土中水分解析装置、土中水分解析方法、土中水分解析プログラム及びタンクモデル生成方法
【課題】 盛土などでの降雨に対する土中水分の挙動を正確に解析することができる土中水分解析装置を提供する。
【解決手段】 土性毎にタンクモデルのタンクの特性が定義されたタンクデータベースと、斜面の横断面形状を定義する形状定義手段と、横断面形状内を複数の小さい領域に分割する領域分割手段と、領域のそれぞれについて土性を定義する土性定義手段と、領域のそれぞれに定義されている土性に合致するタイプのタンクモデルのタンクをタンクデータベースから読み出して各領域に割り当てることにより多段のタンクモデルを生成するモデル生成手段と、経過時間毎の降雨量を定義する降雨量定義手段と、降雨量に基づいて、タンクのそれぞれについて内部の水位を所定時間経過毎に求めて出力する計算手段とを備える。
【解決手段】 土性毎にタンクモデルのタンクの特性が定義されたタンクデータベースと、斜面の横断面形状を定義する形状定義手段と、横断面形状内を複数の小さい領域に分割する領域分割手段と、領域のそれぞれについて土性を定義する土性定義手段と、領域のそれぞれに定義されている土性に合致するタイプのタンクモデルのタンクをタンクデータベースから読み出して各領域に割り当てることにより多段のタンクモデルを生成するモデル生成手段と、経過時間毎の降雨量を定義する降雨量定義手段と、降雨量に基づいて、タンクのそれぞれについて内部の水位を所定時間経過毎に求めて出力する計算手段とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、盛土などの斜面を有する地形での降雨に対する土中水分の挙動を、タンクモデルを使用して解析する土中水分解析装置、土中水分解析方法及び土中水分解析プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から盛土の構造・土質条件、基盤の構造・土質条件、集水・浸透条件及び経験雨量条件の評価点と、予測の対象となる鉄道盛土が存在する地域の雨量とに基づいて鉄道盛土の崩壊限界雨量を推定し、それに基づいて、列車の安全運行を可能にする列車の運転管理システムが知られている（例えば、特許文献１）。
一方、列車軌道や軌道近傍の盛土の異常を検知するために、異常を検出する検出手段を設け、検出値の変化に基づいて異常を検知する列車軌道防災監視システムが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平０５−３２３０４３号公報
【特許文献２】特開２００１−１２２１１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に示す管理システムは、経験則に基づく推定方法であるため、未経験の降雨パターンによる降雨があった場合の検討に適用することが困難であるとともに、土中の水分の挙動を把握することはできないという問題がある。また、特許文献２に示す監視システムは、正確に異常を検知することが可能であるが、多数存在する盛土の全てにセンサを設置するのは現実的でないという問題もある。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、鉄道軌道沿線の盛土などの斜面を有する地形での降雨に対する土中水分の挙動を正確に解析することができる土中水分解析装置及び土中水分解析プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、斜面の横断面形状を定義する形状定義手段と、前記横断面形状内を複数の小さい領域に分割する領域分割手段と、前記領域のそれぞれに所定の特性を有するタンクモデルのタンクを割り当てることにより多段のタンクモデルを生成するモデル生成手段と、経過時間毎の降雨量を定義する降雨量定義手段と、前記降雨量に基づいて、前記タンクのそれぞれについて内部の水位を所定時間経過毎に求めて出力する計算手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、土性毎にタンクモデルのタンクの特性が定義されたタンクデータ記憶手段と、斜面の横断面形状を定義する形状定義手段と、前記横断面形状内を複数の小さい領域に分割する領域分割手段と、前記領域のそれぞれについて土性を定義する土性定義手段と、前記領域のそれぞれに定義されている土性に合致するタイプのタンクモデルのタンクを前記タンクデータ記憶手段から読み出して各領域に割り当てることにより多段のタンクモデルを生成するモデル生成手段と、経過時間毎の降雨量を定義する降雨量定義手段と、前記降雨量に基づいて、前記タンクのそれぞれについて内部の水位を所定時間経過毎に求めて出力する計算手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、前記タンクの流出係数は、タンク内部の水位に応じた非線形関数であることを特徴とする。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、斜面の横断面形状を定義する形状定義手段と、前記横断面形状内を複数の小さい領域に分割する領域分割手段と、前記領域のそれぞれに所定の特性を有するタンクモデルのタンクを割り当てることにより多段のタンクモデルを生成するモデル生成手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項５に記載の発明は、斜面の横断面形状を定義する形状定義過程と、前記横断面形状内を複数の小さい領域に分割する領域分割過程と、前記領域のそれぞれに所定の特性を有するタンクモデルのタンクを割り当てることにより多段のタンクモデルを生成するモデル生成過程と、経過時間毎の降雨量を定義する降雨量定義過程と、前記降雨量に基づいて、前記タンクのそれぞれについて内部の水位を所定時間経過毎に求めて出力する計算過程とを有することを特徴とする。
【００１０】
請求項６に記載の発明は、土性毎にタンクモデルのタンクの特性を予め定義して記憶しておくタンクデータ記憶過程と、斜面の横断面形状を定義する形状定義過程と、前記横断面形状内を複数の小さい領域に分割する領域分割過程と、前記領域のそれぞれについて土性を定義する土性定義過程と、記憶しておいたタンクデータの中から前記領域のそれぞれに定義されている土性に合致するタイプのタンクモデルのタンクデータを読み出して各領域に割り当てることにより多段のタンクモデルを生成するモデル生成過程と、経過時間毎の降雨量を定義する降雨量定義過程と、前記降雨量に基づいて、前記タンクのそれぞれについて内部の水位を所定時間経過毎に求めて出力する計算過程とを有することを特徴とする。
【００１１】
請求項７に記載の発明は、前記タンクの流出係数は、タンク内部の水位に応じた非線形関数であることを特徴とする。
【００１２】
請求項８に記載の発明は、斜面の横断面形状を定義する形状定義過程と、前記横断面形状内を複数の小さい領域に分割する領域分割過程と、前記領域のそれぞれに所定の特性を有するタンクモデルのタンクを割り当てることにより多段のタンクモデルを生成するモデル生成過程とを有することを特徴とする。
【００１３】
請求項９に記載の発明は、斜面の横断面形状を定義する形状定義処理と、前記横断面形状内を複数の小さい領域に分割する領域分割処理と、前記領域のそれぞれに所定の特性を有するタンクモデルのタンクを割り当てることにより多段のタンクモデルを生成するモデル生成処理と、経過時間毎の降雨量を定義する降雨量定義処理と、前記降雨量に基づいて、前記タンクのそれぞれについて内部の水位を所定時間経過毎に求めて出力する計算処理とをコンピュータに行わせることを特徴とする。
【００１４】
請求項１０に記載の発明は、土性毎にタンクモデルのタンクの特性を予め定義して記憶しておくタンクデータ記憶処理と、斜面の横断面形状を定義する形状定義処理と、前記横断面形状内を複数の小さい領域に分割する領域分割処理と、前記領域のそれぞれについて土性を定義する土性定義処理と、記憶しておいたタンクデータの中から前記領域のそれぞれに定義されている土性に合致するタイプのタンクモデルのタンクデータを読み出して各領域に割り当てることにより多段のタンクモデルを生成するモデル生成処理と、経過時間毎の降雨量を定義する降雨量定義処理と、前記降雨量に基づいて、前記タンクのそれぞれについて内部の水位を所定時間経過毎に求めて出力する計算処理とをコンピュータに行わせることを特徴とする。
【００１５】
請求項１１に記載の発明は、前記タンクの流出係数は、タンク内部の水位に応じた非線形関数であることを特徴とする。
【００１６】
請求項１２に記載の発明は、斜面の横断面形状を定義する形状定義処理と、前記横断面形状内を複数の小さい領域に分割する領域分割処理と、前記領域のそれぞれに所定の特性を有するタンクモデルのタンクを割り当てることにより多段のタンクモデルを生成するモデル生成処理とをコンピュータに行わせることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、斜面の横断面を小さい領域に分割し、各領域にタンクモデルのタンクを割り当てて、降雨に対する各タンク内の水位の変化を求めるようにしたため、斜面内の水分の挙動を正確に把握することが可能となる。また、未経験の降雨パターンの降雨があった場合の土中水分の挙動変化を計算によって求めることができるため、多数存在する斜面や盛土に対する防災対策の優先度を比較検討することが可能となる。例えば、斜面に対して排水パイプを設けるのみで改善する、センサを付けて監視する、改善工事を実施する等を事前に比較検討することができるため、改善費用の投資を効率的に行うことが可能となる。
また、斜面の横断面形状を定義し、この横断面形状内を複数の小さい領域に分割して、分割領域のそれぞれに所定の特性を有するタンクモデルのタンクを割り当てることにより多段のタンクモデルを生成するようにしたため、斜面の形状に合致したタンクモデルを生成することができるとともに、この多段のタンクモデルによって水分解析を行えば、正確な解析結果を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態による土中水分解析装置を図面を参照して説明する。図１は同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、符号１は、盛土などの土中水分を解析する解析装置であり、パソコン等で構成される。符号２は、キーボードやマウスで構成する入力部である。符号３は、ディスプレイ装置で構成する表示部である。符号４は、解析対象の盛土の形状データ及び土性分布データが記憶された盛土データーベースである。符号５は、流出解析法の１つであるタンクモデルのタンクの特性が土性毎に記憶されたタンクデータベースである。符号６は、解析対象の盛土に対する降雨のパターンデータが記憶された降雨パターンデータベースである。符号７は、解析結果である土中水分の時間変化のデータを記憶する解析結果記憶部である。
【００１９】
次に、図３〜６を参照して、図１に示す各データベースのテーブル構造を説明する。初めに、図３を参照して、盛土データベース４のテーブル構造を説明する。盛土データベース４は、鉄道の営業線を特定する「営業線名」と、この営業線沿線の盛土を特定する「盛土識別名」と、盛土の横断面形状と各寸法を定義する「断面形状データ」と、この横断面の土性分布を定義する「土性分布データ」とからなる。図３に示す例においては、断面形状データは、盛土高さａと盛土幅ｂとのり面角度ｃが定義されている、また、土性分布データは、盛土表面の水平部、のり面部はそれぞれ「１」、「２」という土性であり、盛土内部は、表土「３」と土砂「４」が定義されている。
【００２０】
次に、図４を参照して、タンクデータベース５のテーブル構造を説明する。タンクデータベース５は、「識別名」、「タンクタイプ」、「横穴高さ」、「横穴バルブ特性」、「下穴バルブ特性」の５つのフィールドを有している。「識別名」は、タンクモデルのタンクを一意に識別するためのものである。「タンクタイプ」は、適用する土性を特定するものである。この例では、盛土の表面の水平部に適用する「表面（水平部）」と、盛土の表面ののり面に適用する「表面（のり面部）」と、盛土の内部の土に適用する「表土」「土砂１」「土砂２」が予め定義されている。「横穴高さ」は、タンク底面から横穴までの高さであり、「横穴バルブ特性」「下穴バルブ特性」は、タンクの横穴、下穴に仮想的に設けられたバルブの特性データである。
【００２１】
ここで、図７及び図８を参照して、タンクの各パラメータとタンクに設けられるバルブの特性を説明する。図７は、タンクモデルに用いるタンクの各パラメータを示す図である。タンクには、側面（横）と底面（下）に水が流れ出る穴が設けられており、側面に設けられた穴を横穴と称し、底面に設けられた穴を下穴と称する。横穴は、底面からの高さ（横穴高さ）ｈと穴の径に相当する横穴流出係数ｋ１で定義され、下穴は、穴の径に相当する下穴流出係数によって定義される。横穴流出量Ｒ１は、タンク内の水位ＨがＨ＞ｈである場合、Ｒ１＝（Ｈ−ｈ）×ｋ１で算出し、Ｈ＜＝ｈである場合、Ｒ１＝０となる。また、下穴流出量Ｒ２は、Ｒ２＝Ｈ×ｋ２で算出する。ただし、横穴、下穴には、流出係数が水位に応じて変化する非線形バルブが設けられている。この非線形バルブは、図８に示すように、タンク内の水位Ｈに応じて、流出係数が大きくなる特性を有している。タンクデータベース５には、タンクタイプ毎に、横穴高さ、横穴バルブ特性、下穴バルブ特性がそれぞれ予め定義されて記憶されている。
【００２２】
次に、図５を参照して、降雨パターンデータベース６のテーブル構造を説明する。降雨パターンデータベース６には、降雨パターンを識別する「降雨パターン識別名」と、単位時間毎の降雨強度が定義された「降雨パターンデータ」とからなる。この降雨パターンデータベース６は、図５に示すように過去の雨量実測値から作成したデータや任意に作成した降雨パターンのデータを用い、予め記憶したものである。
【００２３】
次に、図６を参照して、解析結果記憶部７のテーブル構造を説明する。解析結果記憶部７は、個別のタンクを識別する「タンク名」毎に、かつ「経過時間」毎にタンク内の水位Ｈを書き込むフィールドを有しており、このフィールドに対して土中水分解析部１２が解析した結果の書き込みを行う。
【００２４】
次に、図１に示す解析装置の動作を説明する。まず、作業者が入力部２から盛土形状定義の指示を行うと、モデル生成部１１は、盛土横断面の形状を定義するための画面を表示部３へ表示する。ここで、作業者は、表示部３を見ながら入力部２を操作して、盛土の横断面形状を作図するとともに、各部の寸法を入力する。モデル生成部１１が行う作図処理は、公知の方法を用いて行うため、ここでは詳細な説明を省略する。これにより図３に示す断面形状データが定義されたこととなる（ステップＳ１）。
【００２５】
次に、作業者は、定義した盛土横断面の形状を見ながら、入力部２を操作して横断面内の土性分布図を作図する。土性分布図の作成は、盛土横断面内を土性が異なる土毎の領域に分けることにより行う。この領域分割が終了した時点で、モデル生成部１１は、タンクデータベース５に記憶されているタンクタイプ（土性）を読み出し、表示部３へ表示する。作業者は、表示されたタンクタイプ（土性）の中から該当する土性を選択し、各領域の土性を定義する。このとき、各領域の土性を識別子は、タンクデータベース５の識別名の２桁目の番号（図４に示す例では、１〜５）を用いる。これにより図３に示す土性分布データが定義されたこととなる（ステップＳ２）。
【００２６】
次に、モデル生成部１１は、表示部３へ営業線名と盛土識別名を入力する指示のメッセージを表示する。これを受けて、作業者は、入力部２より営業線名（○○○線）と盛土識別名（○○駅−○○駅間北側）を入力する。モデル生成部１１は、ここで入力された営業線名、盛土識別名と、断面形状データと、土性分布データとを関連つけて盛土データベース４へ記憶する。
なお、この盛土データの定義作業（ステップＳ１、Ｓ２）は、複数の盛土についてまとめて行い、予め複数の盛土データを盛土データベース４に記憶しておいてもよい。
【００２７】
次に、作業者が入力部２から土中水分解析の指示を行うと、モデル作成部１１は、盛土データベース４に記憶されている営業線名と盛土識別名とを読み出し、表示部３へ表示する。これを受けて、作業者は、入力部２を操作して、表示部３に表示されている営業線名と盛土識別名の組を選択する。モデル生成部１１は、盛土データベース４から、選択された営業線名と盛土識別名の組によって特定される断面形状データと土性分布データを読み出す。
【００２８】
次に、モデル生成部１１は、読み出した盛土横断面に対して、タンクデータベース５に記憶されているタンクを割り当てる（ステップＳ３）。この割当て処理は、まず土性分布データの各領域内を単位面積を持つ複数の矩形に分割し、同じ土性の領域を複数の小さい矩形領域に分割する。そして、この小さい矩形領域に対して、この領域の土性と同じタイプのタンクを選択して割り当てることにより行う。続いて、モデル生成部１１は、割り当てたタンクに対して、個別のタンクを識別することが可能なタンク名を付与する。このタンク名は、土性が同じもの毎に、上位２桁が使用したタンクの識別名（Ｔ１〜Ｔ５のいずれか）とし、下位の３桁は、順番号となっている。例えば、使用したタンクが「Ｔ１」であり、「Ｔ１」のタンクが３つであれば、タンク名は「Ｔ１００１」、「Ｔ１００２」、「Ｔ１００３」となる。この割当て処理の結果を図９に示す。
【００２９】
このように、斜面の横断面形状を定義し、この横断面形状内を複数の小さい領域に分割して、分割領域のそれぞれに所定の特性を有するタンクモデルのタンクを割り当てることにより多段（２次元配列）のタンクモデルを生成するようにしたため、斜面の形状に合致したタンクモデルを生成することができるとともに、この多段のタンクモデルによって水分解析を行えば、正確な解析結果を得ることが可能となる。
【００３０】
次に、モデル生成部１１は、各領域にタンクを割り当てたデータを土中水分解析部１２へ出力する。これを受けて土中水分解析部１２は、図９に示すタンク配置図を表示部３へ表示するとともに、各タンクについて初期水位の定義を指示するメッセージを表示部３へ表示する。これを受けて、作業者は、画面上でタンクを選択し、この選択したタンクの初期水位の数値を入力部２から入力する。土中水分解析部１２は、この初期水位の値を読み取り、各値を内部に保持するとともに解析結果記憶部７の経過時間「０」のフィールドへ書き込む（ステップＳ４）。
【００３１】
次に、土中水分解析部１２は、降雨パターン定義を指示するメッセージを表示部３へ表示する。ここで、作業者は、経過時間毎の降雨強度の数値を入力する。土中水分解析部１２は、この数値を読み取り内部に保持する。続いて、土中水分解析部１２は、表示部３へ降雨パターン識別名を入力する指示のメッセージを表示する。これを受けて、作業者は、入力部２より降雨パターン識別名を入力する。土中水分解析部１２は、ここで入力された降雨パターン識別名と、経過時間毎の降雨強度値を関連つけて降雨パターンデータベース６へ記憶する。
なお、この降雨パターンデータの定義作業（ステップＳ５）は、複数の降雨パターンについてまとめて行い、予め複数の降雨パターンデータを降雨パターンデータベースに記憶しておいて、使用する降雨パターンデータを作業者に選択させるようにしてもよい。
【００３２】
次に、土中水分解析部１２は、経過時間変数Ｔをゼロリセットし（ステップＳ６）、単位経過時間Ｔｓを変数Ｔに加算する（ステップＳ７）。ここでは、Ｔｓを「１」とする。そして、土中水分解析部１２は、初期状態から時間Ｔだけ経過した時点の各タンクの水位Ｈを算出する（ステップＳ８）。図１０に示すように、盛土表面に配置されているタンクには、降雨パターンデータで定義される強度の雨が流入するとともに、各タンクの横穴と下穴から流出する水が隣り合うタンクへ流入するようになっているため、時間Ｔの各タンクの水位Ｈは、初期の水位から流出する水量を減算し、この結果に流入する水量を加算することによって算出する。このとき、タンクデータベース５に定義されている各穴のバルブ特性を参照して、各タンクから流出する水量を算出する。土中水分解析部１２は、ここで算出した各タンクの水位を解析結果記憶部７の経過時間「１」のフィールドへ書き込む（ステップＳ９）。
【００３３】
次に、土中水分解析部１２は、変数Ｔがしきい値ＴＨ（ここでは、２０）を超えたか否かを判定し、超えていなければ、ステップＳ７へ戻り、同様の処理を繰り返し行う（ステップＳ１０）。この計算処理によって、解析結果記憶部７には、各タンク毎に、各経過時間後のタンク内の水位が書き込まれたこととなる。
【００３４】
このように、盛土の横断面内に２次元配列のタンクを配置し、各タンクの横穴と下穴から流出する水が隣り合うタンクへ流入するようして、各経過時間後の各タンク内の水位を計算したため、盛土内の水分の挙動を正確に把握することが可能となる。
【００３５】
なお、図１における処理部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより土中水分解析処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【００３６】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【実施例１】
【００３７】
次に、図１１を参照して、本発明の土中水分解析装置による解析結果と観測データとの比較結果を説明する。図１１は、のり面上方の深さ１００ｃｍの位置における本発明による土中水分量の計算値と、同一の位置における土中水分量の観測データとを降雨量と重ねてプロットした図である。この図に示すように、本発明による土中水分量の計算値は、観測データと良く合っているのが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
前述した説明では、盛土を例にして説明したが、土性分布や横断面が既知であれば自然の斜面等にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】図１に示す盛土データベース４のテーブル構造を示す説明図である。
【図４】図１に示すタンクデータベース５のテーブル構造を示す説明図である。
【図５】図１に示す降雨パターンデータベース６のテーブル構造を示す説明図である。
【図６】図１に示す解析結果記憶部７のテーブル構造を示す説明図である。
【図７】タンクモデルのパラメータを示す説明図である。
【図８】バルブ特性の一例を示す説明図である。
【図９】盛土の断面にタンクを配置した例を示す説明図である。
【図１０】空間分布配置のタンクモデルを示す説明図である。
【図１１】実測値との比較検証結果を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１・・・解析装置、１１・・・モデル生成部、１２・・・土中水分解析部、２・・・入力部、３・・・表示部、４・・・盛土データベース、５・・・タンクデータベース、６・・・降雨パターンデータベース、７・・・解析結果記憶部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、盛土などの斜面を有する地形での降雨に対する土中水分の挙動を、タンクモデルを使用して解析する土中水分解析装置、土中水分解析方法及び土中水分解析プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から盛土の構造・土質条件、基盤の構造・土質条件、集水・浸透条件及び経験雨量条件の評価点と、予測の対象となる鉄道盛土が存在する地域の雨量とに基づいて鉄道盛土の崩壊限界雨量を推定し、それに基づいて、列車の安全運行を可能にする列車の運転管理システムが知られている（例えば、特許文献１）。
一方、列車軌道や軌道近傍の盛土の異常を検知するために、異常を検出する検出手段を設け、検出値の変化に基づいて異常を検知する列車軌道防災監視システムが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平０５−３２３０４３号公報
【特許文献２】特開２００１−１２２１１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に示す管理システムは、経験則に基づく推定方法であるため、未経験の降雨パターンによる降雨があった場合の検討に適用することが困難であるとともに、土中の水分の挙動を把握することはできないという問題がある。また、特許文献２に示す監視システムは、正確に異常を検知することが可能であるが、多数存在する盛土の全てにセンサを設置するのは現実的でないという問題もある。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、鉄道軌道沿線の盛土などの斜面を有する地形での降雨に対する土中水分の挙動を正確に解析することができる土中水分解析装置及び土中水分解析プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、斜面の横断面形状を定義する形状定義手段と、前記横断面形状内を複数の小さい領域に分割する領域分割手段と、前記領域のそれぞれに所定の特性を有するタンクモデルのタンクを割り当てることにより多段のタンクモデルを生成するモデル生成手段と、経過時間毎の降雨量を定義する降雨量定義手段と、前記降雨量に基づいて、前記タンクのそれぞれについて内部の水位を所定時間経過毎に求めて出力する計算手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、土性毎にタンクモデルのタンクの特性が定義されたタンクデータ記憶手段と、斜面の横断面形状を定義する形状定義手段と、前記横断面形状内を複数の小さい領域に分割する領域分割手段と、前記領域のそれぞれについて土性を定義する土性定義手段と、前記領域のそれぞれに定義されている土性に合致するタイプのタンクモデルのタンクを前記タンクデータ記憶手段から読み出して各領域に割り当てることにより多段のタンクモデルを生成するモデル生成手段と、経過時間毎の降雨量を定義する降雨量定義手段と、前記降雨量に基づいて、前記タンクのそれぞれについて内部の水位を所定時間経過毎に求めて出力する計算手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、前記タンクの流出係数は、タンク内部の水位に応じた非線形関数であることを特徴とする。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、斜面の横断面形状を定義する形状定義手段と、前記横断面形状内を複数の小さい領域に分割する領域分割手段と、前記領域のそれぞれに所定の特性を有するタンクモデルのタンクを割り当てることにより多段のタンクモデルを生成するモデル生成手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項５に記載の発明は、斜面の横断面形状を定義する形状定義過程と、前記横断面形状内を複数の小さい領域に分割する領域分割過程と、前記領域のそれぞれに所定の特性を有するタンクモデルのタンクを割り当てることにより多段のタンクモデルを生成するモデル生成過程と、経過時間毎の降雨量を定義する降雨量定義過程と、前記降雨量に基づいて、前記タンクのそれぞれについて内部の水位を所定時間経過毎に求めて出力する計算過程とを有することを特徴とする。
【００１０】
請求項６に記載の発明は、土性毎にタンクモデルのタンクの特性を予め定義して記憶しておくタンクデータ記憶過程と、斜面の横断面形状を定義する形状定義過程と、前記横断面形状内を複数の小さい領域に分割する領域分割過程と、前記領域のそれぞれについて土性を定義する土性定義過程と、記憶しておいたタンクデータの中から前記領域のそれぞれに定義されている土性に合致するタイプのタンクモデルのタンクデータを読み出して各領域に割り当てることにより多段のタンクモデルを生成するモデル生成過程と、経過時間毎の降雨量を定義する降雨量定義過程と、前記降雨量に基づいて、前記タンクのそれぞれについて内部の水位を所定時間経過毎に求めて出力する計算過程とを有することを特徴とする。
【００１１】
請求項７に記載の発明は、前記タンクの流出係数は、タンク内部の水位に応じた非線形関数であることを特徴とする。
【００１２】
請求項８に記載の発明は、斜面の横断面形状を定義する形状定義過程と、前記横断面形状内を複数の小さい領域に分割する領域分割過程と、前記領域のそれぞれに所定の特性を有するタンクモデルのタンクを割り当てることにより多段のタンクモデルを生成するモデル生成過程とを有することを特徴とする。
【００１３】
請求項９に記載の発明は、斜面の横断面形状を定義する形状定義処理と、前記横断面形状内を複数の小さい領域に分割する領域分割処理と、前記領域のそれぞれに所定の特性を有するタンクモデルのタンクを割り当てることにより多段のタンクモデルを生成するモデル生成処理と、経過時間毎の降雨量を定義する降雨量定義処理と、前記降雨量に基づいて、前記タンクのそれぞれについて内部の水位を所定時間経過毎に求めて出力する計算処理とをコンピュータに行わせることを特徴とする。
【００１４】
請求項１０に記載の発明は、土性毎にタンクモデルのタンクの特性を予め定義して記憶しておくタンクデータ記憶処理と、斜面の横断面形状を定義する形状定義処理と、前記横断面形状内を複数の小さい領域に分割する領域分割処理と、前記領域のそれぞれについて土性を定義する土性定義処理と、記憶しておいたタンクデータの中から前記領域のそれぞれに定義されている土性に合致するタイプのタンクモデルのタンクデータを読み出して各領域に割り当てることにより多段のタンクモデルを生成するモデル生成処理と、経過時間毎の降雨量を定義する降雨量定義処理と、前記降雨量に基づいて、前記タンクのそれぞれについて内部の水位を所定時間経過毎に求めて出力する計算処理とをコンピュータに行わせることを特徴とする。
【００１５】
請求項１１に記載の発明は、前記タンクの流出係数は、タンク内部の水位に応じた非線形関数であることを特徴とする。
【００１６】
請求項１２に記載の発明は、斜面の横断面形状を定義する形状定義処理と、前記横断面形状内を複数の小さい領域に分割する領域分割処理と、前記領域のそれぞれに所定の特性を有するタンクモデルのタンクを割り当てることにより多段のタンクモデルを生成するモデル生成処理とをコンピュータに行わせることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、斜面の横断面を小さい領域に分割し、各領域にタンクモデルのタンクを割り当てて、降雨に対する各タンク内の水位の変化を求めるようにしたため、斜面内の水分の挙動を正確に把握することが可能となる。また、未経験の降雨パターンの降雨があった場合の土中水分の挙動変化を計算によって求めることができるため、多数存在する斜面や盛土に対する防災対策の優先度を比較検討することが可能となる。例えば、斜面に対して排水パイプを設けるのみで改善する、センサを付けて監視する、改善工事を実施する等を事前に比較検討することができるため、改善費用の投資を効率的に行うことが可能となる。
また、斜面の横断面形状を定義し、この横断面形状内を複数の小さい領域に分割して、分割領域のそれぞれに所定の特性を有するタンクモデルのタンクを割り当てることにより多段のタンクモデルを生成するようにしたため、斜面の形状に合致したタンクモデルを生成することができるとともに、この多段のタンクモデルによって水分解析を行えば、正確な解析結果を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態による土中水分解析装置を図面を参照して説明する。図１は同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、符号１は、盛土などの土中水分を解析する解析装置であり、パソコン等で構成される。符号２は、キーボードやマウスで構成する入力部である。符号３は、ディスプレイ装置で構成する表示部である。符号４は、解析対象の盛土の形状データ及び土性分布データが記憶された盛土データーベースである。符号５は、流出解析法の１つであるタンクモデルのタンクの特性が土性毎に記憶されたタンクデータベースである。符号６は、解析対象の盛土に対する降雨のパターンデータが記憶された降雨パターンデータベースである。符号７は、解析結果である土中水分の時間変化のデータを記憶する解析結果記憶部である。
【００１９】
次に、図３〜６を参照して、図１に示す各データベースのテーブル構造を説明する。初めに、図３を参照して、盛土データベース４のテーブル構造を説明する。盛土データベース４は、鉄道の営業線を特定する「営業線名」と、この営業線沿線の盛土を特定する「盛土識別名」と、盛土の横断面形状と各寸法を定義する「断面形状データ」と、この横断面の土性分布を定義する「土性分布データ」とからなる。図３に示す例においては、断面形状データは、盛土高さａと盛土幅ｂとのり面角度ｃが定義されている、また、土性分布データは、盛土表面の水平部、のり面部はそれぞれ「１」、「２」という土性であり、盛土内部は、表土「３」と土砂「４」が定義されている。
【００２０】
次に、図４を参照して、タンクデータベース５のテーブル構造を説明する。タンクデータベース５は、「識別名」、「タンクタイプ」、「横穴高さ」、「横穴バルブ特性」、「下穴バルブ特性」の５つのフィールドを有している。「識別名」は、タンクモデルのタンクを一意に識別するためのものである。「タンクタイプ」は、適用する土性を特定するものである。この例では、盛土の表面の水平部に適用する「表面（水平部）」と、盛土の表面ののり面に適用する「表面（のり面部）」と、盛土の内部の土に適用する「表土」「土砂１」「土砂２」が予め定義されている。「横穴高さ」は、タンク底面から横穴までの高さであり、「横穴バルブ特性」「下穴バルブ特性」は、タンクの横穴、下穴に仮想的に設けられたバルブの特性データである。
【００２１】
ここで、図７及び図８を参照して、タンクの各パラメータとタンクに設けられるバルブの特性を説明する。図７は、タンクモデルに用いるタンクの各パラメータを示す図である。タンクには、側面（横）と底面（下）に水が流れ出る穴が設けられており、側面に設けられた穴を横穴と称し、底面に設けられた穴を下穴と称する。横穴は、底面からの高さ（横穴高さ）ｈと穴の径に相当する横穴流出係数ｋ１で定義され、下穴は、穴の径に相当する下穴流出係数によって定義される。横穴流出量Ｒ１は、タンク内の水位ＨがＨ＞ｈである場合、Ｒ１＝（Ｈ−ｈ）×ｋ１で算出し、Ｈ＜＝ｈである場合、Ｒ１＝０となる。また、下穴流出量Ｒ２は、Ｒ２＝Ｈ×ｋ２で算出する。ただし、横穴、下穴には、流出係数が水位に応じて変化する非線形バルブが設けられている。この非線形バルブは、図８に示すように、タンク内の水位Ｈに応じて、流出係数が大きくなる特性を有している。タンクデータベース５には、タンクタイプ毎に、横穴高さ、横穴バルブ特性、下穴バルブ特性がそれぞれ予め定義されて記憶されている。
【００２２】
次に、図５を参照して、降雨パターンデータベース６のテーブル構造を説明する。降雨パターンデータベース６には、降雨パターンを識別する「降雨パターン識別名」と、単位時間毎の降雨強度が定義された「降雨パターンデータ」とからなる。この降雨パターンデータベース６は、図５に示すように過去の雨量実測値から作成したデータや任意に作成した降雨パターンのデータを用い、予め記憶したものである。
【００２３】
次に、図６を参照して、解析結果記憶部７のテーブル構造を説明する。解析結果記憶部７は、個別のタンクを識別する「タンク名」毎に、かつ「経過時間」毎にタンク内の水位Ｈを書き込むフィールドを有しており、このフィールドに対して土中水分解析部１２が解析した結果の書き込みを行う。
【００２４】
次に、図１に示す解析装置の動作を説明する。まず、作業者が入力部２から盛土形状定義の指示を行うと、モデル生成部１１は、盛土横断面の形状を定義するための画面を表示部３へ表示する。ここで、作業者は、表示部３を見ながら入力部２を操作して、盛土の横断面形状を作図するとともに、各部の寸法を入力する。モデル生成部１１が行う作図処理は、公知の方法を用いて行うため、ここでは詳細な説明を省略する。これにより図３に示す断面形状データが定義されたこととなる（ステップＳ１）。
【００２５】
次に、作業者は、定義した盛土横断面の形状を見ながら、入力部２を操作して横断面内の土性分布図を作図する。土性分布図の作成は、盛土横断面内を土性が異なる土毎の領域に分けることにより行う。この領域分割が終了した時点で、モデル生成部１１は、タンクデータベース５に記憶されているタンクタイプ（土性）を読み出し、表示部３へ表示する。作業者は、表示されたタンクタイプ（土性）の中から該当する土性を選択し、各領域の土性を定義する。このとき、各領域の土性を識別子は、タンクデータベース５の識別名の２桁目の番号（図４に示す例では、１〜５）を用いる。これにより図３に示す土性分布データが定義されたこととなる（ステップＳ２）。
【００２６】
次に、モデル生成部１１は、表示部３へ営業線名と盛土識別名を入力する指示のメッセージを表示する。これを受けて、作業者は、入力部２より営業線名（○○○線）と盛土識別名（○○駅−○○駅間北側）を入力する。モデル生成部１１は、ここで入力された営業線名、盛土識別名と、断面形状データと、土性分布データとを関連つけて盛土データベース４へ記憶する。
なお、この盛土データの定義作業（ステップＳ１、Ｓ２）は、複数の盛土についてまとめて行い、予め複数の盛土データを盛土データベース４に記憶しておいてもよい。
【００２７】
次に、作業者が入力部２から土中水分解析の指示を行うと、モデル作成部１１は、盛土データベース４に記憶されている営業線名と盛土識別名とを読み出し、表示部３へ表示する。これを受けて、作業者は、入力部２を操作して、表示部３に表示されている営業線名と盛土識別名の組を選択する。モデル生成部１１は、盛土データベース４から、選択された営業線名と盛土識別名の組によって特定される断面形状データと土性分布データを読み出す。
【００２８】
次に、モデル生成部１１は、読み出した盛土横断面に対して、タンクデータベース５に記憶されているタンクを割り当てる（ステップＳ３）。この割当て処理は、まず土性分布データの各領域内を単位面積を持つ複数の矩形に分割し、同じ土性の領域を複数の小さい矩形領域に分割する。そして、この小さい矩形領域に対して、この領域の土性と同じタイプのタンクを選択して割り当てることにより行う。続いて、モデル生成部１１は、割り当てたタンクに対して、個別のタンクを識別することが可能なタンク名を付与する。このタンク名は、土性が同じもの毎に、上位２桁が使用したタンクの識別名（Ｔ１〜Ｔ５のいずれか）とし、下位の３桁は、順番号となっている。例えば、使用したタンクが「Ｔ１」であり、「Ｔ１」のタンクが３つであれば、タンク名は「Ｔ１００１」、「Ｔ１００２」、「Ｔ１００３」となる。この割当て処理の結果を図９に示す。
【００２９】
このように、斜面の横断面形状を定義し、この横断面形状内を複数の小さい領域に分割して、分割領域のそれぞれに所定の特性を有するタンクモデルのタンクを割り当てることにより多段（２次元配列）のタンクモデルを生成するようにしたため、斜面の形状に合致したタンクモデルを生成することができるとともに、この多段のタンクモデルによって水分解析を行えば、正確な解析結果を得ることが可能となる。
【００３０】
次に、モデル生成部１１は、各領域にタンクを割り当てたデータを土中水分解析部１２へ出力する。これを受けて土中水分解析部１２は、図９に示すタンク配置図を表示部３へ表示するとともに、各タンクについて初期水位の定義を指示するメッセージを表示部３へ表示する。これを受けて、作業者は、画面上でタンクを選択し、この選択したタンクの初期水位の数値を入力部２から入力する。土中水分解析部１２は、この初期水位の値を読み取り、各値を内部に保持するとともに解析結果記憶部７の経過時間「０」のフィールドへ書き込む（ステップＳ４）。
【００３１】
次に、土中水分解析部１２は、降雨パターン定義を指示するメッセージを表示部３へ表示する。ここで、作業者は、経過時間毎の降雨強度の数値を入力する。土中水分解析部１２は、この数値を読み取り内部に保持する。続いて、土中水分解析部１２は、表示部３へ降雨パターン識別名を入力する指示のメッセージを表示する。これを受けて、作業者は、入力部２より降雨パターン識別名を入力する。土中水分解析部１２は、ここで入力された降雨パターン識別名と、経過時間毎の降雨強度値を関連つけて降雨パターンデータベース６へ記憶する。
なお、この降雨パターンデータの定義作業（ステップＳ５）は、複数の降雨パターンについてまとめて行い、予め複数の降雨パターンデータを降雨パターンデータベースに記憶しておいて、使用する降雨パターンデータを作業者に選択させるようにしてもよい。
【００３２】
次に、土中水分解析部１２は、経過時間変数Ｔをゼロリセットし（ステップＳ６）、単位経過時間Ｔｓを変数Ｔに加算する（ステップＳ７）。ここでは、Ｔｓを「１」とする。そして、土中水分解析部１２は、初期状態から時間Ｔだけ経過した時点の各タンクの水位Ｈを算出する（ステップＳ８）。図１０に示すように、盛土表面に配置されているタンクには、降雨パターンデータで定義される強度の雨が流入するとともに、各タンクの横穴と下穴から流出する水が隣り合うタンクへ流入するようになっているため、時間Ｔの各タンクの水位Ｈは、初期の水位から流出する水量を減算し、この結果に流入する水量を加算することによって算出する。このとき、タンクデータベース５に定義されている各穴のバルブ特性を参照して、各タンクから流出する水量を算出する。土中水分解析部１２は、ここで算出した各タンクの水位を解析結果記憶部７の経過時間「１」のフィールドへ書き込む（ステップＳ９）。
【００３３】
次に、土中水分解析部１２は、変数Ｔがしきい値ＴＨ（ここでは、２０）を超えたか否かを判定し、超えていなければ、ステップＳ７へ戻り、同様の処理を繰り返し行う（ステップＳ１０）。この計算処理によって、解析結果記憶部７には、各タンク毎に、各経過時間後のタンク内の水位が書き込まれたこととなる。
【００３４】
このように、盛土の横断面内に２次元配列のタンクを配置し、各タンクの横穴と下穴から流出する水が隣り合うタンクへ流入するようして、各経過時間後の各タンク内の水位を計算したため、盛土内の水分の挙動を正確に把握することが可能となる。
【００３５】
なお、図１における処理部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより土中水分解析処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【００３６】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【実施例１】
【００３７】
次に、図１１を参照して、本発明の土中水分解析装置による解析結果と観測データとの比較結果を説明する。図１１は、のり面上方の深さ１００ｃｍの位置における本発明による土中水分量の計算値と、同一の位置における土中水分量の観測データとを降雨量と重ねてプロットした図である。この図に示すように、本発明による土中水分量の計算値は、観測データと良く合っているのが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
前述した説明では、盛土を例にして説明したが、土性分布や横断面が既知であれば自然の斜面等にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】図１に示す盛土データベース４のテーブル構造を示す説明図である。
【図４】図１に示すタンクデータベース５のテーブル構造を示す説明図である。
【図５】図１に示す降雨パターンデータベース６のテーブル構造を示す説明図である。
【図６】図１に示す解析結果記憶部７のテーブル構造を示す説明図である。
【図７】タンクモデルのパラメータを示す説明図である。
【図８】バルブ特性の一例を示す説明図である。
【図９】盛土の断面にタンクを配置した例を示す説明図である。
【図１０】空間分布配置のタンクモデルを示す説明図である。
【図１１】実測値との比較検証結果を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１・・・解析装置、１１・・・モデル生成部、１２・・・土中水分解析部、２・・・入力部、３・・・表示部、４・・・盛土データベース、５・・・タンクデータベース、６・・・降雨パターンデータベース、７・・・解析結果記憶部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
斜面の横断面形状を定義する形状定義手段と、
前記横断面形状内を複数の小さい領域に分割する領域分割手段と、
前記領域のそれぞれに所定の特性を有するタンクモデルのタンクを割り当てることにより多段のタンクモデルを生成するモデル生成手段と、
経過時間毎の降雨量を定義する降雨量定義手段と、
前記降雨量に基づいて、前記タンクのそれぞれについて内部の水位を所定時間経過毎に求めて出力する計算手段と
を備えたことを特徴とする土中水分解析装置。
【請求項２】
土性毎にタンクモデルのタンクの特性が定義されたタンクデータ記憶手段と、
斜面の横断面形状を定義する形状定義手段と、
前記横断面形状内を複数の小さい領域に分割する領域分割手段と、
前記領域のそれぞれについて土性を定義する土性定義手段と、
前記領域のそれぞれに定義されている土性に合致するタイプのタンクモデルのタンクを前記タンクデータ記憶手段から読み出して各領域に割り当てることにより多段のタンクモデルを生成するモデル生成手段と、
経過時間毎の降雨量を定義する降雨量定義手段と、
前記降雨量に基づいて、前記タンクのそれぞれについて内部の水位を所定時間経過毎に求めて出力する計算手段と
を備えたことを特徴とする土中水分解析装置。
【請求項３】
前記タンクの流出係数は、タンク内部の水位に応じた非線形関数であることを特徴とする請求項１または２に記載の土中水分解析装置。
【請求項４】
斜面の横断面形状を定義する形状定義手段と、
前記横断面形状内を複数の小さい領域に分割する領域分割手段と、
前記領域のそれぞれに所定の特性を有するタンクモデルのタンクを割り当てることにより多段のタンクモデルを生成するモデル生成手段と
を備えたことを特徴とするタンクモデル生成装置。
【請求項５】
斜面の横断面形状を定義する形状定義過程と、
前記横断面形状内を複数の小さい領域に分割する領域分割過程と、
前記領域のそれぞれに所定の特性を有するタンクモデルのタンクを割り当てることにより多段のタンクモデルを生成するモデル生成過程と、
経過時間毎の降雨量を定義する降雨量定義過程と、
前記降雨量に基づいて、前記タンクのそれぞれについて内部の水位を所定時間経過毎に求めて出力する計算過程と
を有することを特徴とする土中水分解析方法。
【請求項６】
土性毎にタンクモデルのタンクの特性を予め定義して記憶しておくタンクデータ記憶過程と、
斜面の横断面形状を定義する形状定義過程と、
前記横断面形状内を複数の小さい領域に分割する領域分割過程と、
前記領域のそれぞれについて土性を定義する土性定義過程と、
記憶しておいたタンクデータの中から前記領域のそれぞれに定義されている土性に合致するタイプのタンクモデルのタンクデータを読み出して各領域に割り当てることにより多段のタンクモデルを生成するモデル生成過程と、
経過時間毎の降雨量を定義する降雨量定義過程と、
前記降雨量に基づいて、前記タンクのそれぞれについて内部の水位を所定時間経過毎に求めて出力する計算過程と
を有することを特徴とする土中水分解析方法。
【請求項７】
前記タンクの流出係数は、タンク内部の水位に応じた非線形関数であることを特徴とする請求項５または６に記載の土中水分解析方法。
【請求項８】
斜面の横断面形状を定義する形状定義過程と、
前記横断面形状内を複数の小さい領域に分割する領域分割過程と、
前記領域のそれぞれに所定の特性を有するタンクモデルのタンクを割り当てることにより多段のタンクモデルを生成するモデル生成過程と
を有することを特徴とするタンクモデル生成方法。
【請求項９】
斜面の横断面形状を定義する形状定義処理と、
前記横断面形状内を複数の小さい領域に分割する領域分割処理と、
前記領域のそれぞれに所定の特性を有するタンクモデルのタンクを割り当てることにより多段のタンクモデルを生成するモデル生成処理と、
経過時間毎の降雨量を定義する降雨量定義処理と、
前記降雨量に基づいて、前記タンクのそれぞれについて内部の水位を所定時間経過毎に求めて出力する計算処理と
をコンピュータに行わせることを特徴とする土中水分解析プログラム。
【請求項１０】
土性毎にタンクモデルのタンクの特性を予め定義して記憶しておくタンクデータ記憶処理と、
斜面の横断面形状を定義する形状定義処理と、
前記横断面形状内を複数の小さい領域に分割する領域分割処理と、
前記領域のそれぞれについて土性を定義する土性定義処理と、
記憶しておいたタンクデータの中から前記領域のそれぞれに定義されている土性に合致するタイプのタンクモデルのタンクデータを読み出して各領域に割り当てることにより多段のタンクモデルを生成するモデル生成処理と、
経過時間毎の降雨量を定義する降雨量定義処理と、
前記降雨量に基づいて、前記タンクのそれぞれについて内部の水位を所定時間経過毎に求めて出力する計算処理と
をコンピュータに行わせることを特徴とする土中水分解析プログラム。
【請求項１１】
前記タンクの流出係数は、タンク内部の水位に応じた非線形関数であることを特徴とする請求項５または６に記載の土中水分解析プログラム。
【請求項１２】
斜面の横断面形状を定義する形状定義処理と、
前記横断面形状内を複数の小さい領域に分割する領域分割処理と、
前記領域のそれぞれに所定の特性を有するタンクモデルのタンクを割り当てることにより多段のタンクモデルを生成するモデル生成処理と
をコンピュータに行わせることを特徴とするタンクモデル生成プログラム。
【請求項１】
斜面の横断面形状を定義する形状定義手段と、
前記横断面形状内を複数の小さい領域に分割する領域分割手段と、
前記領域のそれぞれに所定の特性を有するタンクモデルのタンクを割り当てることにより多段のタンクモデルを生成するモデル生成手段と、
経過時間毎の降雨量を定義する降雨量定義手段と、
前記降雨量に基づいて、前記タンクのそれぞれについて内部の水位を所定時間経過毎に求めて出力する計算手段と
を備えたことを特徴とする土中水分解析装置。
【請求項２】
土性毎にタンクモデルのタンクの特性が定義されたタンクデータ記憶手段と、
斜面の横断面形状を定義する形状定義手段と、
前記横断面形状内を複数の小さい領域に分割する領域分割手段と、
前記領域のそれぞれについて土性を定義する土性定義手段と、
前記領域のそれぞれに定義されている土性に合致するタイプのタンクモデルのタンクを前記タンクデータ記憶手段から読み出して各領域に割り当てることにより多段のタンクモデルを生成するモデル生成手段と、
経過時間毎の降雨量を定義する降雨量定義手段と、
前記降雨量に基づいて、前記タンクのそれぞれについて内部の水位を所定時間経過毎に求めて出力する計算手段と
を備えたことを特徴とする土中水分解析装置。
【請求項３】
前記タンクの流出係数は、タンク内部の水位に応じた非線形関数であることを特徴とする請求項１または２に記載の土中水分解析装置。
【請求項４】
斜面の横断面形状を定義する形状定義手段と、
前記横断面形状内を複数の小さい領域に分割する領域分割手段と、
前記領域のそれぞれに所定の特性を有するタンクモデルのタンクを割り当てることにより多段のタンクモデルを生成するモデル生成手段と
を備えたことを特徴とするタンクモデル生成装置。
【請求項５】
斜面の横断面形状を定義する形状定義過程と、
前記横断面形状内を複数の小さい領域に分割する領域分割過程と、
前記領域のそれぞれに所定の特性を有するタンクモデルのタンクを割り当てることにより多段のタンクモデルを生成するモデル生成過程と、
経過時間毎の降雨量を定義する降雨量定義過程と、
前記降雨量に基づいて、前記タンクのそれぞれについて内部の水位を所定時間経過毎に求めて出力する計算過程と
を有することを特徴とする土中水分解析方法。
【請求項６】
土性毎にタンクモデルのタンクの特性を予め定義して記憶しておくタンクデータ記憶過程と、
斜面の横断面形状を定義する形状定義過程と、
前記横断面形状内を複数の小さい領域に分割する領域分割過程と、
前記領域のそれぞれについて土性を定義する土性定義過程と、
記憶しておいたタンクデータの中から前記領域のそれぞれに定義されている土性に合致するタイプのタンクモデルのタンクデータを読み出して各領域に割り当てることにより多段のタンクモデルを生成するモデル生成過程と、
経過時間毎の降雨量を定義する降雨量定義過程と、
前記降雨量に基づいて、前記タンクのそれぞれについて内部の水位を所定時間経過毎に求めて出力する計算過程と
を有することを特徴とする土中水分解析方法。
【請求項７】
前記タンクの流出係数は、タンク内部の水位に応じた非線形関数であることを特徴とする請求項５または６に記載の土中水分解析方法。
【請求項８】
斜面の横断面形状を定義する形状定義過程と、
前記横断面形状内を複数の小さい領域に分割する領域分割過程と、
前記領域のそれぞれに所定の特性を有するタンクモデルのタンクを割り当てることにより多段のタンクモデルを生成するモデル生成過程と
を有することを特徴とするタンクモデル生成方法。
【請求項９】
斜面の横断面形状を定義する形状定義処理と、
前記横断面形状内を複数の小さい領域に分割する領域分割処理と、
前記領域のそれぞれに所定の特性を有するタンクモデルのタンクを割り当てることにより多段のタンクモデルを生成するモデル生成処理と、
経過時間毎の降雨量を定義する降雨量定義処理と、
前記降雨量に基づいて、前記タンクのそれぞれについて内部の水位を所定時間経過毎に求めて出力する計算処理と
をコンピュータに行わせることを特徴とする土中水分解析プログラム。
【請求項１０】
土性毎にタンクモデルのタンクの特性を予め定義して記憶しておくタンクデータ記憶処理と、
斜面の横断面形状を定義する形状定義処理と、
前記横断面形状内を複数の小さい領域に分割する領域分割処理と、
前記領域のそれぞれについて土性を定義する土性定義処理と、
記憶しておいたタンクデータの中から前記領域のそれぞれに定義されている土性に合致するタイプのタンクモデルのタンクデータを読み出して各領域に割り当てることにより多段のタンクモデルを生成するモデル生成処理と、
経過時間毎の降雨量を定義する降雨量定義処理と、
前記降雨量に基づいて、前記タンクのそれぞれについて内部の水位を所定時間経過毎に求めて出力する計算処理と
をコンピュータに行わせることを特徴とする土中水分解析プログラム。
【請求項１１】
前記タンクの流出係数は、タンク内部の水位に応じた非線形関数であることを特徴とする請求項５または６に記載の土中水分解析プログラム。
【請求項１２】
斜面の横断面形状を定義する形状定義処理と、
前記横断面形状内を複数の小さい領域に分割する領域分割処理と、
前記領域のそれぞれに所定の特性を有するタンクモデルのタンクを割り当てることにより多段のタンクモデルを生成するモデル生成処理と
をコンピュータに行わせることを特徴とするタンクモデル生成プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−１０３９３（Ｐ２００６−１０３９３Ａ）
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１８４９９３（Ｐ２００４−１８４９９３）
【出願日】平成１６年６月２３日（２００４．６．２３）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り ２００４年５月１３日 社団法人砂防学会発行の「平成１６年度 砂防学会研究発表会概要集」に発表
【出願人】（０００２２１６１６）東日本旅客鉄道株式会社 (833)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月２３日（２００４．６．２３）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り ２００４年５月１３日 社団法人砂防学会発行の「平成１６年度 砂防学会研究発表会概要集」に発表
【出願人】（０００２２１６１６）東日本旅客鉄道株式会社 (833)
【Ｆターム（参考）】
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