(57)【要約】【課題】手動によるゲートの遠隔操作時に過放流の発生を防止すること。【解決手段】ダムに貯留された水を放水するためのゲート４２を遠隔地に設置された操作端末により手動で開閉操作する遠隔操作システムにおいて、ゲートの開度を検出する開度検出手段４３と、ダムの規定放流量に基づいてゲートの上限開度を算出するリミット開度算出処理部２４と、リミット開度算出処理部により算出された上限開度とゲートの検出開度とを比較して、検出開度が上限開度と一致したとき、ゲートの開動作を停止させる比較処理部２６とを備えること。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダムに貯留された水を放水するためのゲートを遠隔地に設置された操作端末により手動で開閉操作する遠隔操作システムにおいて、
前記ゲートの開度を検出する開度検出手段と、前記ダムの規定放流量に基づいて前記ゲートの上限開度を算出するリミット開度算出処理部と、該リミット開度算出処理部により算出された前記上限開度と前記ゲートの検出開度とを比較して前記検出開度が前記上限開度と一致したとき、前記ゲートの開動作を停止させる比較処理部とを備えることを特徴とする遠隔操作システム。
【請求項２】
前記リミット開度算出処理部は、前記ダムの貯水位と前記規定放流量と前記上限開度との関係を規定するテーブルが記憶された記憶部を有し、該記憶部のテーブル情報に基づいて前記上限開度を算出することを特徴とする請求項１に記載の遠隔操作システム。
【請求項３】
前記ダムの放流量を流量検出手段により検出し、該検出流量が設定流量を超えたとき、前記ゲートの開動作を停止させることを特徴とする請求項１又は２に記載の遠隔操作システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダムに設置されたゲートの開閉を手動で遠隔操作するための遠隔操作システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ダムに貯留された水を下流に放流する放流操作においては、ダムの管理所から離れた遠隔地に操作端末を設置し、操作員が操作端末を手動で操作することによりゲートを開閉操作する遠隔操作システムが知られている。この操作方法によれば、ゲートの開放釦が押されることにより操作端末から出力されたゲートの開指令は、通信手段を介してダム管理所の受信部を経由した後、ゲートの駆動装置に受信される。これにより、ゲートの駆動装置は、例えば、ゲートの停止指令が受信されるまで、ゲートの開動作を連続して行う。
【０００３】
従来、このような手動の遠隔操作システムにおいては、過放流や誤放流を防止するため、例えば、ゲートの開指令の出力を監視して一定時間以上連続して開指令が出力された場合に開指令の出力を停止するタイマ機能や非常停止などの保護機能が設けられている。特許文献１によれば、貯水位や水の流速などの状態情報に基づいて操作員が自らの判断でゲート停止目標開度を決定し、検出された現状のゲート開度がゲート停止目標開度に達したときは、操作員が停止釦を押してゲートの停止指令を出力するようにしたゲートの遠隔操作システムが開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１４７７５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の手動による遠隔操作システムでは、タイマ機能や非常停止などの保護機能を、下流河川の急激な水位上昇を抑制する目的で使用している。このため、ゲート開度が設定された停止位置を超えてから保護機能が作動する場合、過放流を生じるおそれがある。また、特許文献１の記載によれば、例えば、ゲートの停止位置（目標開度）は、水位や水の流速などの状態情報に基づいて操作員により決定されるため、操作員の監視負担が大きくなるとともに、停止位置の信頼性が低くなるという問題がある。
【０００６】
本発明は、手動によるゲートの遠隔操作時に過放流の発生を防止することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一般に、ゲートが開放されることにより放流される最大放流量は、例えば、操作規則などに準拠してダム毎に定められており（この放流量を、以下、「規定放流量」という。）、この規定放流量は季節などによって変動する。このため、本発明は、規定放流量に相当するゲートの開度を予め登録された情報に基づいて算出し、この算出されたゲートの開度を上限開度としてゲートの開放範囲を制限することにより、規定放流量の範囲を遵守し、過放流を防止するものである。
【０００８】
具体的に、本発明は、ダムに貯留された水を放水するためのゲートを遠隔地に設置された操作端末により手動で開閉操作する遠隔操作システムにおいて、ゲートの開度を検出する開度検出手段と、ダムの規定放流量に基づいてゲートの上限開度を算出するリミット開度算出処理部と、このリミット開度算出処理部により算出された上限開度とゲートの検出開度とを比較して検出開度が上限開度と一致したとき、ゲートの開動作を停止させる比較処理部とを備えることを特徴とする。
【０００９】
これによれば、放流時の規定放流量に相当するゲートの開度を上限開度として設定できるため、ゲートの開放範囲、つまり放流操作が行える範囲を自動的に制限することができる。これにより、例えば、操作員によるゲートの開放停止の操作が遅れた場合でも、ゲートの開度は常に上限開度の範囲内となるため、規定放流量を超えた過放流を未然に防ぐことができる。
【００１０】
この場合において、リミット開度算出処理部は、ダムの貯水位と規定放流量と上限開度との関係を規定するテーブルが記憶された記憶部を有し、この記憶部のテーブル情報に基づいて上限開度を算出するものとする。このように、規定放流量とともに貯水位を考慮した上限開度のテーブル情報を予め記憶しておくことにより、上限開度の演算を短時間で、しかも正確に処理することができる。
【００１１】
さらに、ダムの放流量を流量検出手段により検出し、この検出流量が設定流量を超えたとき、ゲートの開動作を停止させるようにしてもよい。これによれば、ゲート開度だけでなく、実際の放流量の観点からも監視することができるため、過放流をより確実に抑制することができる。なお、設定流量は、例えば、規定放流量に対応させて予め定められた任意の値を適宜設定することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、手動によるゲートの遠隔操作時に、過放流の発生を防止することができ、規定された放流量を遵守することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明を適用してなる遠隔操作システムの全体系統図であり、図２は、本発明を適用してなる遠隔操作システムのブロック図である。
【００１４】
本実施の形態の遠隔操作システムは、平水時における水位維持のための放流や、下流河川の機能を維持するための責任放流などを目的として、ダム管理所から離れた遠隔地からゲートの手動操作を行うためのものであり、特に、ゲートの開放操作時には、ゲートの上限開度を規定して放流量を所定の範囲に制限することにより、過放流を未然に防ぐものである。
【００１５】
本実施の形態の遠隔操作システムは、遠隔操作場所１、管理所２、機側室３、ダム堤体４から構成され、このうち、遠隔操作場所１と管理所２は、例えば、数Ｋｍ〜十数Ｋｍ程度離れた位置に配置されるとともに、所定の通信手段により電気的に接続されている。
【００１６】
遠隔操作場所１は、遠隔操作端末１１と、監視操作器１７を備えており、遠隔操作端末１１には、開釦１４と閉釦１５及び停止釦１６が設けられている。開釦１４又は閉釦１５が押されると、開閉操作指示出力部１２よりゲートの開閉操作指令が出力される一方、停止釦１６が押されると、停止操作指示出力部１３よりゲートの開閉動作の停止指令が出力されるようになっている。また、監視操作器１７には、非常停止釦１８が設けられている。
【００１７】
管理所２は、演算処理装置２１と、入出力処理装置２５を備えており、演算処理装置２１は、開閉操作指示受信部２２と、停止操作指示受信部２３と、リミット開度算出処理部２４から構成され、入出力処理装置２５は、リミット開度比較検討処理部２６と、流量チェック処理部２７から構成される。
【００１８】
機側室３は、機側伝送装置３１と機側盤３４を備えており、機側伝送装置３１は、過動作検出部３２と、ゲート指令出力部３３から構成されている。ダム堤体４は、ゲート駆動装置４１と、ゲート４２と、開度計４３と、流量計４４を備えている。ゲート駆動装置４１は、ゲート指令出力部３３からの指令に基づいてゲート４２の開閉動作を行うものである。開度計４３は、ゲート４２の開度を計測するものであり、その計測結果はリミット開度比較検討処理部２６に出力される。流量計４４は、規定された水路を通過する放水の流量（ゲートから放流される放流量に相当）を計測するものであり、その計測結果は流量チェック処理部２７に出力される。また、ダム貯水池には貯水位を計測する為の水位計５１が設けられている。
【００１９】
このようにして構成される遠隔処理システムは、遠隔操作端末１１においてゲートの開閉又は動作停止の手動操作が行われると、開閉操作指示出力部１２、停止操作指示出力部１３から出力された指令信号が、通信手段を介して、管理所２の演算処理装置２１に入力される。ここで、ゲートを開閉する為の開閉指令信号は、開閉操作指示受信部２２に入力され、ゲートの開閉を停止する為の停止指令信号は、停止操作指示受信部２３に入力される。開閉操作指示受信部２２に入力された開閉指令信号は、リミット開度算出処理部２４に入力され、その際、水位計５１により検出された水位が検出信号としてリミット開度算出処理部２４に入力されることにより、ゲートの上限開度が算出される。
【００２０】
図３は、リミット開度算出処理部２４とリミット開度比較検討処理部２６における信号処理の一連の動作を説明するフロー図である。
【００２１】
図３に示すように、ゲート開度の設定は、遠隔操作端末１１におけるゲート操作指示（Ｓ１）により、ゲートの開操作と閉操作に分岐して行われる。ゲートの開操作が指示されたときは、リミット開度算出処理部２４に含まれる図示しない記憶部に記憶されたテーブル情報（Ｓ６）により規定放流量に対応するゲート開度を算出し、これを上限リミット開度として規定する（Ｓ５）。一方、ゲートの閉操作が指示されたときは、ゲートの全閉開度を下限リミット開度として規定する（Ｓ２）。
【００２２】
このようにして規定されたリミット開度は、電気信号としてリミット開度比較検討処理部２６に出力される。リミット開度比較検討処理部２６では、ゲートの開閉操作時にダム堤体４の開度計４３が検出した検出結果が検出信号として入力され、操作指示出力の停止条件を検知するためのゲート動作の状況監視が行われる。
【００２３】
ここで、ゲートの開操作時には、上限リミット開度と現状のゲート開度を比較し（Ｓ７）、操作指示出力の停止判定をするまでは、開操作指示出力をゲート指令出力部３３に出力する（Ｓ９）。そして、ゲート開度が上限リミット開度と一致したとき、或いは、その前に操作員が手動操作により停止釦１６又は非常停止釦１８を押したときは、停止判定となり、その時点でゲートの開操作指示の出力を停止する指令をゲート指令出力部３３に出力する（Ｓ８）。ゲート指令出力部３３は、開操作指示の出力停止指令が受信されると、ゲート駆動装置４１への開操作指示の出力を停止し、これによりゲート駆動装置４１の開動作は自動停止する。
【００２４】
一方、ゲートの閉操作時には、ゲート開度が下限リミット開度と一致、つまり全閉状態であるか否かを判定し（Ｓ３）、ゲート開度が全閉状態となるまでは、閉操作指示出力をゲート指令出力部３３に出力する（Ｓ４）。そして、ゲート開度が全閉状態となったときは、停止判定となり、ゲートの閉操作指示の出力を停止する指令をゲート指令出力部３３に出力する（Ｓ８）。なお、この場合においても、ゲート開度が下限リミット開度となる前に、操作員が閉操作の停止操作を行ったときは、開操作時と同様に、ゲートの閉操作指示の出力を停止する指令をゲート指令出力部３３に出力する。ゲート指令出力部３３は、この閉操作指示の出力停止指令が受信されると、ゲート駆動装置４１への操作指示の出力を停止し、これによりゲート駆動装置４１の閉動作は自動停止する。
【００２５】
ここで、リミット開度算出処理部２４において上限リミット開度を算出する方法について、図４を参照して詳細に説明する。図４は、リミット開度算出処理部２４に含まれる記憶部に記憶されたテーブル情報を説明する図である。図に示すように、記憶部には、規定放流量とダム貯水位とリミット開度との関係を規定する一覧テーブル（Ｓ３０）が記憶されている。これにより、水位計５１により検出された現状のダム貯水位（Ｓ３１）と現時点での規定放流量（Ｓ３２）とから該当するリミット開度（Ｓ３３）を算出し、この算出されたリミット開度をリミット上限開度とすることができる。
【００２６】
このようにして、ゲート開度の操作範囲を規定し、特に上限リミット開度を規定放流量に相当するゲート開度として設定することにより、操作員による停止操作が行われたかどうかに関係なく、規定放流量を常に操作範囲の上限とすることができ、規定放流量を超えた過放流の発生を防ぐことができる。また、本実施の形態では、ダムから近い管理所２に設けられた演算処理装置２１により上限リミット開度を算出するとともに、入出力処理装置２５において開閉操作の出力や同操作の出力停止を判定しているため、例えば、ダム堤体４の開度計４３からの出力信号の受信やゲート駆動装置４１に操作信号を出力する際に、伝送遅れなどを生じることがない。これにより、ゲート開閉操作の指令が遅れることを防ぐことができ、高い精度でゲートの開閉操作を行うことができる。
【００２７】
また、本実施の形態では、ゲートの開操作が行われている間、リミット開度比較検討処理部２６により判定される操作指示出力の停止とは別に、流量チェック処理部２７において、放流量が設定範囲を超えていないかどうかを監視するようにしている。
【００２８】
図５は、流量チェック処理部２７における信号処理の動作を説明するフロー図である。流量チェック処理部２７では、ゲート開度の開操作により変動する、流量計４４により検出される検出流量を継続的に監視し、流量が設定流量を超えたか否かを判定（Ｓ５１）する。ここでは、設定流量として規定放流量を用いているが、特にこれに限定されるものではない。検出流量が規定放流量を超えたことを検知すると、開閉操作指示出力を停止（図３のＡ）させる。これにより、何らかの理由によりゲート開度が上限リミット開度に達する前に、放流量が規定放流量を超えた場合、ゲートを自動で停止することができるため、より確実に過放流を防ぐことができる。
【００２９】
以上述べたように、本実施の形態によれば、ダムに設置されているゲートを遠隔地から手動操作する際に、所定の放流範囲を逸脱するような操作を行った場合でも、規定された放流範囲でゲートの開動作を自動的に停止させることができるため、過放流、誤放流につながる操作を未然に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明を適用してなる遠隔操作システムの全体系統図である。
【図２】本発明を適用してなる遠隔操作システムのブロック図である。
【図３】リミット開度算出処理部とリミット開度比較検討処理部における信号処理の一連の動作を説明するフロー図である。
【図４】リミット開度算出処理部の記憶部に記憶されたテーブル情報を説明する図である。
【図５】流量チェック処理部における信号処理の動作を説明するフロー図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  遠隔操作場所
２  管理所
３  機側室
４  ダム堤体
１１  遠隔操作端末
２１  演算処理装置
２２  開閉操作指示受信部
２３  停止操作指示受信部
２４  リミット開度算出処理部
２５  入出力処理装置
２６  リミット開度比較検討処理部
２７  流量チェック処理部
３１  機側伝送装置
３３  ゲート指令出力部
４１  ゲート駆動装置
４２  ゲート
４３  開度計
４４  流量計
５１  水位計
【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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