(57)【要約】【課題】外気温度に変化が生じても、検出精度を保つことによって、中小規模の工事であっても、廉価でセンサの施工も簡便な傾斜地崩壊予知システムを提供する。【解決手段】斜面崩壊予知システム１は、傾斜角度検出器２に備わる加速度センサ３のセンサ出力に基づいて斜面９の傾斜角度を検出し、傾斜角度に基づいて斜面９の崩壊を予知する。加速度センサ３のセンサ出力に対して、温度センサ４で検出した加速度センサ３の周囲温度の変化に応じた温度補正を施す。こうした温度補正をすることによって、傾斜角度出力の精度を向上し、警報を出すときの精度を向上することができる。警報を送出タイミングの精度向上のため、警報を送出するか否かの判定の基礎となる閾値を、地盤の水分量や傾斜角度の変化速度で修正することができる。【選択図】図１
2007225334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加速度センサのセンサ出力に基づいて検出した斜面の傾斜角度に基づいて前記斜面の崩壊を検知する斜面崩壊予知システムにおいて、前記加速度センサのセンサ出力に対して、外気温度の変化に応じた温度補正を施すことを特徴とする斜面崩壊予知システム。
【請求項２】
個々の半導体から成る前記加速度センサのオフセット出力に生じる当該加速度センサ固有の温度ドリフト特性を予め計測して記憶しておき、前記温度補正は、記憶された前記温度ドリフト特性に基づいて定められることを特徴とする請求項１に記載の斜面崩壊予知システム。
【請求項３】
加速度センサのセンサ出力に基づいて検出した斜面の傾斜角度に基づいて前記斜面の崩壊を検知する斜面崩壊予知システムにおいて、前記斜面の崩壊は検出された前記傾斜角度を警報閾値と比較することによって判定されており、前記警報閾値は前記斜面の地盤の水分量に応じて修正することを特徴とする斜面崩壊予知システム。
【請求項４】
前記警報閾値は、前記水分量が多いほど低い値に修正されることを特徴とする請求項３に記載の斜面崩壊予知システム。
【請求項５】
加速度センサのセンサ出力に基づいて検出した斜面の傾斜角度に基づいて前記斜面の崩壊を検知する斜面崩壊予知システムにおいて、前記斜面の崩壊は検出された前記傾斜角度を警報閾値と比較することによって判定されており、前記警報閾値は前記傾斜角度の変化速度に応じて修正されることを特徴とする斜面崩壊予知システム。
【請求項６】
前記警報閾値は、前記傾斜角度の変化速度が速いほど低い値に修正されることを特徴とする請求項５に記載の斜面崩壊予知システム。
【請求項７】
前記加速度センサは、前記斜面の地盤に突き刺されるスライド棒と当該スライド棒にスライド係合するヘッド部とを備える傾斜角度検出器の前記ヘッド部に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の斜面崩壊予知システム。
【請求項８】
加速度センサのセンサ出力に基づいて検出した斜面の傾斜角度に基づいて前記斜面の崩壊を検知する斜面崩壊予知システムにおいて、前記加速度センサを搭載する傾斜角度検出器は斜面崩壊の滑り面より深い地中部分まで打ち込まれていることを特徴とする斜面崩壊予知システム。
【請求項９】
前記傾斜角度検出器は、前記斜面の地盤に突き刺されるスライド棒と当該スライド棒にスライド係合するヘッド部とを備え、前記加速度センサは、前記スライド棒の少なくとも先端部に設けられていることを特徴とする請求項８に記載の斜面崩壊予知システム。
【請求項１０】
前記加速度センサは、前記斜面の地盤に突き刺し方向に対して直交する平面内に配置された直交２軸センサであることを特徴とする請求項７又は９に記載の斜面崩壊予知システム。
【請求項１１】
前記加速度センサは、当該加速度センサを搭載した加速度センサユニットとして前記スライド棒又は前記ヘッドに取付け具によって取り付けられることを特徴とする請求項７、９又は１０に記載の斜面崩壊予知システム。
【請求項１２】
前記加速度センサは、自動車用の加速度センサであることを特徴とする請求項７、９、１０又は１１のいずれか１項に記載の斜面崩壊予知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、加速度センサのセンサ出力に基づいて検出した斜面の傾斜角度に基づいて、斜面の崩壊を事前に検知しようとする斜面崩壊予知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
道路拡張工事や急傾斜地対策工事については、その施工時に法尻を掘削する作業があるが、掘削の際に斜面が崩壊し、労働災害につながる場合がしばしば見られる。また、自然の傾斜地や建設工事の際に造成した切土や盛土が地震や大雨等に起因して斜面崩壊を起こすこともある。こうした災害を防止するには、地盤の変位等を常々計測し、その計測値を的確に判断して、崩壊の可能性を予知する技術が必須である。
【０００３】
従来、この傾斜地の崩壊を予知するシステムとして、斜面にセンサを取り付けて、そのセンサからの検出値に基づいて斜面の崩壊を予知しようとするものがある。この方法の多くは、光ファイバーケーブル、ピアノ線或いは感圧ケーブルを工事対象となる斜面全体に敷設し、これらの線に加わる力の変化量を検出し、所定以上の変化量を検知することに基づいて崩壊を予知することを図っている。
【０００４】
こうした傾斜地崩壊の予知の一例として、感圧ケーブルのインピーダンス変化を用いるものがある（特許文献１）。この方法は、中心に感圧ケーブルを通す貫通孔を有し、一方の接続部を球形とし、他方の接続部を凹球形部としたパイプユニットを順次結合し、前記孔に感圧ケーブルを通して地中に配置するものである。斜面が崩壊して相隣るパイプユニットが曲がると結合部分の双方の孔の食い違いにより前記感圧ケーブルに圧縮が生じ、この圧縮により感圧ケーブルのインピーダンスに変化が生じる。電気パルスを入射し、インピーダンスの変化の影響を受けた反射波を測定して崩壊の発生の検出を図っている。
【０００５】
また、別の傾斜地崩壊の予知システムの一例として、崩壊検知センサを用いて斜面の崩壊を検知し、無線により遠隔地に知らせる斜面崩壊検知方法及び装置が提案されている（特許文献２）。この提案によれば、ケースが鉛直姿勢から傾斜姿勢に変化したことを検出し、所定の周波数を持つ電波を発信する崩壊検知センサと、この崩壊検知センサが発信する電波を受信する受信器及びこの受信器が電波を受信したことを表示する表示器から成る警報受信装置とを具備しており、崩壊検知センサを被監視場所に鉛直姿勢で設置し、警報受信装置が所定の周波数の電波を受信したことを上記表示器に表示させることにより、上記崩壊検知センサの設置場所が崩壊したと判定している。
【０００６】
更に別の傾斜地崩壊の予知システムの一例として、張設した検知用ワイヤの上端に検知部を設けた斜面監視システムがある（特許文献３）。この斜面監視システムは、斜面に密着して下端をアンカーに固着した検知用ワイヤを張設し、その上端にスイッチから成る検知部を設けて構成されている。斜面に亀裂が生じたり膨潤したりすると、ワイヤが引っ張られ、スイッチの可動片が固定接点に接触する。監視部はスイッチの導通によって斜面の異常を認識し、報知部により監視者に対して異常報知を行う。
【０００７】
しかしながら、この種の予知システムは、センサの敷設工事が大がかりになり、またセンサ及びその敷設費用が高くなるという問題がある。その他の予知方法としては、地下水中のナトリウムイオン濃度の変化や降雨量のデータ解析、地質パターンの多変量解析等、各種パラメータの統計処理による予測等があるが、予知精度の信頼性に問題があるとともに短期間の工事には適用できないという問題点がある。また、図１１に示すように、斜面４０に、加速度センサを備えた傾斜角度検出器５０を打ち込んだ場合（図１１（ａ））、傾斜角度検出器５０の打ち込み深さが傾斜した滑り面４１より上の地盤４２内に留まるときには、地盤４２が傾斜角度検出器５０共々、滑り面４１上を平行に滑る。この際には、傾斜角度検出器５０の加速度センサも当初は平行移動するだけとなり得るので、斜面の崩壊を検出するのが遅れるという問題がある。
【特許文献１】特開平７−２７０２６２号公報（段落［０００９］〜［００１０］、図１）
【特許文献２】特開平１１−１０１６３８号公報（段落［００１３］〜［００１５］、図１）
【特許文献３】特開２０００−２５８１９３号公報（段落［００１３］〜［００１７］、図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
加速度センサを利用した斜面崩壊予知システムはフィールドに設置されるため、半導体から成る加速度センサの場合、加速度センサのオフセット出力は、周囲温度の変化により変動（ドリフト）することがしばしばある。こうした外気温度の変化に起因したドリフトは、検知精度に問題を提起する。そこで、外気温度に変化が生じることは不可避であるが、そうした場合でも斜面の傾斜角度の検出精度を保つことが好ましい。
また、傾斜地地盤の含水量が多くなるほど、地盤が緩くなっており斜面崩壊の可能性が高いと考えられる。そこで、傾斜地地盤の含水量を、警報が安全側に発せられるように警報閾値に反映させることが好ましい。
更に、傾斜地地盤の傾斜角度の変化が速くなるほど、斜面崩壊が差し迫っている可能性が高いと考えられる。そこで、傾斜地地盤の傾斜角度の変化速度を、警報が安全側に発せられるように警報閾値に反映させることが好ましい。
このように、加速度センサが検出する斜面の傾斜角度それ自体、又は傾斜角度に基づいて警報を発するか否かの判断の根拠となる警報閾値を修正することで、検知した傾斜角度に基づく正確な警報タイミング（出力）を得る点で解決すべき課題がある。
【０００９】
この発明の目的は、変化する外気温度に起因して加速度センサにドリフトが生じても、斜面の傾斜角度の検出精度を向上し、また、傾斜地地盤の含水量や傾斜地地盤の傾斜角度の変化速度に基づいて警報が安全側に発せられるように警報閾値に反映させることで、斜面崩壊の警報タイミングの精度を向上することができる傾斜地崩壊予知システムを提供することである。合わせて、中小規模の工事であっても、廉価でセンサの施工が簡便な傾斜地崩壊予知システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、この発明による斜面崩壊予知システムは、加速度センサのセンサ出力に基づいて検出した斜面の傾斜角度に基づいて前記斜面の崩壊を予知するシステムであって、前記加速度センサのセンサ出力に対して、外気温度の変化に応じた温度補正を施すことを特徴としている。この斜面崩壊予知システムによれば、加速度センサのセンサ出力を周囲温度に応じて温度補正をするので、周囲温度に起因して加速度センサにドリフトが生じても、傾斜角度の検出出力の精度を所定レベルに維持することができる。
【００１１】
この斜面崩壊予知システムにおいて、温度補正については、加速度センサの周囲温度が高いほど、検出角度は誤差が直線的に増える方向に出力される傾向がある。そのため、予め個々の加速度センサの温度特性を入手しておくことにより、観測された現在の周囲温度に基づいて、線形補間の手法で温度補正を得ることができる。
【００１２】
また、この発明による斜面崩壊予知システムは、加速度センサのセンサ出力に基づいて検出した斜面の傾斜角度に基づいて前記斜面の崩壊を検知する斜面崩壊検知システムであって、前記斜面の崩壊は検出された前記傾斜角度を警報閾値と比較することによって判定されており、前記警報閾値は前記斜面の地盤の水分量に応じて修正される。斜面の地盤の水分量が増加するほど、斜面崩壊の危険性が増える。そこで、斜面の傾斜角度と比較される警報閾値に対して、検知した地盤の水分量が反映される。即ち、地盤の水分量の値に応じて警報閾値を修正することで、斜面崩壊の警報を出すタイミングの精度を向上させることができる。
【００１３】
この斜面崩壊予知システムにおいて、前記警報閾値は、前記水分量が多いほど低い値に修正することができる。斜面の地盤に含まれる水分量が多い場合には、検出された傾斜角度が小さくても、低く修正されている警報閾値を超えるので、斜面の崩壊を早期に警報することができる。
【００１４】
また、この発明による斜面崩壊予知システムは、加速度センサのセンサ出力に基づいて検出した斜面の傾斜角度に基づいて前記斜面の崩壊を検知するシステムであって、前記斜面の崩壊は検出された前記傾斜角度を警報閾値と比較することによって判定されており、前記警報閾値は前記傾斜角度の変化速度に応じて修正される。傾斜角度の変化速度が大きいほど傾斜の変化が急激であり、斜面の崩壊が差し迫っていることを示している。そこで、斜面の傾斜角度と比較される警報閾値に対して、検知した傾斜角度の変化速度が反映される。即ち、警報閾値を傾斜角度の変化速度に応じて修正することで、斜面崩壊の警報を出すタイミングの精度を向上させることができる。
【００１５】
この斜面崩壊予知システムにおいて、前記警報閾値は、前記傾斜角度の変化速度が速いほど低い値に修正することができる。斜面の傾斜について角度変化が急激である場合には、検出された傾斜角度は低い値に修正されている警報閾値を早期に超えるので、差し迫った斜面の崩壊を早いタイミングで警報することができる。
【００１６】
上記の斜面崩壊予知システムにおいて、前記斜面の地盤に突き刺されるスライド棒とスライド係合するヘッド部とを備える傾斜角度検出器を構成することができ、前記加速度センサはヘッド部に取り付けることができる。傾斜角度検出器は、スライド棒を切土斜面や盛土斜面の地表面に簡単に埋め込み、且つスライド量を可変とすることで斜面の傾斜に応じて高さを変更することができる。加速度センサは斜面上に出ているヘッド部に取り付けられるので、加速度センサの傾斜角度検出器への取り付け作業が簡便である。
【００１７】
更に、この発明による斜面崩壊予知システムは、加速度センサのセンサ出力に基づいて検出した斜面の傾斜角度に基づいて前記斜面の崩壊を検知するシステムであって、前記加速度センサを搭載する傾斜角度検出器は、斜面崩壊の滑り面より深い地中部分まで打ち込まれている。傾斜角度検出器を斜面崩壊の滑り面より深い地中部分まで打ち込むことで、地盤が滑り面上を滑るときには、傾斜角度検出器の打ち込み先端部分は地中部分に拘束され、上方部分が地盤と共に移動するので、傾斜角度検出器は確実に傾いて傾斜角度を検出することができる。
【００１８】
傾斜角度検出器を斜面崩壊の滑り面より深い地中部分まで打ち込んだ斜面崩壊予知システムにおいて、傾斜角度検出器は、前記斜面の地盤に突き刺されるスライド棒と当該スライド棒にスライド係合するヘッド部とを備え、前記加速度センサを前記スライド棒の少なくとも先端部に設けることができる。加速度センサをスライド棒の少なくとも先端部に設けることにより、斜面崩壊の際には、地中部分に拘束されるスライド棒の先端部の傾きによって加速度センサの検出値が生じ、傾斜角度検出器の傾斜を検出することができる。
【００１９】
加速度センサを取り付けた上記の斜面崩壊予知システムにおいて、前記加速度センサは、前記斜面の地盤に突き刺し方向に対して直交する平面内に配置された直交２軸センサとすることができる。加速度センサを平面内に配置された直交２軸センサとすることにより、いずれの方向への傾斜も測定することができる。検出出力は、いずれかの軸の方向への傾斜角度、或いは各軸の傾斜を合成した傾斜角度とすることができる。
【００２０】
加速度センサを取り付けた上記の斜面崩壊予知システムにおいて、前記加速度センサを、当該加速度センサを搭載した加速度センサユニットとして、前記スライド棒又は前記ヘッドに取付け具によって取り付けることができる。このような加速度センサユニットを用いることにより、加速度センサユニットを取り付けない状態の傾斜角度検出器を斜面へ設置する工事をしてから、加速度センサユニットを取付け具によって取り付けることができる。精密部品である加速度センサユニットを取り付けない状態で検出器斜面への設置工事を行うことができるので、設置工事の作業性を向上し、加速度センサの精度低下を防止を図ることができる。この場合、加速度センサユニットついては、斜面の上に出ているヘッド部に取り付けるのが好適である。
【００２１】
加速度センサをヘッド部に取り付けた上記の斜面崩壊予知システムにおいて、前記加速度センサは、自動車用の加速度センサとすることができる。自動車用の加速度センサは、過酷な環境でも耐久性が高いという実績があり、自動車用に大量生産されて安価に入手することができる。
【発明の効果】
【００２２】
この発明による斜面崩壊予知システムは、上記のように構成されているので、温度センサを併用して、常にシステム設置箇所の外気温度をモニタし、加速度センサのオフセット出力について温度補正を施しているので、傾斜角度の検出精度を維持することができる。また、中小規模の工事や一時的な盛土工事等では、本格的（永久的）な設置が困難な場合が多いが、本斜面崩壊予知システムによれば、切土斜面や盛土斜面の地表面に簡単に埋め込むことができ且つ斜面の傾斜によって自由に高さを変更することができる。また、傾斜角の変化のみであると、地質や地盤構造に起因して警報閾値を超える前に地盤崩壊をしてしまう場合がある。地盤の水分量を加味して或いは傾斜角度の変化速度に応じて、崩壊警報の閾値を修正することが好ましい。また、加速度センサを搭載する傾斜角度検出器を斜面崩壊の滑り面より深い地中部分まで打ち込んで、斜面の表層部だけが滑り面上を滑り落ちる場合にも傾斜角度検出器が傾斜するときの傾きをスライド棒の先端部に設けた加速度センサで検出することにより、斜面崩壊のタイミングを精度良く予知することができる。更に、自動車のＡＢＳやＶＤＣに使用されている加速度センサは、過酷な環境条件、例えば耐熱性、耐水性、耐寒性、斜面に設置される環境に耐えられる信頼性を備えており、且つ自動車用に大量生産しているため、安価に入手できる。更にまた、この加速度センサは、半導体ＩＣで構成されており、電源を供給することのみで加速度（傾斜）出力を得られるため、付随の電気回路等の必要がなく安価に構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、添付した図面に基づいて、この発明による斜面崩壊予知システムの実施例を説明する。図１はこの発明による斜面崩壊予知システムの一例を示す概略図、図２は図１に示す斜面崩壊予知システムに用いられる傾斜角度検出器の一例を示す概略図、図３は図２に示す傾斜角度検出器の延長状態を示す概略図である。
【００２４】
図１に示す斜面崩壊予知システム１によれば、崩壊を予知すべき斜面９には複数の傾斜角度検出器２が、斜面に適宜の間隔を置いて突き刺すことによって埋め込み状態にて設置される。各傾斜角度検出器２は、直交する２軸（縦軸に直交する面内のＸ軸とＹ軸）方向の加速度を検出可能な半導体加速度センサ（以下、単に「加速度センサ」という）３、加速度センサ３の周囲温度を検出可能な、例えば熱電対やサーミスタ等の温度センサ４、及び埋め込んだ地中内の水分量を検出可能な水分計５を備えている。加速度センサ３の出力は、傾斜によるＤＣ（直流）成分である。加速度センサ３、温度センサ４及び水分計５のセンサ信号は、電気信号として取り出される。各傾斜角度検出器２は遠隔地に設置されているコントロールボックス１０との間で有線６によって接続されており、コントロールボックス１０から電源供給を受けながら、コントロールボックス１０へセンサ検出信号を出力する。
【００２５】
出力した信号は、コントロールボックス１０内のローパスフィルタ（ＬＰＦ）１１によって高周波の外乱ノイズがカットされ、更に、ＡＤ変換器１２によってアナログ信号からデジタル信号に変換される。
【００２６】
図２及び図３に示すように、傾斜角度検出器２は、加速度センサ２０を搭載したヘッド部２１と、ヘッド部２１と一体に垂下する金属製の筒状部２２と、筒状部２２内に対してスライド自在なスライド棒２３と、筒状部２２から進出した状態のスライド棒２３を筒状部２２に対して固定させるストッパ２４とを備えている。ヘッド部２１は平板状の構造を持ち且つ筒状部２２と一体に形成されており、加速度センサ２０がヘッド部２１の上面に適宜の手段によって取り付けられている。スライド棒２３の下端部は、地面に突き刺すことが容易なように先が尖った尖端部２５となっている。加速度センサ２０は、Ｘ軸方向の加速度を検出するＸ軸加速度センサ２０ｘと、Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向の加速度を検出するＹ軸加速度センサ２０ｙとから成っている。斜面崩壊の警報を発すする場合の上記判定は、Ｘ軸方向の傾斜角度、Ｙ軸方向の傾斜角度、或いは両方向の合成傾斜角度について行うことができる。
【００２７】
ストッパ２４は例えば、ねじ操作式とし、筒状部２２にねじ込んだねじの先端部をスライド棒２３に押し当てて係止することで両者を固定する構造を採用することができる。ストッパ２４を操作してスライド棒２３を筒状部２２との係止から外すことで、スライド棒２３を筒状部２２に対してスライド自在となる。傾斜角度検出器２の在庫状態又は運搬時には、スライド棒２３を筒状部２２内に後退させた状態でストッパ２４によって固定することで、図２に示すように全体の長さを短くして保管・運搬等の取り扱いができる。傾斜角度検出器２の使用時には、図３に示すように、スライド棒２３を筒状部２２から進出させた状態でストッパ２４を筒状部２２に係止させることで、斜面の傾斜の程度に応じて全体の長さ任意に調整することができる。
【００２８】
図４は、本発明による斜面崩壊検知システムに用いることができる傾斜角度検出器の別の実施形態を示す概略図である。図４に示す傾斜角度検出器２ａは、加速度センサ２０を搭載した加速度センサユニット２６をヘッド部２１とは別体に構成し、加速度センサユニット２６を取付けねじ２７，２７によってヘッド部２１に取り付ける構成となっている。その他の形状・構造は図２及び図３に示すものと同等であるので、同じ機能を奏する部位、要素には同じ符号を付すことで再度の説明を省略する。この実施形態による傾斜角度検出器２ａを斜面に取り付ける場合には、加速度センサユニット２６をヘッド部２１に取り付けない状態でヘッド部２１以下の傾斜角度検出器２ａの設置工事をし、その後、加速度センサユニット２６を取付けねじ２７，２７によってヘッド部２１に取り付ける。精密部品である加速度センサユニット２６を取り付けない状態で杭打ち工事を行うことができるので、加速度センサの精度を低下させることなく設置工事を簡便に行うことができる。
【００２９】
図５は自動車用加速度センサの一例を示す図である。自動車用加速度センサ３０は、図５に示すように、ケース３１内に半導体ＩＣ３２と、コネクタ部３３とを備えたものであり、量産品で安価に供給されている。本発明による斜面崩壊検知システムに、自動車用加速度センサを用いることができる。
【００３０】
デジタルに変換された信号は、演算部（ＣＰＵ：中央演算装置）１３により演算される。演算部１３において、加速度センサ３からの加速度信号は傾斜角度に変換される。この際、温度計４によって常時測定されるセンサ周囲温度によって、加速度センサ３のオフセット出力の温度ドリフトを補正する。温度ドリフト特性は個々の加速度センサに固有のものであるので、システムに実際に用いる加速度センサの温度特性を予め入手して、特性データをメモリ等に記憶しておく。上記温度補正の値は、この記憶された特性データに基づいて算出される。
【００３１】
加速度センサ３の温度ドリフト特性の一例が、図６に示されている。図６に示すように、加速度センサ３を傾斜させていないにも関わらず、周囲温度（横軸）が高くなると加速度センサ３の角度出力（縦軸）はあたかもセンサ３が傾斜したかの如く増加し、その増加の態様は殆ど一次関数（直線）的である。そこで、温度センサ４を傾斜角度検出器２に内蔵しており、温度センサ４によって加速度センサ３の周囲の温度を計測する。加速度センサ３が個々に持つ温度ドリフト特性は、予め入手され記憶されている。実際には、４点の温度（−２０℃、０℃、３０℃、６０℃）における温度センサ４の電圧と加速度センサ３の電圧（水平時）を傾斜角度検出器内部２に記憶し、これ以外の温度については、マイクロコンピュータで演算（直線補間による近似）することにより加速度センサ３の角度出力を補正する。例えば、図６に示す例の場合、温度が２０℃を基準とすると、温度センサ３の温度出力が１０℃であるときには加速度センサ３の角度出力が０．２°低くなるので、温度補正としては０．２°の加算となる。また、温度センサ４の温度出力が４０℃であるときには、加速度センサ３の角度出力が０．４°高くなるので、温度補正としては０．４°の減算となる。
【００３２】
斜面の崩壊警報判定部１４は、上記の変換によって求められた傾斜角度が、斜面９の崩壊の危険が予想される傾斜角度を超えた場合に、警報を行う旨の判定を行う。警報を行う旨の判定が出された場合には、コントロールボックス１０から警報信号が、有線７を通じて斜面９の現場に設置されているサイレン、回転灯等の警報報知手段８に送出され、警報報知手段を作動させる。
【００３３】
崩壊警報判定については、傾斜角度の情報の外に、地中内の含水量の情報を加味して判定することができる。図７には、水分量と警報閾値との関係の一例としてのグラフが示されている。図７に示すように、水分量は、検出された傾斜角度が比較される警報閾値の値に反映される。即ち、水分量が多いほど斜面崩壊の危険性が増加すると考えられるので、警報閾値は直線的に減少する値に修正されて設定される。含水量が普段より多ければ、検出した傾斜角度が当初設定した判定閾値よりも小さくても、修正された警報閾値を超えることになり、早いタイミングで崩壊警報判定を出すという対応を取ることができる。
【００３４】
崩壊警報判定については、傾斜角度の情報の外に、傾斜角度の変化速度の情報を加味して判定することができる。図８には、傾斜角度の変化速度と警報閾値との関係の一例としてのグラフと修正の要領が示されている。図８（ａ）に示すように、傾斜角度の変化速度は、検出された傾斜角度が比較される警報閾値の値に反映される。即ち、傾斜角度の変化速度が速いほど、斜面崩壊は間近に迫っていると考えられるので、警報閾値は直線的に減少する値に修正されて設定される。図８（ｂ）に示すように、傾斜角度の変化が速くなると、検出した傾斜角度が通常の判定閾値よりも小さくても、修正された警報閾値を超えることになり、早期のタイミングで崩壊警報判定を出すという対応を取ることができる。
【００３５】
図９に、この発明による斜面崩壊予知システム１の作動フローの一例を示すフローチャートである。スタート（ステップ１、「Ｓ１」と略す。以下同じ）後、温度情報Ｄ１、及び加速度センサオフセット特性マップＤ２からの情報に基づいて、周囲温度に起因した加速度センサのオフセット出力を正すオフセット補正が施される（Ｓ２）。傾斜角度検出器からの検出出力に基づいて、傾斜角度を求める演算が行われる（Ｓ３）。Ｓ３で得られた傾斜角度に基づいて、傾斜角度の速度変化（傾斜角速度）を求める演算が行われる（Ｓ４）。Ｓ３における演算で求めた傾斜角度が予め定められている閾値を超えたか否かが判定される（Ｓ５）。Ｓ５の判定で傾斜角度が閾値を超えていれば、サイレンや回転灯による警報出力が送出される（Ｓ８）。Ｓ５の判定で傾斜角度が閾値を超えていなければ、次のＳ６に移行し、Ｓ６では、再度、傾斜角度が、地中含水量情報Ｄ３に基づいて修正された閾値である修正閾値を超えたか否かが判定される。Ｓ６の判定で傾斜角度が修正閾値を超えていれば、警報出力が送出される（Ｓ８）。Ｓ６の判定で、傾斜角度が修正閾値を超えていなければ、次のＳ７に移行し、Ｓ７では、再々度、傾斜角度が、傾斜角度の速度変化情報Ｄ４に基づいて修正された閾値である修正閾値を超えたか否かが判定される。Ｓ７の判定で傾斜角度が修正閾値を超えていれば、警報出力が送出される（Ｓ８）。Ｓ７の判定で、傾斜角度が修正閾値を超えていなければ、Ｓ１に戻る。
【００３６】
図１０は、この発明による斜面崩壊予知システム１の別の実施形態を示す概略図である。図１０に示す実施の形態では、図１０（ａ）に示されているように、複数の傾斜角度検出器５２が斜面４０上に設置される。傾斜角度検出器５２は、斜面４０の地盤４２に突き刺されるスライド棒５４と当該スライド棒にスライド係合するヘッド部５５とを備えており、加速度センサ５３がヘッド部５５、スライド棒５４の先端部５６、及びスライド棒５４の中間位置５７に設けられている。各傾斜角度検出器５２は、加速度センサ５３が取り付けられているスライド棒５４の少なくとも先端部５５が滑り面４１よりも深い地中部分４３に位置するように、埋設設置される。したがって、図１１に示す従来のものでは、地盤４２が平行に滑り落ちる場合には、斜面崩壊の予知が遅れることがあったが、この実施形態では、図１０（ｂ）に示すように、地盤４２が滑り面４１上を平行に滑る斜面崩壊の場合でも、傾斜角度検出器５２の打ち込み先端部５６は地中部分４３に拘束され、上方部分が地盤４２と共に移動するので、傾斜角度検出器５５は、例えばスライド棒５４が屈曲するなどして確実に傾く。したがって、スライド棒５４の先端部５６に設けられている加速度センサ５３は、その角度変化を検出し、傾斜角度検出器５５の傾斜、即ち、地盤４２の崩壊の予兆を検出することができる。
【００３７】
以上、この発明による斜面崩壊予知システムは、道路拡張工事や急傾斜地対策工事に伴って生じる傾斜面の崩壊を予知可能なシステムとして説明したが、それらの場合以外でも、例えば、積雪地帯での表層雪崩や底雪崩等の雪崩の発生を予知するシステム、砂山の崩壊、土手の決壊を予知するシステムとしても適用可能であることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】この発明による斜面崩壊検知システムの一例を示す概略図である。
【図２】図１に示す斜面崩壊検知システムに用いられる傾斜角度検出器の一例を示す概略図である。
【図３】図２に示す傾斜角度検出器の延長状態を示す概略図である。
【図４】本発明による斜面崩壊検知システムに用いることができる傾斜角度検出器の別の実施形態を示す概略図である。
【図５】本発明による斜面崩壊検知システムに用いることができる自動車用加速度センサの一例を示す図である。
【図６】加速度センサの温度ドリフト特性の一例を示すグラフである。
【図７】水分量と警報閾値との関係の一例を示すグラフである。
【図８】傾斜角度の変化速度と警報閾値との関係の一例を示すグラフである。
【図９】この発明による斜面崩壊検知システムの作動フローの一例を示すフローチャートである。
【図１０】この発明による斜面崩壊予知システムの別の実施形態を示す概略図である。
【図１１】斜面に加速度センサを備えた従来の傾斜角度検出器を打ち込んだ場合の、斜面崩壊の様子を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  斜面崩壊検知システム            ２，２ａ  傾斜角度検出器
３  加速度センサ                    ４  温度センサ
５  水分計                          ６，７  有線
８  警報報知手段                    ９  斜面
１０  コントロールボックス
１１  ローパスフィルタ（ＬＰＦ）    １２  ＡＤ変換器
１３  演算部                        １４  崩壊警報判定部
２０  加速度センサ
２０ｘ  Ｘ軸加速度センサ            ２０ｙ  Ｙ軸加速度センサ
２１  ヘッド部
２２  筒状部                        ２３  スライド棒
２４  ストッパ                      ２５  尖端部
２６  加速度センサユニット          ２７，２７  取付けねじ
３０  自動車用加速度センサ
３１  ケース                        ３２  半導体ＩＣ
３３  コネクタ部
４０  斜面                          ４１  滑り面
４２  地盤                          ４３  地中部分
５２  傾斜角度検出器                ５３  加速度センサ
５４  スライド棒                    ５５  ヘッド部
５６  先端部                        ５７  中間位置
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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