(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被監視地域に鉛直姿勢で設置され、鉛直姿勢から傾斜姿勢に変化することにより、互に異なる識別符号で変調された同一周波数の電波を発信する複数の崩壊検知センサと、
この複数の崩壊検知センサが発信する電波を受信し、復調した識別符号によって、どの崩壊検知センサから発信された電波であるかを識別する警報受信装置と、を具備して構成される斜面崩壊検知装置において、
上記複数の崩壊検知センサは、先端が先細形状とされ、この先細の先端を地中に差し込むことにより上端側を地表上に植立させることができる杭と、この杭の周面に係合する第１円筒体と、この第１円筒体にネジ結合され、ネジ送り動作によって第１円筒体の軸芯方向に移動することにより、締め付けリングを締め付けて上記杭を締め付け杭の任意の位置に上記第１円筒体を支持する第１クランプネジと、上記第１円筒体の周面から放射方向に突出し、先端に上記第１円筒体の軸芯と平行する面と、この面に形成した孔を具備した第１突片と、この第１突片の先端に形成した孔に貫通するネジによって上記面に向って締め付けられて上記第１突片の先端に支持される第２突片と、この第２突片の他端側に取り付けられた第２円筒体と、この第２円筒体の周面に形成した雄ネジに螺合し、テーパ面を持つ締め付けリングと係合して第２円筒体の中空部に挿入される崩壊検知センサの周面を締め付ける第２クランプネジを備えて構成される複数の支持具によってそれぞれを鉛直姿勢に支持し、更に、上記各崩壊検知センサはそれぞれが予め指定された互に異なる休止時間の間隔で上記識別符号で変調した電波を発信し、上記警報受信装置は自己に記憶した識別符号に一致するディジタル符号を持つ電波を受信したことを表わす接点信号を出力する出力回路と、この出力回路の接点信号を自己保持する自己保持回路とを備えることを特徴とする斜面崩壊検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は道路または鉄道線路等において、建設工事の際に造成した盛土や切り取りによる斜面、或いは自然斜面の土砂崩壊災害を遠隔地で検知・確認できる斜面崩壊検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
道路または鉄道線路において、建設工事の際に造成した盛土や切り取りによる斜面、或いは自然斜面等が、大雨による地盤の緩み等により斜面崩壊を起こすことがある。
この事態を自動車・列車等の搭乗員が予知しないときには、斜面崩壊現場に到達して始めてこれを知ることとなり、自動車・列車自体が転落・横転するという極めて危険な事態（大事故）に遭遇する事になり兼ねない。
【０００３】
このような事故を見つけるには、従来は監視員が警備期間において定期的に巡回し、人為的に発見する方法が採られていた。
また、検知装置としても従来から種々の対策が提案され、実施されていたが、その中に特願平３−２６４２２５号「斜面崩壊検知装置」がある。
この検知装置は斜面に検知棚を設け、この検知棚を斜面に対してほぼ垂直の姿勢に荷重検知器によって支持し、斜面が崩壊して土砂が検知棚にのし上がると、荷重検知器が荷重の増加を検知し、崩壊の発生を知らせる方法を採っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、人為的に発見する従来の斜面崩壊検知方法は危険区間を定期的に巡回することで多大な人力を必要とする。また、監視員には常に危険が伴う上に、安全を確認するまでに時間がかかる等の欠点がある。
また、特願平３−２６４２２５号のものや、その他実施されているいずれの方法においても、構造が複雑でしかも有線式のために現地施工が困難で、設備費が高い等の欠点がある。
【０００５】
このようなことから取扱いが簡単で、しかも設置工事が容易で低価格な検知方法と装置の出現が望まれていた。
この発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、小型で設置の容易な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ことのできる斜面崩壊検知装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明では、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受信器が電波を受信したことを表示する表示器とを具備し、崩壊検知センサを被監視場所に鉛直姿勢で設置すると共に、受信器が所定の周波数の電波を受信したことを表示器に表示させることにより、崩壊検知センサの設置場所が崩壊したと判定する斜面崩壊検知装置を提案するものである。
【０００７】
この発明の斜面崩壊検知装置によれば、被監視場所に崩壊検知センサを鉛直姿勢で設置すればよく、ケーブル等の配線を施す必要がない。従って設置を簡単に行うことができる利点が得られる。
この発明では、更に被監視場所に設置する崩壊検知センサの構成を提案するものである。この発明による崩壊検知センサはケースの傾きに応じて接点信号を出力する傾斜検知器と、この傾斜検知器が出力する接点信号により所定の周波数の電波を発信する電波発信器と、この電波発信器が発信する電波を空中に放出させる送信アンテナとによって構成したものである。
【０００８】
この本発明で使用する崩壊検知センサによれば、構成が簡単で安価に作ることができる。よって、崩壊災害に遇って崩壊検知センサが破損しても、経済的に大きな負担が掛かることはない。
この発明では、更に警報受信装置の構成を提案するものである。この発明で提案する警報受信装置は崩壊検知センサが発信する電波を受信する受信器と、この受信器が崩壊検知センサが発信した電波を受信したことを検出し表示する表示器と、受信器が電波を受信したことを他の場所に知らせるためのケーブル接続口または無線伝送手段を具備して構成した点を特徴とするものである。
【０００９】
この発明による警報受信装置によれば、崩壊検知センサが鉛直姿勢から傾斜姿勢に変化し、崩壊検知センサが電波を発信すると、この電波を受信し、自己に装着した表示器を作動させ、電波が発信されたことを表示する。従って、警報受信装置を崩壊検知センサから電波の到達距離（５００メートル程度）離れて設置しても、崩壊の発生を知ることができる。
【００１０】
更に、この発明ではケーブル接続口、或いは電波による中継器を装備しているから、崩壊検知センサの電波の到達距離の範囲外にも崩壊災害の発生を知らせることができる。よって、管理所或いは駅等に崩壊の発生を通知することによって列車を未然に停車させることができる利点が得られる。
更に、この発明では、更に崩壊検知センサに符号記憶器を設け、符号記憶器によって各崩壊検知センサが発信する電波を符号によって変調して送信する構成の崩壊検知センサを提案する。
【００１１】
この崩壊検知センサによれば、複数の崩壊検知センサをグループ化し、グループ内の各崩壊検知センサから互いに異なる符号によって変調された電波を発信させることができる。
この崩壊検知センサから送られて来る電波の中から符号を読み取り、自己に記憶している符号表と照合し、符号が一致した場合にだけ電波を受信したと判定するように構成した警報受信装置を構成することができる。
【００１２】
従って、この崩壊検知センサと警報受信装置を組み合わせることにより、単に同一周波数の電波が他から発信されても、電波が特定の符号によって変調されていなければ警報受信装置は誤動作することはなく、信頼性の高い斜面崩壊検出装置を構成することができる。
従ってこの崩壊検知装置によれば、斜面が崩壊すると直ちに道路或いは線路の沿線に設置した発光表示器が点灯し、運転手に危険を知らせるから崩壊現場の手前で必ず列車等を停車させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１を用いてこの発明に用いる斜面崩壊検知方法について説明する。図中１００は崩壊を監視しようとする斜面、１０２は崩壊後の斜面を示す。この発明では崩壊前の斜面１００に対し崩壊検知センサ２００を設置する。崩壊検知センサ２００は支持具３００によって崩壊前の状態では図１に点線で示すように鉛直姿勢に支持される。
【００１４】
斜面１００が崩壊し実線に示す斜面１０２に変化すると、崩壊検知センサ２００は図１に実線で示すように傾斜した姿勢乃至は転倒する。崩壊検知センサ２００が鉛直姿勢から傾斜姿勢乃至は転倒すると、崩壊検知センサ２００はアンテナ２０２から電波ＤＮを発信する。この電波は予め決められた周波数に設定されており、この周波数の電波ＤＮを警報受信装置４００が受信する。
【００１５】
警報受信装置４００と崩壊検知センサ２００の設置場所との距離は、例えば５００メートル程度の範囲とされ、この距離の範囲内で警報受信装置４００を安全な場所に設置する。警報受信装置４００には後述するように電波ＤＮを受信したことを表す表示器、或いはブサー等の警報器が装着されており、近くに監視員が居れば崩壊の発生を知ることができる構成とされている。この発明では、更に警報受信装置４００に電波を受信したことを他の場所５００に知らせるためのケーブル接続口４０２と４０４を設ける。
【００１６】
ケーブル接続口４０２は、この例ではケーブル４０６を通じて例えば鉄道電話網５０２に接続し、鉄道電話網５０２を通じて最寄りの駅または監視所５０４に電波を受信したことを表す信号を伝送し、警報器５０６等を作動させ、崩壊の発生を知らせる。
また図１に示す例では、ケーブル接続口４０４にケーブル４０８を介して発光表示器６０２を接続した例を示す。発光表示器６０２とは線路６００の沿線に設置され、斜面の崩壊等の危険な状況下において点灯され、列車の運転手に危険を知らせ、危険区域に入る手前で列車を停車させるために設けられる。従って、警報受信装置４００の検出信号によって発光表示器６０２を点灯制御することにより、斜面の崩壊時には列車を崩壊現場の手前で確実に停車させることができる。
【００１７】
以上により、この発明に用いる斜面崩壊検知方法の概要が理解されよう。以下にこの発明に用いる崩壊検知センサ２００の構成、警報受信装置４００の構成について詳細に説明する。
図２に崩壊検知センサ２００の具体的な構造の一例を示す。この実施例では、ケース２０１として金属製の円筒管を用いた場合を示す。ケース２０１の下端にはネジ蓋２０３がねじ込まれ、このネジ蓋２０３によって電池２０４が格納される。ケース２０１内には電池２０４の他に電波発信器２０５，傾斜検知器２０６が格納される。
【００１８】
傾斜検知器２０６は図３Ａに示すように、導電性カップ２０６Ａ内に電極２０６Ｂを絶縁性の蓋２０６Ｃで絶縁して支持し、電極２０６Ｂと導電性カップ２０６Ａの底面との間に水銀球２０６Ｄを配置する。つまり、導電性カップ２０６Ａの底面の中央に凹部２０６Ｅを形成し、この凹部２０６Ｅに水銀球２０６Ｄを係合させる。導電性カップ２０６Ａを鉛直な姿勢に維持させることより水銀球２０６Ｄは凹部２０６Ｅに係合した状態を維持する。電極２０６Ｂは下向きに中央部分が凹形状の皿形状とされる。従って、水銀球２０６Ｄが凹部２０６Ｅに係合している状態では、水銀球２０６Ｄは電極２０６Ｂに対して非接触の状態に維持される。
【００１９】
一方、導電性カップ２０６Ａが図３Ｂに示すように傾斜姿勢を採ると、水銀球２０６Ｄは凹部２０６Ｅとの係合から外れ、導電性カップ２０６Ａの周縁に排出される。この状態では水銀球２０６Ｄは電極２０６Ｂに接触し、端子２０６Ｆと導電性カップ２０６Ａとの間が電気的に接続され、接点信号を出力する。皿状の電極２０６Ｂの平面形状を円形にすることにより、導電性カップ２０６Ａが３６０°いずれの方向に傾斜しても必ず接点信号を出力することができる。
【００２０】
このような構造の傾斜検知器２０６をケース２０１の内部に鉛直姿勢に装着する。２０７はこの傾斜検知器２０６及び電波発信器を支持するプリント基板２０７を示す。傾斜検知器２０６が接点信号を出力すると、電波発信器２０５が起動され（電源が投入される）て所定の周波数の電波ＤＮを発信する。電波発信器２０５は図４に示すように送信制御器２０５Ａと送信器２０５Ｂとによって構成される。
【００２１】
各崩壊検知センサ２００には自己が呼び出す警報受信器を特定するための呼出符号を割り当てる。つまり、警報受信装置４００は単に電波（搬送波）だけを受信すると応動するような構造とした場合には、他の機器から発信されたノイズ等によって応動してしまう不都合が起きるから、この発明で提案する警報受信装置４００には符号照合器を設け、崩壊検知センサ２００から発信された符号が警報受信装置４００に記憶した符号と一致した場合にだけ崩壊を検知したものとして動作するように構成するものである。
【００２２】
このために送信制御器２０５Ａに符号記憶器２０５Ｃを付加する。この符号記憶器２０５Ｃは例えばＲＯＭ等と呼ばれている読出専用メモリによって構成することができる。符号記憶器２０５Ｃに各崩壊検知センサ２００に割り当てたディジタル符号を記憶させる。このディジタル符号は例えば６４ビット程度のビット長とすることができ、このディジタル符号を直列信号として符号記憶器２０５Ｃから読み出し、「１」「０」の符号により搬送波を変調して伝送し、多数の崩壊検知センサを識別できるように構成する。
【００２３】
警報受信装置４００には、例えば１６台程度の崩壊検知センサ２００を組み合わせて１組とし、各組の崩壊検知センサに全て異なるディジタル符号を割り当てる。ビット長を６４ビットに採ることにより、その組み合わせは膨大な数となるため、どの組の崩壊検知センサ２００にも同一のディジタル符号が割り当てられることはない。従って、互いに近接して複数の組の崩壊検知システムを作動させても異なる組の警報受信装置４００が異なる組の崩壊検知センサからの信号を誤って識別するような誤動作を回避することができる。
【００２４】
電波発信器２０５で発信される電波はケース２０１の上端側に取り付けたアンテナ２０２に供給され、アンテナ２０２から空中に放出される。ここで各崩壊検知センサ２００は各ディジタル符号で変調した電波を間欠的に発信する。つまり、複数の崩壊検知センサ２００が一度に電波を発信すると、警報受信装置４００で各崩壊検知センサ２００に割り当てたディジタル符号を識別できなくなるので、各崩壊検知センサ２００はディジタル符号で変調した電波を間欠的に発信し、混信する率を低減させる。これと共に、休止時間を全て崩壊検知センサ２００ごとに異ならせることにより、更に一層混信する率を低減させるようにしている。電波の発信時間と休止時間としては、例えば発信に約0.２秒、休止時間に２〜３秒を割り当てる。
【００２５】
警報受信装置４００は図４に示すように受信アンテナ４０１と、受信器４０３と、受信制御器４０５と、警報器４０７と、表示器４０９とによって構成される。受信器４０３は崩壊検知センサ２００が発信する電波を受信する。受信制御器４０５は、受信器４０３が受信した電波に乗せられて来るディジタル符号を復調し、自己に記憶されたディジタル符号と照合する。照合の結果、一致を検出すると、その一致検出信号により例えば電子ブザーのような発音装置によって構成した警報器４０７を作動させ斜面の崩壊を知らせる。これと共に、一致したディジタル符号からどの崩壊検知センサ２００からの電波であるかを表示器４０９に表示させる。
【００２６】
つまり、受信制御器４０５には符号記憶器４０５Ａと照合器４０５Ｂを付設する。符号記憶器４０５Ａにこの警報受信装置４００が管理する崩壊検知センサ２００のディジタル符号を全て記憶させ、復調されたディジタル符号を照合器４０５Ｂで符号記憶器４０５Ａに記憶した符号と照合し、一致するディジタル符号の有無を判定する。一致したディジタル符号が検出された場合に、警報器４０７を作動させる。表示器４０９には例えば自己が管理する崩壊検知センサ２００に番号を割り当て、その番号を表示してどの崩壊検知センサ２００が傾斜したかを表示させる。表示器４０９は１個だけとされ、最後に受信した崩壊検知センサ２００の番号を表示する。
【００２７】
これと共に、受信制御器４０５は出力回路４１１を作動させ、ケーブル接続口４０２と４０４の双方に接点信号を出力する出力回路４１１は、例えばリレーによって構成することができる。リレーを一旦励磁し、接点を例えばオンの状態に制御することにより、自己保持させ、崩壊検知センサ２００からの電波が仮に停止しても接点信号が出力され続けるように構成する。
【００２８】
図５及び図６は、崩壊検知センサ２００を支持する支持具３００の構造を示す。支持具３００は例えば金属管で構成した杭３０１と、この杭３０１の周面に係合する第１円筒体３０２と、この第１円筒体３０２にネジ結合され、ネジ送り動作によって第１円筒体３０２の軸芯方向に移動することにより、締め付けリング（特に図示しないが後述する３０８と同じ）を締め付けて杭３０１を締め付け、杭３０１の任意の位置に第１円筒体３０２を支持する第１クランプネジ３０３と、第１円筒体３０２体の周面から放射方向に突出し、先端に孔を具備した第１突片３０４と、この第１突片３０４の先端に形成した孔に貫通するネジ３０５によって締め付けられて支持される第２突片３０６と、この第２突片３０６の他端側に取り付けられた第２円筒体３０７と、この第２円筒体３０７の周面に形成した雄ネジに螺合し、テーパ面を持つ締め付けリング３０８と係合して第２円筒体３０７の中空部に挿入される崩壊検知センサ２００の周面を締め付けて固定する第２クランプネジ３０９とによって構成される。
【００２９】
この支持具３００の構成によれば、杭３０１の先細形状を持つ端部を地中に差し込むから、打ち込むことにより杭３０１を被監視傾斜面１００にほぼ鉛直姿勢に植設する。杭３０１を植設した後、第１円筒体３０２の中空孔に杭３０１を差し込み、第１クランプネジ３０３を回動させて第１円筒体３０２を杭３０１に固定すればよい。或いは杭３０１を予め第１円筒体３０２に貫通させている状態で杭３０１を地中に差し込んでもよい。
【００３０】
いずれにしても杭３０１の長さの範囲で崩壊検知センサ２００を任意の高さ位置に簡単に設置することができる。なお、第１突片３０４と第２突片３０６を締め付けるネジ３０５はレバー３１１を一体に形成し、レバー３１１によってネジ３０５を手動で回転させて第１突片３０４と第２突片３０６を締め付ける操作が行なえる構成とした場合を示す。
【００３１】
図１に示した実施例では、崩壊検知センサ２００が発信する電波を警報受信装置４００が受信すると、警報受信装置４００がケーブル接続口４０２と４０４に接続したケーブル４０６と４０８に直接接点信号を出力する構成とした場合を示したが、図７に示すように、第１警報受信装置４００Ａと第２警報受信装置４００Ｂとを設け、第１警報受信装置４００Ａに中継器７００を接続し、第１警報受信装置４００Ａが崩壊検知センサ２００が発信した電波を受信すると、この中継器７００が起動され、中継器７００から電波を発信させ、第２警報受信装置４００Ｂに電波を中継するように構成することができる。
【００３２】
中継器７００は例えば警報受信装置４００に設けたケーブル接続口４０２または４０４のいずれか一方に装着して警報受信装置４００に設けた出力回路４１１（図４参照）に接続し、出力回路４１１が出力する接点信号によって中継器７００の電源が投入され、中継器７００が起動される。中継器７００は崩壊検知センサ２００と同じ周波数の電波を発信し、この電波を第２警報受信装置４００Ｂに中継する。中継器７００にも崩壊検知センサ２００と同様の符号記憶器を設け、この符号記憶器から符号を読み出して電波を変調し、符号を電波と共に第２警報受信装置４００Ｂに伝達させる。
【００３３】
第２警報受信装置４００Ｂには中継器７００から送られて来る符号を照合して一致を検出する符号記憶器と照合器とが設けられる。つまり、第２警報受信装置４００Ｂは、符号記憶器に記憶した符号を除けば第１警報受信装置４００Ａと同じ構成の受信器を用いることができる。第２警報受信装置４００Ｂに設けた符号記憶器に複数の符号を記憶させることにより、第２警報受信装置４００Ｂは複数の中継器７００が発信する電波を受信することができる。つまり、複数のグループ化された崩壊検知センサ群から送られて来る電波、或いは中継器７００と複数の崩壊検知センサ２００の電波を混在した状態で受信することができる。
【００３４】
第２警報受信装置４００Ｂのケーブル接続口４０２及び４０４に例えばケーブル４０６，４０８を接続することにより、他の場所５００または発光表示器６０２に斜面の崩壊を知らせることができる。
図８に警報受信装置４００の外観構造の一例を示す。４１２はケース本体を示す。ケース本体４１２の上面に蓋４１４が被せられる。蓋４１４は止め金４１６とヒンジ（図示しない）によってケース本体４１２に対して着脱自在に取り付けられる。蓋４１４を被せた状態では、ケース本体４１２の上面は密封され風雨にさらされても、ケース本体４１２内に雨水等が侵入しない構造とされる。
【００３５】
図８に示す例では、ケーブル接続口４０２に中継器７００を装着した場合を示す。ケーブル接続口４０２に中継器７００を装着することにより中継器７００は警報受信装置４００の出力回路４１１（図４参照）と電気的に接続され、出力回路４１１の接点信号により中継器７００は起動される。
図９は蓋４１４を外した状態のケース本体４１２の上面部分を示す。ケース本体４１２の上面中央に表示器４０９が配置される。この表示器４０９に電波を最後に発信した崩壊検知センサ２００の番号が表示される。４１８は電源スイッチ、４２０Ａ〜４２０Ｄは設定スイッチ、４０７は警報器、４２２は警報ランプ、４２３は充電用コネクタを示す。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば崩壊検知センサ２００を支持具３００によって監視しようとする斜面に鉛直姿勢に植設すればよく、配線作業を全く必要としないからセンサの設置を簡単に行うことができる。また、崩壊検知センサ２００は構造が簡単で安価に作ることができるから、斜面の崩壊によって破損乃至は紛失しても大きな損失を被ることはない。更に警報受信装置４００は自己に割当てられた符号を持つ崩壊検知センサ２００からの電波だけに応動するから、誤って他の電波に応動することはない。従って、誤報の発生を低減することができ、信頼性の高い斜面崩壊監視システムを運用することができる。
【００３７】
また、警報受信装置４００は崩壊検知センサ２００からの電波を識別して受信すると、出力回路４１１の接点信号を自己保持させ、接点信号を出力し続ける構成としたから、崩壊検知センサ２００が土砂に埋まって電波の発信が停止しても警報を出し続けることができる。よって、この点からも信頼性の高い斜面崩壊監視システムを構築することができる利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に用いる斜面崩壊検知方法を説明するための図。
【図２】  図１で説明した斜面崩壊検知方法に用いる崩壊検知センサの構造の一例を説明するための断面図。
【図３】  図２に示した崩壊検知センサに用いた傾斜検知器の一例を説明するための断面図。
【図４】  図１に示した斜面崩壊検知方法に用いた崩壊検知センサと警報受信装置の電気的な構成を説明するためのブロック図。
【図５】  図１に示した斜面崩壊検知方法に用いた崩壊検知センサの支持具を説明するための側面図。
【図６】  図５の平面図。
【図７】  図１の変形実施例を説明するための図。
【図８】  この発明に用いる警報受信器の外観構造の一例を説明するための側面図。
【図９】  この発明に用いる警報受信器の上面部分の構造の一例を説明するための平面図。
【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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