０】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ  樋門（設備）、２０  ネットワーク、
４０  水系模式図（模式図情報）、５０  サーバ（制御部）、
５１，３５１  ＴＭ親局部（入出力部）、５２  ＷＥＢサーバ部、２５３  操作卓、
Ｙ  用水路、Ｋ  構造関係、１００，２００，３００  用水路監視装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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