斜面の監視システム
【課題】 現地に常用電源などを必要とすることなく、単純かつ安価な構成で、斜面の安定性に相関するデータをリアルタイムで取得でき、より多くの斜面を対象として、斜面をリアルタイムで有効に監視することができる斜面の監視システムを提供する。
【解決手段】 本発明による斜面の監視システム１は、斜面Ｓに設置されたセンサユニット２を備え、このセンサユニット２は、傾斜計１２および土壌水分計１３、無線通信ユニット１４と、これらの電源となる電池１６を有する。傾斜計１２および土壌水分計１３で計測された計測データは、無線通信ユニット１４からリレー中継ユニット３を介して、中継器４に無線ＷＬで送信される。送信された計測データは、形式を変換された後、中継器４から携帯電話ネットＰＮ、インターネットＩＮを介して中央監視装置５に送られ、斜面Ｓの監視に用いられる。
【解決手段】 本発明による斜面の監視システム１は、斜面Ｓに設置されたセンサユニット２を備え、このセンサユニット２は、傾斜計１２および土壌水分計１３、無線通信ユニット１４と、これらの電源となる電池１６を有する。傾斜計１２および土壌水分計１３で計測された計測データは、無線通信ユニット１４からリレー中継ユニット３を介して、中継器４に無線ＷＬで送信される。送信された計測データは、形式を変換された後、中継器４から携帯電話ネットＰＮ、インターネットＩＮを介して中央監視装置５に送られ、斜面Ｓの監視に用いられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、豪雨時などに崩壊のおそれがある斜面をリアルタイムで監視する斜面の監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
我が国では、豪雨時などに斜面の崩壊が多数発生しており、その危険性のある箇所が数万件以上であるとも指摘されている。一方で、斜面の崩壊のほとんどは、小規模斜面の表層滑りとして発生している。このため、できるだけ単純かつ安価な構成で、より多くの斜面に設置でき、斜面の状態をリアルタイムで有効に監視できるとともに、その情報を手軽に入手できるような斜面の監視システムが望まれている。
【０００３】
従来の斜面の監視システムとして、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この監視装置は、監視を行うべき斜面に設置された測定器群と、これらの測定器群によって測定された測定データを収集するデータ収集装置と、このデータ収集装置から送られた測定データを取得・解析する中央監視装置と、この中央監視装置との間で通信可能なクライアント装置などを備えている。
【０００４】
測定器群には、複数の変位計、傾斜計および地下水位計や雨量計が含まれる。データ収集装置は、斜面の近くに設けられた現地測定室内に設置されており、測定器群による測定データを収集するデータロガーと、このデータロガーから通信ケーブルを介して測定データを取得し、管理する測定用コンピュータを備えている。この測定用コンピュータは、電話回線などの通信回線によるインターネットを介して、中央監視装置と通信可能になっており、測定器群による測定データが、測定用コンピュータを介して中央監視装置に送信される。
【０００５】
この中央監視装置は、監視サーバと監視データベースを有している。監視サーバは、測定用コンピュータから送信された測定データを用い、所定の解析プログラムによって斜面の安全率をリアルタイムで解析し、監視データベースは、測定データや解析によって得られた安全率などの情報を記憶する。また、クライアント装置は、登録されたクライアントが有するパソコンや携帯電話などの情報端末で構成され、インターネットを介して、中央監視装置と通信可能になっており、解析によって得られた安全率などの情報が、監視サーバからクライアント装置に随時、送信される。また、クライアント装置から監視データベースにアクセスし、記憶された測定データを読み出せるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１９５６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上述した従来の監視システムでは、測定器群による測定データを収集し、送信するために、データロガーや測定用コンピュータなどから成るデータ収集装置を現地に設置しなければならない。このため、現地において、データ収集装置を駆動するための常用電源を確保するとともに、データ収集装置を収容する測定室を設営することが必要になり、設置コストが増大する。また、現地において、データロガーと測定用コンピュータを接続するための通信ケーブルを敷設することも必要になる。以上の結果、この従来の監視システムを山間の斜面や数多くの小規模斜面に用いることは、実用上、困難であり、その適用範囲が制限されてしまう。
【０００８】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、現地に常用電源を必要とすることなく、より単純かつ安価な構成で、斜面の安定性に相関するデータをリアルタイムで取得でき、それにより、より多くの斜面を対象として、斜面をリアルタイムで有効に監視することができる斜面の監視システ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】
【０００９】
上記の目的を達成するため、本願の請求項１に係る発明による斜面の監視システムは、斜面に設置され、斜面の安定性に相関するデータを計測するセンサ、計測された計測データを無線で送信する無線通信機、ならびにセンサおよび無線通信機の電源となる電池を有するセンサユニットと、センサユニットから離れた場所に設置され、センサユニットから送信された計測データを、第１通信手段で送信可能な形式に変換する中継器と、中継器から第１通信手段を介して送信された計測データを収集するとともに、収集された計測データに基づいて斜面を監視する監視装置と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
この斜面の監視システムによれば、斜面に設置されるセンサユニットは、斜面の安定性に相関するデータを計測するセンサ、無線通信機、およびこれらを駆動する電池を有している。センサで計測された計測データは、無線通信機から中継器に無線で送信される。この中継器は、送信された計測データを、第１通信手段で送信可能な形式に変換した後、第１通信手段を介して監視装置に送信する。監視装置は、送信された計測データを収集するとともに、この計測データに基づいて斜面を監視する。
【００１１】
以上のように、この監視システムでは、センサで計測した計測データを、現地から中継器までは、電池で駆動される無線通信機によって無線で送信し、中継器から監視装置へは、第１通信手段を介して送信する。したがって、従来と異なり、常用電源や測定室、通信ケーブルを現地に設けることなく、より単純かつ安価な構成で、斜面の安定性に相関するデータをリアルタイムで取得でき、それにより、より多くの斜面を対象として、斜面をリアルタイムで有効に監視することができる。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の斜面の監視システムにおいて、センサユニットと中継器の間に設置され、センサユニットから送信された計測データを中継器に無線で転送する無線通信機、および無線通信機の電源となる電池を有するリレー中継ユニットをさらに備えることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、センサユニットと中継器の間に設置されたリレー中継ユニットが、センサユニットからの計測データを中継器に無線で転送する。したがって、現地と中継器との距離が大きい場合でも、リレー中継ユニットによる中継によって、単純かつ安価に計測データを取得することができる。
【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の斜面の監視装置において、センサユニットは複数のセンサユニットで構成され、リレー中継ユニットは、複数のセンサユニットからそれぞれ送信された複数の計測データを中継器に転送することを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、リレー中継ユニットは、複数のセンサユニットからの複数の計測データをまとめて中継器に転送するので、監視システムのさらなる単純化および低コスト化を図ることができる。
【００１６】
請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の斜面の監視システムにおいて、第１通信手段は、携帯電話ネットまたはインターネットであることを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、中継器から監視装置への計測データの通信を、既存の携帯電話ネットまたはインターネットを利用して容易に行うことができる。
【００１８】
請求項５に係る発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の斜面の監視システムにおいて、監視装置は、収集した計測データを記憶する監視データベースを有し、記憶された計測データが第２通信手段を介して読み出し可能に構成されていることを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、例えば地域住民や交通機関などが、監視装置の監視データベースに記憶された計測データを、第２通信手段を介して読み出すことで、斜面の安定性に関する情報を容易に入手し、それに応じた対策などに有効に利用することができる。
【００２０】
請求項６に係る発明は、請求項５に記載の斜面の監視システムにおいて、第２通信手段は、携帯電話ネットまたはインターネットであることを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、監視装置からの計測データの入手を、既存の携帯電話ネットまたはインターネットを利用して容易に行うことができる。
【００２２】
請求項７に係る発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の斜面の監視システムにおいて、監視装置は、収集された計測データに基づいて、斜面の安定性を評価する評価手段と、評価手段による斜面の安定性の評価結果を、あらかじめ登録されたメールアドレスに配信する配信手段を有することを特徴とする。
【００２３】
この構成によれば、斜面の崩壊の危険性が高くなったときなどに、その情報を速やかに配信し、知らせることによって、その対策や被害の防止に有効に役立てることができる。
【００２４】
請求項８に係る発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の斜面の監視システムにおいて、センサユニットは、センサによる計測データの計測および無線通信機による計測データの送信を、所定のタイミングで間欠的に行うように制御する制御装置をさらに有することを特徴とする。
【００２５】
この構成によれば、制御装置による制御によって、センサによる計測データの計測と、無線通信機による計測データの送信が、所定のタイミングで間欠的に行われる。無線通信機による計測データの送信時には、特に大きな電力が消費される。また、斜面の崩壊のおそれがない常時には、計測データをそれほど短い間隔で取得する必要はない。したがって、センサによる計測と無線通信機による送信を間欠的に行うことによって、必要な計測データを取得しながら、有効に節電を図り、電池の寿命を延ばすことで、監視システムのメンテナンスを容易化することができる。
【００２６】
請求項９に係る発明は、請求項１ないし８のいずれかに記載の斜面の監視システムにおいて、センサは、斜面の変位を計測するための傾斜計と、斜面の土壌中の水分を計測するための土壌水分計を含むことを特徴とする。
【００２７】
斜面の崩壊は、表面滑りの場合には、特に法尻部における変位と水分の飽和度の上昇として現れる。この構成によれば、傾斜計による斜面の変位と、土壌水分計による斜面の土壌中の水分量が、計測データとして計測され、監視装置に送信されるので、斜面の監視および安定性の評価などに有効に役立てることができる。
【００２８】
請求項１０に係る発明は、請求項１ないし９のいずれかに記載の斜面の監視システムにおいて、センサユニットのセンサ、無線通信機および電池が、防水ボックスに内蔵されていることを特徴とする。
【００２９】
この構成によれば、防水ボックスによって、内蔵されたセンサおよび無線通信機を保護することができる。また、センサユニットをあらかじめ組み立てておくことによって、現地での設置をより容易に行うことができる。
【００３０】
請求項１１に係る発明は、請求項１ないし１０のいずれかに記載の斜面の監視システムにおいて、センサユニットは、センサで計測された計測データを記憶するメモリを有することを特徴とする。
【００３１】
この構成によれば、定期的に、またはセンサユニットのメンテナンスなどの際に、メモリを回収することによって、それに記憶された計測データを、リアルタイムで送信される計測データを補足するデータとして、有効に役立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態による斜面の監視システムを概略的に示す図である。
【図２】斜面への複数のセンサユニットの設置状況を模式的に示す図である。
【図３】センサユニットの構成を模式的に示す図である。
【図４】リレー中継ユニットの構成を模式的に示す図である。
【図５】リレー中継ユニットの配置例を示す図である。
【図６】リレー中継ユニットの他の配置例を示す図である。
【図７】リレー中継ユニットのさらに別の配置例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態による斜面の監視システム１の全体構成を示している。同図に示すように、この監視システム１は、監視を行うべき斜面Ｓに設置された複数のセンサユニット２と（図２参照）、これらのセンサユニット２に、無線ＷＬや、携帯電話ネットＰＮ、インターネットＩＮを介して順次、結ばれた、複数のリレー中継ユニット３、中継器４、中央監視装置５およびユーザー端末６などで構成されている。
【００３４】
図３に示すように、各センサユニット２は、センサとしての傾斜計１２および土壌水分計１３、無線通信ユニット１４、メモリ１５、電池１６およびマイコン１７を備えている。土壌水分計１３以外の構成要素は、防水性および防塵性を有する防水ボックス１１内に一体に組み込まれており、土壌水分計１３は、防水ボックス１１付近の斜面Ｓの土中に埋設されている。センサユニット２は、斜面Ｓの所定位置に設けられた複数の支柱（図示せず）のそれぞれに、防水ボックス１１を介して固定され、取り付けられている。
【００３５】
傾斜計１２は、例えばＭＥＭＳ技術を利用した傾斜計で構成されており、互いに直交する２軸回りの傾斜角を計測する。傾斜計１２の精度は０．００２５度、消費電力は５Ｖ、４ｍＡであり、電源投入後、５０ｍｓ以内に計測を終了することが可能である。その計測データは、Ａ／Ｄ変換された後、マイコン１７に入力される。なお、傾斜計１２として、精度および消費電力がより低い安価なものを用いてもよく、あるいは、互いに直交する３軸回りの傾斜角を計測する３軸タイプのものを用いることも可能である。
【００３６】
土壌水分計１３は、例えば土の含水率を誘電率を介して計測するＴＤＲタイプのものであり、その精度は±３％である。その計測データは、Ａ／Ｄ変換された後、マイコン１７に入力される。
【００３７】
無線通信ユニット１４は、省電力タイプのユニット本体１４ａとアンテナ１４ｂを有するものであり、マイコン１７から出力され、Ａ／Ｄ変換された計測データを、リレー中継ユニット３に無線ＷＬで送信する。その送信可能距離は、公称で約３００ｍであり、見通しの良い場所では最大約１２００ｍに及ぶことが確認されている。
【００３８】
メモリ１５は、バックアップ用のものであり、ＳＤメモリなどの着脱式のメモリで構成され、マイコン１７から出力された計測データを記憶する。電池１６は、傾斜計１２、土壌水分計１３、無線通信ユニット１４およびマイコン１７の電源となるものであり、４本の単三アルカリ乾電池で構成されている。
【００３９】
マイコン１７は、センサユニット２全体の動作を制御するものであり、調停消費電流タイプのマイコンチップで構成されている。また、マイコン１７は、記憶されたプログラムに基づくスリープ（休止）機能を有しており、傾斜計１２などによる計測および無線通信ユニット１６による計測データの送信を、所定時間（例えば１分）ごとに行うとともに、この計測・送信時間以外は、マイコン１７自身、傾斜計１２、土壌水分計１３および無線通信ユニット１４をスリープ状態に維持することで、消費電力がほぼ０に制御される。
【００４０】
以上のように、センサユニット２の各構成要素として、省電力タイプのものが用いられていることと、上述したスリープ機能により、消費電力が特に大きな無線通信ユニット１４による計測データの送信が間欠的に行われることから、センサユニット２全体の消費電力を非常に小さく抑制される。その結果、４本の単三アルカリ乾電池によって、計算上、センサユニット２を約３年間、駆動することが可能であり、現場での試験によれば１年以上、駆動できることが確認されている。
【００４１】
各リレー中継ユニット３は、センサユニット２から離れた場所に設置されており、複数のセンサユニット２から無線ＷＬで送信された複数の計測データを受信するとともに、中継器４に無線ＷＬで転送するものである。図４に示すように、各リレー中継ユニット３は、防水ボックス１１内に、無線通信ユニット１４、メモリ１５、電池２６およびマイコン１７などを一体に組み込んだものであり、すなわち、傾斜計１２および土壌水分計１３がないことを除き、基本的にセンサユニット２と同じ構成になっている。
【００４２】
また、リレー中継ユニット３では、センサユニット２よりも消費電力が大きくなることが想定されるため、電池２６はソーラ電池で構成されている。無線通信ユニット１４で受信した計測データは、中継器４に転送される他、Ｄ／Ａ変換された後、マイコン１７に入力され、メモリ１５に記憶される。
【００４３】
中継器４は、リレー中継ユニット３から離れた場所に設置されている。中継器４は、複数のリレー中継ユニット３から無線ＷＬで送信された計測データを受信し、そのデータ形式やプロトコルを携帯電話ネットＰＮやインターネットＩＮで送信可能なものに変換するとともに、携帯電話ネットＰＮを介して携帯センター７に一括して送信するものである。携帯センター７に送信された計測データはさらに、インターネットＩＮを介して中央監視装置５に転送される。
【００４４】
中央監視装置５は、監視サーバ８および監視データベース９を備えている。監視サーバ８は、送信された計測データに基づき、所定の解析プログラムに従って、斜面Ｓの安定解析を行うことによって、斜面Ｓの安定性をリアルタイムで評価する。この安定解析は、例えば、傾斜計１２で計測された斜面Ｓの傾斜角から、斜面Ｓの各計測点における変位を算出し、算出された変位と土壌水分計１３で計測された斜面Ｓの含水率、およびそれらの推移などに基づいて、斜面Ｓの崩壊に対する安全率Ｆｓを算出することによって、行われる。斜面が崩壊する際には、その兆候として、斜面の変位および水分の飽和度が上昇することが多いので、上記のような安定解析によって、斜面Ｓの安定性を適切に評価することができる。
【００４５】
また、この安定解析の結果、安全率Ｆｓが低下し、斜面Ｓが崩壊するおそれが生じたと認められる場合には、安全率Ｆｓの推移などから、斜面Ｓが崩壊するまでの予測時間Ｔｆを算出し、それに基づいて警報情報を設定する。また、監視データベース９は、中央監視装置５に送信された計測データや、算出された安全率Ｆｓなどの情報を記憶する。
【００４６】
ユーザ端末６は、パソコンや携帯電話で構成され、インターネットＩＮを介して、中央監視装置５と通信可能であり、随時、中央監視装置５にアクセスし、監視データベース９内の情報を読み出すことができる。また、あらかじめメールアドレスを登録したユーザ端末６には、監視サーバ８から上述した警報情報が配信されるようになっている。
【００４７】
次に、上述した構成の監視システム１の動作をとりまとめて説明する。現場の斜面Ｓでは、各センサユニット２において、所定時間ごとに、傾斜計１２による斜面Ｓの傾斜角の計測と、土壌水分計１３による斜面Ｓの含水率の計測が行われる。得られた計測データは、メモリ１５に記憶されるとともに、所定時間ごとに、無線通信ユニット１４からリレー中継ユニット３に無線ＷＬで送信される。図１の例では、１つの斜面Ｓに設置された複数のセンサユニット２からの計測データは、１つのリレー中継ユニット３に送信され、他の斜面Ｓに設置された複数のセンサユニット２からの計測データは、他のリレー中継ユニット３に送信される。
【００４８】
各リレー中継ユニット３に送信された計測データは、メモリ１５に記憶されるとともに、中継器３に無線ＷＬで転送される。この計測データは、中継器３により、データ形式などが変換された後、携帯電話ネットＰＮを介して携帯センター７に送信され、さらにインターネットＩＮを介して中央監視装置５に転送される。
【００４９】
中央監視装置５の監視サーバ８では、送信された計測データに基づき、斜面Ｓごとに、前述した安定解析を行うことによって、斜面Ｓの崩壊に対する安全率Ｆｓを算出し、斜面Ｓをリアルタイムで監視するとともに、状況に応じて、必要な警報情報を設定する。また、監視データベース９には、計測データや算出した安全率Ｆｓなどの斜面Ｓに関する情報が記憶される。
【００５０】
ユーザ端末６のユーザは、随時、インターネットＩＮを介して中央監視装置５にアクセスし、監視データベース９内の情報を読み出し、入手することができる。また、監視サーバ８において警報情報が設定された場合には、警報情報がメールアドレスを登録したユーザ端末６に速やかに配信される。
【００５１】
以上のように、本実施形態の斜面の監視システム１によれば、斜面Ｓに設置されたセンサユニット２の傾斜計１２および土壌水分計１３で計測した計測データを、センサユニット２に内蔵された電池１６で駆動される無線通信ユニット１４によって無線ＷＬで送信し、中継器４から中央監視装置５へは、既存の携帯電話ネットＰＮおよびインターネットＩＮを利用して送信する。したがって、現地に常用電源や通信ケーブルを必要とすることなく、より単純かつ安価な構成で、斜面Ｓの安定性に相関する計測データをリアルタイムで取得でき、それにより、より多くの斜面Ｓを対象として、斜面Ｓをリアルタイムで有効に監視することができる。
【００５２】
また、センサユニット２と中継器４の間に設置されたリレー中継ユニット３が、センサユニット２からの計測データを中継器４に無線ＷＬで転送するので、現地と中継器４との距離が大きい場合でも、リレー中継ユニット３による中継によって、単純かつ安価に計測データを取得することができる。さらに、リレー中継ユニット３は、複数のセンサユニット２からの複数の計測データをまとめて中継器４に転送するので、監視システム１のさらなる単純化および低コスト化を図ることができる。
【００５３】
また、中央監視装置５の監視データベース８に記憶された計測データなどの情報を、ユーザ端末６からインターネットＩＮを介して読み出すことができるので、例えば地域住民や交通機関などが、斜面Ｓの安定性に関する情報を容易に入手し、それに応じた対策などに有効に利用することができる。
【００５４】
さらに、中央監視装置５が、収集された計測データに基づいて、斜面Ｓの安定性を評価するとともに、得られた評価結果を、あらかじめメールアドレスを登録したユーザ端末６に配信するので、斜面Ｓの崩壊の危険性が高くなったときなどに、その情報を速やかに配信し、知らせることによって、その対策や被害の防止に有効に役立てることができる。
【００５５】
また、センサユニット２のスリープ機能によって、傾斜計１２および土壌水分計１３による計測と、無線通信ユニット１４による計測データの送信が、所定時間ごとに間欠的に行われる。無線通信ユニット１４による計測データの送信時には、特に大きな電力が消費される一方、斜面Ｓの崩壊のおそれがない常時には、計測データをそれほど短い間隔で取得する必要はない。したがって、傾斜計１２などによる計測と無線通信ユニット１４による送信を間欠的に行うことによって、必要な計測データを取得しながら、有効に節電を図り、電池１６の寿命を延ばすことで、監視システム１のメンテナンスを容易化することができる。
【００５６】
さらに、センサユニットＳによる計測データとして、傾斜計１２による斜面Ｓの傾斜角と、土壌水分計１３による斜面Ｓの土壌中の含水率が計測されるので、斜面Ｓの監視および安定性の評価に有効に役立てることができる。
【００５７】
また、センサユニット２の傾斜計１２、無線通信ユニット１４および電池１６が、防水ボックス１１に内蔵されているので、これらの構成部品を防水ボックス１１によって有効に保護することができる。さらに、センサユニット２をあらかじめ組み立てておくことによって、現地での設置をより容易に行うことができる。
【００５８】
また、計測データを記憶するメモリ１５がセンサユニット２に内蔵されているので、定期的に、またはセンサユニット２のメンテナンスなどの際に、メモリ１５を回収することによって、それに記憶された計測データを、リアルタイムで送信される計測データを補足するデータとして、有効に用いることができる。
【００５９】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、センサユニット２と中継器４の間にリレー中継ユニット３を１段階で配置した例であるが、センサユニット２と中継器４との距離が大きい場合には、図５に示すように、その距離に応じた複数の段階でリレー中継ユニット３を直列に配置することによって、計測データをリレー中継ユニット３、３間で順次、中継し、中継器４まで送信するようにしてもよい。
【００６０】
また、図６に示すように、センサユニット２に対して複数のリレー中継ユニット３を並列に配置し、センサユニット２で計測された計測データを、これらのリレー中継ユニット３をそれぞれ介して中継器４に送信するようにしてもよい。この構成によれば、１つのリレー中継ユニット３に故障や異常が生じた場合でも、他のリレー中継ユニット３によって中継ルートが確保されるので、中継器４への計測データの送信をより確実に行うことができる。
【００６１】
さらに、図５および図６に示した手法を組み合わせ、図７に示すように、直列配置された複数のリレー中継ユニット３をさらに並列に配置し、それぞれの中継ルートを介して、計測データを中継器４に送信してもよい。それにより、センサユニット２と中継器４との距離が大きい場合でも、中継器４への計測データの送信を確実に行うことができる。なお、図示しないが、複数のリレー中継ユニット３による中継ルートをネット化してもよく、それにより、中継器４への計測データの送信の確実性をさらに高めることができる。
【００６２】
また、実施形態では、中継器４から中央監視装置５への計測データの転送を、携帯センター７を経由し、携帯電話ネットＰＮとインターネットＩＮを介して行っているが、携帯センター７を経由せずに、インターネットＩＮで直接、行ってもよい。
【００６３】
さらに、実施形態では、センサユニット２における計測データの計測および送信の実行間隔を、所定時間（例えば１分）に設定しているが、制御プログラムの変更により、この実行間隔を、常時には所定時間に設定する一方、斜面Ｓに崩壊の兆候が現れたとき、例えば、計測された斜面Ｓの傾斜角や含水率またはそれらの変化量が所定値を超えたときに、より短く設定してもよい。それにより、斜面崩壊の兆候が現れた緊急時に、より高い頻度でサンプリングされた計測データに基づいて、斜面Ｓの監視をさらに適切に行うことができる。
【００６４】
また、実施形態では、斜面Ｓの安定性に相関するデータとして、傾斜計１２および土壌水分計１３により斜面Ｓの傾斜角と含水率を計測しているが、これらに加えて、またはこれらに代えて、他の有用なデータ、例えば斜面Ｓの地下水位や間隙水圧、現地の雨量および湿度などを計測してもよい。それにより、安定解析の精度を高めることができるなど、斜面Ｓの監視を適切に行うことができる。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１ 監視システム
２ センサユニット
３ リレー中継ユニット
４ 中継器
５ 中央監視装置（監視装置）
６ ユーザ端末
８ 監視サーバ（評価手段、配信手段）
９ 監視データベース
１１ 防水ボックス
１２ 傾斜計（センサ）
１３ 土壌水分計（センサ）
１４ 無線通信ユニット（無線通信機）
１５ メモリ
１６ 電池
１７ マイコン（制御装置）
２６ 電池
Ｓ 斜面
ＷＬ 無線
ＰＮ 携帯電話ネット（第１通信手段）
ＩＮ インターネット（第１通信手段、第２通信手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、豪雨時などに崩壊のおそれがある斜面をリアルタイムで監視する斜面の監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
我が国では、豪雨時などに斜面の崩壊が多数発生しており、その危険性のある箇所が数万件以上であるとも指摘されている。一方で、斜面の崩壊のほとんどは、小規模斜面の表層滑りとして発生している。このため、できるだけ単純かつ安価な構成で、より多くの斜面に設置でき、斜面の状態をリアルタイムで有効に監視できるとともに、その情報を手軽に入手できるような斜面の監視システムが望まれている。
【０００３】
従来の斜面の監視システムとして、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この監視装置は、監視を行うべき斜面に設置された測定器群と、これらの測定器群によって測定された測定データを収集するデータ収集装置と、このデータ収集装置から送られた測定データを取得・解析する中央監視装置と、この中央監視装置との間で通信可能なクライアント装置などを備えている。
【０００４】
測定器群には、複数の変位計、傾斜計および地下水位計や雨量計が含まれる。データ収集装置は、斜面の近くに設けられた現地測定室内に設置されており、測定器群による測定データを収集するデータロガーと、このデータロガーから通信ケーブルを介して測定データを取得し、管理する測定用コンピュータを備えている。この測定用コンピュータは、電話回線などの通信回線によるインターネットを介して、中央監視装置と通信可能になっており、測定器群による測定データが、測定用コンピュータを介して中央監視装置に送信される。
【０００５】
この中央監視装置は、監視サーバと監視データベースを有している。監視サーバは、測定用コンピュータから送信された測定データを用い、所定の解析プログラムによって斜面の安全率をリアルタイムで解析し、監視データベースは、測定データや解析によって得られた安全率などの情報を記憶する。また、クライアント装置は、登録されたクライアントが有するパソコンや携帯電話などの情報端末で構成され、インターネットを介して、中央監視装置と通信可能になっており、解析によって得られた安全率などの情報が、監視サーバからクライアント装置に随時、送信される。また、クライアント装置から監視データベースにアクセスし、記憶された測定データを読み出せるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１９５６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上述した従来の監視システムでは、測定器群による測定データを収集し、送信するために、データロガーや測定用コンピュータなどから成るデータ収集装置を現地に設置しなければならない。このため、現地において、データ収集装置を駆動するための常用電源を確保するとともに、データ収集装置を収容する測定室を設営することが必要になり、設置コストが増大する。また、現地において、データロガーと測定用コンピュータを接続するための通信ケーブルを敷設することも必要になる。以上の結果、この従来の監視システムを山間の斜面や数多くの小規模斜面に用いることは、実用上、困難であり、その適用範囲が制限されてしまう。
【０００８】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、現地に常用電源を必要とすることなく、より単純かつ安価な構成で、斜面の安定性に相関するデータをリアルタイムで取得でき、それにより、より多くの斜面を対象として、斜面をリアルタイムで有効に監視することができる斜面の監視システ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】
【０００９】
上記の目的を達成するため、本願の請求項１に係る発明による斜面の監視システムは、斜面に設置され、斜面の安定性に相関するデータを計測するセンサ、計測された計測データを無線で送信する無線通信機、ならびにセンサおよび無線通信機の電源となる電池を有するセンサユニットと、センサユニットから離れた場所に設置され、センサユニットから送信された計測データを、第１通信手段で送信可能な形式に変換する中継器と、中継器から第１通信手段を介して送信された計測データを収集するとともに、収集された計測データに基づいて斜面を監視する監視装置と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
この斜面の監視システムによれば、斜面に設置されるセンサユニットは、斜面の安定性に相関するデータを計測するセンサ、無線通信機、およびこれらを駆動する電池を有している。センサで計測された計測データは、無線通信機から中継器に無線で送信される。この中継器は、送信された計測データを、第１通信手段で送信可能な形式に変換した後、第１通信手段を介して監視装置に送信する。監視装置は、送信された計測データを収集するとともに、この計測データに基づいて斜面を監視する。
【００１１】
以上のように、この監視システムでは、センサで計測した計測データを、現地から中継器までは、電池で駆動される無線通信機によって無線で送信し、中継器から監視装置へは、第１通信手段を介して送信する。したがって、従来と異なり、常用電源や測定室、通信ケーブルを現地に設けることなく、より単純かつ安価な構成で、斜面の安定性に相関するデータをリアルタイムで取得でき、それにより、より多くの斜面を対象として、斜面をリアルタイムで有効に監視することができる。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の斜面の監視システムにおいて、センサユニットと中継器の間に設置され、センサユニットから送信された計測データを中継器に無線で転送する無線通信機、および無線通信機の電源となる電池を有するリレー中継ユニットをさらに備えることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、センサユニットと中継器の間に設置されたリレー中継ユニットが、センサユニットからの計測データを中継器に無線で転送する。したがって、現地と中継器との距離が大きい場合でも、リレー中継ユニットによる中継によって、単純かつ安価に計測データを取得することができる。
【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の斜面の監視装置において、センサユニットは複数のセンサユニットで構成され、リレー中継ユニットは、複数のセンサユニットからそれぞれ送信された複数の計測データを中継器に転送することを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、リレー中継ユニットは、複数のセンサユニットからの複数の計測データをまとめて中継器に転送するので、監視システムのさらなる単純化および低コスト化を図ることができる。
【００１６】
請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の斜面の監視システムにおいて、第１通信手段は、携帯電話ネットまたはインターネットであることを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、中継器から監視装置への計測データの通信を、既存の携帯電話ネットまたはインターネットを利用して容易に行うことができる。
【００１８】
請求項５に係る発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の斜面の監視システムにおいて、監視装置は、収集した計測データを記憶する監視データベースを有し、記憶された計測データが第２通信手段を介して読み出し可能に構成されていることを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、例えば地域住民や交通機関などが、監視装置の監視データベースに記憶された計測データを、第２通信手段を介して読み出すことで、斜面の安定性に関する情報を容易に入手し、それに応じた対策などに有効に利用することができる。
【００２０】
請求項６に係る発明は、請求項５に記載の斜面の監視システムにおいて、第２通信手段は、携帯電話ネットまたはインターネットであることを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、監視装置からの計測データの入手を、既存の携帯電話ネットまたはインターネットを利用して容易に行うことができる。
【００２２】
請求項７に係る発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の斜面の監視システムにおいて、監視装置は、収集された計測データに基づいて、斜面の安定性を評価する評価手段と、評価手段による斜面の安定性の評価結果を、あらかじめ登録されたメールアドレスに配信する配信手段を有することを特徴とする。
【００２３】
この構成によれば、斜面の崩壊の危険性が高くなったときなどに、その情報を速やかに配信し、知らせることによって、その対策や被害の防止に有効に役立てることができる。
【００２４】
請求項８に係る発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の斜面の監視システムにおいて、センサユニットは、センサによる計測データの計測および無線通信機による計測データの送信を、所定のタイミングで間欠的に行うように制御する制御装置をさらに有することを特徴とする。
【００２５】
この構成によれば、制御装置による制御によって、センサによる計測データの計測と、無線通信機による計測データの送信が、所定のタイミングで間欠的に行われる。無線通信機による計測データの送信時には、特に大きな電力が消費される。また、斜面の崩壊のおそれがない常時には、計測データをそれほど短い間隔で取得する必要はない。したがって、センサによる計測と無線通信機による送信を間欠的に行うことによって、必要な計測データを取得しながら、有効に節電を図り、電池の寿命を延ばすことで、監視システムのメンテナンスを容易化することができる。
【００２６】
請求項９に係る発明は、請求項１ないし８のいずれかに記載の斜面の監視システムにおいて、センサは、斜面の変位を計測するための傾斜計と、斜面の土壌中の水分を計測するための土壌水分計を含むことを特徴とする。
【００２７】
斜面の崩壊は、表面滑りの場合には、特に法尻部における変位と水分の飽和度の上昇として現れる。この構成によれば、傾斜計による斜面の変位と、土壌水分計による斜面の土壌中の水分量が、計測データとして計測され、監視装置に送信されるので、斜面の監視および安定性の評価などに有効に役立てることができる。
【００２８】
請求項１０に係る発明は、請求項１ないし９のいずれかに記載の斜面の監視システムにおいて、センサユニットのセンサ、無線通信機および電池が、防水ボックスに内蔵されていることを特徴とする。
【００２９】
この構成によれば、防水ボックスによって、内蔵されたセンサおよび無線通信機を保護することができる。また、センサユニットをあらかじめ組み立てておくことによって、現地での設置をより容易に行うことができる。
【００３０】
請求項１１に係る発明は、請求項１ないし１０のいずれかに記載の斜面の監視システムにおいて、センサユニットは、センサで計測された計測データを記憶するメモリを有することを特徴とする。
【００３１】
この構成によれば、定期的に、またはセンサユニットのメンテナンスなどの際に、メモリを回収することによって、それに記憶された計測データを、リアルタイムで送信される計測データを補足するデータとして、有効に役立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態による斜面の監視システムを概略的に示す図である。
【図２】斜面への複数のセンサユニットの設置状況を模式的に示す図である。
【図３】センサユニットの構成を模式的に示す図である。
【図４】リレー中継ユニットの構成を模式的に示す図である。
【図５】リレー中継ユニットの配置例を示す図である。
【図６】リレー中継ユニットの他の配置例を示す図である。
【図７】リレー中継ユニットのさらに別の配置例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態による斜面の監視システム１の全体構成を示している。同図に示すように、この監視システム１は、監視を行うべき斜面Ｓに設置された複数のセンサユニット２と（図２参照）、これらのセンサユニット２に、無線ＷＬや、携帯電話ネットＰＮ、インターネットＩＮを介して順次、結ばれた、複数のリレー中継ユニット３、中継器４、中央監視装置５およびユーザー端末６などで構成されている。
【００３４】
図３に示すように、各センサユニット２は、センサとしての傾斜計１２および土壌水分計１３、無線通信ユニット１４、メモリ１５、電池１６およびマイコン１７を備えている。土壌水分計１３以外の構成要素は、防水性および防塵性を有する防水ボックス１１内に一体に組み込まれており、土壌水分計１３は、防水ボックス１１付近の斜面Ｓの土中に埋設されている。センサユニット２は、斜面Ｓの所定位置に設けられた複数の支柱（図示せず）のそれぞれに、防水ボックス１１を介して固定され、取り付けられている。
【００３５】
傾斜計１２は、例えばＭＥＭＳ技術を利用した傾斜計で構成されており、互いに直交する２軸回りの傾斜角を計測する。傾斜計１２の精度は０．００２５度、消費電力は５Ｖ、４ｍＡであり、電源投入後、５０ｍｓ以内に計測を終了することが可能である。その計測データは、Ａ／Ｄ変換された後、マイコン１７に入力される。なお、傾斜計１２として、精度および消費電力がより低い安価なものを用いてもよく、あるいは、互いに直交する３軸回りの傾斜角を計測する３軸タイプのものを用いることも可能である。
【００３６】
土壌水分計１３は、例えば土の含水率を誘電率を介して計測するＴＤＲタイプのものであり、その精度は±３％である。その計測データは、Ａ／Ｄ変換された後、マイコン１７に入力される。
【００３７】
無線通信ユニット１４は、省電力タイプのユニット本体１４ａとアンテナ１４ｂを有するものであり、マイコン１７から出力され、Ａ／Ｄ変換された計測データを、リレー中継ユニット３に無線ＷＬで送信する。その送信可能距離は、公称で約３００ｍであり、見通しの良い場所では最大約１２００ｍに及ぶことが確認されている。
【００３８】
メモリ１５は、バックアップ用のものであり、ＳＤメモリなどの着脱式のメモリで構成され、マイコン１７から出力された計測データを記憶する。電池１６は、傾斜計１２、土壌水分計１３、無線通信ユニット１４およびマイコン１７の電源となるものであり、４本の単三アルカリ乾電池で構成されている。
【００３９】
マイコン１７は、センサユニット２全体の動作を制御するものであり、調停消費電流タイプのマイコンチップで構成されている。また、マイコン１７は、記憶されたプログラムに基づくスリープ（休止）機能を有しており、傾斜計１２などによる計測および無線通信ユニット１６による計測データの送信を、所定時間（例えば１分）ごとに行うとともに、この計測・送信時間以外は、マイコン１７自身、傾斜計１２、土壌水分計１３および無線通信ユニット１４をスリープ状態に維持することで、消費電力がほぼ０に制御される。
【００４０】
以上のように、センサユニット２の各構成要素として、省電力タイプのものが用いられていることと、上述したスリープ機能により、消費電力が特に大きな無線通信ユニット１４による計測データの送信が間欠的に行われることから、センサユニット２全体の消費電力を非常に小さく抑制される。その結果、４本の単三アルカリ乾電池によって、計算上、センサユニット２を約３年間、駆動することが可能であり、現場での試験によれば１年以上、駆動できることが確認されている。
【００４１】
各リレー中継ユニット３は、センサユニット２から離れた場所に設置されており、複数のセンサユニット２から無線ＷＬで送信された複数の計測データを受信するとともに、中継器４に無線ＷＬで転送するものである。図４に示すように、各リレー中継ユニット３は、防水ボックス１１内に、無線通信ユニット１４、メモリ１５、電池２６およびマイコン１７などを一体に組み込んだものであり、すなわち、傾斜計１２および土壌水分計１３がないことを除き、基本的にセンサユニット２と同じ構成になっている。
【００４２】
また、リレー中継ユニット３では、センサユニット２よりも消費電力が大きくなることが想定されるため、電池２６はソーラ電池で構成されている。無線通信ユニット１４で受信した計測データは、中継器４に転送される他、Ｄ／Ａ変換された後、マイコン１７に入力され、メモリ１５に記憶される。
【００４３】
中継器４は、リレー中継ユニット３から離れた場所に設置されている。中継器４は、複数のリレー中継ユニット３から無線ＷＬで送信された計測データを受信し、そのデータ形式やプロトコルを携帯電話ネットＰＮやインターネットＩＮで送信可能なものに変換するとともに、携帯電話ネットＰＮを介して携帯センター７に一括して送信するものである。携帯センター７に送信された計測データはさらに、インターネットＩＮを介して中央監視装置５に転送される。
【００４４】
中央監視装置５は、監視サーバ８および監視データベース９を備えている。監視サーバ８は、送信された計測データに基づき、所定の解析プログラムに従って、斜面Ｓの安定解析を行うことによって、斜面Ｓの安定性をリアルタイムで評価する。この安定解析は、例えば、傾斜計１２で計測された斜面Ｓの傾斜角から、斜面Ｓの各計測点における変位を算出し、算出された変位と土壌水分計１３で計測された斜面Ｓの含水率、およびそれらの推移などに基づいて、斜面Ｓの崩壊に対する安全率Ｆｓを算出することによって、行われる。斜面が崩壊する際には、その兆候として、斜面の変位および水分の飽和度が上昇することが多いので、上記のような安定解析によって、斜面Ｓの安定性を適切に評価することができる。
【００４５】
また、この安定解析の結果、安全率Ｆｓが低下し、斜面Ｓが崩壊するおそれが生じたと認められる場合には、安全率Ｆｓの推移などから、斜面Ｓが崩壊するまでの予測時間Ｔｆを算出し、それに基づいて警報情報を設定する。また、監視データベース９は、中央監視装置５に送信された計測データや、算出された安全率Ｆｓなどの情報を記憶する。
【００４６】
ユーザ端末６は、パソコンや携帯電話で構成され、インターネットＩＮを介して、中央監視装置５と通信可能であり、随時、中央監視装置５にアクセスし、監視データベース９内の情報を読み出すことができる。また、あらかじめメールアドレスを登録したユーザ端末６には、監視サーバ８から上述した警報情報が配信されるようになっている。
【００４７】
次に、上述した構成の監視システム１の動作をとりまとめて説明する。現場の斜面Ｓでは、各センサユニット２において、所定時間ごとに、傾斜計１２による斜面Ｓの傾斜角の計測と、土壌水分計１３による斜面Ｓの含水率の計測が行われる。得られた計測データは、メモリ１５に記憶されるとともに、所定時間ごとに、無線通信ユニット１４からリレー中継ユニット３に無線ＷＬで送信される。図１の例では、１つの斜面Ｓに設置された複数のセンサユニット２からの計測データは、１つのリレー中継ユニット３に送信され、他の斜面Ｓに設置された複数のセンサユニット２からの計測データは、他のリレー中継ユニット３に送信される。
【００４８】
各リレー中継ユニット３に送信された計測データは、メモリ１５に記憶されるとともに、中継器３に無線ＷＬで転送される。この計測データは、中継器３により、データ形式などが変換された後、携帯電話ネットＰＮを介して携帯センター７に送信され、さらにインターネットＩＮを介して中央監視装置５に転送される。
【００４９】
中央監視装置５の監視サーバ８では、送信された計測データに基づき、斜面Ｓごとに、前述した安定解析を行うことによって、斜面Ｓの崩壊に対する安全率Ｆｓを算出し、斜面Ｓをリアルタイムで監視するとともに、状況に応じて、必要な警報情報を設定する。また、監視データベース９には、計測データや算出した安全率Ｆｓなどの斜面Ｓに関する情報が記憶される。
【００５０】
ユーザ端末６のユーザは、随時、インターネットＩＮを介して中央監視装置５にアクセスし、監視データベース９内の情報を読み出し、入手することができる。また、監視サーバ８において警報情報が設定された場合には、警報情報がメールアドレスを登録したユーザ端末６に速やかに配信される。
【００５１】
以上のように、本実施形態の斜面の監視システム１によれば、斜面Ｓに設置されたセンサユニット２の傾斜計１２および土壌水分計１３で計測した計測データを、センサユニット２に内蔵された電池１６で駆動される無線通信ユニット１４によって無線ＷＬで送信し、中継器４から中央監視装置５へは、既存の携帯電話ネットＰＮおよびインターネットＩＮを利用して送信する。したがって、現地に常用電源や通信ケーブルを必要とすることなく、より単純かつ安価な構成で、斜面Ｓの安定性に相関する計測データをリアルタイムで取得でき、それにより、より多くの斜面Ｓを対象として、斜面Ｓをリアルタイムで有効に監視することができる。
【００５２】
また、センサユニット２と中継器４の間に設置されたリレー中継ユニット３が、センサユニット２からの計測データを中継器４に無線ＷＬで転送するので、現地と中継器４との距離が大きい場合でも、リレー中継ユニット３による中継によって、単純かつ安価に計測データを取得することができる。さらに、リレー中継ユニット３は、複数のセンサユニット２からの複数の計測データをまとめて中継器４に転送するので、監視システム１のさらなる単純化および低コスト化を図ることができる。
【００５３】
また、中央監視装置５の監視データベース８に記憶された計測データなどの情報を、ユーザ端末６からインターネットＩＮを介して読み出すことができるので、例えば地域住民や交通機関などが、斜面Ｓの安定性に関する情報を容易に入手し、それに応じた対策などに有効に利用することができる。
【００５４】
さらに、中央監視装置５が、収集された計測データに基づいて、斜面Ｓの安定性を評価するとともに、得られた評価結果を、あらかじめメールアドレスを登録したユーザ端末６に配信するので、斜面Ｓの崩壊の危険性が高くなったときなどに、その情報を速やかに配信し、知らせることによって、その対策や被害の防止に有効に役立てることができる。
【００５５】
また、センサユニット２のスリープ機能によって、傾斜計１２および土壌水分計１３による計測と、無線通信ユニット１４による計測データの送信が、所定時間ごとに間欠的に行われる。無線通信ユニット１４による計測データの送信時には、特に大きな電力が消費される一方、斜面Ｓの崩壊のおそれがない常時には、計測データをそれほど短い間隔で取得する必要はない。したがって、傾斜計１２などによる計測と無線通信ユニット１４による送信を間欠的に行うことによって、必要な計測データを取得しながら、有効に節電を図り、電池１６の寿命を延ばすことで、監視システム１のメンテナンスを容易化することができる。
【００５６】
さらに、センサユニットＳによる計測データとして、傾斜計１２による斜面Ｓの傾斜角と、土壌水分計１３による斜面Ｓの土壌中の含水率が計測されるので、斜面Ｓの監視および安定性の評価に有効に役立てることができる。
【００５７】
また、センサユニット２の傾斜計１２、無線通信ユニット１４および電池１６が、防水ボックス１１に内蔵されているので、これらの構成部品を防水ボックス１１によって有効に保護することができる。さらに、センサユニット２をあらかじめ組み立てておくことによって、現地での設置をより容易に行うことができる。
【００５８】
また、計測データを記憶するメモリ１５がセンサユニット２に内蔵されているので、定期的に、またはセンサユニット２のメンテナンスなどの際に、メモリ１５を回収することによって、それに記憶された計測データを、リアルタイムで送信される計測データを補足するデータとして、有効に用いることができる。
【００５９】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、センサユニット２と中継器４の間にリレー中継ユニット３を１段階で配置した例であるが、センサユニット２と中継器４との距離が大きい場合には、図５に示すように、その距離に応じた複数の段階でリレー中継ユニット３を直列に配置することによって、計測データをリレー中継ユニット３、３間で順次、中継し、中継器４まで送信するようにしてもよい。
【００６０】
また、図６に示すように、センサユニット２に対して複数のリレー中継ユニット３を並列に配置し、センサユニット２で計測された計測データを、これらのリレー中継ユニット３をそれぞれ介して中継器４に送信するようにしてもよい。この構成によれば、１つのリレー中継ユニット３に故障や異常が生じた場合でも、他のリレー中継ユニット３によって中継ルートが確保されるので、中継器４への計測データの送信をより確実に行うことができる。
【００６１】
さらに、図５および図６に示した手法を組み合わせ、図７に示すように、直列配置された複数のリレー中継ユニット３をさらに並列に配置し、それぞれの中継ルートを介して、計測データを中継器４に送信してもよい。それにより、センサユニット２と中継器４との距離が大きい場合でも、中継器４への計測データの送信を確実に行うことができる。なお、図示しないが、複数のリレー中継ユニット３による中継ルートをネット化してもよく、それにより、中継器４への計測データの送信の確実性をさらに高めることができる。
【００６２】
また、実施形態では、中継器４から中央監視装置５への計測データの転送を、携帯センター７を経由し、携帯電話ネットＰＮとインターネットＩＮを介して行っているが、携帯センター７を経由せずに、インターネットＩＮで直接、行ってもよい。
【００６３】
さらに、実施形態では、センサユニット２における計測データの計測および送信の実行間隔を、所定時間（例えば１分）に設定しているが、制御プログラムの変更により、この実行間隔を、常時には所定時間に設定する一方、斜面Ｓに崩壊の兆候が現れたとき、例えば、計測された斜面Ｓの傾斜角や含水率またはそれらの変化量が所定値を超えたときに、より短く設定してもよい。それにより、斜面崩壊の兆候が現れた緊急時に、より高い頻度でサンプリングされた計測データに基づいて、斜面Ｓの監視をさらに適切に行うことができる。
【００６４】
また、実施形態では、斜面Ｓの安定性に相関するデータとして、傾斜計１２および土壌水分計１３により斜面Ｓの傾斜角と含水率を計測しているが、これらに加えて、またはこれらに代えて、他の有用なデータ、例えば斜面Ｓの地下水位や間隙水圧、現地の雨量および湿度などを計測してもよい。それにより、安定解析の精度を高めることができるなど、斜面Ｓの監視を適切に行うことができる。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１ 監視システム
２ センサユニット
３ リレー中継ユニット
４ 中継器
５ 中央監視装置（監視装置）
６ ユーザ端末
８ 監視サーバ（評価手段、配信手段）
９ 監視データベース
１１ 防水ボックス
１２ 傾斜計（センサ）
１３ 土壌水分計（センサ）
１４ 無線通信ユニット（無線通信機）
１５ メモリ
１６ 電池
１７ マイコン（制御装置）
２６ 電池
Ｓ 斜面
ＷＬ 無線
ＰＮ 携帯電話ネット（第１通信手段）
ＩＮ インターネット（第１通信手段、第２通信手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
斜面に設置され、当該斜面の安定性に相関するデータを計測するセンサ、当該計測された計測データを無線で送信する無線通信機、ならびに前記センサおよび前記無線通信機の電源となる電池を有するセンサユニットと、
当該センサユニットから離れた場所に設置され、前記センサユニットから送信された計測データを、第１通信手段で送信可能な形式に変換する中継器と、
当該中継器から前記第１通信手段を介して送信された計測データを収集するとともに、当該収集された計測データに基づいて前記斜面を監視する監視装置と、
を備えることを特徴とする斜面の監視システム。
【請求項２】
前記センサユニットと前記中継器の間に設置され、前記センサユニットから送信された計測データを前記中継器に無線で転送する無線通信機、および当該無線通信機の電源となる電池を有するリレー中継ユニットをさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の斜面の監視システム。
【請求項３】
前記センサユニットは複数のセンサユニットで構成され、前記リレー中継ユニットは、前記複数のセンサユニットからそれぞれ送信された複数の計測データを前記中継器に転送することを特徴とする、請求項２に記載の斜面の監視システム。
【請求項４】
前記第１通信手段は、携帯電話ネットまたはインターネットであることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の斜面の監視システム。
【請求項５】
前記監視装置は、前記収集した計測データを記憶する監視データベースを有し、当該記憶された計測データが第２通信手段を介して読み出し可能に構成されていることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の斜面の監視システム。
【請求項６】
前記第２通信手段は、携帯電話ネットまたはインターネットであることを特徴とする、請求項５に記載の斜面の監視システム。
【請求項７】
前記監視装置は、前記収集された計測データに基づいて、前記斜面の安定性を評価する評価手段と、当該評価手段による前記斜面の安定性の評価結果を、あらかじめ登録されたメールアドレスに配信する配信手段と、を有することを特徴とする、請求項１ないし６のいずれかに記載の斜面の監視システム。
【請求項８】
前記センサユニットは、前記センサによる計測データの計測および前記無線通信機による計測データの送信を、所定のタイミングで間欠的に行うように制御する制御装置をさらに有することを特徴とする、請求項１ないし７のいずれかに記載の斜面の監視システム。
【請求項９】
前記センサは、前記斜面の変位を計測するための傾斜計と、前記斜面の土壌中の水分を計測するための土壌水分計を含むことを特徴とする、請求項１ないし８のいずれかに記載の斜面の監視システム。
【請求項１０】
前記センサユニットの前記センサ、前記無線通信機および前記電池が、防水ボックスに内蔵されていることを特徴とする、請求項１ないし９のいずれかに記載の斜面の監視システム。
【請求項１１】
前記センサユニットは、前記センサで計測された計測データを記憶するメモリを有することを特徴とする、請求項１ないし１０のいずれかに記載の斜面の監視システム。
【請求項１】
斜面に設置され、当該斜面の安定性に相関するデータを計測するセンサ、当該計測された計測データを無線で送信する無線通信機、ならびに前記センサおよび前記無線通信機の電源となる電池を有するセンサユニットと、
当該センサユニットから離れた場所に設置され、前記センサユニットから送信された計測データを、第１通信手段で送信可能な形式に変換する中継器と、
当該中継器から前記第１通信手段を介して送信された計測データを収集するとともに、当該収集された計測データに基づいて前記斜面を監視する監視装置と、
を備えることを特徴とする斜面の監視システム。
【請求項２】
前記センサユニットと前記中継器の間に設置され、前記センサユニットから送信された計測データを前記中継器に無線で転送する無線通信機、および当該無線通信機の電源となる電池を有するリレー中継ユニットをさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の斜面の監視システム。
【請求項３】
前記センサユニットは複数のセンサユニットで構成され、前記リレー中継ユニットは、前記複数のセンサユニットからそれぞれ送信された複数の計測データを前記中継器に転送することを特徴とする、請求項２に記載の斜面の監視システム。
【請求項４】
前記第１通信手段は、携帯電話ネットまたはインターネットであることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の斜面の監視システム。
【請求項５】
前記監視装置は、前記収集した計測データを記憶する監視データベースを有し、当該記憶された計測データが第２通信手段を介して読み出し可能に構成されていることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の斜面の監視システム。
【請求項６】
前記第２通信手段は、携帯電話ネットまたはインターネットであることを特徴とする、請求項５に記載の斜面の監視システム。
【請求項７】
前記監視装置は、前記収集された計測データに基づいて、前記斜面の安定性を評価する評価手段と、当該評価手段による前記斜面の安定性の評価結果を、あらかじめ登録されたメールアドレスに配信する配信手段と、を有することを特徴とする、請求項１ないし６のいずれかに記載の斜面の監視システム。
【請求項８】
前記センサユニットは、前記センサによる計測データの計測および前記無線通信機による計測データの送信を、所定のタイミングで間欠的に行うように制御する制御装置をさらに有することを特徴とする、請求項１ないし７のいずれかに記載の斜面の監視システム。
【請求項９】
前記センサは、前記斜面の変位を計測するための傾斜計と、前記斜面の土壌中の水分を計測するための土壌水分計を含むことを特徴とする、請求項１ないし８のいずれかに記載の斜面の監視システム。
【請求項１０】
前記センサユニットの前記センサ、前記無線通信機および前記電池が、防水ボックスに内蔵されていることを特徴とする、請求項１ないし９のいずれかに記載の斜面の監視システム。
【請求項１１】
前記センサユニットは、前記センサで計測された計測データを記憶するメモリを有することを特徴とする、請求項１ないし１０のいずれかに記載の斜面の監視システム。
【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２０１０−１９７１５４（Ｐ２０１０−１９７１５４Ａ）
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４１０４０（Ｐ２００９−４１０４０）
【出願日】平成２１年２月２４日（２００９．２．２４）
【出願人】（０００２１０９０８）中央開発株式会社 (25)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２４日（２００９．２．２４）
【出願人】（０００２１０９０８）中央開発株式会社 (25)
【Ｆターム（参考）】
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