漁業集落排水施設における監視通信設備の活用事例
Case Study of Utilization of Monitoring Communication Equipment in Drainage Facilities of Fishery Settlements
大賀之総*
Yukifusa OGA*(一財)漁港漁場漁村総合研究所

第 1 調査研究部 主任研究員

Fishery settlements are generally located far away from city areas and are developed and scattered behindeach fishing port, Therefore municipalities that manage the multiple drainage facilities of fisherysettlements adopted centralized monitoring equipment of manhole pumps in the past. However since an
NTT line was used for monitoring equipment, the communication speed was slow, and moreover data
volume and types thereof were limited.
At present, diverse and larger capacity transmission systems have been developed owing to ICTtechnology. We review the existing issues of monitoring communication equipment and consider theintroduction of ICT to the drainage facilities of fishery settlements for the purpose of introducing acentralized monitoring system utilizing the above cutting-edge transmission systems therefor.
Keyword: centralized monitoring equipment, ICT

1．はじめに漁業集落排水施設は離島・辺地に散在しており，高齢化による人口減少が進行している．このため施設の機能保全計画の策定に加えて，ダウンサイジング手法による施設の適正化の検討が進められているところである 1)．ダウンサ
イジング後も施設は維持管理が必要であるため，さらなる効率化が必要になってきている．
漁業集落排水施設は省維持管理の効率化の観点から機器の運転時間の最適化を図るための計測制御設備や散在するマンホールポンプの集中監視設備が導入されてきたが，実際の処，これらの設備が有効に使われているとは言い難い状況である．
一方，クラウドシステムやスマートフォンが急速に普及し，さらには 5G など情報の高度化が進みつつある．これ
らの事情を背景に監視通信設備の分野でも，各種の技術設備の製品が開発されつつある．
本報告では漁業集落排水施設で導入されてきた監視通信の導入の経緯とその課題を俯瞰し，導入されつつある新規の監視通信技術の概要や効果等について報告する．

水道施設全般に公営企業会計が導入されようとしており，漁業集落排水施設においても施設経営の健全化が課題となっている．
近年，台風の多発や北海道で発生したブラックアウト(大規模停電)によって道内に大規模な停電が発生し，一部の漁業集落排水施設においてもマンホールポンプ施設での逸水の恐れが生じ，緊急点検が実施された．この際には重量のあるマンホール蓋を開けて内部の状況を確認してからでないと内部汚水の引抜き作業の計画ができず，復旧に多大な時間を要した地域もあった．
これらのことから，漁業集落排水施設を抱える市町村の現状の課題は，維持管理費の削減と災害時の迅速かつ効率的な対応が必要であると考える．

2.2 監視通信施設
漁業集落排水施設は汚水を汚水処理施設へ送水する管路施設と汚水を周辺水域の規制水質以下まで浄化する汚水処理施設に大別される．
それぞれの施設の特徴に応じて設置される監視通信施設は異なるため，個別に概要を述べるものとする．

(1) 中継ポンプ施設

2．漁業集落排水施設の現状課題(ニーズ)
2.1 漁業集落排水施設
漁業集落の人口は一部を除き，減少傾向にあり，下水道料金が不足し，施設を管理する市町村においては一般財源から繰り入れするなど維持運営に苦慮しつつある．また下中継ポンプは処理区内に散在する事例が多く，これらの監視通信設備は従来から必要な施設である．当初，機器の異常を知らせる設備として操作盤の屋根に回転灯(緊急車両の屋根にあるものと同様)を設置した．しかしながら本設備は緊急時に回転放光し，周囲に異常を知らせるだけのものであったため，(写真-1)漁業集落の人口が減少した現― 23 ―

在では本設備が稼働しても誰も気づかなくなる状況も散見されるようになった．

設置が一般的である．
これらは①定期的に電解液を交換する②隔膜の張り替え作業等を定期的に行わないと，センサー性能の低下を招くなどの難しさがあった(写真-3)．

DO 現場指示値
写真-1 中継ポンプ設備操作盤の屋根に設けられた回転灯
その後，一般電話回線を用いた非常用通報装置が導入され，停電・故障等の異常の音声による通報が可能となった(写真-2)．
現在でも，多くの施設がこの方式を採用しているが，本方式は警報発生通報ののち，停電復帰しても通報されないため，現地まで状況を確認しに行かなければならない．またひとつの回線に複数の施設から警報が一斉に発信された場合，接続中の施設以外は通話中となるなどの不具合が生じた．
災害時においても支障なく警報情報を通報できるシステムが必要である．

写真-3 計測機器例(DO(溶存酸素)計)
これらの測定値を用いてファジイ制御や活性汚泥モデルを活用した高度な自動運転設備の導入がなされたが，現在，稼働している事例はほとんど見られない．
その要因は故障した場合の高額な修繕費や，製造中止や倒産等が原因であり，故障後は更新することなく，マニュアル運転に切り替えている事例が大かった．高度な計測制
御技術を導入する場合はアフターサービス等についてもよく調査するべきであろう．
処理施設の非常用通報装置は先述した中継ポンプの機能とほぼ同様であるのでここでは言及しないものとする(写真-4)．

写真-2 電話回線を用いた通報装置
写真-4 非常用通報装置(2) 排水処理施設
排水処理施設の監視通信設備は計測装置と流入汚水量等を記録する流量記録計と機器の異常を知らせる非常用通報装置が備えられていた．
計測装置は流入する汚水量を測定する流量計や処理の状態を判定する溶存酸素計，pH 計，ORP 計等の計測装置の流量記録計は電磁流量計で測定した流量を時間，日単位でロール紙に印字する機能を有する．ロール紙であるため，間延びし，敗れてしまうことがあり，丁寧な管理が必要である(写真-5)．

― 24 ―

写真-5 非常用通報装置(従来型：巻紙)
排水処理施設の維持管理はこれらのデータを点検管理
図-2 デジタル無線方式の概念
日報に記録し，水処理や機械電気設備の機能の低下を把握し，必要な是正措置をとっていく．
測定値の通報方式はこれらの情報を携帯電話やポケベル， クラウドシステムは大型の監視装置を設置することな
く，中継ポンプ操作盤に設置した専用端末とインターネッファックスで伝送する通報方式に至っている．
トを介して外部の大型サーバーと接続し，管理者，維持管理者がどこからでも情報を入手できる．故障個所や運転時
3．漁業集落排水施設の監視通信施設に間等をパソコンやスマートフォンにより視覚的に確認出適用可能な最新技術(シーズ)来る(写真-6)．ポンプ施設数の多い地区，また地区数の多い市町村にとっては利点の多い施設である．
3．1 中継ポンプ
中継ポンプ施設の監視設備としてはスマートフォンを携帯端末とするクラウドシステム(図-1)とデジタル無線方式(図-2)が開発され，どちらも一部の漁業集落排水施設に導入されはじめた．
これまで，異常を知らせるだけの機能から通報記録通信機能が飛躍的に発展したのである．

写真-6 スマートフォンによる監視画面

図-1 クラウドシステムの概念

また，本システムでは収集したデータは電子化され，外部の管理されたサーバーに保管される．
東日本大震災によって発生した津波によって漁業集落
排水施設に保管してあった施設の図面や工事完成図書が流出し，災害復旧に多くの時間を要した経験があったが(写真-7)，本システムではこれらの心配はなく，迅速な復旧が可能になると期待される．

― 25 ―

写真-7 津波によって被災した排水処理施設
図-3 蛍光式溶存酸素計の測定原理 1)
一方，デジタル無線による監視方式は総務省の 2022 年
11 月末をもってアナログ無線の使用を禁止する電波法の改正に対応して開発された方式である．親局となる施設は最大 28 箇所の子局の情報を収集し，送信できる．局毎に必要であった電話料金がこの集約化で削減が期待できる．
当研究所がこれまで行ってきた調査では大規模な漁業集
落排水施設の中継ポンプ数は最大でも 30 箇所前後であったが，この方式の導入により一般回線による有線を必要とする施設は 1 から 2 か所に集約出来ることになる．
ただし，本方式は計画した子局間の通信が円滑に可能かの実地実験を実施し，確認をしなければならない．地形条
件によっては迂回経路を設けるか，一部，単独での機能になることも考えられる．

(2) 記録設備
従来の記録設備は計測値の積算・記録のみであり，警報は別の機器が備えられていた．しかしこれらの両機能を備えた積算記録計が導入されつつある．本機器は従来の電話，ファックス等のアナログ機能に加え，インターネット網へのデータの送信が可能である(図-4)他，データのＵＳＢメモリへのダウンロード(ＣＳＶ変換)が可能である．
また，タッチパネル式の液晶画面を備え，維持管理の日報・月報，水量・水質のトレンドも確認出来るものとなっており，従来型に比べて大幅に機能の向上が図られている．

3.2 処理施設
処理施設の監視記録のデータベース化は維持管理の適正化のためには重要な点である．これを達成するには計測設備と記録設備が必要である．以下にそれぞれの新技術を紹介する．

(1) 計測設備
溶存酸素計において従来の隔膜式にかわる蛍光式(光学)溶存酸素濃度計が開発されている．
図-4 高度化した流量記録計の送受信体系
蛍光式溶存酸素計は量子力学の理論を応用して酸素濃度を測るもので，従来の隔膜式と比較して以下のような維
4．事例報告持管理上の利点があり，維持管理費の削減が期待できる．
①電極の交換が不要
4.1 クラウド型集中監視施設②消耗部品が少なく，維持管理費の削減が図れる③測定試料水の流れの影響がない．
B 町の汚水処理事業は特定環境保全公共下水道事業(以降，特環下水道施設)，農業集落排水整備事業，漁業集落排水環境整備事業により整備された．
本町では漁業集落排水施設は 2 地区が整備されているが，日本でも有数の広大な面積を有し，また寒冷地であることから，広域化の観点から農・漁業集落排水施設の管理― 26 ―を特環下水道施設で一元化する方針としており，マンホールポンプのクラウド型集中監視設備を整備中である．この整備によって，2 地区のマンホールポンプの運転状況を特環下水道施設に設置された集中管理室で一元的に管理することが出来るようになり，役場，維持管理者はこれまでよりも多様な維持管理情報の受信が可能になった(写真8)．
また冬季に何度か発生する沿岸部の暴風雪期においても各施設の稼働状況を確認出来るようになっている．
また，本システムではマンホール内の水位の監視・記録とポンプの運転を遠隔で強制運転が出来ることため，現場に出向かずに，停電時でも効率的な汚水の作業計画の策定を可能にしており，停電時 BCP にも寄与できる設備となっている(表-1)．

写真-8 下水道終末処理場に設けられた集中監室室現況
表-1 集中監視設備の概略仕様
項目内容
日報①日毎機器運転回数②日毎機器運転時間③ポンプ総運転時間
瞬時値
現在の状況を示す最新の瞬時値データを記録する．警報通報，状態通知で利用される．
ア ナロ グ 本体アナログ入力 2 点，内部温度を内部トレンドに蓄積し，サンプリング間隔 1 分で記録される．過去 42 日分記録．
運行履歴
各機器運転起動・運転フィードバック・水位レベル・ドア開閉・各種警報などの信号変化を 1 日最大 3000 件，最長 42 日分記録
遠隔操作
ポンプ 2 台の強制運転(起動)，強制停止，警報内部保持信号のリセットを遠隔より操作可能
ポ ンプ 運 ポンプ 2 台の時間毎に稼働状況を記録
転診断し以下の項目を演算してサーバーへ送信する．
① 日毎最長継続運転時間② 時間毎稼働率③ 時間毎最大始動回数④ 日毎最小始動間隔⑤ 日毎最長運転待機時間
運 転電 流 ポンプ 2 台の運転電流を 1 秒ごとのサトレンド
ンプリング間隔で過去 4 回の運転分記
録

4.2 次世代積算記録計
一部の排水処理施設では従来の積算記録計に代わって，市町村のイーサネット整備にも対応可能な次世代型積算記録計を設置している．
従来の記録計は，流入汚水量の日報・月報と機器の故障などの異常情報を音声と Fax 等で送信するのみであったが，次世代型はこれらの情報の送信方法が大幅に改善し，多様かつ大容量の情報の加工と送信が可能になっている．
またこれらの情報の確認はタッチパネル式で容易かつ見やすいものとなり，インターフェースとしての機能も向上が図られることになった(写真-9)．
しかしながら本設備の標準耐用年数は 7 年と短く．機能診断調査の結果でもやはり短期間で機能が低下している事例がみられた．筆者は本事例の施設の試運転の動作確認もしており，この短期間での機能低下は予想していなかった．
本事例では施設が海と近接していることもあり，監視通信機器の内部機器への塩害等も考えられるが，原因と対策は今後の課題であろう．

写真-9 タッチパネル式の操作画面

5．まとめ(1)漁業集落排水施設においても ICT 技術の導入が検討されつつある．これらの施設の機能は年々，機能が向上しており，施設管理者の退職，若年化の課題を支援できる技術となりつつある．
(2)汚水処理事業の広域化・統合といった施策が重要になっており，監視通報技術をはじめとする ICT 技術の開― 27 ―

発はますます重要になる．
(3)監視通信技術は稼働が長期化すると，設備の特有の故障または予期しない故障の発生が予想される．
(4)漁業集落排水施設の立地特性を考えると山地が接近することの電波障害や塩害等に配慮した設計が必要である．
(5)監視通信技術の評価は専門的な技術が必要であり，現状の課題と開発される技術をマッチングさせるためのプラットフォームとなる機関が必要である．
(6)これまで定着しなかた生物反応槽の自動運転技術の開発は今後も望まれるところである．
(7)これらの設備は標準耐用年数が 8 年から 10 年 2)と短く長寿命化の技術開発が望まれる．

参考文献
1) 漁業集落排水施設の規模適正化に向けた検討の手引き(案)～既存施設のダウンサイジング
水産庁漁港漁場整備課
2) 新しい溶存酸素の測定技術「蛍光式溶存酸素計」の紹介
寺沢啓 セントラル科学(株)かんぎきょう 2010．7 日本環境技術協会
3) 農業集落排水施設におけるストックマネジメントを実践する― 28 ―

ための機能診断調査要領(案)(平成 29 年度改訂版) 平成 29 年 4 月
一般社団法人 地域環境資源センター