(57)【要約】【課題】水質監視効率の向上と設備コストの削減。【解決手段】水源環境１の水流の水流力を電力に変換する発電ユニット２４と、発電ユニット２４が出力する電力により動作し水源環境１の保全を監視する監視ユニット１２とから構成されている。発電ユニット２４と監視ユニット１２は水源環境１の中に配置される。水源の水質保全は、人類の医学生理学的環境の整備と、生態系の健全な循環の整備のために緊要の重大テーマである。そのような循環的環境の根源である水源環境は、人里離れて電力設備に乏しく、且つ、水質保全のためには悪環境を形成している。その水源環境は、幸いなことに、電力のパワーを秘めている。そのような秘められた電力パワーを簡素な設備の追加により有効に利用する。【選択図】          図１＿
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水源環境の水流の水流力を電力に変換する発電ユニットと、
前記発電ユニットが出力する電力により動作し前記水源環境の保全を監視する監視ユニットとを構成し、
前記発電ユニットと前記監視ユニットは前記水源環境の中に配置される
水源保全システム。
【請求項２】
前記水源環境はダム湖を含み、
前記発電ユニットは、上流側で前記ダム湖に流れ込む川又は渓流に配置される
請求項１の水源保全システム。
【請求項３】
前記水源環境は川を含み、
前記発電ユニットは前記川に配置される
請求項１の水源保全システム。
【請求項４】
前記水源環境は山と谷と前記谷に生成する川を含み、
前記発電ユニットは前記川に配置される
請求項１の水源保全システム。
【請求項５】
前記水源環境は山を含み、
前記水流は前記山の斜面に形成される水流に一致する
請求項４の水源保全システム。
【請求項６】
前記監視ユニットは、前記水源環境で行われる不法投棄の事実を監視する
請求項１〜５から選択される１請求項の水源保全システム。
【請求項７】
前記監視ユニットは、前記水源環境の水質を監視する
請求項１〜５から選択される１請求項の水源保全システム。
【請求項８】
前記発電ユニットは、
本体と、
前記本体に固定され回転する水車と、
前記本体に固定され前記水車に結合する発電機と、
前記電力の出力を制御する電力制御器とを形成する
請求項１〜７から選択される１請求項の水源保全システム。
【請求項９】
前記電力制御器はインバータを構成する
請求項８の水源保全システム。
【請求項１０】
前記発電ユニットは、
本体と、
前記本体に固定され回転する水車と、
前記本体に固定され前記水車に結合する発電機と、
前記電力の出力を制御する電力制御器とを形成し、
前記発電ユニットは自動車又はヘリコプタにより可搬可能である
請求項２〜５から選択される１請求項の水源保全システム。
【請求項１１】
監視センタとを更に構成し、
前記監視ユニットは、
監視カメラと、
前記監視カメラが採取する画像を前記監視センタに無線で送信する送信アンテナとを形成し、
前記監視センタは、
前記画像を受信する受信アンテナを形成する
請求項１の水源保全システム。
【請求項１２】
前記監視センタは、
画像処理器を形成し、
前記画像処理器は不法投棄のために用いる自動車のナンバーを抽出する
請求項１１の水源保全システム。
【請求項１３】
前記監視センタは、
画像処理器を形成し、
前記画像処理器は不法投棄の不法投棄者の身体を抽出する
請求項１１の水源保全システム。
【請求項１４】
前記監視センタは、
前記不法投棄の日時を記録する記録器を更に形成する
請求項１２又は１３の水源保全システム。
【請求項１５】
前記監視センタは、監視員とともに移動自在である
請求項１１〜１３から選択される１請求項の水源保全システム。
【請求項１６】
送電設備と、
監視センタとを更に構成し、
前記監視ユニットは、
監視カメラと、
前記監視カメラが採取する画像を前記監視センタに無線で送信する送信アンテナとを形成し、
前記監視センタは、
前記画像を受信する受信アンテナを形成し、
前記送電設備は、
前記発電ユニットと前記監視ユニットとの間を接続する送電線と、
前記送電線に介設される電力アクセスポイントとを形成する
請求項１の水源保全システム。
【請求項１７】
中継ステーションと、
複数の前記監視ユニットを含む監視ユニット群とを更に構成し、
前記監視ユニット群は、
単数又は第１複数の前記監視ユニットを含む第１監視ユニット群と、
単数又は第２複数の前記監視ユニットを含む第２監視ユニット群とを形成し、
前記中継ステーションは、
第１中継ステーションと、
第２中継ステーションとを形成し、
前記第１中継ステーションは、前記第１監視ユニット群の監視ユニットと前記受信アンテナとの間を中継し、
前記第２中継ステーションは、前記第２監視ユニット群の監視ユニットと前記受信アンテナとの間を中継する
請求項１６の水源保全システム。
【請求項１８】
前記監視ユニットは、不法投棄状況を画像として採取する監視カメラを形成し、
コンピュータを更に構成し、
前記コンピュータは、前記画像に基づいて不法投棄情報を抽出し、
前記不法投棄情報は、不法投棄地点と不法投棄時点とを含む
請求項１の水源保全システム。
【請求項１９】
不法投棄情報は、投棄物質と投棄量とを更に含む
請求項１８の水源保全システム。
【請求項２０】
前記コンピュータは、複数の前記不法投棄地点の点列に基づいて将来の不法投棄地点の移動を推定する請求項１８の水源保全システム。
【請求項２１】
前記移動は、前記水源環境の中で水位が高くなる方向である
請求項２０の水源保全システム。
【請求項２２】
前記コンピュータは、複数の前記不法投棄時点の点列に基づいて将来の不法投棄時点の移動を推定する請求項１８の水源保全システム。
【請求項２３】
前記移動は将来の不法投棄の時間的間隔である
請求項２２の水源保全システム。
【請求項２４】
前記コンピュータは、複数の前記不法投棄地点と複数の前記不法投棄時点とに基づいて将来の不法投棄地点の移動速度を推定する
請求項１８の水源保全システム。
【請求項２５】
前記コンピュータは、複数の前記投棄量に基づいて将来の投棄量の変動を推定する
請求項１９の水源保全システム。
【請求項２６】
前記コンピュータは、１つの前記不法投棄地点と前記１つの前記不法投棄地点に対応する複数の前記不法投棄時点とに基づいて、前記１つの前記不法投棄地点の不法投棄確率を計算する
請求項１８の水源保全システム。
【請求項２７】
前記コンピュータは、複数の前記不法投棄地点と前記不法投棄地点に対応する複数の前記不法投棄時点とに基づいて、前記不法投棄地点で不法投棄が行われる不法投棄確率を計算する
請求項１８の水源保全システム。
【請求項２８】
前記監視ユニットは、不法投棄状況を画像として採取する監視カメラを形成し、
コンピュータを更に構成し、
前記コンピュータは、前記画像に基づいて不法投棄情報を抽出し、
前記不法投棄情報は、不法投棄地点と不法投棄時点とを含み、
前記監視カメラの配置点は、林道沿いの落差形成地点、渓流形成斜面点、林間空地周域点、幹線道路近辺点、見えにくい林道折曲地点、昼間に暗い鬱蒼地点、山間領域点、谷間点を要素とする集合から選択される２点又は２点以上の地点である
請求項１の水源保全システム。
【請求項２９】
前記配置点として幹線道路近辺点が選択される
請求項２８の水源保全システム。
【請求項３０】
前記不法投棄情報は、前記不法投棄地点に対応する不法投棄回数を更に含み、
前記コンピュータは、前記水源環境の電子マップを作成し、前記不法投棄回数に対応する複数領域に前記電子マップを分割する
請求項１８の水源保全システム。
【請求項３１】
前記コンピュータは、前記不法投棄回数に対応する色で前記複数領域を表示する
請求項３０の水源保全システム。
【請求項３２】
前記コンピュータは、監視員に携行されて移動自在である
請求項１８〜３１から選択される１請求項の水源保全システム。
【請求項３３】
水源環境の中の水流の水力を電力に変換するステップと、
前記電力を送電線により監視カメラに送電するステップと、
前記監視カメラにより不法投棄行為を撮影して画像を形成するステップと、
前記画像を監視センタに前記電力を用いて無線で送信するステップ
とを構成する不法投棄監視方法。
【請求項３４】
複数箇所の前記画像を時系列的に記録するステップと、
前記ステップで記録された前記複数箇所の時系列的画像に基づいて将来の不法投棄をコンピュータで予測するステップ
を更に構成する請求項３３の不法投棄監視方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水源保全システム、及び、不法投棄監視方法に関し、特に、不法投棄を抑制し、水質劣化又は不法投棄に基づく水質劣化を抑制する水源保全システム、及び、不法投棄監視方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダム湖の付近又は河川の付近のような水源の周囲である水源環境は、その環境保全が求められている。水源を汚染する汚染物質は、水とともに又は水に溶解して、上水用貯水池、工場、家庭を経て、海洋に流れ込む。海洋に流れ込む有害物質は、食物連鎖により最終的に、人体に蓄積される。汚染物質として、家電製品、コンピュータに用いられている重金属、その他の有害物質が多様に知られている。水源汚染は、広域的に拡大し、人知れずに生活の隅々に及ぶ。汚染は、水源で防ぐことが重要である。
【０００３】
産廃物質の不法投棄は、水源を汚染する。不法投棄防止技術は、多様に知られている。不法投棄の直接的防止に先だって、不法投棄の間接的防止は有効である。不法投棄の間接的防止技術として、監視カメラのダミーの設置が後掲特許文献１で知られている。家電製品に管理票を添付して不法投棄を監視する監視技術は、後掲特許文献２で知られている。監視技術を更に有効化するために監視装置に通信機能を付与することが有意義である。そのような通信機能の付与のために、電源が必要である。電源を組み込んだ通信機能付き不法投棄防止技術は、後掲特許文献３で知られている。そのような通信のために衛星通信技術を用いる不法投棄場所特定技術は、後掲特許文献４で知られている。携帯端末を携行する不法投棄監視員が携帯端末により監視員の存在位置と不法投棄日時を管理センタに送信して、管理センタで不法投棄データを蓄積するデータベースを構築して、不法投棄監視をシステム化する技術は、後掲特許文献５で知られている。
【０００４】
このような技術は、水源と電源とに関する知識と技術に欠けている。水源環境と電源環境とに基づく環境監視の技術の確立が求められる。更には、監視効率が向上することが望まれる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−２８１９００号
【特許文献２】
特開平１０−１６２６１１号
【特許文献３】
特開平１１−２４８８５号
【特許文献４】
特開平１１−２５２９６１号
【特許文献５】
特開２０００−２２２７９７号
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、水源環境と電源環境とに基づく環境監視の技術の確立する水源保全システム、及び、不法投棄監視方法を提供することにある。
本発明の他の課題は、更に監視効率が向上する水源保全システム、及び、不法投棄監視方法を提供することにある。
本発明の更に他の課題は、環境監視の設備コストを削減する水源保全システム、及び、不法投棄監視方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
その課題を解決するための手段が、下記のように表現される。その表現中に現れる技術的事項には、括弧（）つきで、番号、記号等が添記されている。その番号、記号等は、本発明の実施の複数の形態又は複数の実施例のうちの少なくとも１つの実施の形態又は複数の実施例を構成する技術的事項、特に、その実施の形態又は実施例に対応する図面に表現されている技術的事項に付せられている参照番号、参照記号等に一致している。このような参照番号、参照記号は、請求項記載の技術的事項と実施の形態又は実施例の技術的事項との対応・橋渡しを明確にしている。このような対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実施の形態又は実施例の技術的事項に限定されて解釈されることを意味しない。
【０００８】
本発明による水源保全システムは、水源環境（１）の水流の水流力を電力に変換する発電ユニット（２４）と、発電ユニット（２４）が出力する電力により動作し水源環境（１）の保全を監視する監視ユニット（１２）とから構成されている。発電ユニット（２４）と監視ユニット（１２）は水源環境（１）の中に配置される。水源の水質保全は、人類の医学生理学的環境の整備と、生態系の健全な循環の整備のために緊要の重大テーマである。そのような循環的環境の根源である水源環境は、人里離れて電力設備に乏しく、且つ、水質保全のためには悪環境を形成している。その水源環境は、幸いなことに、電力のパワーを秘めている。本発明は、そのような秘められた電力パワーを簡素な設備の追加により有効に利用することができる。水質保全は、不法投棄の抑制又は水質検査により効果的に可能になり、又は、不法投棄の抑制と水質検査の両立により更に効果的に実現される。
【０００９】
そのような水源環境（１）として、ダム湖（３）が代表的に例示される。発電ユニット（２４）は、上流側でダム湖（３）に流れ込む川又は渓流（９）に配置される。水源環境（１）は、川、特に、急流環境（９）であり得る。この場合には、発電ユニット（２４）は川に配置される。水源環境（１）は、山（２）と谷と谷に生成する川から形成されることが多い。水流は、山（２）の斜面に形成される水流であり得る。
【００１０】
監視ユニット（１２）は、水源環境（１）で行われる不法投棄の事実を監視することが重要である。又は、監視ユニット（１２）は、水源環境（１）の水質を監視する。水源の水は、飲料水として利用され、魚が生息する海の材料として利用され、循環的生態系の循環材料である。
【００１１】
発電ユニット（２４）は、本体（２８）と、本体（２８）に固定され回転する水車（２９）と、本体（２８）に固定され水車（２９）に結合する発電機（３１）と、電力の出力を制御する電力制御器（３２）とから形成される。発電設備は、物理的に一体的であるユニットとして構成され、トラック、ヘリコプターにより単一的に搬送され、交通事情が特に悪い水源環境（１）の中でその組立が不要である。電力制御器（３２）は、インバータを有し、設置するだけで直ちに発電電力の利用を可能にする。
【００１２】
監視センタ（４４又は５９）がシステム形成のために構成される。監視ユニット（１２）は、監視カメラ（４５）と、監視カメラ（４５）が採取する画像を監視センタ（４４）に無線で送信する送信アンテナ（４９）とから形成されている。監視センタ（４４）は、その画像を受信する受信アンテナ（５２）を有している。両アンテナ（４９，５２）により、画像通信と指令通信が無線で可能であり、有線設備の新たな設置を要しない。
【００１３】
監視センタ（４４）は、画像処理器（５３）を有する。画像処理器（５３）は、不法投棄のために用いる自動車のナンバーを抽出する機能を有する。画像処理器（５３）は不法投棄の不法投棄者の身体を抽出する機能を有する。身体の抽出は、身体の外形だけでなく、その挙動の動的特徴を抽出する機能を更に有することは、犯人特定の証拠力増強のために有効である。監視センタ（４４）は、不法投棄の日時を記録する記録器（５３）を更に有することが重要であり、不法投棄の動態を時系列的に記録することにより、将来に起こり得る不法投棄確率を算出するシミュレーションを高精度に客観的に実行することができる。コンピュータ（５３）がそのような機能を持つことは、犯罪心理学的に顕著に抑止効果がある。監視センタ（４４）は、監視員とともに移動自在であることは有効である。時間的に変動する不法投棄現場の位置推定と監視行為による監視員の移動とが一致する。
【００１４】
送電設備（４１）と、監視センタ（４４）とが同時的に構成される。送電設備（４１）は、発電ユニット（２４）と監視ユニット（１２）との間を接続する送電線（４２）と、送電線（４２）に介設される電力アクセスポイント（４３）とから形成される。送電線（４２）と電力アクセスポイント（４３）との最小限の設備の追加は、全システムの動作の電気的系統を低コストで構築することができる。中継ステーション（６２）の追加は、電力供給設備を更に低コスト化する。この場合には、複数の監視ユニット（１２）を含む監視ユニット群が形成される。監視ユニット群は、単数又は第１複数の監視ユニット（１２）を含む第１監視ユニット群（１２−１）と、単数又は第２複数の監視ユニットを含む第２監視ユニット群（１２−２）とから形成される。中継ステーション（６２）は、第１中継ステーション（６２−１）と、第２中継ステーション（６２−２）とから形成されている。更に多くの中継ステーションの増設は可能である。第１中継ステーション（６２−１）は、第１監視ユニット群（１２−１）の監視ユニット（１２）と受信アンテナ（５２）との間を中継し、第２中継ステーション（６２−２）は、第２監視ユニット群（１２−２）の監視ユニットと受信アンテナ（５２）との間を中継する。
【００１５】
監視ユニット（１２）は、不法投棄状況を画像として採取する監視カメラ（４５）を形成する。コンピュータが監視ユニット（１２）の中に、又は、監視センタ（４４）の中に、又は、全国的に単一に設置される中央コンピュータ又はサーバーとして構成され得る。コンピュータは、画像に基づいて不法投棄情報を抽出し、その不法投棄情報は不法投棄地点と不法投棄時点とを含むことが重要である。不法投棄情報は、投棄物質と投棄量とを更に含むことがより重要である。コンピュータは、複数の不法投棄地点の点列に基づいて将来の不法投棄地点の移動を推定する。
【００１６】
そのような移動は、水源環境（１）の中で水位が高くなる方向であり得る。コンピュータは、複数の不法投棄時点の点列に基づいて将来の不法投棄時点の移動を推定する。移動は将来の不法投棄の時間的間隔として確率統計的に計算され得る。コンピュータは、複数の不法投棄地点と複数の不法投棄時点とに基づいて将来の不法投棄地点の移動速度を推定することができる。このような計算推定の機能を持つことを公表することは、不法投棄を劇的に減少させる抑止効果がある。コンピュータは、複数の投棄量に基づいて将来の投棄量の変動を推定することができ、より重点的に監視行動を計画化することができる。
【００１７】
コンピュータは、１つの不法投棄地点とその１つの不法投棄地点に対応する複数の不法投棄時点とに基づいて、その１つの不法投棄地点の不法投棄確率を計算することが慣用の確率理論に基づいて可能である。コンピュータは、複数の不法投棄地点とその不法投棄地点に対応する複数の不法投棄時点とに基づいて、その不法投棄地点で不法投棄が行われる不法投棄確率を計算することができる。
【００１８】
監視カメラの配置点は、林道沿いの落差形成地点（１３）、渓流形成斜面点（１２）、林間空地周域点（１５）、幹線道路近辺点（１８）、見えにくい林道折曲地点、昼間に暗い鬱蒼地点、山間領域点、谷間点を要素とする集合から選択される２点又は２点以上の地点である。設置点の適正配分は、不法投棄確率計算の値の信頼性を向上させることができる。配置点として幹線道路近辺点（１８，２２）が選択されることは、顕著に効果的である。
【００１９】
不法投棄情報が不法投棄地点に対応する不法投棄回数を含むことは、確率計算の高精度予測のために顕著に重要である。その場合に、コンピュータは、水源環境（１）の電子マップを作成し、不法投棄回数に対応する複数領域に電子マップを分割することが有効である。コンピュータは、不法投棄回数に対応する色で複数領域を表示することは、監視行動の立案を容易にする。コンピュータは、監視員に携行されて移動自在であることは監視行動の合理化のために顕著に有効である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図に対応して、本発明による水源保全システムは、水源環境に水力発電ユニットと監視ユニットとが広域的に配置される。その水源環境１は、図１に示されるように、両側の山又は峰（以下、山嶺といわれる）２と、山嶺２に広域的に囲まれる貯水環境３と、局所的水力増大環境４と、貯水環境３の周域に配置されている林道５と、林道５の末端領域を形成する空地６とから形成されている。貯水環境３として、ダムが例示されている。そのダムは、低地領域７と、堰（ダムアーチ）８と、堰８に堰止められて低地領域７に貯留される水とから形成されている。局所的水力増大環境４は、貯水環境３に流れ込む水流を形成する水流形成環境である。水流形成環境として、渓流、幅が狭い川、滝が例示される。局所的水力増大環境４は、渓流、幅が狭い川、滝により、急に水流幅が狭くなり水深が急に深くなる急流環境９を形成し、そこの局所的水力を増大させている。
【００２１】
林道５は、幹線道路１１に接続している。監視ユニット１２は、林道５に沿う複数の林道沿い位置点１３、貯水環境３又は貯水環境３に含まれる貯水環境位置点１４、空地６の近傍周囲の空地位置点１５、局所的水力増大環境４に含まれ又は局所的水力増大環境４の近傍に含まれる水力増大環境位置点１６、山嶺２又は山嶺２に含まれる斜面領域の近傍の山嶺位置点１７に配置される。監視ユニット１２は、水源環境１の多様に特徴的な既述の位置点に配置されるだけでなく、幹線道路１１から林道５が分岐する分岐交叉位置点１８に配置されることが重要である。監視ユニット１２は、更に、貯水環境３より下流側にある下流側河川１９に幹線道路１１が交叉する橋梁２１の橋梁近傍位置点２２に配置されることが効果的である。不法投棄車両２３は、分岐交叉位置点１８に配置される監視ユニット１２により必ず監視され、橋梁近傍位置点２２に配置される監視ユニット１２により監視される確率（５０％）が非常に高い。監視ユニット１２として、図１には、監視カメラが例示されている。
【００２２】
水力発電ユニット２４は、局所的水力増大環境４、特に、局所的水力増大環境４に含まれる急流環境９に配置される。急流環境９は、流れ幅が狭くなる領域、落差が急に大きくなる領域を含む。水力発電ユニット２４は、図２に示されるように、新設されるマイクロ発電システム２５に含まれて、渓流２６に沿う渓流沿い領域２７に敷設される。渓流沿い領域２７は、マイクロ発電システム２５の中で適正落差Ｈを自然に形成している。水力発電ユニット２４は、ユニット化するためのユニット本体（基台）２８と、ユニット本体２８に軸受されて回転自在に支持される水車２９と、水車２９に軸結合する発電機３１と、発電機出力を制御する制御器３２とから形成されている。水車２９は、慣用的にマイクロ水車又は小型水車と呼ばれていて、横軸クロスフロー水車が適正である。横軸クロスフロー水車は、軸方向に延びそれの回転軸に固着され１円筒面上に配置される複数の動翼を備えている。制御器３２は、発電機出力の電圧と周波数を制御するインバータ又はコンバータと、交流出力端子（図３の参照番号４０）を備えている。水力発電ユニット２４は、トラック又はヘリコプターにより１ユニットとして搬送され、現場でトラッククレーンにより吊されて規定位置を定める脚台３３に載置されて固定される。
【００２３】
マイクロ発電システム２５は、既述の水力発電ユニット２４の他に、渓流沿い領域２７の低位領域に敷設される脚台３３と、渓流２６から水を取り入れる取水口（図示されず）を持つ上位の貯水槽３４と、貯水槽３４の水面側に配置される除塵スクリーン３５と、貯水槽３４の水取出口から水を水車２９の上方部位に案内する導水管３６から構成されている。ユニット本体２８は、それに開けられているボルト通し穴３７に通されるボルト（図示されず）により、脚台３３に強固に固着される。水力発電ユニット２４の両側には、排水壁３８が配置され、水車２９に回転力を与えた水流３９は、排水壁３８に案内されて、渓流２６に合流し、周囲環境を保護している。
【００２４】
図３は、既述の実施の形態に通信設備が追加される通信システムを示している。水力発電ユニット２４と監視ユニット１２との間には、送電設備４１が新設される。送電設備４１は、送電線４２と電力アクセスポイント４３とから構成されている。電力アクセスポイント４３は、送電線４２に介設されている。監視システムは、マイクロ発電システム２５と監視ユニット１２と送電設備４１の他に、監視モニタユニット４４を備えている。
【００２５】
監視ユニット１２は、監視カメラ４５と、近接センサ４６と、警報器４７と、双方向情報制御ユニット４８と、双方向情報制御ユニット４８に双方向に接続する監視システム内無線ＬＡＮ用アンテナ４９とから形成されている。警報器４７は、図１に示されるように、監視ユニットから独立して適正位置に配置され得る。双方向情報制御ユニット４８は、監視カメラ４５が形成する画像データをＬＡＮ用プロトコルにより監視モニタユニット４４に送信し、監視モニタユニット４４が生成する指示情報をＬＡＮ用プロトコルにより受信する送受信機能を有している。水力発電ユニット２４は、発電した電力を出力する出力端子４０をユニット本体に一体に備えている。
【００２６】
近接センサ４６は、動体を検出するセンサ機能を有している。近接センサ４６は、人、特には、車輌の存在を検出することができる。近接センサ４６は、赤外線レーダ、磁気変化検出センサのようなレーダー機能を有する動体探知機能を有している。近接センサ４６は、画像を分析し画像処理により動体を抽出して、人、車輌、熊の区別をするとともに、その動体の存在角度と距離を計算により検出する画像処理機能を併せ持つことは有効である。監視モニタユニット４４がそのような画像処理機能をもつことは有効である。近接センサ４６が画像処理機能を持つことは、監視ユニット１２のユニット数が多くなる場合に、近接センサ４６のそれぞれが画像処理をリアルタイムに実行して、複数場所の同時的不法投棄の同時的複数事実をリアルタイムにそれぞれに追跡することができる点で顕著に有益である。
【００２７】
監視カメラ４５は、近接センサ４６の動体検出信号に基づいて、動体の存在位置に焦点を自動的に調整し入手した画像に対して画像処理を実行して、高分解能にその動体の特徴を抽出することができる動体識別機能を有している。監視モニタユニット４４がそのような動体識別機能を持つことは有効である。監視カメラ４５が動体識別機能を持つことは、監視ユニット１２のユニット数が多くなる場合に、監視カメラ４５のそれぞれが画像処理をリアルタイムに実行して、複数場所の同時的不法投棄の複数事実をリアルタイムにそれぞれに追跡することができる点で顕著に有益である。監視カメラ４５は、動体を自動的に追尾（追跡）する自動追尾機能を有することが顕著に重要である。監視カメラ４５は、自動追尾用雲台（図示されず）に２軸回転自在に支持されることが好ましい。
【００２８】
双方向情報制御ユニット４８と監視システム内無線ＬＡＮ用アンテナ４９は、複数場所の不法投棄の複数状況をリアルタイムに監視モニタユニット４４に同時的に送信し、その事実に対応する指示信号を監視カメラ４５と近接センサ４６に監視モニタユニット４４から同時的に送信することができる送受信機能を有している。監視システム内無線ＬＡＮ用アンテナ４９は、広域的連絡のための有線施設コストに比べて格段に低い通信設備コストを実現する。
【００２９】
監視モニタユニット４４は、単一又は複数の無線ＬＡＮアクセスポイント５１に接続している。無線ＬＡＮアクセスポイント５１は、監視システム内統合無線ＬＡＮ用アンテナ５２を介して、複数の監視システム内無線ＬＡＮ用アンテナ４９に双方向に無線信号プロトコルにより接続している。監視システム内統合無線ＬＡＮ用アンテナ５２の数は、監視システム内無線ＬＡＮ用アンテナ４９の数より少なく、特には、監視システム内統合無線ＬＡＮ用アンテナ５２は単一である。監視モニタユニット４４は、既述の画像処理機能と動体識別機能を持つコンピュータ５３と、モニタ側警報器５４と、監視画像モニタ５５と、フレームスイッチャ５６とから形成されている。コンピュータ５３と、モニタ側警報器５４と、監視画像モニタ５５と、フレームスイッチャ５６とは、モニタユニット内ＬＡＮ５７により信号的に接続している。フレームスイッチャ５６は、複数の監視カメラ４５が採取する画像フレームを切り替えてその画像フレームの画像を監視画像モニタ５５に表示するスイッチング機能を有している。監視モニタユニット４４は、監視員５８に動体に可搬式に移動することができることは顕著に有益である。この場合には、監視員５８は監視モニタユニット４４に含まれる。監視モニタユニット４４は、固定局として敷設され得る。
【００３０】
監視センタ５９が、監視モニタユニット４４と別個に配置されることは有益である。監視センタ５９は、全国的に単一の設備であり、又は、１広域監視区域に単一に敷設される地域的総合監視センタとして敷設され得る。監視センタ５９の稼動のために必要である電力は、電力アクセスポイント４３から分電されて供給されることは顕著に有益である。監視モニタユニット４４が固定局として設備される場合には、監視モニタユニット４４は監視センタ５９の一部として構成される。監視モニタユニット４４は、監視員とともに監視車輌に搭載され得る。
【００３１】
コンピュータ５３は、監視事実の履歴データを記録する。監視事実の履歴データは、車輌映像、その車輌映像に基づいて抽出される車輌データ（例示：機種とナンバープレートの番号）、投棄の時間的前後の映像、不法投棄者の身体的特徴（例示：顔映像、服装、動作）を含み、このような時系列的データはコンピュータ５３のメモリに記録される。身体動態の連続映像に基づく画像解析は、その不法投棄者を特定することができる程度の高精度な分析を実行することができる（例示：固有ベクトル解析法）。顔映像と服装と動作の組合せは、犯人を絶対的確定精度の情報を有する。不法投機車輌の機種とナンバープレートは、悪質投棄業者を特定することができる。不法投機車輌の時系列的情報（季節的時期、月内時期、週内時期、日内時刻）と空間的系列情報（投棄場所の連鎖的情報）は、過去の時系列的データに内在する特徴的パターンを有し、将来の時間的空間的投棄予測を可能にする重要なデータとしてコンピュータ５３のメモリ、又は、全国的に単一に存在する情報分析会社のコンピュータメモリ（図示されず）に保存される。
【００３２】
不法投棄動作が監視カメラ４５又はコンピュータ５３で高確度に確認される場合には、既述の情報採取の他に、警報器４７により警報が出される。その警報の出力に係わらず不法投棄が実行された場合には、既述のデータに基づく証拠により関係機関により法律的処分が実行される。不法投棄は、監視モニタユニット４４のモニタ側警報器５４から監視員５８に警報により報知される。監視員５８は、フレームスイッチャ５６を用いて不法投棄現場を画像化する監視ユニット１２を選択し、リアルタイムに不法投棄事実を観察し、コンピュータ５３を用いて、監視カメラ４５に追尾指令を送信し、監視カメラ４５のズームレンズを動作させて、車輌と犯人の既述の特徴を収集し、更には、監視モニタユニット４４を携行して、不法投棄現場に急行することができる。この場合には、監視員は、警備員又は警察官であり得る。
【００３３】
図４は、本発明による水源保全システムの実施の他の形態を示し、特に、それのデータ伝送を示している。多数の監視ユニット１２を含む監視ユニット群のうちの第１複数の第１監視ユニット部分群１２−１のそれぞれの監視システム内無線ＬＡＮ用アンテナ４９からそれぞれに個別的に出力される不法投棄現場データ（例示：監視カメラ４５が採取する画像）６１は、第１中継ステーション６２−１で中継されて、監視モニタユニット４４の監視システム内統合無線ＬＡＮ用アンテナ５２に伝送される。監視ユニット群のうちの第２複数の第２監視ユニット部分群１２−２のそれぞれの監視システム内無線ＬＡＮ用アンテナ４９からそれぞれに個別的に出力される不法投棄現場データ（例示：監視カメラ４５が採取する画像）６１は、第２中継ステーション６２−２で中継されて、監視モニタユニット４４の監視システム内統合無線ＬＡＮ用アンテナ５２に伝送される。
【００３４】
中継地点を設けることは、第１監視ユニット部分群１２−１の有効中心点と第２監視ユニット部分群１２−１の有効中心点と共通の監視システム内統合無線ＬＡＮ用アンテナ５２との間の無線伝送距離の合計を短縮して、監視システム内無線ＬＡＮ用アンテナ４９と監視システム内統合無線ＬＡＮ用アンテナ５２の送受信用電力を削減し、更に、送受信装置の規模を小さくすることができる点で有利である。このことは、監視システム内無線ＬＡＮ用アンテナ４９から監視モニタユニット４４に向かう送電電力を削減することができるとともに、監視モニタユニット４４から監視システム内無線ＬＡＮ用アンテナ４９に操作信号６３を送信する送信電力を削減することができる点で有利である。中継ステーション６２と監視システム内統合無線ＬＡＮ用アンテナ５２との間で、不法投棄現場データ６１と操作信号６３を双方向に送信することは、更に送信電力を削減することができる。中継ステーションの追加は、マイクロ発電システム２５が複数位置に配置される場合に特に有効である。
【００３５】
図５は、本発明による水源保全システムの実施の他の形態を示し、特に、不法投棄監視計画の策定方法又は不法投棄監視方法を示している。
ステップＳ１：
図１に示されるような水源環境１と幹線道路１１を含む水源周域とから形成される水源立地環境は、電子マップ化される。初期的電子マップの作成に次いで、不法投棄候補地点が推定される。不法投棄候補地点として、産廃投棄が物理的に容易である物理的容易地点と、産廃投棄が目立たない心理的容易地点がある。物理的容易地点は、林道沿いの落差形成地点（例示：道路脇の崖）、渓流形成斜面、林間空地周域、幹線道路近辺が経験則的に適正に例示される。心理的容易地点として、見えにくい林道折曲地点、昼間に暗い鬱蒼地点、山間領域、谷間が経験則的に適正に例示される。このような候補地点は、初期的電子マップに電子的に位置番号対応的に記入される。候補地は、コンピュータ上でアドレス化（２次元座標化）される。
【００３６】
ステップＳ２：
不法投棄監視地点、その近傍、又は、その不法投棄監視地点に対して鳥瞰的に見晴らしがよい地点に監視カメラを設置する監視カメラ設置点を電子マップに記入する。ステップＳ２は、現実に監視カメラ１２が設置された後には、監視ステップに一致する。監視ステップでは、不法投棄される前の画像と不法投棄後の画像が採取されて自動記録される。
【００３７】
ステップＳ３：
現実に不法投棄が行われ、その不法投棄場所が候補地点でない場合には、監視員は、ステップＳ２に戻って電子マップにその不法投棄地点を新たに書き込む。候補地点又は現実不法投棄地点に位置対応する不法投棄事実は、同一地点の不法投棄回数とともに電子マップにテーブル化されて書き込まれる。そのようなテーブルは、別個に設けられ得る。不法投棄地点と不法投棄回数は、コンピュータ内の電子マップ以外の記録場所である電子テーブルに書き込まれ得る。
【００３８】
ステップＳ４：
同一地点の不法投棄回数は、段階表示（例示：レベル数、色分け）されて電子マップ上に書き込まれることが好ましい。電子マップは、色分けされた不法投棄頻度地図として再構成される。地図色は、コンピュータ５３で計算される不法投棄頻度又は不法投棄確率に一致して対応する。不法投棄事実の集積データは、不法投棄確率と不法投棄地点との相関を内在させている。不法投棄確率と不法投棄地点との相関は、不法投棄事実の集積データに基づいて、コンピュータ５３、又は、計算センタのコンピュータにより計算的に抽出される。ステップＳ４は、そのように抽出された相関に基づいて、既述の入力済み地点の将来の不法投棄確率を算出することができ、更に、その相関に基づいて今後に不法投棄される確率が高い新候補地点が割り出される。その割出しのための相関データとして、不法投棄地点の上流側への移動、渓谷の深度方向への移動、このような物理的人為的判定容易でない不法投棄者の悪意的作戦的心理的傾向による投棄位置の変動が例示される。そのような移動傾向に基づいて、投棄予測シミュレーションが実行される。投棄予測シミュレーションは、投棄位置数の増大とその位置の投棄確率に基づいて、定期的に又は適正時期に自動的に実行される。
【００３９】
コンピュータは、１つの不法投棄地点とその１つの不法投棄地点に対応する複数の不法投棄時点とに基づいて、その１つの不法投棄地点の不法投棄確率を計算することができる。各不法投棄地点に関して過去の複数の不法投棄事実（回数）は、その地点で不法投棄が行われる確率を示している。そのような確率は、時系列的に変動し、特には、やがて零に集束することは確かな経験則である。コンピュータは、複数の不法投棄地点と不法投棄地点に対応する複数の不法投棄時点とに基づいて、その特定される不法投棄地点で不法投棄が行われる不法投棄確率を計算することができる。このように同一地点で不法投棄が行われる時間的確率と同じ時刻で不法投棄が行われる場所的確率とを知ることは、将来のダイナミックに変化する動的確率の推定の推定精度を高くすることができる。
【００４０】
時系列に記録される空間的不法投棄情報と時間的不法投棄情報のデータの推移は、将来の不法投棄場所と不法投棄時点との推定を可能にする。不法投棄の時間的点列の間隔の大小の変動（数列の動態）は、特定場所に関して将来の不法投棄の次の時間間隔の推定を高精度に容易にする。不法投棄の空間的点列の間隔の大小の変動（数列の動態）は、特定時刻に関して将来の不法投棄の次の場所的間隔の推定を高精度に容易にする。両推定は、不法投棄場所の移動方向とその移動速度の推定を可能にする。
【００４１】
ステップＳ５：
そのシミュレーションに基づいて、将来確率が電子マップ上に色分けされ、投棄予測結果が、コンピュータ５３のディスプレイに表示される。
【００４２】
ステップＳ６：
ステップＳ５とステップＳ６の予測に基づいて、監視ユニット１２の再配置計画が策定される。不法投棄の新たな予測地点が電子マップ上に書き込まれ、その書き込みに対応するメッセージがコンピュータ５３のディスプレイに表示される。
ステップＳ７：
予測地点の新たな書き込みに対応して、適正時期にその予測点に監視ユニット１２が新たに現実に配置される。予測地点の増大に対応して、必要であれば水力発電ユニット２４が新設される。
【００４３】
図６は、既述のステップＳ５の詳細を示している。第１データベース６３は、過去の現実の不法投棄地点と不法投棄回数と不法投棄時点と投棄物質と投棄量との集積である。不法投棄地点と不法投棄回数と不法投棄時点と投棄量のそれぞれの微分（推移変動データ）は、コンピュータにより計算される。投棄物質を番号化することにより、投棄物質の推移を微分化することができる。このように、投棄物質の推移予測は定量化され得る。第２データベース６４は、既述の物理的容易地点と心理的容易地点とが集積している。第３データベース６５は、電子マップ上の地図の各点の３次元座標（特には標高）と周辺地域の土地利用形態を集積している。第４データベース６６は、既述の将来的不法投棄確率を各点について集積している。
【００４４】
ステップＳ１１：
既述の通り、不法投棄地点と不法投棄回数と不法投棄時点と投棄物質と投棄量とに基づいて、投棄物質に対応する不法投棄場所統計値が取得される。
ステップＳ１２：
不法投棄場所統計値Ａ（ｔ，ｘ，ｙ，ｚ）は、不法投棄時期変数ｔと不法投棄場所ｘ，ｙ，ｚの３次元位置座標変数の４次元変数により記述されている。
ステップＳ１３：
時刻又は時間帯について、不法投棄統計値Ａから不法投棄場所の不法投棄確率Ｐが予測され得る。場所について、不法投棄統計値Ａから不法投棄時間の不法投棄確率Ｐが予測され得る。全地点について、不法投棄確率Ｐ（ｔ，ｘ，ｙ，ｚ）が計算され得る。
【００４５】
生活生命の基礎である水を提供する水源領域は、周囲環境より低位にあって、周囲環境から多様な有害化学物質と多様な有益化学物質が重力作用により流入する。そのような低位の周囲環境にしみ込む水は、地下水になって下流の川又は湖水に湧出する。低位領域を形成する貯水領域は、産廃を投棄するために（犯罪者にとって）好都合な物理的空間を形成している。多様に水を集める水源環境は、重力的に水を流して水流を形成する環境を同時に形成している。このような水源環境は、同時に、人里離れて電力供給に乏しい環境に一致していることが多い。その水源領域に形成される水流を電力化して、その電力で動作する監視機器により水質保全を行うことは、一石二鳥又は一石三鳥の効果がある。ダム又は湖水は、飲料水貯蔵、洪水防止、水量調整、養殖養魚場、農業用水貯留のように多目的に利用される。このような水源環境は、これが不法投棄のために利用されるならば、生活生命の基礎である水源環境は、殺傷物質を集めて広域に害毒を分散させる汚染源環境に早変わりする。ダム又は湖水は、発電のためにも利用される。ダムアーチ、小型堰、又は、発電所から遠く離れた上流側地域には、その発電の電力が供給されていないことが多い。ダムに発電設備がなく、ダムアーチの近辺の発電所の供給電力を利用することができず、又は、その電力の利用のための送電設備のコストが高くつく場合には、水源領域に流れ込む水流のパワー（自然エネルギー）を利用して、そのパワーを監視システムの動力源、通信電力源として活用し、結果的に水質環境を保全することは、その水源環境を水源領域内良循環サイクルを実現することができ、このような良循環的環境保全の計画は顕著に賢明である。
【００４６】
監視カメラの配置点の分散化と適正化は、監視効率の向上のために重要である。そのような配置点として、不法投棄確率が高い複数の地点を一望に俯瞰しやすい地点、投棄確率が高い局所地点の画像を高分解能に作成することができる地点が有効に例示される。設置数が少なく限られ幹線道路と水源下流の幹線道路の交叉点の橋梁の近辺に分岐点が位置する林道入り口は、不法投機車輌が通過する確率が極めて高く、データの有効収集の効率が高く、そのような入り口で速度が遅くなる車両のナンバープレートと運転手の画像は高分解能に採取される。
【００４７】
予測シミュレーション機能を持つことを公表することは、不法投棄者に強いプレッシャをかけ、不法投棄抑止効果が大きい。ある地域で得たシミュレーション結果を他の地域で活用することは、不法投棄者の作戦の無効性をその投機者に強く訴えかけて抑止効果が大きい。
【００４８】
環境保全の主目的は、水質保全にある。監視カメラに代替して、随所に水質監視機器を配置することは有効である。監視カメラと水質監視機器とを同時的に配置することは、見逃した不法投棄による水質変動のデータから不法投棄の時期と場所とを逆算的に計算により求めることができる。
【００４９】
監視員は、監視ユニットを携行して不法投棄現場に急行することができる。監視員は、監視カメラに対する不法投棄車輌又は不法投棄者の相対的位置を正確に中央監視センタに報告することができる。中央監視センタは、その報告に基づいて、監視カメラの光軸方向の調整を実行する。監視員は自己が携行して持つ監視ユニット１２の操作機器を用いて、直接に、又は、監視センタの制御機器を用いて、監視カメラの光軸調整をリアルタイムに実行することができる。監視員は、予測シミュレーションの不法投棄低確率地域を重点的に監視して、不法投機者の悪知恵に対向することができる。
【００５０】
水流量が多い流れに筏をロープで固定的に浮かせ、その筏に水力発電ユニット２４を設置することは有効である。短いトンネルを形成し、そのトンネルに渓流の水を誘導し、トンネル内に水力発電ユニット２４を設置することは有効である。
【００５１】
顔を隠して行動する不法投棄者の挙動の動態の固有ベクトル分解法に基づく挙動特徴の抽出は効果的である。ナンバープレートと挙動特徴とは、犯人を高精度に確定するデータを提供する。ナンバープレートが覆い隠されている場合には、車輌の外形特徴と運転動態の特徴を割り出すことが証拠力を高めることができる点で有効である。
【００５２】
水源保全は、不法投棄の阻止の他に水質センサによる水質データの蓄積により可能である。水質変動の動的変化は、不法投棄場所の時間的、空間的推移に統計的に対応する。不法投棄にデータ的に連動しない水質監視は、将来的に重要になる課題である。水質監視は、山林の生育状況の把握、地滑りの発生の把握、山火事の発生の把握、湖水又はダム湖のアオコの初期的発生の把握、飲料用ダム湖の水質変化の把握のために重要である。不法投棄は、水質変化の多くの原因の一つである。
【００５３】
【発明の効果】
本発明による水源保全システム、及び、不法投棄監視方法は、水源環境の水質監視の技術を確立し、水質監視のコストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による水源保全システムの実施の形態を示す平面図である。
【図２】図２は、発電ユニットの配置を示す斜軸投影図である。
【図３】図３は、本発明による水源保全システムの実施の電力供給を示すブロック図である。
【図４】図４は、本発明による水源保全システムの実施の通信を示すブロック図である。
【図５】図５は、本発明による水源保全システムの実施の形態を示す動作フロー図である。
【図６】図６は、本発明による水源保全システムの実施の他の形態を示す動作フロー図である。
【符号の説明】
１…水源環境
２…山
３…ダム湖
９…渓流（急流環境）
１２…監視ユニット
１２−１…第１監視ユニット群
１２−２…第２監視ユニット群
１３…落差形成地点
１５…林間空地周域点
１８…幹線道路近辺点（幹線道路近辺点）
２２…幹線道路近辺点
２４…発電ユニット
２８…本体
２９…水車
３１…発電機
３２…電力制御器
４１…送電設備
４２…送電線
４３…電力アクセスポイント
４４…監視センタ
４５…監視カメラ
４９…送信アンテナ
５２…受信アンテナ
５３…画像処理器（コンピュータ又は記録器）
５９…監視センタ
６２…中継ステーション
６２−１…第１中継ステーション
６２−２…第２中継ステーション
【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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