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土石流警報システムの設計

(C)数理設計研究所 2001/03


警報システム全体の仕様


警報装置の仕様

項目 仕様 解説
外観 外形 φ100mm×300mm以下 リュックに入れて持ち運べるサイズ、できれば49.5mmの足場鋼管サイズが良い
重量 2kg あまり重くないこと
材質 鉄+塗装またはステンレス 目立つ色がいいか?
防水 すべてをエポキシ充填する 重くなりすぎないか?
配線 警報 光MOS絶縁の接点出力 耐雷性
電源SW 圧着接続または簡易コネクタ 現場で簡単に作業でき、いたずらされないように
各種設定 圧着接続または簡易コネクタ 必要性を良く検討する、無いほうが良い
電気 完全絶縁 水位センサ部だけで接地 できるだけ接地しないほうが山間地の雷に耐える
CPU PIC16F84 実績あり、クロックはXtalよりCRの方が確実かもしれない
ADC MAX186 アナログ8ch、最低 【水位、電源】 【湿度、気温、水温】 断線は?

警報アルゴリズム

警報要因

現象 観測量 アルゴリズム
ダムアップ 上流側 水位上昇 長期平均水位+設定した最大水位を越えた
波が立たなくなる 水位上昇しながら波が立たなくなる(通常の状態ではこういう事は無い)
下流側 急激な水位減少 急激な水位減少+波が小さくなる
(急激の判定をどうするか?、ここに上流モデルか、湿度計の出番?)
波が立たなくなる
土石流接近 一時的に水位減少 今の所、ほんとうにこういう減少があるのか不明
土石流通過 急激な水位上昇 閾値を適当に決めればできそうだ
水位センサの断線 安定に切断する構造、設置方法の開発実験が必要

適応型警報機の考察

水位漸増対応、水位が大きくなると波の振幅も大きくなる傾向がある

電力制御のモード

波の振幅

水位漸減対応、

満水対応

低電力警報

雨量・水位モデルを内部で追跡し、それからのずれが大きくなると警報するのも一案

プログラミング手法

実地試験


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