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技術 アンダーパス監視システム、アンダーパス監視装置及びアンダーパス監視方法

出願人 綜合警備保障株式会社
発明者 桑原英治古川卓弥田中伸一山本悟士
出願日 2015年1月14日 (4年11ヶ月経過) 出願番号 2015-004739
公開日 2016年7月21日 (3年4ヶ月経過) 公開番号 2016-130930
状態 特許登録済
技術分野 交通制御システム 道路の舗装構造 気象学 異常警報装置 警報システム
主要キーワード 流入センサ 内部監視 流出水量 対策制御 雨量センサ アンダーパス 道路情報表示装置 水溜まり
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (14)

課題

アンダーパスにおける冠水予測すること。

解決手段

アンダーパスの近傍に設けた監視装置10がアンダーパスに流入する流入水量とアンダーパスから流出する流出水量とを算定し、管理センタ20に送信する。管理センタ20は、監視装置10から受信した流入水量、流出水量及び気象情報を用いてアンダーパスに冠水が発生する可能性を予測する。このため、アンダーパスにおける冠水を事前に予測することができ、冠水への対策を早期に開始することができる。

概要

背景

従来、路面が掘り下げられて窪地状を呈する道路では、その路面が急激な降雨に伴う雨水の流入によって冠水する場合がある。冠水した路面に車両が進入すると、車両の排気系統電気系統などに雨水が浸入して車両故障を発生させ、走行不能になってしまう。

かかる事態を防止するため、道路の冠水を検知する技術が知られている。例えば、特許文献1は、車両が通行する道路に浸水検知装置を設置して冠水した水位計測し、当該水位の増加率と予め設定された危険増加率とを比較して当該道路で浸水が発生しうる浸水危険状態か否かを検知し、道路に設置された道路情報表示装置により当該道路を通行する車両の運転者に対して当該道路での浸水発生状況報知する突発浸水リスク回避システムを開示している。

概要

アンダーパスにおける冠水を予測すること。アンダーパスの近傍に設けた監視装置10がアンダーパスに流入する流入水量とアンダーパスから流出する流出水量とを算定し、管理センタ20に送信する。管理センタ20は、監視装置10から受信した流入水量、流出水量及び気象情報を用いてアンダーパスに冠水が発生する可能性を予測する。このため、アンダーパスにおける冠水を事前に予測することができ、冠水への対策を早期に開始することができる。

目的

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、アンダーパスにおける冠水を予測することのできるアンダーパス監視ステム、アンダーパス監視装置及びアンダーパス監視方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

立体交差の一部を形成する掘り下げ式のアンダーパスに流入する流入水量算定する流入水量算定手段と、前記アンダーパスから流出する流出水量を算定する流出水量算定手段と、前記流入水量算定手段及び前記流出水量算定手段による算定結果に基づいて前記アンダーパスに冠水が発生する可能性を予測する冠水予測手段とを備えたことを特徴とするアンダーパス監視ステム

請求項2

前記アンダーパスの傾斜部分の側溝に配置された流量センサをさらに備え、前記流入水量算定手段は、前記流量センサの出力を用いて前記アンダーパスに流入する流入水量を算定することを特徴とする請求項1に記載のアンダーパス監視システム。

請求項3

前記アンダーパスの傾斜部分を撮像する撮像手段をさらに備え、前記流入水量算定手段は、前記撮像手段により撮像された画像に基づいて前記アンダーパスに流入する流入水量を算定することを特徴とする請求項1又は2記載のアンダーパス監視システム。

請求項4

前記アンダーパスの近傍における雨量を検知する雨量センサをさらに備え、前記流入水量算定手段は、前記雨量センサにより検知された雨量を用いて前記アンダーパスに流入する流入水量を算定することを特徴とする請求項1、2又は3に記載のアンダーパス監視システム。

請求項5

前記冠水予測手段は、前記アンダーパスの位置を含む地域の気象情報をさらに用いて前記冠水が発生する可能性を予測することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載のアンダーパス監視システム。

請求項6

前記アンダーパスから下水に排出される排水量を検知する排水量センサをさらに備え、前記流出水量算定手段は、前記排水量センサの出力を用いて前記アンダーパスから流出する流出水量を算定することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載のアンダーパス監視システム。

請求項7

前記冠水予測手段により前記冠水が発生する可能性があると予測された場合に、前記アンダーパスの通行遮断する遮断機を動作させる遮断機動作制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載のアンダーパス監視システム。

請求項8

前記遮断機動作制御手段は、前記アンダーパスの周辺における車両の有無を検知し、前記アンダーパスの周辺に車両が所在しないことを条件に前記遮断機を動作させることを特徴とする請求項7に記載のアンダーパス監視システム。

請求項9

前記冠水予測手段により前記冠水が発生する可能性があると予測された場合に、前記アンダーパスの周辺に対し進入禁止報知する報知手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1〜8のいずれか一つに記載のアンダーパス監視システム。

請求項10

前記冠水予測手段により前記冠水が発生する可能性があると予測された場合に、前記アンダーパスの位置に対応する通報先通報を実行する通報手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1〜9のいずれか一つに記載のアンダーパス監視システム。

請求項11

立体交差の一部を形成する掘り下げ式のアンダーパスに流入する流入水量を算定する流入水量算定手段と、前記アンダーパスから流出する流出水量を算定する流出水量算定手段と、前記流入水量算定手段及び前記流出水量算定手段による算定結果に基づいて前記アンダーパスに冠水が発生する可能性を予測する冠水予測手段とを備えたことを特徴とするアンダーパス監視装置

請求項12

立体交差の一部を形成する掘り下げ式のアンダーパスに流入する流入水量を算定する流入水量算定ステップと、前記アンダーパスから流出する流出水量を算定する流出水量算定ステップと、前記流入水量算定ステップ及び前記流出水量算定ステップによる算定結果に基づいて前記アンダーパスに冠水が発生する可能性を予測する冠水予測ステップとを含むことを特徴とするアンダーパス監視方法

技術分野

0001

この発明は、アンダーパス冠水監視するアンダーパス監視システム、アンダーパス監視装置及びアンダーパス監視方法に関する。

背景技術

0002

従来、路面が掘り下げられて窪地状を呈する道路では、その路面が急激な降雨に伴う雨水の流入によって冠水する場合がある。冠水した路面に車両が進入すると、車両の排気系統電気系統などに雨水が浸入して車両故障を発生させ、走行不能になってしまう。

0003

かかる事態を防止するため、道路の冠水を検知する技術が知られている。例えば、特許文献1は、車両が通行する道路に浸水検知装置を設置して冠水した水位計測し、当該水位の増加率と予め設定された危険増加率とを比較して当該道路で浸水が発生しうる浸水危険状態か否かを検知し、道路に設置された道路情報表示装置により当該道路を通行する車両の運転者に対して当該道路での浸水発生状況報知する突発浸水リスク回避システムを開示している。

先行技術

0004

特開2012−141840号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、上述の技術のように水位を計測して冠水の危険を判定したのでは、報知が間に合わず、冠水した道路への車両進入を防ぐことができない場合があるという問題点があった。

0006

この点を具体的に説明する。冠水による被害は、立体交差の一部を形成する掘り下げ式の道路であるアンダーパスで発生することが多い。アンダーパスは、他の道路又は線路の下をくぐるために局所的に掘り下げられているので、雨水が流入しやすく、他の道路よりも少ない雨量で冠水が発生する。また、冠水した水が深くなる速度も他の道路での冠水よりも速い。このため、アンダーパスにおいて水位が測れる状態となってから、すなわちアンダーパスに冠水が発生してから車両の進入が不可能となるまでの時間は短く、水位を計測して冠水の危険を判定したのでは手遅れになるのである。

0007

このため、アンダーパスにおける冠水を事前予測することが重要な課題となっている。冠水を事前に予測できれば、報知や対策に時間を割り当てることができ、事故を効果的に防止することができるからである。

0008

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、アンダーパスにおける冠水を予測することのできるアンダーパス監視システム、アンダーパス監視装置及びアンダーパス監視方法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

上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、立体交差の一部を形成する掘り下げ式のアンダーパスに流入する流入水量算定する流入水量算定手段と、前記アンダーパスから流出する流出水量を算定する流出水量算定手段と、前記流入水量算定手段及び前記流出水量算定手段による算定結果に基づいて前記アンダーパスに冠水が発生する可能性を予測する冠水予測手段とを備えたことを特徴とする。

0010

また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記アンダーパスの傾斜部分の側溝に配置された流量センサをさらに備え、前記流入水量算定手段は、前記流量センサの出力を用いて前記アンダーパスに流入する流入水量を算定することを特徴とする。

0011

また、請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、前記アンダーパスの傾斜部分を撮像する撮像手段をさらに備え、前記流入水量算定手段は、前記撮像手段により撮像された画像に基づいて前記アンダーパスに流入する流入水量を算定することを特徴とする。

0012

また、請求項4に記載の発明は、請求項1、2又は3に記載の発明において、前記アンダーパスの近傍における雨量を検知する雨量センサをさらに備え、前記流入水量算定手段は、前記雨量センサにより検知された雨量を用いて前記アンダーパスに流入する流入水量を算定することを特徴とする。

0013

また、請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか一つに記載の発明において、前記冠水予測手段は、前記アンダーパスの位置を含む地域の気象情報をさらに用いて前記冠水が発生する可能性を予測することを特徴とする。

0014

また、請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか一つに記載の発明において、前記アンダーパスから下水に排出される排水量を検知する排水量センサをさらに備え、前記流出水量算定手段は、前記排水量センサの出力を用いて前記アンダーパスから流出する流出水量を算定することを特徴とする。

0015

また、請求項7に記載の発明は、請求項1〜6のいずれか一つに記載の発明において、前記冠水予測手段により前記冠水が発生する可能性があると予測された場合に、前記アンダーパスの通行を遮断する遮断機を動作させる遮断機動作制御手段をさらに備えたことを特徴とする。

0016

また、請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の発明において、前記遮断機動作制御手段は、前記アンダーパスの周辺における車両の有無を検知し、前記アンダーパスの周辺に車両が所在しないことを条件に前記遮断機を動作させることを特徴とする。

0017

また、請求項9に記載の発明は、請求項1〜8のいずれか一つに記載の発明において、前記冠水予測手段により前記冠水が発生する可能性があると予測された場合に、前記アンダーパスの周辺に対し進入禁止を報知する報知手段をさらに備えたことを特徴とする。

0018

また、請求項10に記載の発明は、請求項1〜9のいずれか一つに記載の発明において、前記冠水予測手段により前記冠水が発生する可能性があると予測された場合に、前記アンダーパスの位置に対応する通報先通報を実行する通報手段をさらに備えたことを特徴とする。

0019

また、請求項11に記載の発明は、立体交差の一部を形成する掘り下げ式のアンダーパスに流入する流入水量を算定する流入水量算定手段と、前記アンダーパスから流出する流出水量を算定する流出水量算定手段と、前記流入水量算定手段及び前記流出水量算定手段による算定結果に基づいて前記アンダーパスに冠水が発生する可能性を予測する冠水予測手段とを備えたことを特徴とする。

0020

また、請求項12に記載の発明は、立体交差の一部を形成する掘り下げ式のアンダーパスに流入する流入水量を算定する流入水量算定ステップと、前記アンダーパスから流出する流出水量を算定する流出水量算定ステップと、前記流入水量算定ステップ及び前記流出水量算定ステップによる算定結果に基づいて前記アンダーパスに冠水が発生する可能性を予測する冠水予測ステップとを含むことを特徴とする。

発明の効果

0021

本発明によれば、立体交差の一部を形成する掘り下げ式のアンダーパスに流入する流入水量を算定し、アンダーパスから流出する流出水量を算定し、算定結果に基づいてアンダーパスに冠水が発生する可能性を予測するよう構成したので、アンダーパスにおける冠水を予測することができる。

図面の簡単な説明

0022

図1は、実施例1に係るアンダーパス監視システムについての説明図である。
図2は、図1に示した監視装置の構成を示す構成図である。
図3は、図1に示した管理センタの構成を示す構成図である。
図4は、冠水の予測についての説明図である。(その1)
図5は、冠水の予測についての説明図である。(その2)
図6は、遮断機の制御についての説明図である。
図7は、進入禁止の報知についての説明図である。
図8は、冠水の予測結果をカーナビゲーションシステムが利用する場合の説明図である。
図9は、監視装置の処理手順を示すフローチャートである。
図10は、管理センタの処理手順を示すフローチャートである。
図11は、実施例2に係るアンダーパス監視装置についての説明図である。
図12は、図11に示した監視装置の構成を示す構成図である。
図13は、監視装置の処理手順を示すフローチャートである。

0023

以下に、添付図面を参照して、本発明に係るアンダーパス監視システム、アンダーパス監視装置及びアンダーパス監視方法の好適な実施例を詳細に説明する。

0024

図1は、実施例1に係るアンダーパス監視システムについての説明図である。本システムの監視対象であるアンダーパスは、立体交差の一部を形成する掘り下げ式の道路である。図1では、線路と立体交差を形成し、線路の下をくぐるアンダーパスを示している。

0025

アンダーパス監視システムでは、監視対象であるアンダーパスの近傍に監視装置10を設置している。監視装置10は、アンダーパスに流入する流入水量を算定する流入水量算定部13aと、アンダーパスから流出する流出水量を算定する流出水量算定部13bとを有する。

0026

流入水量算定部13aは、アンダーパスに設けたセンサなどの出力を用いて、流入水量を算定する。例えば、アンダーパスの傾斜部分の側溝に流量センサを配置すれば、アンダーパスの傾斜部分からどれだけの水が流入しているかを算定することができる。また、アンダーパスの傾斜部分を撮像するカメラを設置し、撮像された画像に対する画像処理を行なうことで、アンダーパスの傾斜部分からどれだけの水が流入しているかを算定することもできる。また、アンダーパスに直接降り込む雨を雨量センサの出力から算定することもできる。このように各種センサの出力を用い、流入水量算定部13aは、アンダーパスへの流入水量を総合的に算定する。

0027

流出水量算定部13bは、アンダーパスに設けたセンサなどの出力を用いて、流出水量を算定する。例えば、アンダーパスから下水に排出される排水量を検知する排水量センサを設置すれば、アンダーパスから下水にどれだけの水が流出しているかを算定することができる。

0028

監視装置10は、算定した流入水量及び流出水量を管理センタ20に送信する。管理センタ20は、複数のアンダーパスにそれぞれ設けられた複数の監視装置10と通信可能であり、各監視装置10から流入水量及び流出水量を受信する。また、管理センタ20は、監視装置10の識別情報と、対応するアンダーパスの位置情報とを関連付けて記憶している。さらに、管理センタ20は、気象データサーバ30から気象情報を取得することができる。気象情報は、地域ごとの降水量予報を含む。

0029

管理センタ20は、監視装置10から受信した流入水量及び流出水量と、監視装置10に対応付けられたアンダーパスの位置を含む地域の気象情報とを用い、当該アンダーパスに冠水が発生する可能性を予測する。そして、冠水が発生する可能性があると予測したならば、管理センタ20は、冠水に対する対策を実行する。

0030

冠水に対する対策として、管理センタ20は、通報や監視装置10への制御指示の送信などを行なう。通報とは、アンダーパスを管理する自治体など、所定の通報先に冠水が発生する可能性についての情報を送信する処理である。監視装置10への制御指示は、具体的には、アンダーパスの周辺に対し進入禁止を報知する制御や、車両の通行を遮断する遮断機の制御を行なうよう指示する情報を送信する処理である。

0031

このように、実施例1に係るアンダーパス監視システムでは、アンダーパスの近傍に設けた監視装置10がアンダーパスに流入する流入水量とアンダーパスから流出する流出水量とを算定して管理センタ20に送信し、管理センタ20が流入水量、流出水量及び気象情報を用いてアンダーパスに冠水が発生する可能性を予測する。このため、アンダーパスにおける冠水を事前に予測することができ、冠水への対策を早期に開始することができる。

0032

次に、図1に示した監視装置10の構成について説明する。図2は、図1に示した監視装置10の構成を示す構成図である。図2に示すように監視装置10は、流入センサ11a、流出センサ11b、雨量センサ11c、水位センサ11d、カメラ11e、車両センサ11f、遮断機11g、投影機11h、スピーカ11i、通信部12及び制御部13を有する。

0033

流入センサ11aは、アンダーパスの流入水量の算定に用いるセンサである。流入センサ11aとしては、任意のデバイスを用いることができる。具体的には、アンダーパスの傾斜部分の側溝に設けた流量センサを流入センサ11aとして用いることができる。また、車両の通行時の音をマイクにより集音し、集音した音データを解析して流入水量の算定に用いる場合には、マイクが流入センサ11aとして用いられることになる。

0034

流出センサ11bは、アンダーパスの流出水量の算定に用いるセンサである。流出センサ11bとしては、任意のデバイスを用いることができる。具体的には、アンダーパスから下水に排出される排水量を検知する排水量センサを流出センサ11bとして用いることができる。

0035

雨量センサ11cは、アンダーパス近傍における雨量を検知するセンサである。雨量センサ11cの出力は、流入水量の算定に用いることができる。水位センサ11dは、アンダーパスが冠水した場合に、その水位を測定するセンサである。

0036

カメラ11eは、アンダーパスの傾斜部分と、アンダーパスの手前とを撮像範囲に含む。カメラ11eが撮像した画像データのうち、アンダーパスの傾斜部分は、流入水量の算定に用いることができる。また、カメラ11eが撮像した画像データのうち、アンダーパスの手前の部分は、アンダーパスの近傍に所在する車両の検知に用いることができる。車両センサ11fは、赤外線などによりアンダーパスの近傍に所在する車両を検知するセンサである。

0037

遮断機11gは、アンダーパスへの車両の進入を防ぐことで車両の通行を遮断する装置である。遮断機11gとしては、FRP等を用いた遮断桿や空気を注入することで伸縮する遮断バルーン等を用いることができる。

0038

投影機11hは、アンダーパスの手前の道路に所定の文字等を投影する装置である。この投影機11hにより、「進入禁止この先冠水」などのメッセージを投影することで、車両の運転者に対して進入禁止を報知することができる。スピーカ11iは、アンダーパスの周囲に音声を出力するために用いる。このスピーカ11iにより、「進入禁止 この先冠水」などの音声を出力することで、車両の運転者に対して進入禁止を報知することができる。

0039

通信部12は、管理センタ20との間のデータ通信を行なうためのインタフェース部である。制御部13は、監視装置10を全体制御する制御部であり、流入水量算定部13a、流出水量算定部13b、アンダーパス状態通知部13c、遮断機制御部13d及び進入禁止報知部13eを有する。

0040

流入水量算定部13aは、流入センサ11aの出力を用いて、流入水量を算定する。流入センサ11aがアンダーパスの傾斜部分の側溝に設けられた流量センサである場合には、流入水量算定部13aは、流量センサに示された流量とアンダーパスの形状とに基づいて、アンダーパスの傾斜部分からの流入水量を算定することになる。

0041

また、マイクを流入センサ11aとして用いる場合には、流入水量算定部13aは、例えばマイクにより集音した音データを解析し、車両がアンダーパスに出来た水溜まりに入った時の音と、車両がアンダーパスに出来た水溜まりから出た時の音とを識別し、2つの音の間隔によりアンダーパスに貯まり始めた水の量を算定する。また、アンダーパスに流れ込む流入水量と水音の特性との関係を予め特定して記憶しておき、マイクにより集音した音データを解析することで流入水量を算定してもよい。

0042

また、流入水量算定部13aは、カメラ11eが撮像した画像データのうち、アンダーパスの傾斜部分に対する画像処理を行なうことで、アンダーパスの傾斜部分からどれだけの水が流入しているかを算定することもできる。また、アンダーパスに直接降り込む雨を雨量センサ11cの出力から算定することもできる。

0043

流出水量算定部13bは、流出センサ11bの出力を用いて、流出水量を算定する。アンダーパスから下水に排出される排水量を検知する排水量センサを流出センサ11bとして用いる場合には、流出水量算定部13bは、排水量センサに示された排水量とアンダーパスの形状とに基づいて、アンダーパスからの流出水量を算定することになる。

0044

アンダーパス状態通知部13cは、アンダーパスの状態を示す情報を管理センタ20に通知する処理部である。アンダーパスの状態を示す情報としては、流入水量算定部13aにより算定した流入水量、流出水量算定部13bにより算定した流出水量の他、水位センサ11dにより検知した水位、雨量センサ11cが検知した雨量などを含めることができる。

0045

遮断機制御部13dは、管理センタ20から制御指示に基づいて、遮断機11gを動作させる処理部である。具体的には、遮断機制御部13dは、管理センタ20から制御指示を受信したならば、アンダーパスの近傍に車両が存在するか否かを判定し、車両が存在しないことを条件に遮断機11gを動作させる。車両が近傍に存在する状態で遮断機11gを動作させると、かえって車両の運転に支障がでることがあるためである。アンダーパスの近傍に車両が存在するか否かは、カメラ11eが撮像した画像データのうち、アンダーパスの手前の部分に対する画像処理により判定可能である。また、車両センサ11fの出力によりアンダーパスの近傍に車両が存在するか否かを判定してもよい。

0046

進入禁止報知部13eは、管理センタ20から制御指示に基づいて、アンダーパスの周辺に対し進入禁止を報知する処理部である。具体的には、進入禁止報知部13eは、投影機11hによる所定の文字等の投影や、スピーカ11iによる音声の出力を行なうことで、車両の運転者に対して進入禁止を報知する。

0047

次に、図1に示した管理センタ20の構成について説明する。図3は、図1に示した管理センタ20の構成を示す構成図である。図3に示すように管理センタ20は、記憶部21、通信部22及び制御部23を有する。

0048

記憶部21は、ハードディスク装置不揮発性メモリ等からなる記憶デバイスである。記憶部21は、アンダーパス管理データ21aを記憶する。アンダーパス管理データ21aは、アンダーパスの識別情報であるアンダーパスIDと、当該アンダーパスに対応する監視装置10の識別情報である監視装置IDと、当該アンダーパスの位置を示す位置情報と、当該アンダーパスに冠水が発生した場合の通報先とを関連付けたデータである。

0049

通信部22は、複数のアンダーパスにそれぞれ設けられた複数の監視装置10や気象データサーバ30との間のデータ通信を行なうためのインタフェース部である。制御部23は、管理センタ20を全体制御する制御部であり、冠水予測部23a、通報処理部23b及び対策制御指示部23cを有する。

0050

冠水予測部23aは、各アンダーパスについて、冠水が発生する可能性を予測する処理部である。具体的には、冠水予測部23aは、各アンダーパスについて、対応する監視装置10から受信した流入水量及び流出水量と、当該アンダーパスの位置を含む地域の気象情報とを用い、当該アンダーパスに冠水が発生する可能性を予測する。

0051

通報処理部23bは、冠水予測部23aにより冠水が発生する可能性があると予測されたアンダーパスについて、通報を行なう処理部である。具体的には、通報処理部23bは、当該アンダーパスについての通報先をアンダーパス管理データ21aにより特定し、冠水が発生する可能性についての情報を送信する。

0052

対策制御指示部23cは、冠水予測部23aにより冠水が発生する可能性があると予測されたアンダーパスについて、対応する監視装置10に制御指示を送信する処理部である。

0053

次に、冠水の予測について説明する。図4及び図5は、冠水の予測についての説明図である。図4(a)に示すように、アンダーパス内部での水の増加量Wは、直接的な降雨による増加量をX、周辺からの流入による増加量をS、下水への排水による減少量をRとすると、
W=X+S−R
となる。

0054

ここで、周辺からの流入による増加量Sは、図4(b)に示すように、アンダーパスの2つの傾斜部からの降雨の流入S1及びS2と、その他からの降雨の流入Eの合計となる。しかし、その他からの降雨の流入Eは非常に小さいので、S≒S1+S2と見なせる。そのため、流入センサ11aなどにより、S1及びS2を算出すれば、周辺からの流入による増加量Sを求めることができる。

0055

例えば、画像処理を用いてS1及びS2を求める場合には、図5(a)に示すように、アンダーパスの傾斜部をカメラ11eにより撮像し、アンダーパスの傾斜部から降雨が流入する様子を画像データとして取得する。この画像データを解析することにより、傾斜部からの降雨の流入S1及びS2を算出する。

0056

直接的な降雨による増加量Xについては、図5(b)に示すように、雨量センサ11cが出力した雨量と、アンダーパスの面積とを乗算することで算出することが可能である。

0057

このようにして、アンダーパス内部での水の増加量Wが求められたならば、冠水予測部23aは、図5(c)に示すようにWの時間変化によって冠水を予測する。具体的には、
ΔW=Σ(X+S−R)/t
を算出し、ΔWが一定時間以上正で継続した場合に、冠水が発生する可能性があると予測する。また、ΔWの大きさに基づき、低水位の冠水に至るまでの時間や高水位の冠水に至るまでの時間を予測することができる。

0058

かかる冠水の予測を行なうことで、水位センサの出力により異常を検知するよりも早期に冠水の兆候を検知することができる。また、常時、雨量と流量を監視し、予測を修正することにより、リアルタイムに状況を確認するとともに、予測の精度を向上できる。

0059

次に、遮断機11gの制御について説明する。図6は、遮断機11gの制御についての説明図である。既に説明したように、遮断機11gを動作させる場合には、近傍に車両が存在するか否かを判定し、車両が存在しないことを条件に遮断機11gを動作させる。この車両の存在の検知には、カメラ11eを用いてもよいし、車両センサ11fを用いてもよい。

0060

図6(a)は、カメラ11eを用いる場合の遮断機11gの制御の説明図である。なお、図6では説明を簡明にするために、アンダーパス内部監視用カメラと遮断機監視用カメラとを別に設けた場合を示している。アンダーパス内部監視用カメラは、監視員遠隔でアンダーパス内部の状況を見るために使用するカメラである。遮断機監視用カメラは、アンダーパスの手前の道路に所在する車両を検知するためのカメラである。この遮断機監視用カメラとアンダーパス内部監視用カメラとは、個別に設けてもよいし、1のカメラで共用することとしてもよい。また、上述したようにアンダーパスの傾斜部を撮像するカメラも、遮断機監視用カメラやアンダーパス内部監視用カメラの一方又は双方と共用可能である。

0061

図6(a)に示したように、遮断機監視用カメラは、車両が遮断機とアンダーパスとの間に進入するよりも手前で当該車両を撮像可能となるように設置される。そして、アンダーパスにおける冠水が予測され(1)、管理センタ20から制御指示を受信したならば、監視装置10は、遮断機監視用カメラが撮像した画像データに対する画像処理を行なって、車両の検知を実行する(2)。この画像処理は、静止した車両も検知可能となるようにパターンマッチング等を用いてもよいが、走行中の車両を選択的に検知するようモーションディテクトを用いることが好適である。

0062

画像処理により車両を検知したときには、監視装置10は、車両が通過するまで待機する。冠水は予測されているものの、現時点では冠水に至っていないため、車両は安全に通行できる。そして、車両が存在しない状態となったならば、遮断機11gを動作させる(3)。遮断機11gの動作により、以降の車両の通行は抑止される。

0063

図6(b)は、車両センサ11fを用いる場合の遮断機11gの制御の説明図である。図6(b)に示したように、車両センサ11fは、車両が遮断機11gとアンダーパスとの間に進入するよりも手前で当該車両を検知できるように設置される。そして、アンダーパスにおける冠水が予測され(1)、管理センタ20から制御指示を受信したならば、監視装置10は、車両センサ11fの出力を取得する(2)。

0064

車両センサ11fにより車両が検知されたときには、監視装置10は、一定時間待機し、その後再度車両センサの出力を所得する。冠水は予測されているものの、現時点では冠水に至っていないため、車両は安全に通行できる。そして、車両が存在しない状態となったならば、遮断機11gを動作させる(3)。遮断機11gの動作により、以降の車両の通行は抑止される。

0065

次に、進入禁止の報知について説明する。図7は、進入禁止の報知についての説明図である。進入禁止報知部13eは、管理センタ20から制御指示に基づいて、アンダーパスの周辺に対し進入禁止を報知する。

0066

図7(a)は、投影機11hを用いた報知の説明図である。投影機11hは、アンダーパスよりも手前の道路上に所定の文字等を投影するように設置される。アンダーパスにおける冠水が予測され(1)、管理センタ20から制御指示を受信したならば、監視装置10の進入禁止報知部13eは、投影機11hを動作させ、進入禁止を示す投影を行なう(2)。この投影は、車両の有無に関わらず開始可能である。

0067

図7(b)は、スピーカ11iを用いた報知の説明図である。スピーカ11iは、アンダーパスよりも手前で音声が聞き取れるように設置される。アンダーパスにおける冠水が予測され(1)、管理センタ20から制御指示を受信したならば、監視装置10の進入禁止報知部13eは、スピーカ11iを動作させ、進入禁止を示す音声の出力を行なう。

0068

この音声の出力は、車両の有無に関わらず開始することができるが、対象となる車両が存在しない状態で音声を出力し続けても効果は見込めず、むしろ周辺の住人などに迷惑となるおそれがある。そこで、車両センサ11fの出力を取得し(2)、車両の存在を検知した場合に音声の出力を行なう(3)ことが望ましい。

0069

さて、冠水が予測された場合の対策として、通報、遮断機の制御、進入禁止の報知を例示して説明を行なったが、冠水が予測された場合の対策はこれに限定されるものではなく、任意の対策を実行することができる。例えば、冠水の予測結果をカーナビゲーションシステムが利用するようにしてもよい。

0070

図8は、冠水の予測結果をカーナビゲーションシステムが利用する場合の説明図である。図8に示すように、アンダーパスにおける冠水が予測されたならば(1)、当該アンダーパスの位置を特定する情報をカーナビゲーションシステムに提供する。カーナビゲーションシステム側では、冠水が予測されたアンダーパスを迂回するよう経路を自動的に設定する。このように、カーナビゲーションシステムと連携することで、冠水する可能性のあるアンダーパスを車両が通行することを回避できる。

0071

次に、監視装置10の処理手順について説明する。図9は、監視装置10の処理手順を示すフローチャートである。監視装置10は、まず、流入センサ11aなどの各種センサの出力を取得する(ステップS101)。

0072

流入水量算定部13aは、流入センサ11aの出力などを用いて、流入水量を算定する(ステップS102)。同様に、流出水量算定部13bは、流出センサ11bの出力などを用いて、流出水量を算定する(ステップS103)。

0073

アンダーパス状態通知部13cは、流入水量、流出水量など、アンダーパスの状態を示す情報を管理センタ20に通知する(ステップS104)。

0074

その後、進入禁止報知部13e及び遮断機制御部13dは、管理センタ20から制御指示を受信したか否かを判定する(ステップS105)。その結果、制御指示を受信していなければ(ステップS105;No)、そのまま処理を終了する。

0075

管理センタ20から制御指示を受信したならば(ステップS105;Yes)、進入禁止報知部13eは、投影機11h及びスピーカ11iを使用し、アンダーパスの周辺に対して進入禁止を報知する(ステップS106)。

0076

また、遮断機制御部13dは、管理センタ20から制御指示を受信したならば、アンダーパスの近傍に車両が存在するか否かを判定する(ステップS107)。その結果、車両を検知したならば(ステップS107;Yes)、所定時間待機した上で、再度アンダーパスの近傍の車両が存在するか否かを判定する(ステップS107)。

0077

アンダーパスの近傍の車両が存在しなければ(ステップS107;No)、遮断機制御部13dは、遮断機11gの動作を開始して(ステップS108)、処理を終了する。

0078

次に、管理センタ20の処理手順について説明する。図10は、管理センタ20の処理手順を示すフローチャートである。管理センタ20の冠水予測部23aは、まず、監視装置10からの通知を受信する(ステップS201)。

0079

冠水予測部23aは、監視装置10から通知を受信したならば、アンダーパス管理データ21aを参照し、監視装置10に対応するアンダーパスの位置を特定する(ステップS202)。そして、アンダーパスの位置を含む地域の気象情報を気象データサーバから取得する(ステップS203)。

0080

冠水予測部23aは、監視装置10から受信した流入水量及び流出水量と、当該アンダーパスの位置を含む地域の気象情報とを用い、当該アンダーパスに冠水が発生する可能性を予測する(ステップS204)。その結果、冠水が発生する可能性が無ければ(ステップS205;No)、そのまま処理を終了する。

0081

一方、冠水が発生する可能性がある場合には(ステップS205;Yes)、通報処理部23bは、アンダーパス管理データ21aに示された通報先に冠水が発生する可能性についての情報を送信することで通報を行なう(ステップS206)。そして、対策制御指示部23cは、冠水が発生する可能性があると予測されたアンダーパスについて、対応する監視装置10に制御指示を送信し(ステップS207)、処理を終了する。

0082

上述してきたように、実施例1に係るアンダーパス監視システムでは、アンダーパスの近傍に設けた監視装置10がアンダーパスに流入する流入水量とアンダーパスから流出する流出水量とを算定して管理センタ20に送信し、管理センタ20が流入水量、流出水量及び気象情報を用いてアンダーパスに冠水が発生する可能性を予測する。このため、アンダーパスにおける冠水を事前に予測することができ、冠水への対策を早期に開始することができる。

0083

また、監視装置10は、アンダーパスに冠水が発生する可能性がある場合には、その周辺の状況に応じて遮断機の制御や報知の制御を自動的に行なうので、車両の進入を早期に且つ安全に防止することができる。

0084

また、管理センタ20は、アンダーパスの排水能力の変化を気象情報に基づいて予測することで、冠水の発生をより早期に、かつ高精度に予測することができる。例えば、局所的な降雨量急増が発生すると、その地域の下水管処理能力限界に達し、マンホールから下水が溢れ出る場合がある。このような場合には、アンダーパスから下水への排水が不可能となり、冠水が発生する可能性が高まる。アンダーパスから下水への排水の状態は、監視装置10が流出センサ11bにより検知可能である。しかし、排水が不可能となると冠水までの時間的な猶予が無くなるため、流出センサ11bによる事後的な検知では間に合わないことが懸念される。また、どのタイミングでアンダーパスの排水能力が低下若しくは失われるかは、冠水の発生を精度良く予測するために重要である。そこで、管理センタ20が気象情報を利用し、局所的な降雨量の急増が示されていれば、アンダーパスの排水能力が低下若しくは失われると予測することで、冠水の発生をより早期に、かつ高精度に予測することができるのである。

0085

図11は、実施例2に係るアンダーパス監視装置についての説明図である。本実施例に係るアンダーパス監視装置である監視装置110は、監視対象のアンダーパスの近傍に設置される。監視装置110は、アンダーパスに流入する流入水量を算定する流入水量算定部13aと、アンダーパスから流出する流出水量を算定する流出水量算定部13bとを有する。

0086

流入水量算定部13aは、アンダーパスに設けたセンサなどの出力を用いて、流入水量を算定する。流出水量算定部13bは、アンダーパスに設けたセンサなどの出力を用いて、流出水量を算定する。

0087

監視装置110は、算定した流入水量及び流出水量を用い、アンダーパスに冠水が発生する可能性を予測する。そして、冠水が発生する可能性があると予測したならば、監視装置110は、冠水に対する対策を実行する。具体的には、監視装置110は、冠水に対する対策として、アンダーパスの周辺に対し進入禁止を報知する制御や、車両の通行を遮断する遮断機の制御を行なう。

0088

このように、実施例2に係る監視装置110は、アンダーパスの近傍に設けられ、アンダーパスに流入する流入水量とアンダーパスから流出する流出水量とを算定し、流入水量及び流出水量を用いてアンダーパスに冠水が発生する可能性を予測する。このため、アンダーパスにおける冠水を事前に予測することができ、冠水への対策を早期に開始することができる。

0089

次に、図11に示した監視装置110の構成について説明する。図12は、図11に示した監視装置110の構成を示す構成図である。図12に示すように監視装置110の制御部113は、アンダーパス状態通知部13cに代えて冠水予測部113cを有する。その他の構成及び動作は図2に示した監視装置10と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

0090

冠水予測部113cは、アンダーパスに冠水が発生する可能性を予測する処理部である。具体的には、冠水予測部113cは、流入水量算定部13aが算定した流入水量と、流出水量算定部13bが算定した流出水量とを用い、アンダーパスに冠水が発生する可能性を予測する。その詳細については、実施例1と同様である。

0091

冠水予測部113cは、アンダーパスに冠水が発生する可能性があると判定したならば、遮断機制御部13d及び進入禁止報知部13eに制御指示を出力する。従って、監視装置110の遮断機制御部13d及び進入禁止報知部13eは、自装置の冠水予測部113cによる予測結果に基づいて動作することになる。

0092

次に、監視装置110の処理手順について説明する。図13は、監視装置110の処理手順を示すフローチャートである。監視装置110は、まず、流入センサ11aなどの各種センサの出力を取得する(ステップS301)。

0093

流入水量算定部13aは、流入センサ11aの出力などを用いて、流入水量を算定する(ステップS302)。同様に、流出水量算定部13bは、流出センサ11bの出力などを用いて、流出水量を算定する(ステップS303)。

0094

冠水予測部113cは、流入水量算定部13aが算定した流入水量と、流出水量算定部13bが算定した流出水量とを用い、アンダーパスに冠水が発生する可能性を予測する(ステップS304)。その結果、冠水が発生する可能性が無ければ(ステップS305;No)、そのまま処理を終了する。

0095

冠水が発生する可能性があるならば(ステップS305;Yes)、進入禁止報知部13eは、投影機11h及びスピーカ11iを使用し、アンダーパスの周辺に対して進入禁止を報知する(ステップS306)。

0096

また、遮断機制御部13dは、冠水が発生する可能性があるならば、アンダーパスの近傍に車両が存在するか否かを判定する(ステップS307)。その結果、車両を検知したならば(ステップS307;Yes)、所定時間待機した上で、再度アンダーパスの近傍の車両が存在するか否かを判定する(ステップS307)。

0097

アンダーパスの近傍の車両が存在しなければ(ステップS307;No)、遮断機制御部13dは、遮断機11gの動作を開始して(ステップS308)、処理を終了する。

0098

上述してきたように、実施例2に係るアンダーパス監視装置である監視装置110は、アンダーパスの近傍に設けられ、アンダーパスに流入する流入水量とアンダーパスから流出する流出水量とを算定し、流入水量及び流出水量からアンダーパスに冠水が発生する可能性を予測する。このため、アンダーパスにおける冠水を事前に予測することができ、冠水への対策を早期に開始することができる。

0099

また、監視装置110は、アンダーパスに冠水が発生する可能性がある場合には、その周辺の状況に応じて遮断機の制御や報知の制御を自動的に行なうので、車両の進入を早期に且つ安全に防止することができる。

0100

そして、監視装置110は、通信に依存することなく、単体で予測と制御を実行可能である。なお、予測の結果に基づく通報、予測の結果や制御状況などの上位装置への通知等を、通信により行なうことを妨げるものではない。

実施例

0101

また、実施例1及び2で図示した各構成は機能概略的なものであり、必ずしも物理的に図示の構成をされていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の形態は図示のものに限られず、その全部または一部を各種の負荷使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。

0102

以上のように、本発明に係るアンダーパス監視システム、アンダーパス監視装置及びアンダーパス監視方法は、アンダーパスにおける冠水を予測することに適している。

0103

10、110監視装置
11a流入センサ
11b 流出センサ
11c雨量センサ
11d水位センサ
11eカメラ
11f車両センサ
11g遮断機
11h投影機
11iスピーカ
12、22通信部
13、23、113 制御部
13a流入水量算定部
13b流出水量算定部
13cアンダーパス状態通知部
13d 遮断機制御部
13e進入禁止報知部
20管理センタ
21 記憶部
21a アンダーパス管理データ
23a、113c冠水予測部
23b通報処理部
23c対策制御指示部
30 気象データサーバ

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