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水利施設の管理システムとその管理方法

国内特許コード P120007973
掲載日 2012年10月1日
出願番号 特願2011-025319
公開番号 特開2012-164215
登録番号 特許第5620296号
出願日 平成23年2月8日(2011.2.8)
公開日 平成24年8月30日(2012.8.30)
登録日 平成26年9月26日(2014.9.26)
発明者
  • 中矢 哲郎
  • 森 丈久
  • 渡嘉敷 勝
  • 森 充広
  • 中嶋 勇
出願人
  • 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構
発明の名称 水利施設の管理システムとその管理方法
発明の概要 【課題】水利施設の異常を現地に出かけることなく中央監視センターで迅速にリアルタイムで把握し、異常の原因と場所と規模を推定する。
【解決手段】水路3に沿って水位計10を設置し、計測された水位計測データL1、L2を送受信装置12を通じてセンターサーバ14に送信するよう構成し、実際の水路の情報に基づいて予め水理解析モデルを作成し、この水理解析モデルに基づいて異常事象の種別毎に水面形がパターン化された異常対照データと正常時の水面形がパターン化された正常対照データとを求め、センターサーバ14の記憶部にこれら求められたデータを入力し、センターサーバ14が、収集された水位計測データL1、L2を記憶部に入力された異常対照データと正常対照データとに基づいて比較対照して異常の有無を判別し、異常を判別すると、異常対照データに基づいて水理解析し異常の原因と場所と規模を表示部に表示させる。
【選択図】図2
従来技術、競合技術の概要



一般に、広域にわたって整備されている農業用水路施設の保全管理には、機能低下要因の早期発見や監視、診断を間断なく行う必要があり、多大の労力を必要とする。このため、従来、水路の異常箇所を早期にかつ効率的に発見するため水利施設の管理システムや管理方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。この特許文献1に記載の管理システムでは、監視センタの中央監視装置を、データ通信部を介して河川管理施設と通信しデータ収集保存部によりデータを収集してデータベースに保存するよう構成するとともに、中央監視装置には、水位計異常判断部を設け、水位データについて各サンプリング時刻毎に前回値と比較し、同じ値が数回連続して計測された場合に、水位計に異常が発生したものと判断し、水位計異常の警報を出力し、管理者に注意を喚起するようにしている。つまり、水位センサとしての水位計の異常を常時監視し、水位計を適正な状態に保つことにより、水位異常を早期に発見するようにしている。

産業上の利用分野



本発明は、農業用水路における水利施設の管理システムとその管理方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
水路の上流から下流に沿って所定の距離を隔てて設置され設置場所の水位を計測し計測された水位計測データを出力する水位計測手段と、
この水位計測手段に電気的に接続され水位計測手段から出力される水位計測データを外部に送信する送信手段と、
中央演算処理装置と記憶装置と表示装置とを有し通信装置を通じて送信手段からのデータを受信するセンターサーバとを備えて構成するとともに、
管理対象となる実際の水路の情報に基づいて予め水理解析モデルを作成し、この水理解析モデルに基づいて異常事象の種別毎に表れる水面の流れ方向の形状のパターンと正常時に表れる水面の流れ方向の形状のパターンとをそれぞれ異常対照データと正常対照データとして求め、
求められた異常対照データと正常対照データとを記憶装置に予め入力するように構成し、
センターサーバは、送信手段を通じて水位計測手段から水位計測データを収集すると、これら収集された水位計測データを記憶装置に入力された異常対照データと正常対照データとに基づいて比較対照して異常の有無を判別し、異常と判別すると異常対照データに基づいて異常事象の場所と原因とを特定し、特定された異常事象の場所と原因とを表示装置に表示させる異常判別解析手段を有することを特徴とする水利施設の管理システム。

【請求項2】
異常判別解析手段は、異常事象の原因を特定すると、その原因に基づいて異常箇所の場所と規模とを水理解析により推定して表示することを特徴とする請求項1に記載の水利施設の管理システム。

【請求項3】
異常判別解析手段は、推定された異常箇所の場所と規模の情報を管理対象の水路系の各水利施設利用者のクライアント端末に送信して表示させることを特徴とする請求項2に記載の水利施設の管理システム。

【請求項4】
水位計測手段は多数設置され、
異常判別解析手段は、収集された水位計測データにより水位計測手段が隣り合って設置されている区間内の流れ方向水面形状を判定し、この隣り合って設置された区間内において発生する異常箇所を推定することを特徴とする請求項1ないし3のうちいずれか1に記載の水利施設の管理システム。

【請求項5】
異常対照データは、異常原因のパターンが水路の沈下、障害物の堆積、水路外への漏水、水路外への溢水および水路表面凹凸の進行による粗度低下の各種類からなっていることを特徴とする請求項1ないし4のうちいずれか1に記載の水利施設の管理システム。

【請求項6】
水路の上流側には、水路の流量を計測し計測された流量データを送信手段を通じてセンターサーバに出力する流量計測手段を設け、
異常判別解析手段は、収集された水位計測データと流量計測データとを異常対照データと正常対照データとに基づいて比較対照することを特徴とする請求項1ないし5のうちいずれか1に記載の水利施設の管理システム。

【請求項7】
センターサーバは、水路系全体の監視制御を行う中央監視センターに、クライアント端末は水路の流水を利用する各水利施設にそれぞれ配置され、これらセンターサーバとクライアント端末とは、通信ネットワークを通じて通信することを特徴とする請求項1に記載の水利施設の管理システム。

【請求項8】
送信手段は、特定小電力無線によりデータが送受信される親局と子局とからなり、各子局で収集された水位計測データを子局間の通信を通じて親局に集め、親局からセンターサーバの通信装置に送信する特定小電力無線通信システムを備えて構成されることを特徴とする請求項1に記載の水利施設の管理システム。

【請求項9】
水路の上流から下流に沿って所定の距離を隔てて設置された水位計と、
この水位計に電気的に接続され水位計から出力される水位計測データを無線を通じて外部に送信するとともに外部からの指令信号を受信する送受信装置と、
送受信装置から離れた中央監視センターに設置され、中央演算処理装置と記憶部と表示部とを有し通信装置を通じて送受信装置からのデータを受信するとともに外部に指令信号を送信し、管理対象の水路系の各水利施設のクライアント端末に情報を送信するパーソナルコンピュータとを備えて構成され、
管理対象となる実際の水路の情報に基づいて予め水理解析モデルを作成し、この水理解析モデルに基づいて異常事象の種別毎に表れる水面の流れ方向の形状のパターンと正常時に表れる水面の流れ方向の形状のパターンとをそれぞれ異常対照データと正常対照データとして求め、
求められた異常対照データと正常対照データとを記憶部に予め入力するように構成し、
パーソナルコンピュータは、送信装置を通じて水位計から水位計測データを収集すると、これら収集された水位計測データを記憶部に入力された異常対照データと正常対照データとに基づいて比較対照して異常の有無を判別し、異常と判別すると異常対照データに基づいて異常事象の場所と原因とを特定し、特定された原因に基づいて異常箇所の場所と規模とを水理解析により推定して表示部に表示するとともに、クライアント端末に推定された異常箇所の場所と規模の情報を送信して表示させることを特徴とする水利施設の管理システム。

【請求項10】
水路の上流から下流に沿って所定の距離を隔てて水位計測手段を設置し、この水位計測手段に送信手段を電気的に接続して、水位計測手段が設置場所の水位を計測すると計測された水位計測データを送信手段を通じて外部のセンターサーバに送信するよう構成し、
管理対象となる実際の水路の情報に基づいて予め水理解析モデルを作成し、この水理解析モデルに基づいて異常事象の種別毎に表れる水面の流れ方向の形状のパターンと正常時に表れる水面の流れ方向の形状のパターンとをそれぞれ異常対照データと正常対照データとして求め、センターサーバの記憶装置に求められた異常対照データと正常対照データとを入力する第1のステップと、
センターサーバが、送信手段を通じて水位計測手段から水位計測データを収集すると、これら収集された水位計測データを記憶装置に入力された異常対照データと正常対照データとに基づいて比較対照して異常の有無を判別する第2のステップと、
第2のステップで異常と判別すると、異常対照データに基づいて異常事象の場所と原因とを特定し、特定された異常事象の場所と原因とをセンターサーバの表示装置に表示させる第3のステップとを有することを特徴とする水利施設の管理方法。

【請求項11】
第3のステップで異常事象の原因を特定すると、その原因に基づいて異常箇所の場所と規模とを水理解析により推定して表示することを特徴とする請求項10に記載の水利施設の管理方法。

【請求項12】
水理解析により異常箇所の場所と規模とが推定されると、この推定情報を管理対象の水路系の各水利施設利用者のクライアント端末に送信して表示させることを特徴とする請求項11に記載の水利施設の管理方法。
産業区分
  • 制御調整
  • 土工
  • 農林
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2011025319thum.jpg
出願権利状態 登録


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