浸水管理システム - みどり工学研究所

Sensory data transmission Service Assisted by MIDORI Engeneering
http://www.midori-eng.co.jp/
浸水管理システム概要図 (1)
1
GIS を用いた GUI
2
（設置箇所と警戒レベルの視覚化）
SESAME-01Ⅱ（専用トランスミッター） 概略仕様
（センサー / 無線通信 / サーバー管理）
札幌市ハザードマップより水害時危険箇所
■平常水位の範囲を設定して通信間隔を変えることが可能です。
平常水位：EL1 ∼ EL2
高水位：EL2 以上
低水位：EL1 以下
太陽電池など
SESAME-01Ⅱ
水位計
・水位データ
【設定による送信のイメージ】
・水温データ
平常水位：3 時間毎の送信
・気温データ (※) 高水位：5 分毎の送信
・雨量データ (※) 警報メールの送信
低水位：10 毎の送信
警報メールの送信
■警報解除は、設定する水位にそれぞれ解除の幅（α：設定可） を持たせて行います。
EL2 →
EL1 →
SESAME-01Ⅱ
【警報解除のイメージ】
高水位→平常水位：［EL2−α］となってから警報解除
低水位→平常水位：［EL1＋α］となってから警報解除
(※) オプションで
・気温温度センサー
・転倒マス式雨量センサー
をご購入下さい。
平和通り地下歩道
警戒レベル
浸水 xxx mm
★雨量の警報も同様に発信できます。
!
!
北郷地下歩道
注意レベル
浸水 xxx mm
お客様端末
認
メ
ー
ル
あらかじめ設定した基準値を
基に警報メールを送信
携帯電話
ー
ル
確
水位計を浸水予想箇所に設置
例） 地下街、 アンダーパス、 河道周辺
報
メ
応答が得られない場合は、リ
ストにしたがって管理事務所
の担当者などに順次、メール
を送る
警
3
SESAME システム
（お客様へデータが届くまでのフローチャート）
Internet
みどり工学研究所
SESAME サーバー
（データ受信専用サーバー）
Internet
xxxxxx.csv
水位計 No.2
xxxxxx.csv
水位計 No.3
xxxxxx.csv
･･･
携帯電話会社の
アクセスポイント
を経由
水位計 No.1
スマートフォン
STAFile データの取り込み
STAFile/MS-Excel で GIS 表示
・WebMap 上に複数展開
・グラフィカル表示
・警告メール送信
・確認メール受信
･･･
SESAME-01Ⅱ
（アプリケーションサーバー）
･･･
・データファイル蓄積
○○管理サーバー
○○管理
設定したリストにしたがって、
管理者宛にメールを送信
確認応答があるまで、一定間
隔で繰り返しメールを送る
水位計毎のデータフォルダを作成
月ごとのデータファイルを作成
センサーデータを STAFile 等の
アプリケーションデータに加工
警報基準値の管理
メール送受信処理
メーリングリスト等の処理
Copyright (C) 2007-2013 MIDORI Engeneering Laboratory , All Rights Reserved
STAFile データの取り込み
STAFile/MS-Excel で GIS 表示
ラップトップ PC 等
2013.04 （第 4 版）
http://www.midori-eng.co.jp/
Sensory data transmission Service Assisted by MIDORI Engeneering
浸水管理システム概要図 (2)
フィールドデータ処理
4
アプリケーションサーバー
5
（GIS と組み合わせて GUI を実現）
お客様端末
（固定 / モバイル問わず受信可能）
○○管理サーバー
Web ブラウザによる現況の閲覧
電子国土ポータルの例
Google Earth の例
Internet
センサー名
水位情報
センサー名
水位情報
クリック
現況状況表示画面用データの編集
3 時間毎に更新
降雨時または設定水位を超えた場合は、 5 分毎
に表示データを作成、 保存
基準値をもとに管理人等にメール送信
警戒レベル
注意レベル
通常レベル
スマートフォン
SESAME サーバーより
観測値を受け取る
現況表示画面の一例
水位の状況
クリック
選択したセンサー情報の一例
センサー名、 位置情報等
警戒水深、 現在水深等
WEB 用データ
ラップトップ PC 等
表示データ編集処理 （例）
送られてくる各センサーデータを
Web/Google Earth 用時系列データ
Web/ 国土地理院ポータル用時系列データ
STAFile 用地点別詳細データ
STAFlie 用データ
STAFile
（簡単で安価な GIS ソフト）
選択した地点の詳細データ
「STAFile」
・Excel のデータと地図をドッキング
・データを地図上に表示したり、地図をポインティングすればその位置
の必要な情報を見ることができるようになります。
に加工する。
警報メール処理 （例）
判定基準設定
センサーデータ判定
メール送信処理
その他メーリングリストの管理など
確認応答返信
警報メール送信
携帯電話への警報メール通知
・ メーリングリストを利用した関係部
署への一斉通知
・ 水深情報等の簡易テキスト情報　の配信
「STAFile」は、株式会社ステップスアヘッドのソフトウェア製品です。 STAFile による詳細なデータ表示例 （グラフ、 図、 表 etc.）
ex) ・ 警戒水深に達しているセンサーの表示
・簡単 GIS の決定版。
・ 警戒水深、 現在水深の表示
・EXCEL で作動する Geographic Information System 。
・ 水位の情報度合いによる警戒水深までの予想時間等
・EXCEL ユーザーならば誰でも簡単低価格に GIS を構築できます。
・ 近傍排水設備情報等の PDF ファイルの表示
http://www.steps-ahead.co.jp/stafile/
携帯電話
Copyright (C) 2007-2013 MIDORI Engeneering Laboratory , All Rights Reserved
2013.04 （第 4 版）
http://www.midori-eng.co.jp/
Sensory data transmission Service Assisted by MIDORI Engeneering
浸水管理システム概要図 (3)
設置箇所例
水位計設置図（冠水が予想される箇所等）
電極式水位計設置図
地下鉄駅
地下街・地下歩道
アンダーパス
河道より低い地域の冠水しやすい場所
アンダーパス
橋
橋
地下鉄
アンダーパス
地下街
橋
低い箇所
橋
アンダーパス
水位計 (SESAME-01Ⅱ)
電柱等に共架
Copyright (C) 2007-2013 MIDORI Engeneering Laboratory , All Rights Reserved
2013.04 （第 4 版）
http://www.midori-eng.co.jp/
Sensory data transmission Service Assisted by MIDORI Engeneering
浸水管理システム概要図 (4)
センサー
水位計測センサーの設計・開発
長期間道路上に水が無く、センサーが埃をかぶった状態でも、一旦、道路が浸水すれば、正常に動作する、頑丈な構造の水位センサーを開発する。
電極式水位計
圧力式水位計
水圧式水位センサは、投げ込み型の水位センサで、水深変化による水圧変化を電気信号に変換して水位を計
基本構想
信号ケーブル
頑丈で、長期安定性があり点検校正を必要としない構造が
測する。
現場への設置が容易であり、保護管（鋼管もしくは塩ビ管等）の中に流し込むことで、水圧を電圧もしくは
求められるため、水圧式ではなく電極式を採用する。本件の
電流の変化により水位を求めることができる。
場合１ｍ以下の水位測定が求められるため、水圧式を考える
毎年、キャリブレーション（出力値の補正）が必要であるが、多くの場所にて水位観測用として用いられている。
と、非常に敏感な圧力センサーを使用することになり、繊細
な取り扱いが求められ、道路に長期間設置するには問題があ
る。一方、電極式はステンレス棒を並べるだけであり振動、
特徴
温度、土砂などに対しても丈夫な構造にすることができる。
●極めて狭いところでも水位が測れます。
●ベントチューブ内蔵のケーブルを採用しており、大気圧補正を自動的に行いますので、これだけで水位観
電極式の水位の検出には水の導電性を利用し、電極 1 本毎
測ができます。
510
にスイッチングさせその合成値から水位を求めるようにす
る。そのため、水の電気伝導度や温度の影響を受けずに安定
●VP-20 の観測井にも適用できる小型水位計（φ18×L250mm）です。
して水位を検出することができる。しかし、電極は１ｃｍお
●水位・水温が同時に測定できます。
●ベントチューブをケーブル内に内蔵しているので大気圧補正が不要です。
きなど一定の間隔でセットするため、その間の変化は検出出
外筒
20 20
来ないので１ｃｍ毎のステップ応答となる。電極式の場合、
電流の流れ
検出電極
レジン充填
埃や土砂に覆われていても、一旦浸水があればそれ自体も導
構造
φ４８
電性を示し、測定に影響を与えることは少ない。
●センサー部は錆びにくいステンレス材質 (SUS316) を使用しています ( オプションでハステロイ ® 製もあり
ます )。
●ボディも錆びにくいステンレス材質 (SUS316) を使用しています（オプションでチタン製もあります )。
コモン電極
写真 -1
図 -1
センサー構造を図１に示す。円筒状のセンサー外筒には１
ｃｍ毎に穴があけられ、そこにステンレス製の電極がセッ
トされている。電極は内部の電子回路に接続されていて電
出力
コモン電極
子回路はレジンで封入されている。外筒内部は空間となっ
ていて水の出入りは自由となっている。その部分には上部
ラダー
抵抗
から下部に渡ってコモン電極が通っている。外筒には別に
側面に穴がいくつかあけられていて、その経路を通して電
気が伝導される。
電極
検出原理
純水は電気を通さないが、一般河川水はその溶融物により
電流検出
スイッチング
図 -2
数十μS ／ｃｍ（シーメンス／センチメートル）の電気伝導度を示す。この性質を利用し水を検出する。これは
一般に工業用に使用されているレベルスイッチ等と同じ方式である。本センサーの場合、これが 50 個並べら
れている。電極ごとに検出した信号は、ラダー抵抗網（梯子型に抵抗器を組んだ回路）に接続することにより、
水を検出した電極の数に比例した信号を発生することができる。（図２） このとき電極が酸化しないよう電流
はインパルス的に流す。
電極は水の検出を ON-OFF のスイッチングで行うことになり、電気伝道度や温度に影響を受けることはない。
センサー仕様
水位
半導体圧力ゲージ式（背圧補正式）
測定結果
測定精度
ケーブル長
その他
温度
サーミスタ式
測定範囲
測定分解能
測定精度
抵抗
測定範囲
測定分解能
Copyright (C) 2007-2013 MIDORI Engeneering Laboratory , All Rights Reserved
0 ∼ 3m 0 ∼ 10m 0 ∼ 20m
0.1% F.S
要指定
電極式、4 20mA にも対応
-40 ∼ 90℃
0.2℃
1℃
0 ∼ 20kΩ
0.1kΩ
2013.04 （第 4 版）