地表面変位監視方法および地表面変位監視システム
【課題】低コストで、信頼性が高く、保守も容易である地表面変位監視システムを実現する。
【解決手段】ＧＰＳ機能と外部との送受信を行う通信機能とを有し独立電源を備えた親局装置とこの親局装置を中心にその周りに配設され親局装置から給電されると共に当該親局装置へ位置情報信号を送信する子局群とで構成され、それぞれ地表面変位監視領域に配設された複数個の地表面変位面的検出装置Ａ，Ｂ，Ｃ，・・・および地表面変位面的検出装置の各々の検出情報を収集し監視装置へ各地表面変位面的検出装置での検出情報を提供するデータ収集サーバ６を備え、地表面変位面的検出装置の各々がデータ収集サーバに至る無線ネットワークを自律的に構築する機能を有し、子局群４Ａ１，・・・４Ｂ１，・・・を介して得られた地表面変位面的検出情報が、自律的に構築された無線ネットワークを介して監視装置によって監視される。
【解決手段】ＧＰＳ機能と外部との送受信を行う通信機能とを有し独立電源を備えた親局装置とこの親局装置を中心にその周りに配設され親局装置から給電されると共に当該親局装置へ位置情報信号を送信する子局群とで構成され、それぞれ地表面変位監視領域に配設された複数個の地表面変位面的検出装置Ａ，Ｂ，Ｃ，・・・および地表面変位面的検出装置の各々の検出情報を収集し監視装置へ各地表面変位面的検出装置での検出情報を提供するデータ収集サーバ６を備え、地表面変位面的検出装置の各々がデータ収集サーバに至る無線ネットワークを自律的に構築する機能を有し、子局群４Ａ１，・・・４Ｂ１，・・・を介して得られた地表面変位面的検出情報が、自律的に構築された無線ネットワークを介して監視装置によって監視される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、土砂崩れの危険性のある場所など、地表面変位を監視する必要がある場所に変位検出装置が設置され、変位検出装置が検出した情報により、地表面変位を監視する必要がある場所の地表面変位を遠隔地で監視する地表面変位監視方法および地表面変位監視システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の例えば土砂崩れ監視システムでは、土砂崩れの危険性のある場所に設置される無線送信器に、自己絶対位置を計測するＧＰＳ受信機と、自己絶対位置を予め記憶する記憶手段と、前記ＧＰＳ受信機の計測値と記憶手段の自己絶対位置を比較する比較手段とを設け、前記比較手段の比較で位置変動が発生した際に、この位置変動を無線送信器から方探局へ無線送信し、かつ方探局を通じて位置変動発生を中央監視局で受信する構成とされている。例えば特開平９−９７３９１号公報（特許文献１）を参照。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−９７３９１号公報（図８〜１０、およびその説明の欄）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の土砂崩れ監視システムは、例えば前述の特許文献１に記載されているように、土砂崩れの危険性のある場所に設置される自己絶対位置を計測するＧＰＳ受信機を備えた無線送信器と方探局とで構成されている。従って、土砂崩れ監視は、ＧＰＳ受信機を備えた無線送信器の設置点に限定されているため、監視の目が粗くなる。
【０００５】
また、特許文献１に記載の従来の土砂崩れ監視システムを利用する場合、前記監視の目を細かくするためには、ＧＰＳ受信機を備えた無線送信器を数多く設けて設置密度を大にする必要があり、コスト増となる。監視範囲が可成り広い場合には、ＧＰＳ受信機を備えた無線送信器の設置数と無線送信器が無線送信する位置変動を受信する方探局の設置数が膨大になり、設置コストも膨大な額となる。
【０００６】
更に、特許文献１に記載の従来の土砂崩れ監視システムにおいては、ＧＰＳ受信機を備えた無線送信器は、それ自体が作動するように電源が必要である。
【０００７】
それぞれＧＰＳ受信機を備えた多数の無線送信器の電源を、電源ケーブルを敷設して確保する電源構成とした場合、土砂崩れ等の極大な地表面変位により電源ケーブルが断線した場合、少なくとも当該断線点より下流側の無線送信器の電源は無くなるので、当該切断点より下流側の無線送信器は地表面変位の検出や検出情報の送信をすることはできない。従って、信頼性の高い地表面変位監視システムを実現することは、特に監視範囲が広大な場合には、難しい。また、土砂崩れ等の極大な地表面変位により電源ケーブルが断線した場合には、電源ケーブルの断線の修復は通常は危険性と困難性を伴う。
【０００８】
そこで、ＧＰＳ受信機を備えた多数の無線送信器の電源を、電源ケーブルを使用せずに蓄電池や乾電池等の独立電源とすれば、前述のような電源ケーブル使用による重要な問題は解消される。しかし、蓄電池や乾電池は、その負荷量により寿命が異なり、ＧＰＳ受信機を備えた多数の無線送信器を常時動作状態にしておいた場合、ＧＰＳ受信機を備えた多数の無線送信器の各無線送信器毎に電池交換時期が異なり、また、比較的短期間で電池交換が必要となる等、地表面変位監視システムの保守上、電池交換が煩わしい問題となる。この地表面変位監視システムの保守上の問題は、ＧＰＳ受信機を備えた多数の無線送信器が比較的僻地に設置される場合に現実的な煩わしい問題となる。
【０００９】
従って、地表面変位監視システムでは、低コストで、信頼性が高く、保守も容易であるように構成することが重要な課題である。
【００１０】
この発明は、前述のような実情に鑑みてなされたもので、低コストで、信頼性が高く、保守も容易である地表面変位監視システムを実現することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に係る地表面変位監視方法は、自己絶対位置を計測するＧＰＳ機能と外部との送受信を行う通信機能とを有し独立電源を備えた親局装置とこの親局装置を中心にその周りに相互に間隔を隔てて配設されアンテナを介して前記親局装置から給電されると共に当該親局装置へ位置情報信号を送信する子局群とで地表面変位面的検出装置を構成し、地表面変位監視領域に複数個の前記地表面変位面的検出装置を配設し、前記複数個の地表面変位面的検出装置の各々の検出情報を収集し監視装置へ各地表面変位面的検出装置での検出情報を提供するデータ収集サーバを設け、前記複数個の地表面変位面的検出装置の各々に他の地表面変位面的検出装置が送信した情報を中継して送信し前記データ収集サーバに至る無線ネットワークを自律的に構築する機能を持たせ、前記子局群を介して得られた地表面変位面的検出情報を前記自律的に構築された無線ネットワークを介して監視するものである。
【００１２】
この発明に係る地表面変位監視システムは、自己絶対位置を計測するＧＰＳ機能と外部との送受信を行う通信機能とを有し独立電源を備えた親局装置とこの親局装置を中心にその周りに相互に間隔を隔てて配設されアンテナを介して前記親局装置から給電されると共に当該親局装置へ位置情報信号を送信する子局群とで構成され、それぞれ地表面変位監視領域に隣接して配設された複数個の地表面変位面的検出装置、および前記複数個の地表面変位面的検出装置の各々の検出情報を収集し監視装置へ各地表面変位面的検出装置での検出情報を提供するデータ収集サーバを備え、前記複数個の地表面変位面的検出装置の各々が、他の地表面変位面的検出装置が送信した情報を中継して送信し前記データ収集サーバに至る無線ネットワークを自律的に構築する機能を有し、前記子局群を介して得られた地表面変位面的検出情報が、前記自律的に構築された無線ネットワークを介して監視装置によって監視されるものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明は、自己絶対位置を計測するＧＰＳ機能と外部との送受信を行う通信機能とを有し独立電源を備えた親局装置とこの親局装置を中心にその周りに相互に間隔を隔てて配設されアンテナを介して前記親局装置から給電されると共に当該親局装置へ位置情報信号を送信する子局群とで地表面変位面的検出装置を構成し、地表面変位監視領域に複数個の前記地表面変位面的検出装置を配設し、前記複数個の地表面変位面的検出装置の各々の検出情報を収集し監視装置へ各地表面変位面的検出装置での検出情報を提供するデータ収集サーバを設け、前記複数個の地表面変位面的検出装置の各々に他の地表面変位面的検出装置が送信した情報を中継して送信し前記データ収集サーバに至る無線ネットワークを自律的に構築する機能を持たせ、前記子局群を介して得られた地表面変位面的検出情報を前記自立的に構築された無線ネットワークを介して監視する地表面変位監視方法としたので、電源ケーブル使用する必要がない上、地表面の変位を面的に検出でき、しかも、通信負荷を小さくでき、従って、地表面変位監視の信頼性が向上し、保守も容易となる効果がある。
【００１４】
また、この発明は、自己絶対位置を計測するＧＰＳ機能と外部との送受信を行う通信機能とを有し独立電源を備えた親局装置とこの親局装置を中心にその周りに相互に間隔を隔てて配設されアンテナを介して前記親局装置から給電されると共に当該親局装置へ位置情報信号を送信する子局群とで構成され、それぞれ地表面変位監視領域に隣接して配設された複数個の地表面変位面的検出装置、および前記複数個の地表面変位面的検出装置の各々の検出情報を収集し監視装置へ各地表面変位面的検出装置での検出情報を提供するデータ収集サーバを備え、前記複数個の地表面変位面的検出装置の各々が、他の地表面変位面的検出装置が送信した情報を中継して送信し前記データ収集サーバに至る無線ネットワークを自律的に構築する機能を有し、前記子局群を介して得られた地表面変位面的検出情報が、前記自立的に構築された無線ネットワークを介して監視装置によって監視される地表面変位監視システムとしたので、低コストで、信頼性が高く、保守も容易である地表面変位監視システムを実現することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
実施の形態１．
以下この発明の実施の形態１を図１および図２により説明する。図１は地表面変位監視方法を実施する地表面変位監視システムのシステム構成の事例を示す図、図２は図１の地表面変位監視システムのシステム構成要素を示す図で、図２（ａ）は無電源の子局の概略構成の一例を示す図、図２（ｂ）は親局装置から無電源の子局への給電機能を説明するための地表面変位面的検出装置のブロック図、図２（ｃ）は親局装置の概略構成の一例を示す図である。なお、各図中、同一符合は同一部分を示す。
【００１６】
図１において、地表面変位監視システムは、地表面の変位を監視すべき領域である地表面変位監視領域１に、隣接して配設された複数個の地表面変位面的検出装置Ａ，Ｂ，Ｃ，・・・と、データ収集サーバ６と、中央監視装置等の監視装置７とで構成されている。
【００１７】
前記地表面変位面的検出装置Ａと前記地表面変位面的検出装置Ｂと前記地表面変位面的検出装置Ｃとは各々の内部構成および機能は基本的には同じである。
【００１８】
前記地表面変位面的検出装置Ａは、自己絶対位置を計測するＧＰＳ機能と外部との送受信を行う通信機能とを有し独立電源を備えた親局装置２３Ａとこの親局装置２３Ａを中心にその周りに相互に間隔を隔てて配設されアンテナ２３ＡＡを介して前記親局装置２３Ａから給電されると共に当該親局装置２３Ａへ位置情報信号を送信するＩＣタグ群等の無電源の子局群４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，４Ａ４，４Ａ５，・・・とで構成されている。
【００１９】
また、前記親局装置２３Ａは、自己絶対位置を計測するＧＰＳ機能を有するＧＰＳ機能部２Ａと、データ収集機能および外部との送受信を行う通信機能を有するデータ取得通信機能部３Ａと、電源部２３ＡＢとで構成されている。前記電源部２３ＡＢは、前記ＧＰＳ機能部２Ａと前記データ取得通信機能部３Ａとに共通の電源である。
【００２０】
また、前記親局装置２３Ａは、その前記ＧＰＳ機能部２Ａと前記データ取得通信機能部３Ａとが物理的にユニット化されて当該ＧＰＳ機能部２Ａと当該データ取得通信機能部３Ａとの相対的位置が固定化されており、従って、当該ＧＰＳ機能部２Ａにより当該ＧＰＳ機能部２Ａの絶対位置を検出することにより、当該データ取得通信機能部３Ａの絶対位置は、当該ＧＰＳ機能部２Ａと当該データ取得通信機能部３Ａとの前記固定化された相対的位置関係から、システム上は特に導出する必要はなく、前記ＧＰＳ機能部２Ａの絶対位置と同一として扱える。なお、前記ＧＰＳ機能部２Ａと前記データ取得通信機能部３Ａとをユニット化せずに物理的に可成り離れた配置にする場合には、前記データ取得通信機能部３Ａの絶対位置の導出が必要になる場合もあるが、その場合は、前記親局装置２３Ａ内、前記データ収集サーバ６内、あるいは前記監視装置７内で演算により導出すればよい。
【００２１】
前記地表面変位面的検出装置Ｂは、前記地表面変位面的検出装置Ａと同様に、自己絶対位置を計測するＧＰＳ機能と外部との送受信を行う通信機能とを有し独立電源を備えた親局装置２３Ｂとこの親局装置２３Ｂを中心にその周りに相互に間隔を隔てて配設されアンテナを介して前記親局装置２３Ｂから給電されると共に当該親局装置２３Ｂへ位置情報信号を送信するＩＣタグ群等の無電源の子局群４Ｂ１，４Ｂ２，４Ｂ３，４Ｂ４，４Ｂ５，・・・とで構成されている。
【００２２】
また、前記親局装置２３Ｂは、その内部構成は図示してないが、前記親局装置２３Ａと同様に、自己絶対位置を計測するＧＰＳ機能を有するＧＰＳ機能部と、データ収集機能および外部との送受信を行う通信機能を有するデータ取得通信機能部と、前記ＧＰＳ機能部と前記データ取得通信機能部とに共通の電源部とで構成されている。
【００２３】
また、前記親局装置２３Ｂは、前記親局装置２３Ａと同様に、そのＧＰＳ機能部とデータ取得通信機能部とが物理的にユニット化されて当該ＧＰＳ機能部と当該データ取得通信機能部との相対的位置が固定化されており、従って、当該親局装置２３ＢのＧＰＳ機能部により当該ＧＰＳ機能部の絶対位置を検出することにより、当該親局装置２３Ｂのデータ取得通信機能部の絶対位置は、当該親局装置２３ＢのＧＰＳ機能部と当該親局装置２３Ｂのデータ取得通信機能部との前記固定化された相対的位置関係から、システム上は特に導出する必要はなく、前記ＧＰＳ機能部の絶対位置と同一として扱える。なお、前記ＧＰＳ機能部と前記データ取得通信機能部とをユニット化せずに物理的に可成り離れた配置にする場合には、前記データ取得通信機能部の絶対位置の導出が必要になる場合もあるが、その場合は、前記親局装置２３Ｂ内、前記データ収集サーバ６内、あるいは前記監視装置７内で、演算により導出すればよい。
【００２４】
前記地表面変位面的検出装置Ｃは、前記地表面変位面的検出装置Ａ，Ｂと同様に、自己絶対位置を計測するＧＰＳ機能と外部との送受信を行う通信機能とを有し独立電源を備えた親局装置２３Ｃとこの親局装置２３Ｃを中心にその周りに相互に間隔を隔てて配設されアンテナを介して前記親局装置２３Ｃから給電されると共に当該親局装置２３Ｃへ位置情報信号を送信するＩＣタグ群等の無電源の子局群４Ｃ１，４Ｃ２，４Ｃ３，４Ｃ４，４Ｃ５，・・・とで構成されている。
【００２５】
また、前記親局装置２３Ｃは、その内部構成は図示してないが、前記親局装置２３Ａ，２３Ｂと同様に、自己絶対位置を計測するＧＰＳ機能を有するＧＰＳ機能部と、データ収集機能および外部との送受信を行う通信機能を有するデータ取得通信機能部と、前記ＧＰＳ機能部と前記データ取得通信機能部とに共通の電源部とで構成されている。
【００２６】
また、前記親局装置２３Ｃは、前記親局装置２３Ａ，２３Ｂと同様に、そのＧＰＳ機能部とデータ取得通信機能部とが物理的にユニット化されて当該ＧＰＳ機能部と当該データ取得通信機能部との相対的位置が固定化されており、従って、当該親局装置２３ＢのＧＰＳ機能部により当該ＧＰＳ機能部の絶対位置を検出することにより、当該親局装置２３Ｂのデータ取得通信機能部の絶対位置は、当該親局装置２３ＢのＧＰＳ機能部と当該親局装置２３Ｂのデータ取得通信機能部との前記固定化された相対的位置関係から、システム上は特に導出する必要はなく、前記ＧＰＳ機能部の絶対位置と同一として扱える。なお、前記ＧＰＳ機能部と前記データ取得通信機能部とをユニット化せずに物理的に可成り離れた配置にする場合には、前記データ取得通信機能部の絶対位置の導出が必要になる場合もあるが、その場合は、前記親局装置２３Ｃ内、前記データ収集サーバ６内、あるいは前記監視装置７内で、演算により導出すればよい。
【００２７】
前記親局装置２３Ａからそのアンテナ２３ＡＡを介して給電されると共に当該親局装置２３Ａへ位置情報信号を送信するＩＣタグ群等の無電源の子局群４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，４Ａ４，４Ａ５，・・・の各々は、図２（ａ）（ｂ）に子局４Ａ１で代表して示されているように、親局装置２３Ａのアンテナ２３ＡＡからの電磁波を受け自子局の電源としても機能するアンテナ４ＡＡと、対応親局装置２３Ａからの電波受信を判別し応答返信する通信機能を有するＩＣ部４ＡＢとを備えている。
【００２８】
そこで、前記子局群４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，４Ａ４，４Ａ５，・・・の各子局の対応親局装置２３Ａへの応答返信時間は、対応親局装置２３Ａとの相対距離に応じた時間となる。換言すれば、前記子局群４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，４Ａ４，４Ａ５，・・・の各子局の対応親局装置２３Ａへの応答返信時間は、対応親局装置２３Ａとの相対距離が変わらなければ常に一定であるが、対応親局装置２３Ａとの相対距離が変化すれば当該変化に応じて変化する。つまり、前記子局群４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，４Ａ４，４Ａ５，・・・の各子局の対応親局装置２３Ａへの応答返信時間を監視すれば、前記対応親局装置２３Ａに対する前記子局群４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，４Ａ４，４Ａ５，・・・の各子局の相対距離を監視できる。
【００２９】
地表面の変位は、前記子局の前記親局装置に対する前記相対距離の変化として表れるので、前記子局群４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，４Ａ４，４Ａ５，・・・の各子局の対応親局装置２３Ａへの応答返信時間を監視すれば、地表面の変位を監視できる。
【００３０】
前記親局装置２３Ａは、その周囲の前記子局群４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，４Ａ４，４Ａ５，・・・から前記相対距離の情報（地表面の変位の情報）を収集して地表面の変位を検出することになるので、地表面変位を面的に検出していることになる。
【００３１】
この場合、前記子局群４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，４Ａ４，４Ａ５，・・・が全てＩＣタグであれば、当該子局群の各子局は、個別に電池などの独立電源を設けなくても自己の前記アンテナ４ＡＡおよび前記親局装置２３Ａのアンテナ２３ＡＡを介して前記親局装置２３Ａから給電されて作動する。従って、前記子局群４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，４Ａ４，４Ａ５，・・・の電池交換作業は不要であり、地滑りなど人が近づけない状況下においても前記親局装置２３Ａは、その周囲の前記子局群４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，４Ａ４，４Ａ５，・・・から前記相対位置の情報（地表面の変位の情報）を収集して地表面の変位を確実に検出することができる。尤も、前記親局装置２３Ａの電源部２３ＡＢは、超寿命の電池、半永久的に使用可能な太陽電池などを採用するのが好ましい。
【００３２】
なお、前記対応親局装置２３Ａに対する前記子局群４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，４Ａ４，４Ａ５，・・・の各子局の相対距離は、例えば、次のようにして検出する。例えば、地表面変位監視領域１に、親局装置２３Ａと、当該親局装置２３Ａを中心にその周りに子局群４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，４Ａ４，４Ａ５，・・・を設置し、設置時の親局装置２３Ａのデータ取得通信機能部３Ａが各子局群４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，４Ａ４，４Ａ５，・・・との間の通信時間（親局装置２３Ａから電波を発信した時点から各子局の応答返信を親局装置２３Ａが受信する時間）を計測し、初期値として、データテーブルに各子局単位に保存しておき、設置後には各子局毎の所定時間毎の前記通信時間を計測し、計測毎に前記データテーブル上の初期値と比較するようにすれば、初期値と異なる通信時間となった子局が地表面の変位に伴って移動したこと、つまり地表面の変位が生じたことを検出できる。当該親局装置２３Ａを中心にその周りに子局群４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，４Ａ４，４Ａ５，・・・を設置してあるので、地表面の変位を面的に監視できる。なお、親局装置２３Ａのデータ取得通信機能部３Ａが各子局群４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，４Ａ４，４Ａ５，・・・との間の通信時間（親局装置２３Ａから電波を発信した時点から各子局の応答返信を親局装置２３Ａが受信する時間）を計測する場合、子局が発する応答返信の電波自体には位置の情報は入っていないが、子局が発する応答返信の電波を利用して、結果的に、地表面の子局設置点の位置の変化（変位）を検出できることから、子局が発する応答返信の電波をも位置情報信号と言うものとする。
【００３３】
前記地表面変位面的検出装置Ｂ，Ｃ，・・・も、前述の地表面変位面的検出装置Ａと同様に機能する。
【００３４】
次に、システム全体の動作を説明する。
【００３５】
図１に示すように、地表面変位監視領域１に、前記ユニット化されたＧＰＳ機能部２Ａ及び通信機能部３Ａを有した任意数の親局装置２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，・・・を配設し、更に、各親局装置２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，・・・の各々を中心にその周りに子局群相互に間隔を隔てて配設されアンテナを介して前記親局装置から給電されると共に当該親局装置へ位置情報信号を送信する子局群４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，４Ａ４，４Ａ５，・・・，４Ｂ１，４Ｂ２，４Ｂ３，４Ｂ４，４Ｂ５，・・・４Ｃ１，４Ｃ２，４Ｃ３，４Ｃ４，４Ｃ５，・・・を任意数設置することで、地表面変位面的検出装置Ａ，Ｂ，Ｃ，・・・が、地表面変位監視領域１に、任意数設置される。
【００３６】
つまり、自己絶対位置を計測するＧＰＳ機能２Ａと外部との送受信を行う通信機能３Ａとを有し独立電源２３ＡＢを備えた親局装置２３Ａとこの親局装置２３Ａを中心にその周りに相互に間隔を隔てて配設されアンテナ２３ＡＡ，４ＡＡを介して前記親局装置２３Ａから給電されると共に当該親局装置２３Ａへ自己の位置情報信号を送信する子局群４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，４Ａ４，４Ａ５，・・・とで地表面変位面的検出装置Ａを構成し、地表面変位監視領域１に複数個の前記地表面変位面的検出装置Ａ，Ｂ，Ｃ，・・・を配設し、前記複数個の地表面変位面的検出装置Ａ，Ｂ，Ｃ，・・・の各々の検出情報を収集し監視装置７へ各地表面変位面的検出装置Ａ，Ｂ，Ｃ，・・・での検出情報を提供するデータ収集サーバ６を設け、前記複数個の地表面変位面的検出装置Ａ，Ｂ，Ｃ，・・・の各々に他の地表面変位面的検出装置が送信した情報を中継して送信し前記データ収集サーバ６に至る無線ネットワーク５ＡＢ，５ＢＣ，５Ｃ６，・・・を自律的に構築する機能を持たせ、前記子局群４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，４Ａ４，４Ａ５，・・・を介して得られた地表面変位面的検出情報を前記自律的に構築された無線ネットワーク５ＡＢ，５ＢＣ，５Ｃ６，・・・を介して監視装置７により監視する。
【００３７】
なお、前述の無線ネットワーク５ＡＢ，５ＢＣ，５Ｃ６，・・・を自律的に構築する機能は、例えばＩＥＥＥ８０２．１５．４で仕様を定義されているような無線ネットワークを自律的に構築する機能である。
【００３８】
前述のこの発明の実施の形態１では、例えば、土砂崩れ監視領域１にＧＰＳ機能部２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・を間隔を隔てて複数個設置し、土砂崩れ監視面の各ＧＰＳ機能部２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・を設置した各場所の絶対位置を計測する。そして、前記各ＧＰＳ機能部２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・の周辺に、ＩＣタグからなる複数個の子局４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，・・・，４Ｂ１，４Ｂ２，４Ｂ３，・・・，４Ｃ１，４Ｃ２，４Ｃ３，・・・を設置し、前記ＧＰＳ機能部２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・とＩＣタグからなる複数個の子局４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，・・・，４Ｂ１，４Ｂ２，４Ｂ３，・・・，４Ｃ１，４Ｃ２，４Ｃ３，・・・とを無線通信で接続する。ＧＰＳ機能部２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・は、複数の子局４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，・・・，４Ｂ１，４Ｂ２，４Ｂ３，・・・，４Ｃ１，４Ｃ２，４Ｃ３，・・・毎の無線通信時間を計測する。ＧＰＳ機能部２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・にはデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・が接続され、データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・は、前記ＧＰＳ機能部２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・が計測する土砂崩れ監視面の絶対位置とＧＰＳ機能部２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・の周辺に設置される複数の子局４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，・・・，４Ｂ１，４Ｂ２，４Ｂ３，・・・，４Ｃ１，４Ｃ２，４Ｃ３，・・・との間の無線通信時間データを取得する。
【００３９】
前記ＧＰＳ機能部２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・とともに土砂崩れ監視面に複数設置されるデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・間は、例えばＩＥＥＥ８０２．１５．４で仕様を定義されているような無線ネットワークで接続され、親局装置(データ取得装置)２３Ａが取得したデータは、他の親局装置(データ取得装置)２３Ｂ，２３Ｃ・・・を経由してデータ収集サーバ６で収集される。さらにデータ収集サーバ６は、中央監視装置７とＬＡＮ等で接続される。
【００４０】
中央監視装置などの前記監視装置７は、前記データ収集サーバ６が収集した前記ＧＰＳ機能部２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・が計測する土砂崩れ監視面の絶対位置と、ＧＰＳ機能部２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・の周辺に設置されるＩＣタグ４等の複数個の子局４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，・・・，４Ｂ１，４Ｂ２，４Ｂ３，・・・，４Ｃ１，４Ｃ２，４Ｃ３，・・・との間の無線通信時間データから算出されるＩＣタグ４等の複数個の子局４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，・・・，４Ｂ１，４Ｂ２，４Ｂ３，・・・，４Ｃ１，４Ｃ２，４Ｃ３，・・・との相対位置により面データを生成する。
【００４１】
なお、前記実施の形態１では、土砂崩れ監視領域１に設置するＧＰＳ機能部２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・と前記ＧＰＳ機能部２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・の周辺に複数の子局４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，・・・，４Ｂ１，４Ｂ２，４Ｂ３，・・・，４Ｃ１，４Ｃ２，４Ｃ３，・・・を無線接続することにより、前記ＧＰＳ機能部２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・による絶対位置と前記ＧＰＳ機能部２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・と複数の子局４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，・・・，４Ｂ１，４Ｂ２，４Ｂ３，・・・，４Ｃ１，４Ｃ２，４Ｃ３，・・・との通信時間計測により、前記ＧＰＳ機能部２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・を中心にした土砂崩れ監視面の監視が可能である。また、前記ＧＰＳ機能部２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・にはデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・が接続される。
【００４２】
土砂崩れ監視面に複数設置される前記データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・間の通信手段は，例えばＩＥＥＥ８０２．１５．４で仕様を定義されているような自律的に構築する無線ネットワークを用いる。当該無線ネットワークに接続されるデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・は，通信可能距離内に存在する近接の全データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・に問い合わせを行い，近接のデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・の情報を獲得し，重複しないアドレスを獲得する。
【００４３】
データ送信時，送信先のデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・が自データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・の通信可能距離内に存在する場合は，宛先のアドレスを指定して直接データを送信する。一方，送信先のデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・が自データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・の通信距離内に存在しない場合は、通信距離内に存在する第三者のデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・を経由して，データを送信する。この場合，最初の送信元データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・は、まず近傍のデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・に送信する。受信したデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・は受け取ったデータの宛先が自分と異なるため，自身の持つ近接のデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・の情報から、該当する宛先が含まれるかどうか検索する。含まれている場合は直接該当するデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・にデータを送信する。含まれていない場合は、受信したデータに含まれる宛先を変えずに、近傍のデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・に送信する。前述の処理を繰り返すことで、データは宛先のデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・に届けられる。
【００４４】
前記の中継処理において，各データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・は宛先のデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・に届くまでのホップ数(中継数)を学習する。あるデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・が別のデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・にデータを送るまでに，複数のデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・を中継する場合，多数の経路が存在するが、経路の選択に当たり、最もホップ数の少ない経路を選択する。通信されるデータの一部にはルーティング情報を持つ。最初の送信データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・は自分のアドレス情報をルーティング情報にセットし，データを送信する。中継が発生した場合，中継データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・はルーティング情報に自身のアドレス情報を付加する。このルーティング情報と各データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・の持つ近接のデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・の情報と組み合わせることにより，２回目以降の通信では最適な経路を選ぶことができる。
【００４５】
次に，前回確立した最適経路の更新処理について述べる。中継データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・が故障などにより機能を喪失した場合、該当する中継データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・が送信エラーの検出により，再度近傍のデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・に再送を行うことにより，最適経路の確立が図られる。一方，新たなデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・が加わった場合，このデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・が近接のデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・に問い合わせを行うことにより，他のデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・は該当するデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・の追加を認識し，それぞれ自身の近接のデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・情報を更新し，該当データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・からの送信データを受けた時に，最適経路を更新する。
【００４６】
一般に，ＩＥＥＥ８０２．１５．４で定義される無線ネットワークにおいて，通信距離は一定の限界を持つ。例えば，土砂崩れ監視領域に多くの木々がある場合等，見通しの悪い箇所については間隔を狭めるなどの配置を行う。これによりデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・はある一定間隔以内に設置することが可能なため，上述の無線ネットワークを用いることにより，データ取得装置３が自律的にネットワーク網を構築することができる。
【００４７】
以上のように，この発明によれば，土砂崩れの危険性のある場所の監視が土砂崩れ監視面単位で可能であり、複数の土砂崩れ監視面情報の収集にあたり，ケーブルの敷設作業の必要なくネットワーク化を行い，任意の時刻にデータ収集サーバ設置場所にとどまったまま土砂崩れ監視領域の土砂崩れ監視面情報を取得することができる。
【００４８】
なお，上記ではデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・が常時，土砂崩れ監視面情報を送信することにしたが，図２に示すように，データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・内部にタイマ２３ＡＤを持たせ、データ収集サーバ６から前記土砂崩れ監視面情報取得の時刻を指定させてもよい。また，土砂崩れ監視面情報取得間隔を必要な頻度に設定することにより，通信負荷が下げられる効果がある。
【００４９】
実施の形態２．
以下この発明の実施の形態２を、地表面変位監視方法を実施する地表面変位監視システムのシステム構成の事例を示す図３により説明する。図３は、実施の形態１において、土砂崩れ監視領域１に設置されるデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・とデータ収集サーバ６との間隔が空いている場合を示す。図３において、実施の形態１と同一部分には図１と同一符号を付してその説明を省略する。図３において、中継装置９１，９２，・・・は、無線ネットワーク通信手段部２３ＡＦのみから成り、前記データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・から土砂崩れ監視面情報取得機能部２３ＡＥおよび情報入力部２３ＡＣを省いたものである。
【００５０】
次に動作について説明する。
中継装置９１，９２，・・・は、データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・とデータ収集サーバ６との間隔が空いている場所に必要に応じて設置される。中継装置９１，９２，・・・は自身が土砂崩れ監視面情報を取得すべきＧＰＳ機能部２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・あるいはＩＣタグ等の子局４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，・・・，４Ｂ１，４Ｂ２，４Ｂ３，・・・，４Ｃ１，４Ｃ２，４Ｃ３，・・・を持たないため、他のデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・が送信するデータの中継機能のみを果たす。データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・がデータ収集サーバ６に送信する処理において，中継装置９１，９２，・・・が選択されたとする。中継装置９１，９２，・・・は他のデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・と同様の動作をし、データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・から受信したデータのルーティング情報に自身のアドレス情報を付加した上で、中継装置９１，９２，・・・近傍のデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・あるいは中継装置９１，９２，・・・にデータを送信する。
【００５１】
以上のように，この発明の実施の形態２によれば、データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・とデータ収集サーバ６との設置間隔が広い場合でも、無線ネットワーク網を構築し、データ収集サーバ６に土砂崩れ監視面情報を伝達することができる。また、データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・とデータ収集サーバ６の設置間隔が所定距離以内の場合においても、例えばデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・の故障に伴い、通信距離が設置間隔の２倍となり所定の通信可能距離を越えることが考えられる。中継装置９１，９２，・・・を併設することにより、代替の通信経路を用意することができるので、信頼性の高いネットワークシステムを提供することができる。
【００５２】
実施の形態３．
以下この発明の実施の形態３を、地表面変位監視方法を実施する地表面変位監視システムのシステム構成の事例を示す図４により説明する。なお、上記実施の形態２では、データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・とデータ収集サーバ６との設置間隔が広い場合でも、無線ネットワーク網を構築するために、中継装置９１，９２，・・・を用いることを述べたが、図４に示すように長距離無線ネットワーク通信を用いるために、長距離無線ネットワーク通信部を具備するリピータ装置１０１，１０２を設けても良い。
【００５３】
リピータ装置１０１，１０２はあらかじめ通信ペアを定め、所定の通信距離内に設置する。リピータ装置１０１がデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・からデータを受信した場合、自分の通信ペアとなるもう一方のリピータ装置１０２にデータを送信する。受信したリピータ装置１０２は無線ネットワーク5101102，51026から最適経路で、データ収集サーバ６に土砂崩れ監視面情報を伝達する。
【００５４】
以上のように、この発明の実施の形態３によれば、特に土砂崩れの危険性のある領域が不確定であり、データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・とデータ収集サーバ６との設置間隔が広い場合でも、長距離無線ネットワーク通信部を具備するリピータ装置（中継装置）を利用することで、データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・とデータ収集サーバ６との設置間隔の自由度が増し、容易にネットワーク網を構築することができる。また、無線ネットワークの通信距離以内にデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・とデータ収集サーバ６とが設置されている場合においても、長距離無線ネットワークを併用することにより、代替の通信経路を用意することができ、信頼性の高いネットワークシステムを提供することができる。
【００５５】
実施の形態４．
以下この発明の実施の形態４を、地表面変位監視方法を実施する地表面変位監視システムのシステム構成の事例を示す図５により説明する。なお、上記実施の形態２では、データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・とデータ収集サーバ６との設置間隔が広い場合でも、無線ネットワーク網を構築するために、中継装置９１，９２，・・・を用いることを述べたが、図５に示すように道路の近傍の土砂崩れ監視領域において道路に敷設されている幹線ネットワーク１１を用いるために、変換装置１２を設置しても良い。図６は変換装置の構成図であり、無線ネットワーク通信手段部１２Ａ、変換部１２Ｂ、幹線ネットワークインターフェイス部１２Ｃを持つ。
特に、日本の道路の大半においては、幹線ネットワーク１１として光ファイバ網が敷設されている。変換装置１２はデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・からデータを受信した場合、幹線ネットワーク１１を介して直接データ収集サーバ６に土砂崩れ監視面情報を伝達する。
【００５６】
以上のように、この発明の実施の形態４によれば、特に道路などの幹線ネットワーク１１が整備されている箇所でデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・とデータ収集サーバ６との設置間隔が広い場合でも、幹線ネットワーク１１と接続するインターフェイス１２Ｃを具備する変換装置１２を利用することで、安価にネットワーク網を構築することができる。また、無線ネットワークの通信距離以内にデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・が設置されている場合においても、幹線ネットワーク１１を併用することにより，代替の通信経路を用意することができ、信頼性の高いネットワークシステムを提供することができる。さらに，幹線ネットワーク１１と接続されている中央監視装置７にデータ収集サーバ６を配置することができるため、複数箇所の土砂崩れ監視面の一括監視が可能となり、監視コストを削減することができる。
【００５７】
実施の形態５．
以下この発明の実施の形態５を、地表面変位監視方法を実施する地表面変位監視システムのシステム構成の事例を示す図７により説明する。なお、上記実施の形態1〜４では、複数のデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・のデータを収集するデータ収集サーバ６と中央監視装置７とを接続することにより土砂崩れ監視を実現することを述べたが、図７に示すようにデータ収集サーバ６に外部接続用の無線ＬＡＮ機能とＷＥＢ機能を具備することで、土砂崩れ監視領域付近を巡回するパトロールカー１４に乗車するパトロール員の携帯端末や携帯電話から電波１５を介して土砂崩れ監視面情報を入手することができる。
【００５８】
以上のように、この発明の実施の形態５によれば、幹線ネットワーク１１の故障時でもデータ収集サーバ６に外部接続用の無線ＬＡＮ機能とＷＥＢ機能を具備することで、土砂崩れ監視領域付近を巡回するパトロールカー１４に乗車するパトロール員の携帯端末や携帯電話から土砂崩れ監視面情報を入手することが出来るため、信頼性の高い土砂崩れ監視システムを提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】この発明の実施の形態１を示す図で、地表面変位監視方法を実施する地表面変位監視システムのシステム構成の事例を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１を示す図で、図１の地表面変位監視システムのシステム構成要素を示す図で、図２（ａ）は無電源の子局の概略構成の一例を示す図、図２（ｂ）は親局装置から無電源の子局への給電機能を説明するための地表面変位面的検出装置のブロック図、図２（ｃ）は親局装置の概略構成の一例を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態２を示す図で、地表面変位監視方法を実施する地表面変位監視システムのシステム構成の事例を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態３を示す図で、地表面変位監視方法を実施する地表面変位監視システムのシステム構成の事例を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態４を示す図で、地表面変位監視方法を実施する地表面変位監視システムのシステム構成の事例を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態４を示す図で、図５における変換装置の構成図である。
【図７】この発明の実施の形態５を示す図で、地表面変位監視方法を実施する地表面変位監視システムのシステム構成の事例を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１ 地表面変位監視領域、
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・ ＧＰＳ機能部、
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・ データ取得通信機能部、
２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，・・・ 親局装置、
４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，・・・ 子局、
４Ｂ１，４Ｂ２，４Ｂ３，・・・ 子局、
４Ｃ１，４Ｃ２，４Ｃ３，・・・ 子局、
５ＡＢ，５ＢＣ，５Ｃ６，・・・ 無自律的に構築されるネットワーク、
Ａ，Ｂ，Ｃ，・・・地表面変位面的検出装置。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、土砂崩れの危険性のある場所など、地表面変位を監視する必要がある場所に変位検出装置が設置され、変位検出装置が検出した情報により、地表面変位を監視する必要がある場所の地表面変位を遠隔地で監視する地表面変位監視方法および地表面変位監視システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の例えば土砂崩れ監視システムでは、土砂崩れの危険性のある場所に設置される無線送信器に、自己絶対位置を計測するＧＰＳ受信機と、自己絶対位置を予め記憶する記憶手段と、前記ＧＰＳ受信機の計測値と記憶手段の自己絶対位置を比較する比較手段とを設け、前記比較手段の比較で位置変動が発生した際に、この位置変動を無線送信器から方探局へ無線送信し、かつ方探局を通じて位置変動発生を中央監視局で受信する構成とされている。例えば特開平９−９７３９１号公報（特許文献１）を参照。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−９７３９１号公報（図８〜１０、およびその説明の欄）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の土砂崩れ監視システムは、例えば前述の特許文献１に記載されているように、土砂崩れの危険性のある場所に設置される自己絶対位置を計測するＧＰＳ受信機を備えた無線送信器と方探局とで構成されている。従って、土砂崩れ監視は、ＧＰＳ受信機を備えた無線送信器の設置点に限定されているため、監視の目が粗くなる。
【０００５】
また、特許文献１に記載の従来の土砂崩れ監視システムを利用する場合、前記監視の目を細かくするためには、ＧＰＳ受信機を備えた無線送信器を数多く設けて設置密度を大にする必要があり、コスト増となる。監視範囲が可成り広い場合には、ＧＰＳ受信機を備えた無線送信器の設置数と無線送信器が無線送信する位置変動を受信する方探局の設置数が膨大になり、設置コストも膨大な額となる。
【０００６】
更に、特許文献１に記載の従来の土砂崩れ監視システムにおいては、ＧＰＳ受信機を備えた無線送信器は、それ自体が作動するように電源が必要である。
【０００７】
それぞれＧＰＳ受信機を備えた多数の無線送信器の電源を、電源ケーブルを敷設して確保する電源構成とした場合、土砂崩れ等の極大な地表面変位により電源ケーブルが断線した場合、少なくとも当該断線点より下流側の無線送信器の電源は無くなるので、当該切断点より下流側の無線送信器は地表面変位の検出や検出情報の送信をすることはできない。従って、信頼性の高い地表面変位監視システムを実現することは、特に監視範囲が広大な場合には、難しい。また、土砂崩れ等の極大な地表面変位により電源ケーブルが断線した場合には、電源ケーブルの断線の修復は通常は危険性と困難性を伴う。
【０００８】
そこで、ＧＰＳ受信機を備えた多数の無線送信器の電源を、電源ケーブルを使用せずに蓄電池や乾電池等の独立電源とすれば、前述のような電源ケーブル使用による重要な問題は解消される。しかし、蓄電池や乾電池は、その負荷量により寿命が異なり、ＧＰＳ受信機を備えた多数の無線送信器を常時動作状態にしておいた場合、ＧＰＳ受信機を備えた多数の無線送信器の各無線送信器毎に電池交換時期が異なり、また、比較的短期間で電池交換が必要となる等、地表面変位監視システムの保守上、電池交換が煩わしい問題となる。この地表面変位監視システムの保守上の問題は、ＧＰＳ受信機を備えた多数の無線送信器が比較的僻地に設置される場合に現実的な煩わしい問題となる。
【０００９】
従って、地表面変位監視システムでは、低コストで、信頼性が高く、保守も容易であるように構成することが重要な課題である。
【００１０】
この発明は、前述のような実情に鑑みてなされたもので、低コストで、信頼性が高く、保守も容易である地表面変位監視システムを実現することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に係る地表面変位監視方法は、自己絶対位置を計測するＧＰＳ機能と外部との送受信を行う通信機能とを有し独立電源を備えた親局装置とこの親局装置を中心にその周りに相互に間隔を隔てて配設されアンテナを介して前記親局装置から給電されると共に当該親局装置へ位置情報信号を送信する子局群とで地表面変位面的検出装置を構成し、地表面変位監視領域に複数個の前記地表面変位面的検出装置を配設し、前記複数個の地表面変位面的検出装置の各々の検出情報を収集し監視装置へ各地表面変位面的検出装置での検出情報を提供するデータ収集サーバを設け、前記複数個の地表面変位面的検出装置の各々に他の地表面変位面的検出装置が送信した情報を中継して送信し前記データ収集サーバに至る無線ネットワークを自律的に構築する機能を持たせ、前記子局群を介して得られた地表面変位面的検出情報を前記自律的に構築された無線ネットワークを介して監視するものである。
【００１２】
この発明に係る地表面変位監視システムは、自己絶対位置を計測するＧＰＳ機能と外部との送受信を行う通信機能とを有し独立電源を備えた親局装置とこの親局装置を中心にその周りに相互に間隔を隔てて配設されアンテナを介して前記親局装置から給電されると共に当該親局装置へ位置情報信号を送信する子局群とで構成され、それぞれ地表面変位監視領域に隣接して配設された複数個の地表面変位面的検出装置、および前記複数個の地表面変位面的検出装置の各々の検出情報を収集し監視装置へ各地表面変位面的検出装置での検出情報を提供するデータ収集サーバを備え、前記複数個の地表面変位面的検出装置の各々が、他の地表面変位面的検出装置が送信した情報を中継して送信し前記データ収集サーバに至る無線ネットワークを自律的に構築する機能を有し、前記子局群を介して得られた地表面変位面的検出情報が、前記自律的に構築された無線ネットワークを介して監視装置によって監視されるものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明は、自己絶対位置を計測するＧＰＳ機能と外部との送受信を行う通信機能とを有し独立電源を備えた親局装置とこの親局装置を中心にその周りに相互に間隔を隔てて配設されアンテナを介して前記親局装置から給電されると共に当該親局装置へ位置情報信号を送信する子局群とで地表面変位面的検出装置を構成し、地表面変位監視領域に複数個の前記地表面変位面的検出装置を配設し、前記複数個の地表面変位面的検出装置の各々の検出情報を収集し監視装置へ各地表面変位面的検出装置での検出情報を提供するデータ収集サーバを設け、前記複数個の地表面変位面的検出装置の各々に他の地表面変位面的検出装置が送信した情報を中継して送信し前記データ収集サーバに至る無線ネットワークを自律的に構築する機能を持たせ、前記子局群を介して得られた地表面変位面的検出情報を前記自立的に構築された無線ネットワークを介して監視する地表面変位監視方法としたので、電源ケーブル使用する必要がない上、地表面の変位を面的に検出でき、しかも、通信負荷を小さくでき、従って、地表面変位監視の信頼性が向上し、保守も容易となる効果がある。
【００１４】
また、この発明は、自己絶対位置を計測するＧＰＳ機能と外部との送受信を行う通信機能とを有し独立電源を備えた親局装置とこの親局装置を中心にその周りに相互に間隔を隔てて配設されアンテナを介して前記親局装置から給電されると共に当該親局装置へ位置情報信号を送信する子局群とで構成され、それぞれ地表面変位監視領域に隣接して配設された複数個の地表面変位面的検出装置、および前記複数個の地表面変位面的検出装置の各々の検出情報を収集し監視装置へ各地表面変位面的検出装置での検出情報を提供するデータ収集サーバを備え、前記複数個の地表面変位面的検出装置の各々が、他の地表面変位面的検出装置が送信した情報を中継して送信し前記データ収集サーバに至る無線ネットワークを自律的に構築する機能を有し、前記子局群を介して得られた地表面変位面的検出情報が、前記自立的に構築された無線ネットワークを介して監視装置によって監視される地表面変位監視システムとしたので、低コストで、信頼性が高く、保守も容易である地表面変位監視システムを実現することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
実施の形態１．
以下この発明の実施の形態１を図１および図２により説明する。図１は地表面変位監視方法を実施する地表面変位監視システムのシステム構成の事例を示す図、図２は図１の地表面変位監視システムのシステム構成要素を示す図で、図２（ａ）は無電源の子局の概略構成の一例を示す図、図２（ｂ）は親局装置から無電源の子局への給電機能を説明するための地表面変位面的検出装置のブロック図、図２（ｃ）は親局装置の概略構成の一例を示す図である。なお、各図中、同一符合は同一部分を示す。
【００１６】
図１において、地表面変位監視システムは、地表面の変位を監視すべき領域である地表面変位監視領域１に、隣接して配設された複数個の地表面変位面的検出装置Ａ，Ｂ，Ｃ，・・・と、データ収集サーバ６と、中央監視装置等の監視装置７とで構成されている。
【００１７】
前記地表面変位面的検出装置Ａと前記地表面変位面的検出装置Ｂと前記地表面変位面的検出装置Ｃとは各々の内部構成および機能は基本的には同じである。
【００１８】
前記地表面変位面的検出装置Ａは、自己絶対位置を計測するＧＰＳ機能と外部との送受信を行う通信機能とを有し独立電源を備えた親局装置２３Ａとこの親局装置２３Ａを中心にその周りに相互に間隔を隔てて配設されアンテナ２３ＡＡを介して前記親局装置２３Ａから給電されると共に当該親局装置２３Ａへ位置情報信号を送信するＩＣタグ群等の無電源の子局群４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，４Ａ４，４Ａ５，・・・とで構成されている。
【００１９】
また、前記親局装置２３Ａは、自己絶対位置を計測するＧＰＳ機能を有するＧＰＳ機能部２Ａと、データ収集機能および外部との送受信を行う通信機能を有するデータ取得通信機能部３Ａと、電源部２３ＡＢとで構成されている。前記電源部２３ＡＢは、前記ＧＰＳ機能部２Ａと前記データ取得通信機能部３Ａとに共通の電源である。
【００２０】
また、前記親局装置２３Ａは、その前記ＧＰＳ機能部２Ａと前記データ取得通信機能部３Ａとが物理的にユニット化されて当該ＧＰＳ機能部２Ａと当該データ取得通信機能部３Ａとの相対的位置が固定化されており、従って、当該ＧＰＳ機能部２Ａにより当該ＧＰＳ機能部２Ａの絶対位置を検出することにより、当該データ取得通信機能部３Ａの絶対位置は、当該ＧＰＳ機能部２Ａと当該データ取得通信機能部３Ａとの前記固定化された相対的位置関係から、システム上は特に導出する必要はなく、前記ＧＰＳ機能部２Ａの絶対位置と同一として扱える。なお、前記ＧＰＳ機能部２Ａと前記データ取得通信機能部３Ａとをユニット化せずに物理的に可成り離れた配置にする場合には、前記データ取得通信機能部３Ａの絶対位置の導出が必要になる場合もあるが、その場合は、前記親局装置２３Ａ内、前記データ収集サーバ６内、あるいは前記監視装置７内で演算により導出すればよい。
【００２１】
前記地表面変位面的検出装置Ｂは、前記地表面変位面的検出装置Ａと同様に、自己絶対位置を計測するＧＰＳ機能と外部との送受信を行う通信機能とを有し独立電源を備えた親局装置２３Ｂとこの親局装置２３Ｂを中心にその周りに相互に間隔を隔てて配設されアンテナを介して前記親局装置２３Ｂから給電されると共に当該親局装置２３Ｂへ位置情報信号を送信するＩＣタグ群等の無電源の子局群４Ｂ１，４Ｂ２，４Ｂ３，４Ｂ４，４Ｂ５，・・・とで構成されている。
【００２２】
また、前記親局装置２３Ｂは、その内部構成は図示してないが、前記親局装置２３Ａと同様に、自己絶対位置を計測するＧＰＳ機能を有するＧＰＳ機能部と、データ収集機能および外部との送受信を行う通信機能を有するデータ取得通信機能部と、前記ＧＰＳ機能部と前記データ取得通信機能部とに共通の電源部とで構成されている。
【００２３】
また、前記親局装置２３Ｂは、前記親局装置２３Ａと同様に、そのＧＰＳ機能部とデータ取得通信機能部とが物理的にユニット化されて当該ＧＰＳ機能部と当該データ取得通信機能部との相対的位置が固定化されており、従って、当該親局装置２３ＢのＧＰＳ機能部により当該ＧＰＳ機能部の絶対位置を検出することにより、当該親局装置２３Ｂのデータ取得通信機能部の絶対位置は、当該親局装置２３ＢのＧＰＳ機能部と当該親局装置２３Ｂのデータ取得通信機能部との前記固定化された相対的位置関係から、システム上は特に導出する必要はなく、前記ＧＰＳ機能部の絶対位置と同一として扱える。なお、前記ＧＰＳ機能部と前記データ取得通信機能部とをユニット化せずに物理的に可成り離れた配置にする場合には、前記データ取得通信機能部の絶対位置の導出が必要になる場合もあるが、その場合は、前記親局装置２３Ｂ内、前記データ収集サーバ６内、あるいは前記監視装置７内で、演算により導出すればよい。
【００２４】
前記地表面変位面的検出装置Ｃは、前記地表面変位面的検出装置Ａ，Ｂと同様に、自己絶対位置を計測するＧＰＳ機能と外部との送受信を行う通信機能とを有し独立電源を備えた親局装置２３Ｃとこの親局装置２３Ｃを中心にその周りに相互に間隔を隔てて配設されアンテナを介して前記親局装置２３Ｃから給電されると共に当該親局装置２３Ｃへ位置情報信号を送信するＩＣタグ群等の無電源の子局群４Ｃ１，４Ｃ２，４Ｃ３，４Ｃ４，４Ｃ５，・・・とで構成されている。
【００２５】
また、前記親局装置２３Ｃは、その内部構成は図示してないが、前記親局装置２３Ａ，２３Ｂと同様に、自己絶対位置を計測するＧＰＳ機能を有するＧＰＳ機能部と、データ収集機能および外部との送受信を行う通信機能を有するデータ取得通信機能部と、前記ＧＰＳ機能部と前記データ取得通信機能部とに共通の電源部とで構成されている。
【００２６】
また、前記親局装置２３Ｃは、前記親局装置２３Ａ，２３Ｂと同様に、そのＧＰＳ機能部とデータ取得通信機能部とが物理的にユニット化されて当該ＧＰＳ機能部と当該データ取得通信機能部との相対的位置が固定化されており、従って、当該親局装置２３ＢのＧＰＳ機能部により当該ＧＰＳ機能部の絶対位置を検出することにより、当該親局装置２３Ｂのデータ取得通信機能部の絶対位置は、当該親局装置２３ＢのＧＰＳ機能部と当該親局装置２３Ｂのデータ取得通信機能部との前記固定化された相対的位置関係から、システム上は特に導出する必要はなく、前記ＧＰＳ機能部の絶対位置と同一として扱える。なお、前記ＧＰＳ機能部と前記データ取得通信機能部とをユニット化せずに物理的に可成り離れた配置にする場合には、前記データ取得通信機能部の絶対位置の導出が必要になる場合もあるが、その場合は、前記親局装置２３Ｃ内、前記データ収集サーバ６内、あるいは前記監視装置７内で、演算により導出すればよい。
【００２７】
前記親局装置２３Ａからそのアンテナ２３ＡＡを介して給電されると共に当該親局装置２３Ａへ位置情報信号を送信するＩＣタグ群等の無電源の子局群４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，４Ａ４，４Ａ５，・・・の各々は、図２（ａ）（ｂ）に子局４Ａ１で代表して示されているように、親局装置２３Ａのアンテナ２３ＡＡからの電磁波を受け自子局の電源としても機能するアンテナ４ＡＡと、対応親局装置２３Ａからの電波受信を判別し応答返信する通信機能を有するＩＣ部４ＡＢとを備えている。
【００２８】
そこで、前記子局群４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，４Ａ４，４Ａ５，・・・の各子局の対応親局装置２３Ａへの応答返信時間は、対応親局装置２３Ａとの相対距離に応じた時間となる。換言すれば、前記子局群４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，４Ａ４，４Ａ５，・・・の各子局の対応親局装置２３Ａへの応答返信時間は、対応親局装置２３Ａとの相対距離が変わらなければ常に一定であるが、対応親局装置２３Ａとの相対距離が変化すれば当該変化に応じて変化する。つまり、前記子局群４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，４Ａ４，４Ａ５，・・・の各子局の対応親局装置２３Ａへの応答返信時間を監視すれば、前記対応親局装置２３Ａに対する前記子局群４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，４Ａ４，４Ａ５，・・・の各子局の相対距離を監視できる。
【００２９】
地表面の変位は、前記子局の前記親局装置に対する前記相対距離の変化として表れるので、前記子局群４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，４Ａ４，４Ａ５，・・・の各子局の対応親局装置２３Ａへの応答返信時間を監視すれば、地表面の変位を監視できる。
【００３０】
前記親局装置２３Ａは、その周囲の前記子局群４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，４Ａ４，４Ａ５，・・・から前記相対距離の情報（地表面の変位の情報）を収集して地表面の変位を検出することになるので、地表面変位を面的に検出していることになる。
【００３１】
この場合、前記子局群４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，４Ａ４，４Ａ５，・・・が全てＩＣタグであれば、当該子局群の各子局は、個別に電池などの独立電源を設けなくても自己の前記アンテナ４ＡＡおよび前記親局装置２３Ａのアンテナ２３ＡＡを介して前記親局装置２３Ａから給電されて作動する。従って、前記子局群４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，４Ａ４，４Ａ５，・・・の電池交換作業は不要であり、地滑りなど人が近づけない状況下においても前記親局装置２３Ａは、その周囲の前記子局群４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，４Ａ４，４Ａ５，・・・から前記相対位置の情報（地表面の変位の情報）を収集して地表面の変位を確実に検出することができる。尤も、前記親局装置２３Ａの電源部２３ＡＢは、超寿命の電池、半永久的に使用可能な太陽電池などを採用するのが好ましい。
【００３２】
なお、前記対応親局装置２３Ａに対する前記子局群４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，４Ａ４，４Ａ５，・・・の各子局の相対距離は、例えば、次のようにして検出する。例えば、地表面変位監視領域１に、親局装置２３Ａと、当該親局装置２３Ａを中心にその周りに子局群４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，４Ａ４，４Ａ５，・・・を設置し、設置時の親局装置２３Ａのデータ取得通信機能部３Ａが各子局群４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，４Ａ４，４Ａ５，・・・との間の通信時間（親局装置２３Ａから電波を発信した時点から各子局の応答返信を親局装置２３Ａが受信する時間）を計測し、初期値として、データテーブルに各子局単位に保存しておき、設置後には各子局毎の所定時間毎の前記通信時間を計測し、計測毎に前記データテーブル上の初期値と比較するようにすれば、初期値と異なる通信時間となった子局が地表面の変位に伴って移動したこと、つまり地表面の変位が生じたことを検出できる。当該親局装置２３Ａを中心にその周りに子局群４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，４Ａ４，４Ａ５，・・・を設置してあるので、地表面の変位を面的に監視できる。なお、親局装置２３Ａのデータ取得通信機能部３Ａが各子局群４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，４Ａ４，４Ａ５，・・・との間の通信時間（親局装置２３Ａから電波を発信した時点から各子局の応答返信を親局装置２３Ａが受信する時間）を計測する場合、子局が発する応答返信の電波自体には位置の情報は入っていないが、子局が発する応答返信の電波を利用して、結果的に、地表面の子局設置点の位置の変化（変位）を検出できることから、子局が発する応答返信の電波をも位置情報信号と言うものとする。
【００３３】
前記地表面変位面的検出装置Ｂ，Ｃ，・・・も、前述の地表面変位面的検出装置Ａと同様に機能する。
【００３４】
次に、システム全体の動作を説明する。
【００３５】
図１に示すように、地表面変位監視領域１に、前記ユニット化されたＧＰＳ機能部２Ａ及び通信機能部３Ａを有した任意数の親局装置２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，・・・を配設し、更に、各親局装置２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，・・・の各々を中心にその周りに子局群相互に間隔を隔てて配設されアンテナを介して前記親局装置から給電されると共に当該親局装置へ位置情報信号を送信する子局群４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，４Ａ４，４Ａ５，・・・，４Ｂ１，４Ｂ２，４Ｂ３，４Ｂ４，４Ｂ５，・・・４Ｃ１，４Ｃ２，４Ｃ３，４Ｃ４，４Ｃ５，・・・を任意数設置することで、地表面変位面的検出装置Ａ，Ｂ，Ｃ，・・・が、地表面変位監視領域１に、任意数設置される。
【００３６】
つまり、自己絶対位置を計測するＧＰＳ機能２Ａと外部との送受信を行う通信機能３Ａとを有し独立電源２３ＡＢを備えた親局装置２３Ａとこの親局装置２３Ａを中心にその周りに相互に間隔を隔てて配設されアンテナ２３ＡＡ，４ＡＡを介して前記親局装置２３Ａから給電されると共に当該親局装置２３Ａへ自己の位置情報信号を送信する子局群４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，４Ａ４，４Ａ５，・・・とで地表面変位面的検出装置Ａを構成し、地表面変位監視領域１に複数個の前記地表面変位面的検出装置Ａ，Ｂ，Ｃ，・・・を配設し、前記複数個の地表面変位面的検出装置Ａ，Ｂ，Ｃ，・・・の各々の検出情報を収集し監視装置７へ各地表面変位面的検出装置Ａ，Ｂ，Ｃ，・・・での検出情報を提供するデータ収集サーバ６を設け、前記複数個の地表面変位面的検出装置Ａ，Ｂ，Ｃ，・・・の各々に他の地表面変位面的検出装置が送信した情報を中継して送信し前記データ収集サーバ６に至る無線ネットワーク５ＡＢ，５ＢＣ，５Ｃ６，・・・を自律的に構築する機能を持たせ、前記子局群４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，４Ａ４，４Ａ５，・・・を介して得られた地表面変位面的検出情報を前記自律的に構築された無線ネットワーク５ＡＢ，５ＢＣ，５Ｃ６，・・・を介して監視装置７により監視する。
【００３７】
なお、前述の無線ネットワーク５ＡＢ，５ＢＣ，５Ｃ６，・・・を自律的に構築する機能は、例えばＩＥＥＥ８０２．１５．４で仕様を定義されているような無線ネットワークを自律的に構築する機能である。
【００３８】
前述のこの発明の実施の形態１では、例えば、土砂崩れ監視領域１にＧＰＳ機能部２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・を間隔を隔てて複数個設置し、土砂崩れ監視面の各ＧＰＳ機能部２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・を設置した各場所の絶対位置を計測する。そして、前記各ＧＰＳ機能部２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・の周辺に、ＩＣタグからなる複数個の子局４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，・・・，４Ｂ１，４Ｂ２，４Ｂ３，・・・，４Ｃ１，４Ｃ２，４Ｃ３，・・・を設置し、前記ＧＰＳ機能部２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・とＩＣタグからなる複数個の子局４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，・・・，４Ｂ１，４Ｂ２，４Ｂ３，・・・，４Ｃ１，４Ｃ２，４Ｃ３，・・・とを無線通信で接続する。ＧＰＳ機能部２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・は、複数の子局４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，・・・，４Ｂ１，４Ｂ２，４Ｂ３，・・・，４Ｃ１，４Ｃ２，４Ｃ３，・・・毎の無線通信時間を計測する。ＧＰＳ機能部２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・にはデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・が接続され、データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・は、前記ＧＰＳ機能部２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・が計測する土砂崩れ監視面の絶対位置とＧＰＳ機能部２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・の周辺に設置される複数の子局４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，・・・，４Ｂ１，４Ｂ２，４Ｂ３，・・・，４Ｃ１，４Ｃ２，４Ｃ３，・・・との間の無線通信時間データを取得する。
【００３９】
前記ＧＰＳ機能部２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・とともに土砂崩れ監視面に複数設置されるデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・間は、例えばＩＥＥＥ８０２．１５．４で仕様を定義されているような無線ネットワークで接続され、親局装置(データ取得装置)２３Ａが取得したデータは、他の親局装置(データ取得装置)２３Ｂ，２３Ｃ・・・を経由してデータ収集サーバ６で収集される。さらにデータ収集サーバ６は、中央監視装置７とＬＡＮ等で接続される。
【００４０】
中央監視装置などの前記監視装置７は、前記データ収集サーバ６が収集した前記ＧＰＳ機能部２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・が計測する土砂崩れ監視面の絶対位置と、ＧＰＳ機能部２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・の周辺に設置されるＩＣタグ４等の複数個の子局４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，・・・，４Ｂ１，４Ｂ２，４Ｂ３，・・・，４Ｃ１，４Ｃ２，４Ｃ３，・・・との間の無線通信時間データから算出されるＩＣタグ４等の複数個の子局４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，・・・，４Ｂ１，４Ｂ２，４Ｂ３，・・・，４Ｃ１，４Ｃ２，４Ｃ３，・・・との相対位置により面データを生成する。
【００４１】
なお、前記実施の形態１では、土砂崩れ監視領域１に設置するＧＰＳ機能部２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・と前記ＧＰＳ機能部２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・の周辺に複数の子局４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，・・・，４Ｂ１，４Ｂ２，４Ｂ３，・・・，４Ｃ１，４Ｃ２，４Ｃ３，・・・を無線接続することにより、前記ＧＰＳ機能部２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・による絶対位置と前記ＧＰＳ機能部２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・と複数の子局４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，・・・，４Ｂ１，４Ｂ２，４Ｂ３，・・・，４Ｃ１，４Ｃ２，４Ｃ３，・・・との通信時間計測により、前記ＧＰＳ機能部２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・を中心にした土砂崩れ監視面の監視が可能である。また、前記ＧＰＳ機能部２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・にはデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・が接続される。
【００４２】
土砂崩れ監視面に複数設置される前記データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・間の通信手段は，例えばＩＥＥＥ８０２．１５．４で仕様を定義されているような自律的に構築する無線ネットワークを用いる。当該無線ネットワークに接続されるデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・は，通信可能距離内に存在する近接の全データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・に問い合わせを行い，近接のデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・の情報を獲得し，重複しないアドレスを獲得する。
【００４３】
データ送信時，送信先のデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・が自データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・の通信可能距離内に存在する場合は，宛先のアドレスを指定して直接データを送信する。一方，送信先のデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・が自データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・の通信距離内に存在しない場合は、通信距離内に存在する第三者のデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・を経由して，データを送信する。この場合，最初の送信元データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・は、まず近傍のデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・に送信する。受信したデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・は受け取ったデータの宛先が自分と異なるため，自身の持つ近接のデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・の情報から、該当する宛先が含まれるかどうか検索する。含まれている場合は直接該当するデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・にデータを送信する。含まれていない場合は、受信したデータに含まれる宛先を変えずに、近傍のデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・に送信する。前述の処理を繰り返すことで、データは宛先のデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・に届けられる。
【００４４】
前記の中継処理において，各データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・は宛先のデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・に届くまでのホップ数(中継数)を学習する。あるデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・が別のデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・にデータを送るまでに，複数のデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・を中継する場合，多数の経路が存在するが、経路の選択に当たり、最もホップ数の少ない経路を選択する。通信されるデータの一部にはルーティング情報を持つ。最初の送信データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・は自分のアドレス情報をルーティング情報にセットし，データを送信する。中継が発生した場合，中継データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・はルーティング情報に自身のアドレス情報を付加する。このルーティング情報と各データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・の持つ近接のデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・の情報と組み合わせることにより，２回目以降の通信では最適な経路を選ぶことができる。
【００４５】
次に，前回確立した最適経路の更新処理について述べる。中継データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・が故障などにより機能を喪失した場合、該当する中継データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・が送信エラーの検出により，再度近傍のデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・に再送を行うことにより，最適経路の確立が図られる。一方，新たなデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・が加わった場合，このデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・が近接のデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・に問い合わせを行うことにより，他のデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・は該当するデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・の追加を認識し，それぞれ自身の近接のデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・情報を更新し，該当データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・からの送信データを受けた時に，最適経路を更新する。
【００４６】
一般に，ＩＥＥＥ８０２．１５．４で定義される無線ネットワークにおいて，通信距離は一定の限界を持つ。例えば，土砂崩れ監視領域に多くの木々がある場合等，見通しの悪い箇所については間隔を狭めるなどの配置を行う。これによりデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・はある一定間隔以内に設置することが可能なため，上述の無線ネットワークを用いることにより，データ取得装置３が自律的にネットワーク網を構築することができる。
【００４７】
以上のように，この発明によれば，土砂崩れの危険性のある場所の監視が土砂崩れ監視面単位で可能であり、複数の土砂崩れ監視面情報の収集にあたり，ケーブルの敷設作業の必要なくネットワーク化を行い，任意の時刻にデータ収集サーバ設置場所にとどまったまま土砂崩れ監視領域の土砂崩れ監視面情報を取得することができる。
【００４８】
なお，上記ではデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・が常時，土砂崩れ監視面情報を送信することにしたが，図２に示すように，データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・内部にタイマ２３ＡＤを持たせ、データ収集サーバ６から前記土砂崩れ監視面情報取得の時刻を指定させてもよい。また，土砂崩れ監視面情報取得間隔を必要な頻度に設定することにより，通信負荷が下げられる効果がある。
【００４９】
実施の形態２．
以下この発明の実施の形態２を、地表面変位監視方法を実施する地表面変位監視システムのシステム構成の事例を示す図３により説明する。図３は、実施の形態１において、土砂崩れ監視領域１に設置されるデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・とデータ収集サーバ６との間隔が空いている場合を示す。図３において、実施の形態１と同一部分には図１と同一符号を付してその説明を省略する。図３において、中継装置９１，９２，・・・は、無線ネットワーク通信手段部２３ＡＦのみから成り、前記データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・から土砂崩れ監視面情報取得機能部２３ＡＥおよび情報入力部２３ＡＣを省いたものである。
【００５０】
次に動作について説明する。
中継装置９１，９２，・・・は、データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・とデータ収集サーバ６との間隔が空いている場所に必要に応じて設置される。中継装置９１，９２，・・・は自身が土砂崩れ監視面情報を取得すべきＧＰＳ機能部２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・あるいはＩＣタグ等の子局４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，・・・，４Ｂ１，４Ｂ２，４Ｂ３，・・・，４Ｃ１，４Ｃ２，４Ｃ３，・・・を持たないため、他のデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・が送信するデータの中継機能のみを果たす。データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・がデータ収集サーバ６に送信する処理において，中継装置９１，９２，・・・が選択されたとする。中継装置９１，９２，・・・は他のデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・と同様の動作をし、データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・から受信したデータのルーティング情報に自身のアドレス情報を付加した上で、中継装置９１，９２，・・・近傍のデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・あるいは中継装置９１，９２，・・・にデータを送信する。
【００５１】
以上のように，この発明の実施の形態２によれば、データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・とデータ収集サーバ６との設置間隔が広い場合でも、無線ネットワーク網を構築し、データ収集サーバ６に土砂崩れ監視面情報を伝達することができる。また、データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・とデータ収集サーバ６の設置間隔が所定距離以内の場合においても、例えばデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・の故障に伴い、通信距離が設置間隔の２倍となり所定の通信可能距離を越えることが考えられる。中継装置９１，９２，・・・を併設することにより、代替の通信経路を用意することができるので、信頼性の高いネットワークシステムを提供することができる。
【００５２】
実施の形態３．
以下この発明の実施の形態３を、地表面変位監視方法を実施する地表面変位監視システムのシステム構成の事例を示す図４により説明する。なお、上記実施の形態２では、データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・とデータ収集サーバ６との設置間隔が広い場合でも、無線ネットワーク網を構築するために、中継装置９１，９２，・・・を用いることを述べたが、図４に示すように長距離無線ネットワーク通信を用いるために、長距離無線ネットワーク通信部を具備するリピータ装置１０１，１０２を設けても良い。
【００５３】
リピータ装置１０１，１０２はあらかじめ通信ペアを定め、所定の通信距離内に設置する。リピータ装置１０１がデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・からデータを受信した場合、自分の通信ペアとなるもう一方のリピータ装置１０２にデータを送信する。受信したリピータ装置１０２は無線ネットワーク5101102，51026から最適経路で、データ収集サーバ６に土砂崩れ監視面情報を伝達する。
【００５４】
以上のように、この発明の実施の形態３によれば、特に土砂崩れの危険性のある領域が不確定であり、データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・とデータ収集サーバ６との設置間隔が広い場合でも、長距離無線ネットワーク通信部を具備するリピータ装置（中継装置）を利用することで、データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・とデータ収集サーバ６との設置間隔の自由度が増し、容易にネットワーク網を構築することができる。また、無線ネットワークの通信距離以内にデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・とデータ収集サーバ６とが設置されている場合においても、長距離無線ネットワークを併用することにより、代替の通信経路を用意することができ、信頼性の高いネットワークシステムを提供することができる。
【００５５】
実施の形態４．
以下この発明の実施の形態４を、地表面変位監視方法を実施する地表面変位監視システムのシステム構成の事例を示す図５により説明する。なお、上記実施の形態２では、データ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・とデータ収集サーバ６との設置間隔が広い場合でも、無線ネットワーク網を構築するために、中継装置９１，９２，・・・を用いることを述べたが、図５に示すように道路の近傍の土砂崩れ監視領域において道路に敷設されている幹線ネットワーク１１を用いるために、変換装置１２を設置しても良い。図６は変換装置の構成図であり、無線ネットワーク通信手段部１２Ａ、変換部１２Ｂ、幹線ネットワークインターフェイス部１２Ｃを持つ。
特に、日本の道路の大半においては、幹線ネットワーク１１として光ファイバ網が敷設されている。変換装置１２はデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・からデータを受信した場合、幹線ネットワーク１１を介して直接データ収集サーバ６に土砂崩れ監視面情報を伝達する。
【００５６】
以上のように、この発明の実施の形態４によれば、特に道路などの幹線ネットワーク１１が整備されている箇所でデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・とデータ収集サーバ６との設置間隔が広い場合でも、幹線ネットワーク１１と接続するインターフェイス１２Ｃを具備する変換装置１２を利用することで、安価にネットワーク網を構築することができる。また、無線ネットワークの通信距離以内にデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・が設置されている場合においても、幹線ネットワーク１１を併用することにより，代替の通信経路を用意することができ、信頼性の高いネットワークシステムを提供することができる。さらに，幹線ネットワーク１１と接続されている中央監視装置７にデータ収集サーバ６を配置することができるため、複数箇所の土砂崩れ監視面の一括監視が可能となり、監視コストを削減することができる。
【００５７】
実施の形態５．
以下この発明の実施の形態５を、地表面変位監視方法を実施する地表面変位監視システムのシステム構成の事例を示す図７により説明する。なお、上記実施の形態1〜４では、複数のデータ取得通信機能部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・のデータを収集するデータ収集サーバ６と中央監視装置７とを接続することにより土砂崩れ監視を実現することを述べたが、図７に示すようにデータ収集サーバ６に外部接続用の無線ＬＡＮ機能とＷＥＢ機能を具備することで、土砂崩れ監視領域付近を巡回するパトロールカー１４に乗車するパトロール員の携帯端末や携帯電話から電波１５を介して土砂崩れ監視面情報を入手することができる。
【００５８】
以上のように、この発明の実施の形態５によれば、幹線ネットワーク１１の故障時でもデータ収集サーバ６に外部接続用の無線ＬＡＮ機能とＷＥＢ機能を具備することで、土砂崩れ監視領域付近を巡回するパトロールカー１４に乗車するパトロール員の携帯端末や携帯電話から土砂崩れ監視面情報を入手することが出来るため、信頼性の高い土砂崩れ監視システムを提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】この発明の実施の形態１を示す図で、地表面変位監視方法を実施する地表面変位監視システムのシステム構成の事例を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１を示す図で、図１の地表面変位監視システムのシステム構成要素を示す図で、図２（ａ）は無電源の子局の概略構成の一例を示す図、図２（ｂ）は親局装置から無電源の子局への給電機能を説明するための地表面変位面的検出装置のブロック図、図２（ｃ）は親局装置の概略構成の一例を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態２を示す図で、地表面変位監視方法を実施する地表面変位監視システムのシステム構成の事例を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態３を示す図で、地表面変位監視方法を実施する地表面変位監視システムのシステム構成の事例を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態４を示す図で、地表面変位監視方法を実施する地表面変位監視システムのシステム構成の事例を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態４を示す図で、図５における変換装置の構成図である。
【図７】この発明の実施の形態５を示す図で、地表面変位監視方法を実施する地表面変位監視システムのシステム構成の事例を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１ 地表面変位監視領域、
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，・・・ ＧＰＳ機能部、
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，・・・ データ取得通信機能部、
２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，・・・ 親局装置、
４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，・・・ 子局、
４Ｂ１，４Ｂ２，４Ｂ３，・・・ 子局、
４Ｃ１，４Ｃ２，４Ｃ３，・・・ 子局、
５ＡＢ，５ＢＣ，５Ｃ６，・・・ 無自律的に構築されるネットワーク、
Ａ，Ｂ，Ｃ，・・・地表面変位面的検出装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自己絶対位置を計測するＧＰＳ機能と外部との送受信を行う通信機能とを有し独立電源を備えた親局装置とこの親局装置を中心にその周りに相互に間隔を隔てて配設されアンテナを介して前記親局装置から給電されると共に当該親局装置へ位置情報信号を送信する子局群とで地表面変位面的検出装置を構成し、
地表面変位監視領域に複数個の前記地表面変位面的検出装置を配設し、
前記複数個の地表面変位面的検出装置の各々の検出情報を収集し監視装置へ各地表面変位面的検出装置での検出情報を提供するデータ収集サーバを設け、
前記複数個の地表面変位面的検出装置の各々に他の地表面変位面的検出装置が送信した情報を中継して送信し前記データ収集サーバに至る無線ネットワークを自律的に構築する機能を持たせ、
前記子局群を介して得られた地表面変位面的検出情報を前記自律的に構築された無線ネットワークを介して監視する
地表面変位監視方法。
【請求項２】
自己絶対位置を計測するＧＰＳ機能と外部との送受信を行う通信機能とを有し独立電源を備えた親局装置とこの親局装置を中心にその周りに相互に間隔を隔てて配設されアンテナを介して前記親局装置から給電されると共に当該親局装置へ位置情報信号を送信する子局群とで構成され、それぞれ地表面変位監視領域に隣接して配設された複数個の地表面変位面的検出装置、
および前記複数個の地表面変位面的検出装置の各々の検出情報を収集し監視装置へ各地表面変位面的検出装置での検出情報を提供するデータ収集サーバ、
を備え、
前記複数個の地表面変位面的検出装置の各々が、他の地表面変位面的検出装置が送信した情報を中継して送信し前記データ収集サーバに至る無線ネットワークを自律的に構築する機能を有し、
前記子局群を介して得られた地表面変位面的検出情報が、前記自律的に構築された無線ネットワークを介して監視装置によって監視される
地表面変位監視システム。
【請求項３】
請求項２に記載の地表面変位監視システムにおいて、前記データ収集サーバと前記地表面変位面的検出装置とが、前記無線ネットワークを自律的に構築する機能を有する中継装置を介して接続されることを特徴とする地表面変位監視システム。
【請求項４】
請求項２に記載の地表面変位監視システムにおいて、前記データ収集サーバと前記地表面変位面的検出装置とが、前記長距離無線ネットワーク通信機能を有するリピータ装置を介して接続されることを特徴とする地表面変位監視システム。
【請求項５】
請求項２に記載の地表面変位監視システムにおいて、前記データ収集サーバと前記地表面変位面的検出装置とが、既設の幹線ネットワークとのインターフェイスを有する変換装置および前記既設の幹線ネットワークを介して接続されることを特徴とする地表面変位監視システム。
【請求項６】
請求項２に記載の地表面変位監視システムにおいて、前記監視装置が携帯端末や携帯電話であり、前記データ収集サーバが前記携帯端末や携帯電話との通信機能を有していることを特徴とする地表面変位監視システム。
【請求項７】
請求項１〜請求項６の何れか一に記載の地表面変位監視システムにおいて、前記子局群から前記親局装置へ送信する位置情報信号が、前記親局装置からの電波を受けて前記親局装置へ応答返信する電波であり、当該応答返信の時間の変化により地表面変位を検出することを特徴とする地表面変位監視システム。
【請求項１】
自己絶対位置を計測するＧＰＳ機能と外部との送受信を行う通信機能とを有し独立電源を備えた親局装置とこの親局装置を中心にその周りに相互に間隔を隔てて配設されアンテナを介して前記親局装置から給電されると共に当該親局装置へ位置情報信号を送信する子局群とで地表面変位面的検出装置を構成し、
地表面変位監視領域に複数個の前記地表面変位面的検出装置を配設し、
前記複数個の地表面変位面的検出装置の各々の検出情報を収集し監視装置へ各地表面変位面的検出装置での検出情報を提供するデータ収集サーバを設け、
前記複数個の地表面変位面的検出装置の各々に他の地表面変位面的検出装置が送信した情報を中継して送信し前記データ収集サーバに至る無線ネットワークを自律的に構築する機能を持たせ、
前記子局群を介して得られた地表面変位面的検出情報を前記自律的に構築された無線ネットワークを介して監視する
地表面変位監視方法。
【請求項２】
自己絶対位置を計測するＧＰＳ機能と外部との送受信を行う通信機能とを有し独立電源を備えた親局装置とこの親局装置を中心にその周りに相互に間隔を隔てて配設されアンテナを介して前記親局装置から給電されると共に当該親局装置へ位置情報信号を送信する子局群とで構成され、それぞれ地表面変位監視領域に隣接して配設された複数個の地表面変位面的検出装置、
および前記複数個の地表面変位面的検出装置の各々の検出情報を収集し監視装置へ各地表面変位面的検出装置での検出情報を提供するデータ収集サーバ、
を備え、
前記複数個の地表面変位面的検出装置の各々が、他の地表面変位面的検出装置が送信した情報を中継して送信し前記データ収集サーバに至る無線ネットワークを自律的に構築する機能を有し、
前記子局群を介して得られた地表面変位面的検出情報が、前記自律的に構築された無線ネットワークを介して監視装置によって監視される
地表面変位監視システム。
【請求項３】
請求項２に記載の地表面変位監視システムにおいて、前記データ収集サーバと前記地表面変位面的検出装置とが、前記無線ネットワークを自律的に構築する機能を有する中継装置を介して接続されることを特徴とする地表面変位監視システム。
【請求項４】
請求項２に記載の地表面変位監視システムにおいて、前記データ収集サーバと前記地表面変位面的検出装置とが、前記長距離無線ネットワーク通信機能を有するリピータ装置を介して接続されることを特徴とする地表面変位監視システム。
【請求項５】
請求項２に記載の地表面変位監視システムにおいて、前記データ収集サーバと前記地表面変位面的検出装置とが、既設の幹線ネットワークとのインターフェイスを有する変換装置および前記既設の幹線ネットワークを介して接続されることを特徴とする地表面変位監視システム。
【請求項６】
請求項２に記載の地表面変位監視システムにおいて、前記監視装置が携帯端末や携帯電話であり、前記データ収集サーバが前記携帯端末や携帯電話との通信機能を有していることを特徴とする地表面変位監視システム。
【請求項７】
請求項１〜請求項６の何れか一に記載の地表面変位監視システムにおいて、前記子局群から前記親局装置へ送信する位置情報信号が、前記親局装置からの電波を受けて前記親局装置へ応答返信する電波であり、当該応答返信の時間の変化により地表面変位を検出することを特徴とする地表面変位監視システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−５２５８８（Ｐ２００７−５２５８８Ａ）
【公開日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２３６５９５（Ｐ２００５−２３６５９５）
【出願日】平成１７年８月１７日（２００５．８．１７）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月１７日（２００５．８．１７）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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