【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、地中に埋設された上水道の配管路乃至は建物等の構造物内部に配設された上水道の配管路等の配管路全体を各種原因による災害事故発生を予知するための総合危機予知警報センサとして使用する方法と、該方法を用いて遠隔より配管路全体を集中的に監視し、或る地域での災害事故発生を未然に予知するようにした総合危機予知防災監視システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】今日地球上では、天災又は人災による過失災害が数多く発生しているが、従来から或る地域での地中内部又は建物等の構造物内部の異変発生を検知して該地域や構造物での災害事故発生を予知する技術は、その一つのジャンルとして、地中に埋設した上水道の配水管で発生する漏水を検知して漏水位置を特定する漏水検査技術以外は存在しなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】地盤陥没又は地盤沈下等による事故の発生や、最近では放射能洩れによる事故の発生が多く見られるようになっているが、之等を予め事故発生前に予知想定して対策を立てることは現在では全く行われておらず、事故が発生してから対応を講じる現況である。 また、最近良く見られる災害に、工場内の生産ライン等で何等かの原因で異常温度上昇が発生し、
それに基づき火災や爆発が発生し工場の一建屋が全焼することがある。 この場合、天井の室内に面する部分に取付けられた熱式感知器、煙感知器等があってもこれ等は火災が発生した場合の熱・煙を感知するもので火災や爆発を予知するものでない。

【０００４】本発明は上記の点に鑑みてなされたものであって、之等の各種災害の発生を未然に予知し、大事故の起る前に早期に災害事故の徴候を発見して事故発生現場を場所的に特定し、大事故に至る前に復旧工事を完了させようとするものであるが、現在地中内部に敷設されている配管路の管が大都市や一般の市や町であればとくに網目のようにはり巡らされており、また水を必要とする構造物内部も上水道の配管路がはり巡らされていることから、本発明においては之等配管路を利用して地中埋設物及び構造物内の配管路全体を総合危機予知警報センサとして使用する方法並びに該方法を使用した総合危機予知防災監視システムを提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するために、本発明に於ては、地中埋設物及び構造物内の配管路全体を総合危機予知警報センサとして使用する方法として、地中埋設全般の配管路及び建物等の構造物内部全般の配管路の所要部位に多数設定したそれぞれ特定距離区間の配管の両端部に、音、放射、熱、機械歪、電気、磁気、振動にそれぞれ関連した測定をするための各検知部を備えた総合センサを付設して、該総合センサの各検知部で同時計測されるそれぞれの検知信号の常態からの変動により地中埋設物及び構造物内の配管路内外部又は地層内部及び構造物内部の異常情報信号を測定し、この測定された信号の解析により、多数設定した特定距離区間のうちの或る特定距離区間における災害事故を予知するようにした方法をとっている。

【０００６】これにより、大都市や一般の市や町の地中内部に敷設され網目のようにはり巡らされた配管路や建物等の構造物内部にはり巡らされた配管路の所要部分に設定したそれぞれ特定距離区間の配管の両端部に付設してある総合センサの各検知部から、音、放射、熱、機械歪、電気、磁気、振動に関連した測定値が得られる。 このとき、それぞれの特定距離区間内で事故や災害発生につながる何等から変動があった場合には、常態からの変動による異常信号を測定することができる。 そして、測定された異常信号を解析することにより、どのような種類の災害がどの特定距離区間で発生するか予知することができる。

【０００７】前記配管路の特定距離区間の配管の両端部に総合センサを付設する場合、配管を介して隣り合う一組のマンホール直下の空間部に露出する配水管接続部を利用するか、又は構造物の内部空間に配管を介して隣り合う一組の露出状態にある配水管接続部を利用して、該接続部に総合センサを付設するとよい。 これにより、容易に総合センサを配管に取付けることができるとともに、後のメンテナンスも容易に行うことができる。

【０００８】総合センサにより各検知信号をとる場合、
音の検知は配水管接続部側面の管外周部にリング状バンド式に配設された該総合センサにおいて管内に突出するごとく設けた水中マイクにより行い、放射の検知は総合センサ内に設けられ管外周部に配設された管外部地中放射量測定センサにより行い、熱の検知は総合センサ内に設けられ管外周部に配設された温度センサと管内に突出するごとく設けた温度センサとにより行い、機械歪の検知は総合センサ内に設けられ管外周部に配設された管の外部歪みを測定するストレーンゲージにより行い、電気の検知は総合センサ内に設けられ管外周部に配設された地中接地部との電位差測定センサにより行い、磁気の検知は総合センサ内に設けられ管外周部に配設された磁気センサにより行い、振動の検知は前記水中マイクによりそれぞれ行うようにするとよい。

【０００９】特定距離区間の配管の両端部に付設した総合センサからの管内に発出するごとく設けた水中マイクにより水中音を検知し、該両センサにより振動の変化を測定して振動異常が検出されたとき漏水等異常のある特定距離区間を特定でき、漏水等の異常現象に伴う災害（土砂の部分的流出による地盤沈下・地盤陥没等の災害）を予知想定することができるとともに、本出願人が先に特願平９−２９６２５７号で提案した「配水管の漏水検知方法」により両センサからの水中音の波形を合成し、合成された波形が漏水音の波形か否かを判定し漏水音と判定したときそのピーク位置より漏水位置を算出検知することができる。

【００１０】特定距離区間の配管の両端部に付設した総合センサ内に設けられ管外周部に配設された管外部地中放射量測定センサにより放射の検知を行うことにより、
放射異常のある特定距離区間を特定でき放射災害の危機を予知想定することができる。 また両センサのカウント数の差より放射発生源をどの部位か推定することができる。

【００１１】特定距離区間の配管の両端部に付設した総合センサ内に設けられ管外周部に配設された温度センサと管内に突出するごとく設けた温度センサとにより熱の検知を行うことにより、管外周部の温度センサと管内の温度センサの検知温度の差の常態よりの変動により地中埋設管の場合、活断層を含め地層の変化を検出することができるとともに、構造物内部の配管に於ては、該配管の異常熱上昇及びその発生源の箇所（特定距離区間）を検知して、異常熱上昇による火災や爆発等災害発生の危機を予知想定することができる。

【００１２】特定距離区間の配管の両端部に付設した総合センサ内に設けられ管外周部に配設された管外部歪みを測定するストレンゲージにより機械歪の検知を行い、
該ストレーンゲージを形成する例えばセラミックスセンサーの半導体の歪による抵抗変化の測定により、地盤陥没や地盤沈下のある特定距離区間を特定して之等災害発生の危機を予知想定することができる。

【００１３】特定距離区間の配管の両端部に付設した総合センサ内に設けられ管外周部に配設された地中接地部との電位差測定センサにより電気の検知を行うことにより、配水管の電蝕のおそれのある特定距離区間を特定でき、該電蝕による漏水乃至該漏水による地盤沈下等の事故発生の危機を予知することができる。

【００１４】特定距離区間の配管の両端部に付設した総合センサ内の管外周部に配設された磁気センサにより磁気の検知を行うことにより、該特定距離区間内に磁場が発生して磁気が或程度以上になった場合、前記、管内音、放射、熱、機械的ストレーン、地中接地部との電位差、振動等の各検知・測定ができないことから、之等の検知・測定を円滑に行うべく安全装置として保安のために之等の検知測定回路を遮断するようにすることができる。

【００１５】特定距離区間の配管の両端部に付設した総合センサにおいて管内に突出するごとく設けた前記水中マイクにより振動の検知を行うことにより、両センサによる振動の常態よりの変化を測定し振動異常が検出された場合、両センサからの波形を合成した波形が漏水音でなく地中音と判定されたとき地中に異常のある特定距離区間を特定でき、地盤の空洞化による災害発生の危機を予知想定することができる。 また、異常振動が検知された両センサからの振動の波形を合成しそのピーク位置より求めた振動源の位置から災害発生箇所を予知想定することができる。

【００１６】一方、遠隔より配管路全体を集中的に監視して災害事故発生を予知するための総合危機予知防災監視システムとして、配水管ネットワークからなる配水管路全体に亘って設定した所要の多数の特定距離区間の配管両端部に付設した管内音、放射、熱、機械的ストレーン、地中接地部との電位差、磁気、振動等の異常信号を検知する総合センサと、該総合センサからの各データ信号をＡ／Ｄ変換して無線データ送信機より、マンホール蓋外周又は構造物に付設したパラボラアンテナから通信衛星に向け電波を送信するようにした無線送信手段と、
通信衛星からの電波によるデータ信号を受信するデータ信号受信手段と、受信したデータ信号を入力し、各特定距離区間毎に解析してそれぞれ異常信号か否かを判定して異常信号と判定したとき異常発生した特定距離区間を検出するデータ信号処理装置と、該データ信号処理装置からの信号により、少くとも異常発生した特定距離区間を配水管のネットワークの全管路もしくは地図図面より特定案内した特定距離区間を含む管路の表示画面に表示する異常発生位置表示装置と、管路の事故内容を表示するモニタ、プリンタ等の表示装置とから該システムは構成されて、災害事故発生前に事故場所と事故内容を特定乃至推定してし危機を予知できるようにしたものである。

【００１７】これにより、本願発明の総合危機予知防災監視システムに於ては、特定距離区間の配管両端の総合センサの各検知部で得られた音、熱、機械歪、電気、磁気、振動等のデータ信号をＡ／Ｄ変換して無線データ送信機より、マンホール蓋外周又は構造物に付設したパラボラアンテナから通信衛星に向け電波を送信し、該電波を受けた通信衛星からの伝送電波を地上のデータ信号受信手段で受信して、受信したデータ信号をデータ信号処理装置に入力するが、該データ信号処理装置に於て入力されたデータ信号を各特定距離区間毎に解析してそれぞれ異常信号か否かを判定し、異常信号と判定されたときその異常発生した特定距離区間を検出し少くとも該異常発生した特定距離区間を異常発生位置表示装置の配水管のネットワーク管路の特定距離区間の表示画面に表示することができるとともに、モニター、プリンター等に事故内容を表示乃至プリントアウトすることができる。 また、該特定距離区間両端の総合センサからの異常信号（波形）を合成してそのピーク位置より異常発生源の位置を求めることができる。 このようにして、都市などにはり巡らされた上水道の配水管のネットワーク管路上における災害事故発生を、遠隔より一括的に常時監視して特定距離区間の抽出による事故発生位置の特定ともにと災害事故内容を推定することができ、災害による危機を予知することができる。

【００１８】また、この総合危機予知防災監視システムでは、異常発生位置表示装置として、通信衛星からのデータ信号を受信するデータ信号受信手段と受信したデータ信号を解析するデータ信号処理装置とともに自動車に搭載された車輌用ナビゲータを用いることができ、該ナビゲータに表示される地図図面上に異常発生した特定距離区間を指示するようにして移動式危機管理を可能とすることができる。

【００１９】この異常発生位置表示装置として、ナビゲータに表示される地図図面上に異常発生した特定距離区間を指示するようにしたナビゲータを備えた自動車であるデータ収集解析車では、配管路の所要部位に多数設定したそれぞれ特定距離区間の配管の両端部に付設した総合センサからの前記各データ信号をＡ／Ｄ変換して無線データ送信機より、マンホール蓋外周又は構造物に付設したパラポラアンテナから通信衛星に向けて電波を送信し、通信衛星からの伝送電波を受信してデータ収集解析車内でデータ信号処理装置により受信したデータ信号を各特定距離区間毎に解析してそれぞれ異常信号か否かを判定し異常信号と判定したとき異常発生特定距離区間を検出し、搭載した車輌用ナビゲータに表示される地図図面上に異常発生した特定距離区間を指示するようにしている。

【００２０】これにより固定された中央集中監視センターの機能に異変が生じ、通信衛星からの伝送電波を受けてもデータ信号処理装置が働かず配管路からのデータ信号の解析が不可能になった場合でも、データ信号処理装置を搭載した移動可能なデータ収集解析車である自動車で通信衛星から受けたデータ信号を解析して、異常発生した特定距離区間を特定でき、機能を失った中央集中監視センタのバックアップシステムとして移動式でありながら災害発生箇所を予知想定することができる。 そして、自動車の移動中、該自動車の地図上の現在位置とともに異常発生特定距離区間が指示されるので、各特定距離区間を巡回して異常発生を監視するとともに容易に異常発生位置に赴くことができ、事故や災害発生時の対策業務に効率的に使用することができる。 この場合、データ収集解析車から解析した信号を中央集中監視センターに送り、該中央集中監視センターの表示画面に、異常発生した特定距離区間と事故内容を表示することもできる。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、地中埋設物及び構造物内の配管路全体を総合危機予知警報センサとして使用する方法と総合危機予知防災監視システムのそれぞれにつき添付の図面に基づいて説明する。 図１
は、本発明による配管路全体を総合危機予知警報センサとして使用する方法を実施するときの装置のブロック図で、図２は、配水管接続部に付設した状態の総合センサの構成図で、図３は、本発明方法により災害発生特定距離区間を検知表示するときの手順を示すフローチャートで、図４は、埋設された配水管による総合危機予知防災監視システムを示す模式図である。

【００２２】総合センサＳは、配水管接続部側面の管外周部にリング状バンド式に配設するもので、リングを二つに分割した所定の結合可能な一対の半円環状のセンサ保持部材Ｓ'に水中マイクS ₁ ，管内部温度測定センサ
S ₃ ' 以外の各測定センサを内蔵している。 総合センサＳ
において、音の検知は、パッキンを介して結合した隣り合う配水管１，１のそれぞれのフランジ１ _f ，１ _f間を通して管内面に定位させた水中マイクS ₁により行って、
その出力は前記センサ保持部材Ｓ'内に設けられた他の各測定センサからの信号出力とともに増幅器２に入力するようになっている（図１，図２参照）。

【００２３】放射の検知は、前記一対のセンサ保持部材Ｓ'内の所定位置にそれぞれ配設された管外部地中放射量測定センサS ₂ , S ₂により、管外部からの対向位置で放射量を検知測定するようになっている。

【００２４】熱の検知は、同じく前記一対のセンサ保持部材Ｓ'内の所定位置にそれぞれ配設された管外部温度測定センサS ₃ , S ₃により、管外部から対向位置で検知・
測定するようになっている一方、前記水中マイクS ₁と同様にして管内面に定位させた管内部温度測定センサS ₃ '
と両方で行っており、管内部温度測定センサS ₃ 'の出力は、前記センサ保持部材Ｓ'内に設けられた他の各測定センサからの信号出力とともに増幅器２に入力するようになっている。

【００２５】機械歪の検知は、同じく前記一対のセンサ保持部材Ｓ'内の所定位置にそれぞれ配設された管外部歪測定センサ（ストレーンゲージ）S ₄ , S ₄により、管外部から対向位置で管外部歪を検知・測定するようになっており、その出力は一対のセンサ保持部材Ｓ',Ｓ'の上部の間から、前記水中マイクS ₁ 、管内部温度測定センサ
S ₃ ' の信号出力とともに増幅器２に入力するようになっている。

【００２６】さらに、電気の検知、磁気の検知は、同じく前記一対のセンサ保持部材Ｓ'内のそれぞれ所定位置に配設された地中接地部との電位差測定センサS ₅ , S ₅ 、
及び管外部磁気測定センサS ₆ , S ₆とにより、それぞれ管外部から対向位置で、地中接地部との電位差及び管外部磁気を検知・測定するようになっており、それ等の出力は前記と同じく一対のセンサ保持部材Ｓ'，Ｓ'の上部の間から、前記水中マイクS ₁ , 管内部温度センサS ₃ ' の信号出力とともに増幅器２に入力するようになっている。

【００２７】また、振動の検知は、前記音の検知のための水中マイクS ₁を用い、管内音とともに地中の振動を検知し、その出力は前記と同様にして増幅器２に入力するようになっている。

【００２８】配管路全般に亘って所要部位に多数設定したそれぞれ特定距離区間の配管の両端部に付設した総合センサＳからの音、放射、熱、機械歪、電気、磁気、振動に関する各データ信号は、図１のブロック図に示すように、各特定距離区間ごとに、該距離区間両端のセンサＳ，Ｓよりそれぞれ増幅器２で増幅されてＡ／Ｄ変換器３に入力し、該変換器３で総合センサＳに於ける音のセンサである水中マイクS ₁ 、管外部地中放射量測定センサ
S ₂ 、管外部温度測定センサS ₃ 、管内部温度測定センサ
S ₃ ' 、管外部歪測定センサS ₄ 、地中接地部との電位差測定センサS ₅ 、管外部磁気測定センサS ₆からの各データのアナログ信号の波形はデジタル信号に変えられる。 そしてデジタル化した各特定距離区間両端の総合センサＳからの前記各データ信号は、無線もしくは電話回線等の伝送手段４を介してデータ信号処理装置である異常情報データ処理装置６に入力するようになっている。 図１に於ては、配管路全般に亘って所要部位（災害発生時、影響する被害が大きいと目されるところ）に多数設定したそれぞれの特定距離区間を、最初設定する特定距離区間を特定距離区間番号１とし、途中の特定距離区間を特定距離区間番号１＋ｎ（ｎは変数）とし、最後の特定距離区間を特定距離区間番号Ｎとして特定距離区間をＮ個設定した状態を示している。

【００２９】前記異常情報データ処理装置６において、
入力された各特定距離区間（区間番号１〜Ｎ）で検知測定した音、放射、熱、機械歪、電気、磁気、振動に関するデジタル化した各データ信号は、各特定距離区間毎に収集・解析が行われ、漏水の異常情報、放射の異常情報、検知熱の異常情報（この場合、管内、管外の検知温度の差の常態よりの変動による活断層を含めた地層変化の異常情報を含む）、管外部歪みの異常情報、地中接地部との電位差による管の電蝕発生の異常情報、地中の異常振動による地盤の空洞化の異常情報等を解析・測定することができ、磁気の異常が検出されたときすなわち磁気が或程度異常になるときは、前記各情報の解析・測定が不可能になるので、之等の解析・測定回路の遮断が行われる。 このようにして、異常情報データ処理装置６で入力されたデジタルデータ信号を解析して異常が判定されたとき、データ表示出力により、少くとも異常発生した特定距離区間を（異常発生源の位置が特定できるものであれば位置と共に）、また発生事故内容を異常情報表示装置７に表示できるようになっている。 そし、之等のデータはキーボードの上のキー操作によりプリンタ８からプリントアウトできるようになっている。 なお、図においてｘは、異常発生部として配水管１上での漏水を示している。

【００３０】次に、特定距離区間両端の二つの総合センサＳ，Ｓにより異常情報を収集・解析して異常発生した特定距離区間を検出・表示するときの手順を図３に示すフローチャートに基づいて説明する。 先ず、配管路全般の所要部位に設定した特定距離区間両端の総合センサＳ
における各センサS ₁ ----S ₆からの音、放射・熱・機械歪、地中接地部との電位差・磁気・振動等のアナログ信号を所定のデジタル信号に変換させる。 このデジタル化した各特定距離区間両端の総合センサからのデータ出力信号を無線又は電話回線等の伝送手段４を介して伝送し、異常情報データ処理装置６に入力して同時に取込ませる。 データ信号処理装置である異常情報データ処理装置６では、各情報信号を信号毎に常態と比較して異常か否かの判定が行われる。 異常でないときはそのまま検知は終了するが、異常と判定されたとき、異常情報信号を発生した特定距離区間と異常内容の検出が行われる。 そして、異常情報信号を発生した特定距離区間と異常内容とを異常情報表示装置７のモニタ画面上に表示する。 そして、キー操作により所要のデータをプリントアウトして異常情報検知は終了するようになっている。 このように、配管路全般に亘って所要部位に多数設定した特定距離区間の両端部に総合センサを付設することにより、検知装置のキー操作をするだけで容易に異常発生した特定距離区間の特定と発生事故内容の特定乃至推定を行うことができる。

【００３１】次に前記配管路全体を総合危機予知警報センサとして使用する方法を用いて構成した総合危機予知防災監視システムの好ましい実施の形態を図１０の模式図について説明する。 図１０に於て、上水道の配水管のネットワーク管路の所要部位に計Ｎ個の特定距離区間が設定され、それらの特定距離区間は図示の都合上、特定距離区間番号Ｎと、それ以外の特定距離区間番号１＋ｎ
（ｎは変数）で表示されている。 そして該特定距離区間の配水管１の両端部に位置する一組のマンホール直下の配水管接続部にそれぞれ総合センサＳ，Ｓが配設され、
各総合センサＳに設けた音、放射、熱、機械歪、電気、
磁気、振動の各検知部を形成するそれぞれのセンサからの出力は一括して総合センサＳの上部からマンホールの内壁に設けたＡ／Ｄ変換器内蔵無線データ送信機１０に入力する。 Ａ／Ｄ変換器内蔵無線データ送信機１０に於て、総合センサＳから入力された各データ信号（アナログ信号）をそれぞれ増幅して内蔵Ａ／Ｄ変換器でアナログ信号をデジタル信号に変換した後、電波信号としてマンホール蓋に装備されたパラポラアンテナであるマンホールアンテナ１１から電波として発信するようになっている。

【００３２】前記マンホールアンテナ１１は、マンホール１６の上部側方の地面に支持状態で中央の着脱自在なマンホール蓋１７の周縁部に配置されている。 図５(A)
は、マンホールアンテナ平面図で、マンホールアンテナ１１は、リング状の超強化樹脂透明ケース11c に四つに分割状態でそれぞれがパラボラを形成するように円周を四等分した位置に設置されており、分割した各パラボラアンテナ１１の間（４箇所）に電源としてそれぞれ充電バッテリーを内蔵した太陽光によるソーラー発電機１５
が配設されている。 このソーラー発電機１５の出力は内蔵バッテリーを介して後述する総合センサＳや無線データ送信機１０の電源に使用される。 この場合パラボラアンテナを四つに分割し、またソーラー発電機を四個設けているのはマンホール上を重量のある自動車が通過してパラボラアンテナ等が一部破損しても他が使えるようにしたものである。 そして、配水管１，１の接続部に付設された総合センサＳからの出力は、マンホール１６の内部側壁に設けられたＡ／Ｄ変換器内蔵無線データ送信機１０に入力してその電波出力が所定の通信衛生１４に指向せしめた４ケの分割されたパラボラアンテナ１１から該衛星に送信されるようになっている（図５Ｂ，図４参照）。

【００３３】このようにして、配管路全般に亘って所要部位に多数設定された特定距離区間（区間番号１〜Ｎ）
の配水管の両端部に設置されている各総合センサＳからのデジタルデータ信号は、マンホールアンテナ１１より電波として所定の通信衛星１４に送信され、該通信衛星１４を介して地上の中央集中監視センターに送られる。

【００３４】前記中央集中監視センターで予め前記通信衛星１４からの伝送電波を受ける如く設定されたパラボラアンテナ１２で同時収集された前記各総合センサＳ，
Ｓ----からのデジタルデータ信号せ、該監視センターにおける異常情報データ処理装置６に入力し、入力した検知情報信号であるデジタル信号は、各特定距離区間毎に解析して、音などそれぞれの検知信号毎に常態と比較して異常か否かの判定を行い、異常と判定された場合、異常情報信号を発生した特定距離区間とともに異常内容の検出が行われる。 そして、異常情報信号を発生した特定距離区間と異常内容とを管路の異常情報表示装置７のモニタ画面上に表示する。

【００３５】異常情報表示装置７は、三つのモニタ画面
7 _1, 7 ₂ , 7 ₃とプリンタ８とを備えている。 左端のモニタ画面7 ₁は、配水管の監視すべき全ネットワーク管路の画像と、地図図面より特定案内した異常発生した所望の特定距離区間を含む管路の画像（配水管埋設図：場合により建物等の内部の特定距離区間の管路図）とをキーボード９のキー操作により選択して、少くとも異常発生した特定距離区間を表示するとともに異常内容に応じて異常発生位置を表示するようになっている。 また中央のモニタ画面7 ₂は異常内容を表示するようにしている。 例えば漏水事故発生の場合は、本出願人が先に特願平９−２４
９７７３号で出願した「配水管の漏水検知方法」により、漏水位置を特定距離区間の両端のセンサＳ，Ｓからの漏水音の合成波形のピーク位置より検知して該両端のセンサＳ，Ｓとの関係位置を表示し、漏水音の強度から推定した単位時間当りの漏水量を表示することができる。 さらに、右端のモニタ画面7 ₃は、事故発生に関する業務報告書を作成するときに使用する。 また、プリンタ８により所望のデータをプリントアウトすることができるようになっている。

【００３６】前記危機予知防災監視システムを都市の上水道の管路を利用して導入・使用することにより、遠隔より集中一括して、都市にはり巡らされた配水管路における異常発生状況（漏水、地盤沈下、地盤の空洞化、地盤陥没、放射異常、地層の変化発生、異常熱上昇（工場構造物における生産ラインでは火災・爆発を起す）、地中接地部との異常電位差（配水管の電蝕を起す）等を常時監視して災害発生が予想される危機状況を予め知ることができ、それに対応して速やかに防災対策をとることができる。

【００３７】前記危機予知防災監視システムでは，中央集中監視センターに於て配水管路の所望部に多数設定した特定距離区間に発生する事故・災害を集中的に監視する場合について説明したが、該システムの延長として、
異常情報データの収集・解析のため装置を自動車に搭載して車で移動しながら各特定距離区間を巡回して事故発生を監視することも可能であり、この場合は中央集中監視センターが何等からの原因で機能しなくなったとき其のバックアップシステムとして機能を果すたとができる。

【００３８】図６に、データ収集解析車を使用した移動式の異常情報検知装置の模式図が示されている。 この場合は、データ収集解析車１８に搭載した異常情報データ処理装置６への配管路の異常情報などデータ信号の伝送は、特定距離区間の配水管１の両端部に付設した総合センサＳ，Ｓの前記各検知部で検知したデータ信号を、それぞれの総合センサＳに接続したＡ／Ｄ変換器内蔵無線データ送信機１０に入力し、総合センサＳからのアナログ信号を増幅しＡ／Ｄ変換してマンホール蓋外周に付設したパラボラ型アンテナであるマンホールアンテナ１１
より通信衛星１４に向けて電波を送信し、通信衛星１４
からの伝送電波を受けてデータ収集解析車１８内で受信したデータ信号を処理するためのデータ信号処理装置すなわち異常情報データ処理装置6 により受信したデータ信号を各特定距離区間毎に解析してそれぞれ異常信号か否かを判定し、異常信号と判定したとき異常発生特定距離区間として検出し、搭載した異常情報表示装置７の少くともモニタ画面7 ₁に異常発生した特定距離区間をを全管路の画面もしくは地図図面より特定案内した画面に表示するとともに、異常内容により異常発生位置を表示しモニタ画面7 ₂に異常内容を表示するようになっている。
またモニタ画面7 ₃に業務報告書を作成するときの内容を表示するようになっており、前記の表示は何れもそれぞれのキーボード９のキー操作により表示できるようになっているととにも、必要部分をプリンタ８によりプリントアウトできるようにしている。

【００３９】また、データ収集解析車１８内には車輌用ナビゲータ２１が運転席の前面に配置されており、該解析車１８の移動中、該解析車の地図上の現在位置とともに、前記モニタ画面7 ₁に表示された異常発生特定距離区間や異常発生位置を表示するようになっている。

【００４０】さらに、データ収集解析車１８の屋根上面にパラポラアンテナ１８が、ジャイロ等を使用した方向修正装置に駆動されて常時所定の通信衛星14に指向するごとく配設されており、該解析車１８内で解析した解析データ信号の電波を該パラポラアンテナから通信衛星に向け送信し、通信衛星からの伝送電波を地上の中央集中監視センターに送るようになっている。 そして、前記のごとく中央集中監視センターの異常情報データ処理装置６が何等からの原因でデータ解析の機能を失うときデータ収集解析車１８がそのバックアップシステムとして働けるようにしており、また、該パラポラアンテナ１２はナビゲータ２１用の送受信アンテナとして使用するようにしている。 なお、該ナビゲータ２１を含む前記各電気装置の電源は、該解析車１８の屋根上面に配置した多数の太陽電池１９を使用するようにしている。 これにより、データ収集解析車１８は各特定距離区間を巡回して異常発生を監視するとともに、容易に異常発生位置に赴くことができ、事故や災害発生時の対策業務に効率的に使用することができる。

【００４１】図７は、配水管の特定距離区間内に災害が発生するときの一例を漏水の場合について示すものである。 図７(A) は、或る特定距離区間の配水管に漏水が発生した状態で、この漏水が進行して漏水部周辺の土砂が流出して地中空洞ができ、配水管１が重力で下方に撓んだ状態を図７(B) に示す。 また、図７(C) は地中空洞化が進み地盤が陥没するとともに、該陥没につれて陥没部に連続する地盤が沈下した状態を示している。 この場合、特定距離区間の配管の両端部に設けられた総合センサＳ，Ｓからは、漏水発生時は、総合センサＳの水中マイクS ₁ （図２参照）で検知測定した信号を用いて、マンホールアンテナ１１より発信したデータ信号を通信衛星１４を介して伝送し、異常情報データ処理装置６で解析して、本出願人が先に特願平９−２９６２５７号で提案した「配水管の漏水検知方法」により両センサからの水中音の波形を合成し、合成された波形が漏水音の波形か否かを判定し、漏水音と判定したときそのピーク位置を検出して漏水位置を算出することができるとともに、漏水音の強度により漏水量を推定することができる。

【００４２】漏水が進んで土砂が流出し、地中に空洞ができたとき、両総合センサＳ，Ｓの水中マイクS ₁ , S ₁からの波形信号を合成して合成した波形が漏水音でなく地中振動による地中音と判定されたとき、空洞のように地中に異常のあることを検知できる。 そして、水漏れの場合と同じく合成振動波形のピーク位置より振動源の位置、例えば該空洞の位置を知ることができ、空洞化が進んで図７(C) に示すごとく周辺の地盤沈下を伴うような地盤陥没する箇所を予め推定することができる。 また、
このとき配水管１の湾曲変形による歪みを両端の総合センサＳ内の管外部歪測定センサS ₄で同時に検知することができ、該特定距離区間内の配水管１に湾曲変形が発生したことを知ることができる。

【００４３】前記のごとく配水管のネットワーク管路の或る特定距離区間の配水管に漏水が発生するとき、前記中央集中監視システム（図４参照）又はデータ収集解析車による移動式監視システム（図６参照）の異常情報表示装置７に、管路の異常発生個所を図８に示すごとく表示することができる。

【００４４】図８は、異常発生位置表示モニタ7 ₁に、異常情報信号を発生した特定距離区間の管路を、漏水の場合について表示した一例を示している。 該モニタ7 ₁における表示画面は、キーボード９のキー操作により地図図面上より特定案内した所望の特定距離区間（この場合は区間番号No.15 の特定距離区間）を含む管路の図面を選択表示するもので、市街の一部が管路とともに示されている。 図に於て符号Ｓは総合センサで、特定距離区間番号No.15 の両端部と、特定距離区間番号No.14の両端部に設置された状態が例えば赤色の小円形で示されている。 符号１は配水管を、符号Ｖは仕切弁をそれぞれ示している。 管路に漏水が発生するとき漏水の発生した特定距離区間（図ではNo.15)は、異常情報データ処理装置６
からの信号で他の管路１，１--- の色彩（例えば青色）
と異なる色彩（例えば茶色）の太いラインで表示され、
異常発生区間を明瞭に表示するようにしている。 また、
漏水箇所Ｌwpは前記太いライン上に同色の小さいクロス表示で示される。 これにより監視者は漏水箇所を明確に知ることができ、早急に対策をとることができる。

【００４５】また、他の災害発生の危機（例えば地中の空洞化による地盤陥没の危険性）が前記総合センサＳの水中マイクS ₁により地中の異常振動として検出されたとき、空洞を発生した特定距離区間をモニタ画面7 ₁に前記と同様にして太い着色ラインで表示し、異常振動の振動源である空洞の箇所を検知表示するとともにモニタ画面
7 ₂に異常内容が地中空洞であることを表示することができ、早期に対策をとることができる。 また、或る特定距離区間近傍に放射能漏れが発生して、管外部地中放射量測定センサS ₂により異常放射が検出されたとき、異常放射の発生源を近くに持つ特定距離区間を表示することや、管外部温度測定センサS ₃と管内部温度測定センサ
S ₃ ' との検知温度の差の常態よりの変動により、或る特定距離区間における活断層を含め地層の変化発生を検出することも可能である。

【００４６】一方、工場等構造物内部の配管において、
或る特定距離区間両端部の総合センサＳ内の管外部温度測定センS ₃に配水管近傍の異常熱上昇による異常高温が検出されたとき、熱の異常上昇による火災や爆発等の発生のおそれのある該特定距離区間を検知して、前記と同様にモニタ画面7 ₁に該特定距離区間の表示とともにモニタ画面7 ₂に異常内容が異常温度上昇であることを表示することにより、此の種災害発生の危機を予知し早急に対策を講じることができる。

【００４７】このように前記システムを用いることにより、配水管全般のネットワーク管路に多数設定した特定距離区間乃至該特定距離区間近傍における災害発生の危険性のある状況を一括的に集中監視して、その災害発生乃至その危険性のある特定距離区間を知ることができるとともに災害内容の特定乃至推定をすることができ、諸種の要因によるあらゆる災害発生を予知し、該災害発生に対する防災管理を行い、対策を早期に講じることができる。

【００４８】

【発明の効果】請求項１記載の発明の地中埋設物及び構造物内の配管路全体を総合危機予知警報センサとして使用する方法によれば、大都市や一般の市や町の地中内部に敷設され網目のようにはり巡らされた配管路や建物等の構造物内部にはり巡らされた配管路を、該配管路における各種災害発生の危機を総合的に予知する警報センサとして用い、該配管路の所要部に設定したそれぞれ特定距離区間の配管の両端部に付設してある総合センサの各検知部から同時計測して得られた音、放射、熱、機械歪、電気、磁気、振動に関連した測定値が常態から変動した異常な測定値であって、該特定距離区間内で事故や災害発生につながる危険性のある場合、測定した異常情報信号を解析することにより、どのような種類の災害事故がどの特定距離区間で発生するか予知することができる。

【００４９】請求項２記載の発明によれば、配管路の特定距離区間の配管の両端部に総合センサを付設する場合、マンホールや構造物の内部空間を利用して容易に総合センサを配管に付設することができるとともに、後のメンテナンスも容易に行うことができる。

【００５０】請求項３記載の発明によれば、配管路の特定距離区間の配管の両端部に総合センサを付設して音、
放射、熱、機械歪、電気、磁気、振動に関する各検知信号を取る場合、該総合センサは配水管外周部にリング状バンド式に配設されることから、該総合センサを容易に特定距離区間の配管の両端部に付設することができるとともに、音や振動の検知は総合センサにおいて配管内に突出するごとく設けた水中マイクにより、放射、機械歪、電気、磁気の検知は、それぞれ総合センサ内に設けられ管外周部に配設された管外部地中放射量測定センサ、管外部歪みを測定するストレーンゲージ、地中接地部との電位差測定センサ、磁気センサにより行うことができ、且つ、熱の検知は、総合センサ内に設けられ管外周部に配設された温度センサと管内に突出するごとく設けた温度センサにより管外周部の温度と管内温度とを同時に検知することができ、これ等の測定センサで検知した測定信号を一括して総合センサからのデータ信号としてそれぞれ異常を検出すべく容易に解析に使用せしめることができる。

【００５１】請求項４記載の総合危機予知防災監視システムによれば、大都市や一般の市や町にはり巡らされた配水管のネットワーク管路上における災害事故発生を、
配水管路全体に亘って設定した所要の多数の特定距離区間の配水管の両端部に付設した総合センサで検知した音、放射、熱、機械歪、地中接地部との電位差、磁気、
振動に関する測定信号を遠隔より通信衛星を介して、地上の電話回線による場合の伝送事故を回避するようにして、常時一括的に中央集中監視センターにおいて受信しデータ信号処理装置で収集解析して、少くとも異常発生した特定距離区間を異常発生位置表示装置の管路の表示画面に表示し、事故内容をモニタに表示することにより、災害事故発生前に事故場所と事故内容を特定乃至推定して危機を予知し、災害発生を防ぐように監視することができ、早急に対策を講じることができる。

【００５２】請求項５記載の発明によれば、移動式であり乍ら通信衛星からの伝送電波を受信しデータ信号を収集解析して災害発生の危機を予知することができるようにした中央集中監視センターの機能に異変が生じたときのバックアップシステムとして機能する自動車を使用するとき、該自動車に災害発生位置表示装置として搭載したナビゲータにより、該自動車の移動中該自動車の地図上の現在位置と異常発生特定距離区間が表示されるので、各特定距離区間を巡回して異常発生を監視するとき、容易に異常発生箇所に赴くことができ、災害発生の対策業務に効率的に使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の配管路全体を総合危機予知警報センサとして使用する方法を実施するための装置のブロック図である。

【図２】配水管接続部に付設した状態を示す総合センサの構成図で、(A) は側面図、(B) は図(A) のＹ−Ｙ断面図である。

【図３】災害発生位置を検知表示するときの手順を示すフローチャートである。

【図４】配水管による総合危機予知防災監視システムを示す模式図である。

【図５】マンホールアンテナとその取付図で、(A) は平面図、(B) は側面図である。

【図６】データ収集解析車による異常情報検知システムを示すもので、(A) は該システムの模式図、(B) はデータ収集解析車の側面図である。

【図７】配水管の特定距離区間に災害が発生するときの一例を、(A) 、(B) 、(C) の順に示した管路の断面図である。

【図８】異常情報信号を発生した特定距離区間の管路の表示画面の一例を、漏水の場合について示した図である。

【符号の説明】

１…配水管、 1 _f …配水管接続部（フランジ）、 ２
…増幅器、 ３…Ａ／Ｄ変換器、 ４…伝送手段、 ６
…データ信号処理装置（異常情報データ処理装置）、
７…異常情報表示装置、 7 ₁ …異常発生位置表示モニタ、 7 ₂ …事故内容表示モニタ、 7 ₃ …業務報告書作成表示モニタ、 ８…プリンタ、 ９…キーボード、 １
０…Ａ／Ｄ変換器内蔵無線データ送信機、 １１…マンホールアンテナ、 １２…パラボラアンテナ、 １４…
通信衛星、 １５…ソーラー発電機（充電バッテリー内蔵）、 １６…マンホール、 １７…マンホール蓋、
１８…データ収集解析車、 １９…太陽電池、 ２０…
無線データ送受信機、 ２１…車輌用ナビゲータ、 Ｓ
…総合センサ、 S ₁ …水中マイク、 S ₂ …管外部地中放射量測定センサ、 S ₃ …管外部温度測定センサ、 S ₃ '
…管内部温度測定センサ、 S ₄ …管外部歪測定センサ（ストレーンゲージ）、 S ₅ …地中接地部との電位差測定センサ、 S ₆ …管外部磁気測定センサ。