JP5270232B2

JP5270232B2 - 計測システム並びに傾斜計

Info

Publication number: JP5270232B2
Application number: JP2008166231A
Authority: JP
Inventors: 良行窪井; 晋一郎浅利
Original assignee: Rexxam Co Ltd
Current assignee: Rexxam Co Ltd
Priority date: 2008-06-25
Filing date: 2008-06-25
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2028-06-25
Also published as: JP2010008156A

Description

本発明は、傾斜計の水平面に対する傾斜角度を計測することで、地滑り等の土砂災害の発生確率が高い危険箇所の特定などに用いられる計測システム並びに傾斜計に関するものである。

山の斜面等の傾斜した地面においては、地震や集中豪雨が引金となり地滑り等の土砂災害が発生することがある。このような土砂災害の発生確率が高い危険箇所は、地面に変位が生じていることが多い。そこで、現場付近に居住する住民や通行人からの通報、あるいは定期的な目視点検によりひび割れ等の異常を見つけることで危険箇所を予測し、補強工事などの対策をとることが従来から為されている。

ただ、前記異常は専門家でなければ的確に判断することが難しいため、地面の変位を傾斜計によって計測し、計測結果に基づいて危険箇所を特定することが考えられている。

傾斜計としては、ケース内に球体を収容し、鉛直方向に対してケースが傾いたときに球体が転動してスイッチをオンする構成を有するものが知られている（たとえば特許文献１参照）。この傾斜計は、地面に立てられた杭に取り付けられ、地面の変位によって杭が傾くと上記スイッチがオンして警報を発する。ただし、上記構成の傾斜計は、地面に変位が生じたか否かを検出するものに過ぎず、変位の程度を計測するものではないから、危険箇所を精度よく特定することは困難である。

一方、複数種類のセンサ（加速度センサ、ＧＰＳアンテナ、方位センサ、角速度センサ）を用いて地面の変位を計測するものも知られている（たとえば特許文献２参照）。特許文献２では、山腹の複数箇所に傾斜計（測定プローブ）を設置し、各傾斜計の計測値を無線通信により観測基地局へ送信するように構成した計測システム（土石流検知システム）が記載されている。

ところで、この種の傾斜計は電池駆動とされることが一般的であり、長時間の稼働を可能とするために電力消費を極力少なく抑える必要がある。そのため、特許文献２においては、定常時には傾斜計を一部のセンサ（Ｘ軸加速度センサとＹ軸加速度センサ）にのみ電源が投入された動作モード（スリープ待機状態）で動作させ、比較的長い所定時間（４８時間）毎に観測基地局へ計測値を送信する構成が採用されている。ここで、土石流の発生などにより所定値以上の加速度が傾斜計に作用すると、傾斜計の全体に電源が供給され、観測基地局へ連続的に計測値が送信される。
特開２００５−２５９５３３号公報（第８−９頁）特許第３０２６１９７号公報（第３−４頁）

しかし、特許文献２の計測システムでは、電力消費を極力少なく抑えるために、定常時には比較的長い周期（ここでは４８時間）で計測値を観測基地局へ送信するのであって、計測の時間分解能が低く詳細な計測値は得られないので、危険箇所を精度よく特定することは難しい。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであって、電力消費を極力少なく抑えながらも、危険箇所の特定精度を向上させることができる計測システム並びに傾斜計を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、それぞれ測定対象に取り付けられ、水平面に対する自己の傾斜角度を加速度センサによって計測する傾斜計を計測エリア内に複数台備え、各傾斜計にそれぞれ設けた通信回路によって計測エリア内の複数台の傾斜計間で無線通信が可能な計測システムであって、各傾斜計が、既定の第１サンプリング周期で傾斜角度を計測する通常モードでの動作中に、第１の閾値以上の傾斜角度の変化が計測されると第１サンプリング周期よりも短い第２サンプリング周期で傾斜角度を計測する警戒モードに動作モードを切り替え、前記警戒モードでの動作中に、所定の警戒時間に亘り第２の閾値以上の傾斜角度の変化が計測されなければ前記動作モードを前記通常モードに切り替えるモード切替手段と、動作モードが警戒モードに切り替わるときに計測エリア内の他の傾斜計に対して警戒信号を送信し当該他の傾斜計の動作モードを警戒モードに切り替える同期手段とをそれぞれ有し、前記計測エリア内の複数台の前記傾斜計のうち１台の傾斜計が親機として機能し残りの傾斜計が子機として機能しており、親機が、子機との通信により子機から傾斜値を収集し、子機が、前記通常モードでの動作中に、所定のスリープ時間に亘り第３の閾値以上の前記傾斜角度の変化が計測されなければ、複数回分の計測値を記憶し一括して親機に送信することで親機との通信の頻度を低下させる節電モードに動作モードを切り替え、且つ節電モードでの動作中に、第４の閾値以上の傾斜角度の変化が計測されれば、動作モードを通常モードに切り替える節電手段を備えることを特徴とする。

この構成によれば、傾斜計は、通常モードでの動作中に第１の閾値以上の傾斜角度の変化が計測されると動作モードが警戒モードに切り替わるので、傾斜角度を計測する周期が短くなり、傾斜角度計測の時間分解能を高めることができる。また、通常モードでの動作中には、傾斜角度を計測する周期が長くなるので、電力消費を少なく抑えることができる。しかも、同期手段により、計測エリア内のいずれかの傾斜計の動作モードが警戒モードに切り替わると、計測エリア内の他の傾斜計の動作モードも警戒モードに切り替わるので、計測エリア内の１箇所で傾斜角度の変化が閾値を超えると、計測エリアの全体について、傾斜角度計測の時間分解能を高めて詳細な計測値を得ることができる。その結果、計測エリア内の危険箇所の特定精度が向上する。
さらに、この構成によれば、子機は、通常モードでの動作中に、所定のスリープ時間に亘り第３の閾値以上の傾斜角度の変化が計測されなければ、親機との通信の頻度を低下させる節電モードに動作モードが切り替わるので、通信に掛かる消費電力量を低減することができる。

本発明は、計測エリア内のいずれかの傾斜計の動作モードが警戒モードに切り替わると、計測エリア内の他の傾斜計の動作モードも警戒モードに切り替わるので、計測エリア内の１箇所で傾斜角度の変化が閾値を超えると、計測エリアの全体について詳細な計測値を得ることができ、計測エリア内の危険箇所の特定精度が向上するという利点がある。

（実施形態１）
本実施形態の計測システムは、図２に示すように山の斜面の複数箇所に設置される複数台（ここでは９台）の傾斜計Ａ０〜Ａ８（以下、個々を特に区別しないときには単に傾斜計Ａという）を備え、測定対象の傾斜を計測するシステム（傾斜計測システム）であって、これら複数台の傾斜計Ａでの計測値が、地滑り等の土砂災害の発生確率の高い危険箇所の特定に用いられるものである。以下では、傾斜計Ａが設置され計測の対象となるエリアを計測エリアＢという。

傾斜計Ａは、図３（ａ）に示すように下部が地中に埋設される形で計測エリアＢの地面Ｅに立設された測定対象としての鋼管Ｐの上端部に取り付けられるものであって、図３（ｂ）に示すように鋼管Ｐと機械的に結合される結合部２と、結合部２の上方に形成された略円錐形状のレドーム部３とを具備する筐体１を有している。筐体１は、内部空間への水分の浸入を防止する防水構造を採用しており、電気回路を構成する各種の部品を収納している。結合部２は円筒状であって、一部に形成された取付ボルト孔４を通して取付ボルト５を締め付けることにより鋼管Ｐと機械的に結合される。ここで、鋼管Ｐは軸方向が鉛直方向と略一致するように立設され、傾斜計Ａは鉛直方向に対する鋼管（測定対象）Ｐの軸方向の傾斜角度を計測する。ただし、後述する較正処理によって、傾斜計Ａの設置後に傾斜計Ａの計測値（傾斜角度）を０にリセットすることができるので、鋼管Ｐの軸方向は鉛直方向と完全には一致していなくてもよい。

上記傾斜計Ａは、図１に示すように傾斜角度を計測する主回路６と、他の傾斜計Ａとの通信を行う通信回路７と、各回路への電力供給源となる電池８とを筐体１内に備えている。

通信回路７は、無線通信により他の傾斜計Ａと通信を行うものであって、本実施形態では一例として、ＩＥＥＥ（米国電気電子学会）でＺｉｇＢｅｅ（ジグビー）として規格化されている通信方式を採用する。ＺｉｇＢｅｅを用いた通信は、通信距離が比較的短く（たとえば７０ｍ）、また通信速度は低速（たとえば２５０ｋｂｐｓ）であるものの、低消費電力であって電池８駆動でも長期間の動作が可能という特徴がある。しかもＺｉｇＢｅｅは、複数の通信拠点間でマルチホップ通信を行うことにより簡単に通信エリアを拡大できる所謂メッシュ・ネットワークを利用した通信方式であるため、上記通信距離を超えて通信することも可能である。ここで、複数台の傾斜計Ａは、いずれも最も近い傾斜計Ａまでの距離が所定の通信距離（たとえば７０ｍ）以内となるように２次元配置（たとえばマトリクス状に配置）される。したがって、前記通信距離以上離れた傾斜計Ａ同士であっても、その間に存在する他の傾斜計Ａが中継することで通信可能となる。

主回路６は、鉛直方向に対する鋼管Ｐの傾斜角度を計測する加速度センサ９と、方位を計測する方位センサ１０と、各センサ出力を処理する信号処理部１１と、各種設定値および各種データを記憶する記憶部１２と、時計部１３とを有している。

加速度センサ９は、周知のように可動部（図示せず）に作用する加速度の大きさを電気信号として出力するものであって、ここでは、可動部の移動する方向をセンシング軸として、当該センシング軸方向へ作用する重力加速度の大きさを計測する。ここに、加速度センサ９としては、少なくとも鋼管Ｐの軸方向に直交する平面内で互いに直交するＸ軸とＹ軸との２軸について感度を有するものが用いられ、当該Ｘ軸およびＹ軸がそれぞれ前記センシング軸となる。

すなわち、重力加速度の作用する鉛直方向に直交する面（水平面）にセンシング軸が平行している状態を初期状態とすると、初期状態ではセンシング軸方向に重力加速度が作用せず、加速度センサ９の出力が０となる。一方、鋼管Ｐが傾倒して初期状態から傾斜計Ａの筐体１が傾斜すると、センシング軸が水平面に対して傾斜角度θで傾斜し、重力加速度のセンシング軸方向の成分が可動体に作用する。このとき、重力加速度のセンシング軸方向の成分は前記傾斜角度θの関数で表すことができるので、加速度センサ９の出力より、水平面に対するセンシング軸の傾斜角度θを求めることができる。さらに、Ｘ軸とＹ軸との２軸をセンシング軸とすることで、前記傾斜角度θはＸ軸とＹ軸とを含むＸ−Ｙ平面（つまり鋼管Ｐの軸方向に直交する平面）上での向きをパラメータに含むベクトル量として求まることになる。なお、ここではＭＥＭＳ（Micro ElectroMechanical Systems）技術を用いて製造され、ワンチップ化された小型の加速度センサ９を用いるものとする。

方位センサ１０は、地磁気を利用して方位を計測し、計測結果を電気信号として出力するものである。これにより、信号処理部１１においては、上記加速度センサ９の出力と方位センサ１０の出力との両方を用いることで、加速度センサ９により計測された傾斜角度θで鋼管Ｐが傾斜した方位を特定することが可能となる。すなわち、加速度センサ９だけではＸ−Ｙ平面上での鋼管Ｐの傾斜の向きしか求めることができないが、方位センサ１０の出力を併せて用いることにより、鋼管Ｐの傾斜した絶対的な方位を特定することが可能となる。したがって、傾斜計Ａを設置する際に加速度センサ９のセンシング軸（Ｘ軸、Ｙ軸）を所定の方位に合わせなくても、鋼管Ｐの傾斜した方位を特定することができる。

信号処理部１１は、予め設定される第１サンプリング周期（たとえば１時間）で傾斜角度の計測を行う通常モードと、第１サンプリング周期よりも短い第２サンプリング周期（たとえば１分）で傾斜角度の計測を行う警戒モードとの２つの動作モードを切り替えるモード切替手段１４を有している。つまり、傾斜計Ａは、警戒モードで動作中には、通常モードに比較して傾斜角度の計測を行う時間間隔が短くなって計測値の時間分解能が高くなる。モード切替手段１４は、通常モードでの動作中に、計測されている傾斜角度が第１の閾値（たとえば５度）を超えて変化すると、動作モードを警戒モードに切り替え、一方、警戒モードでの動作中に、予め設定される警戒時間（たとえば６時間）に亘り第２の閾値以上の傾斜角度の変化が生じなければ、動作モードを通常モードに切り替える。なお、ここでは第２の閾値は略０度（たとえば０．５度）に設定され、警戒時間の時限中に少しでも傾斜角度の変化が生じれば通常モードへの切り替えは為されない。

ここにおいて、傾斜計Ａの動作モードが通常モードから警戒モードに切り替わる際、計測エリアＢ内の他の傾斜計Ａに対して通信回路７から警戒信号を送信させることで、これら他の傾斜計Ａについても動作モードを強制的に警戒モードに切り替える同期手段１５が信号処理部１１に設けられている。しかして、１台の傾斜計Ａの動作モードが警戒モードに切り替わると、この傾斜計Ａと同じ計測エリアＢ内に存在する全ての傾斜計Ａの動作モードが警戒モードとなる。

さらに、信号処理部１１は、地面Ｅの変位により鋼管Ｐの傾斜する可能性のある方位（つまり、たとえば南斜面であれば地面Ｅの変位は南側に生じるはずであるから傾斜する可能性のある方位は北側となる）を計測の対象とする設定傾斜方位として予め設定可能であって、当該設定傾斜方位と異なる方位に傾斜した場合には、地面Ｅの変位以外の原因（たとえば鋼管Ｐへの動物の衝突）で鋼管Ｐが傾斜したものとし、誤検知と判断する誤検知回避手段１６を有している。そして、誤検知回避手段１６は、誤検知であると判断した場合、誤検知による傾斜角度の計測値の変化が第１の閾値を超えたとしても、動作モードを警戒モードに切り替えるモード切替手段１４の上記動作を無効とする。

ここに、誤検知回避手段１６は、誤検知と判断した場合に、モード切替手段１４の動作を無効とすることに限らず、適切な誤検知処理をするものであればよい。すなわち、たとえば誤検知と判断したときに傾斜角度を０にリセットする誤検知処理をすることで、地面Ｅの変位以外の原因で鋼管Ｐが傾斜した状態を初期状態として、当該初期状態からの傾斜角度の変化を改めて計測させることができる。なお、誤検知回避手段１６は、誤検知と判断された計測値に誤検知フラグを付与する誤検知処理をすることで、計測値の記録から誤検知か否かを判別できるようにするものでもよい。

また、本実施形態では、上述したように傾斜計Ａの計測値を０にリセットする較正処理を行う較正手段１７としての機能が信号処理部１１に備わっている。つまり、傾斜計Ａの設置時に鋼管Ｐの軸方向が鉛直方向と完全に一致していなくとも、このときの状態を初期状態として傾斜角度を０に設定することで、当該初期状態からの傾斜角度の変化を計測することができる。ここに、較正手段１７は通信回路７で無線通信により較正信号を受けることにより較正処理を開始するものであって、したがって、計測エリアＢへの複数台の傾斜計Ａの設置が完了した後、これら複数台の傾斜計Ａに対して較正信号を一斉送信することにより、複数台の傾斜計Ａの較正処理を一斉に行うことができる。

ところで、計測エリアＢに設置された複数台の傾斜計Ａのうち１台の傾斜計Ａ０は親機として動作し、その他の傾斜計Ａ１〜Ａ８は子機として動作する。子機の主回路６で計測された計測値は、上述した通信回路７により親機に伝送される。すなわち、計測エリアＢ内に存在する複数台の子機での計測値は親機にて収集される。本実施形態では、マルチホップ方式の通信方式（ＺｉｇＢｅｅ）を採用しているので、親機から比較的離れた下位の子機の計測値は、自己よりも親機に近い上位の子機で中継され親機に伝送される。親機は、自己の計測値および収集した計測値を記憶部１２に記憶する。親機からの計測値の読み出しは、親機から無線通信により図示しない管理端末器（パーソナルコンピュータまたはハンディターミナル）へ計測値を送信することで行われる。なお、図１の例では各傾斜計Ａに防水コネクタからなる外部接続端子１８を個別に設けてあり、当該外部接続端子１８に管理端末器等を接続することで計測値の読み出しを行うことも可能である。

ここに、計測エリアＢ内の複数台の傾斜計Ａについてはいずれも親機を基準として動作タイミング（計測や通信のタイミング）を同期させる。具体的には、傾斜角度の計測を開始する前に管理端末器から親機に送信され、且つ親機から各子機に転送される時刻データを用いることで動作タイミングの同期をとるようにする。しかして、子機は、自己よりも下位の（親機から離れた）子機から受信した計測値と一緒に、自己の計測値を自己より上位の（親機に近い）子機あるいは親機に送信する。

ここで、子機としての傾斜計Ａ１〜Ａ８は、通常モードおよび警戒モードにおいては傾斜角度を計測するごとに親機（傾斜計Ａ０）に対して計測値を伝送する。しかし、計測値を伝送する度に電力を消費するので、計測値を伝送する機会を極力減らすことにより電力消費を少なく抑えることが望ましい。

そこで、本実施形態では、少なくとも子機として使用される傾斜計Ａ１〜Ａ８に関し、傾斜角度を複数回計測する間の計測値を記憶部１２に記憶し、複数回分の計測値を一括して親機（傾斜計Ａ０）に伝送する節電モードと、上記通常モードとの２つの動作モードを切り替える節電手段１９としての機能を信号処理部１１に設けてある。つまり、節電モードでの動作中は、通常モードに比較して親機（傾斜計Ａ０）との通信の頻度が低下し、通信に掛かる消費電力量を低減することができる。節電手段１９は、通常モードでの動作中に、傾斜角度に第３の閾値以上の変化を生じない状態が所定のスリープ時間（たとえば２４時間）継続すると、動作モードを節電モードに切り替え、一方、節電モードでの動作中に、傾斜角度に第４の閾値（たとえば０．５度）以上の変化が生じると、動作モードを通常モードに切り替える。なお、ここでは第３の閾値は略０度（たとえば０．５度）に設定され、スリープ時間の時限中に少しでも傾斜角度の変化が生じれば節電モードへの切り替えは為されない。

また、上述した各閾値（第２、第３の閾値は除く）や第１サンプリング周期や第２サンプリング周期、警戒時間やスリープ時間や設定傾斜方位などの各種設定値は、管理端末器にて設定され傾斜計Ａの記憶部１２に記憶される。ここでは、第１の閾値は５度、第４の閾値は０．５度、第１サンプリング周期は１時間、第２サンプリング周期は１分、警戒時間は６時間、スリープ時間は２４時間がそれぞれ初期値として設定されている。設定傾斜方位としては１６方位のうち２方位を設定可能とする。さらに、傾斜計Ａの設置位置（緯度、経度）、現在の日時、管理端末器を識別するための端末番号、親機・子機の区別や、子機にあっては個々を識別するための子機番号、親機にあってはノード（最大２０台）などの設定値も管理端末器にて設定される。なお、子機から親機に計測値を伝送する通信周期を第１サンプリング周期や第２サンプリング周期とは別に設定できるようにしてもよく、この場合、通信周期も管理端末器で設定する。

以下に、本実施形態の計測システムの動作について、図４ないし図６に示すフローチャートを参照して説明する。なお、図４ないし図６のフローチャートは親機（傾斜計Ａ０）に最も近い子機（傾斜計Ａ１）の動作例を表すものである。

電源が投入されると（Ｓ１）、傾斜計Ａ１は通信待機状態となる（Ｓ２）。この状態で、管理端末器から設定確認信号を受信すると（Ｓ３：Ｙｅｓ）、記憶部１２内の現在の各種設定値（初期値）を管理端末器に返信する（Ｓ４）。そして、傾斜計Ａ１は、管理端末器において変更された各種設定値を管理端末器から受信すると（Ｓ５：Ｙｅｓ）、設定値の更新を行い（Ｓ６）、計測開始信号を待つ計測スタンバイ状態に移行する（Ｓ７）。ここに、計測開始信号は管理端末器から時刻データと共に親機（傾斜計Ａ０）に送信され、この親機によって時刻データと共に各子機に転送される。

しかして、傾斜計Ａ１は、親機から計測開始信号を時刻データと共に受信すると（Ｓ８）、計測スタンバイ状態を終了し動作タイミングに関して同期をとる（Ｓ９）。さらに、本実施形態ではマルチホップ方式の通信方式（ＺｉｇＢｅｅ）を採用しているので、傾斜計Ａ１は、自己よりも下位の子機（傾斜計Ａ２〜Ａ８）に計測開始信号および時刻データを転送する（Ｓ１０）。

その後、傾斜計Ａ１では計測値をリセットする較正処理を行い（Ｓ１１）、傾斜角度の計測を開始し（Ｓ１２）、傾斜角度を計測して計測値を記憶部１２に記録する（Ｓ１３）。このとき記憶部１２に記憶されるのは、計測された傾斜角度（計測値）と傾斜した方位と計測日時とを含む計測データである。さらに傾斜計Ａ１は、自己より下位の子機（傾斜計Ａ２〜Ａ８）から計測データを受信し、受信した計測データを自己の計測データと共に親機に転送する（Ｓ１４）。このとき転送される計測データには、送信元を特定するための子機番号と、電池残容量不足などを示すアラームとが付加される。親機に収集された計測データは、親機が管理端末器からの送信要求信号を受けたときに、親機自身の計測データと共に管理端末器に送信される。

ところで、電源が投入された当初は、傾斜計Ａ１は通常モードで動作するため、傾斜角度の計測（Ｓ１３）および計測データの送信（Ｓ１４）は第１サンプリング周期で周期的に繰り返される。ただし、傾斜計Ａ１の動作モードは、モード切替手段１４や節電手段１９によって、通常モードから警戒モードあるいは節電モードに切り替えられることがある。

すなわち、図５に示すように、傾斜角度の変化が第１の閾値以上となった場合（Ｓ２１：Ｙｅｓ）、モード切替手段１４により動作モードが通常モードから警戒モードに切り替えられ（Ｓ２２）、傾斜角度の計測および計測データの送信の周期が第１サンプリング周期から第２サンプリング周期に切り替えられる。このとき、同期手段１５により警戒信号が他の傾斜計Ａ０，Ａ２〜Ａ８に送信される（Ｓ２３）。その後、警戒時間の時限終了時点で（Ｓ２４）、警戒モード中の傾斜角度の変化が第２の閾値未満であれば（Ｓ２５：Ｙｅｓ）、モード切替手段１４によって動作モードが警戒モードから通常モードに切り替えられる（Ｓ２６）。ここに、警戒信号を受信した他の傾斜計Ａ０，Ａ２〜Ａ８もまた上記ステップＳ２２〜Ｓ２６の動作を行う。

また、図６に示すように、傾斜角度の変化が第３の閾値に満たない状態がスリープ時間継続した場合（Ｓ３１：Ｙｅｓ）、節電手段１９により動作モードが通常モードから節電モードに切り替えられる（Ｓ３２）。その後、傾斜角度に第４の閾値以上の変化があれば（Ｓ３３：Ｙｅｓ）、節電手段１９によって動作モードが節電モードから通常モードに切り替えられる（Ｓ３４）。

以上説明したように、本実施形態の計測システムにおいては、傾斜計Ａは、通常モードで動作中に傾斜角度が第１の閾値以上変化すると、警戒モードに切り替わることで計測値の時間分解能が高くなり、通常モードよりも詳しいデータを採ることが可能になる。つまり、傾斜角度が第１の閾値以上変化した場合、傾斜計Ａの設置されている地点の地面Ｅが変位していることを示唆し、その地点の計測値は緊急性の高いデータと考えられるため、その地点についてより詳しいデータを採ることは非常に有用である。一方、警戒モードでの動作中に傾斜角度が殆ど変化しなければ、通常モードに切り替わることで傾斜角度を計測する時間間隔が長くなり、警戒モードよりも電力消費を少なく抑えることができる。

しかも、計測エリアＢ内のいずれかの傾斜計Ａが警戒モードに切り替わると、この傾斜計Ａから送信される警戒信号によって計測エリアＢ内の全ての傾斜計Ａが警戒モードに切り替わるので、計測エリアＢ全域について詳しいデータを採ることができる。その結果、計測エリアＢ内の危険箇所の特定精度が向上する。

さらに、本実施形態では、誤検知回避手段１６を設けたことで、たとえ傾斜角度が変化したとしても、方位センサ１０によって計測される傾斜の方位が設定傾斜方位と相違する場合には、このときの傾斜角度は誤検知と判断され、誤検知による傾斜角度の計測値の変化が第１の閾値を超えたとしても、動作モードを警戒モードに切り替わることはない。つまり、鋼管Ｐに動物が衝突したことなどに起因して誤検知が発生しても、誤検知回避手段１６が適切な誤検知処理をすることで、当該誤検知の影響を無効とすることができる。

また、子機としての傾斜計Ａ１〜Ａ８は、通常モードでの動作中にスリープ時間に亘って傾斜角度が殆ど変化しなければ、節電モードに切り替わることで通信の頻度が低くなり、通常モードよりも電力消費を少なく抑えることができる。つまり、傾斜角度に殆ど変化が生じていない場合、傾斜計Ａの設置されている地点の地面Ｅが変位していないことを示唆し、その地点の計測値は緊急性の低いデータと考えられるため、この地点の計測値を親機に伝送する頻度が低下しても特に問題は生じない。

上記実施形態の計測システムによって得られる計測結果は、たとえば１週間に１度、管理端末器によって親機から回収される。そして、当該計測結果を分析することで、計測エリアＢの地面Ｅの状態（変位の様子）を推定し、地滑り等の土砂災害が生じる可能性が高い危険箇所か否かの判断をすることが可能である。この計測システムを構成する傾斜計Ａは、同じ計測エリアＢに所定の期間（たとえば１年）設置され、その間に特に傾斜角度の変化がなければ回収されて別の計測エリアに設置される。この計測システムを用いた計測により危険箇所と判断された計測エリアＢに関しては、より精度よく地面の変位を計測できる計測器（たとえばレーザ変位計）によって引き続き監視を行うことが望ましい。

なお、傾斜計Ａに光あるいは音による発報装置を付加し、傾斜角度がある値を超えたときに発報装置から警報を発するようにしてもよい。また、傾斜計Ａの電池１８を二次電池とし、この二次電池が太陽電池等で充電される構成としてもよく、この場合、傾斜計Ａのメンテナンスの頻度を低減することが可能である。

ところで、上記実施形態では、本発明の計測システムを地滑り等の土砂災害の発生確率の高い危険箇所の特定に使用する例を示したが、その他の用途に本発明の計測システムを用いることも考えられる。たとえば、本発明の計測システムを用いて家屋や橋などの建造物の傾きを測定することが可能であり、この場合、建造物を構成する複数本の柱に測定対象としての鋼管Ｐをそれぞれ固定する。これにより、各鋼管Ｐに取り付けられている傾斜計Ａにて鉛直方向に対する柱の傾斜角度を計測することが可能となり、計測システムによって建造物の傾きが測定可能となる。

本発明の実施形態１の傾斜計の構成を示す概略ブロック図である。同上の傾斜計を示し、（ａ）は設置状態の概略図、（ｂ）は概略斜視図である。同上の計測エリアを示す概略斜視図である。同上の子機の基本動作を示すフローチャートである。同上の子機の動作を示すフローチャートである。同上の子機の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

７通信回路
９加速度センサ
１４モード切替手段
１５同期手段
１７較正手段
１９節電手段
Ａ，Ａ０〜Ａ８傾斜計
Ｂ計測エリア
Ｅ地面

Claims

それぞれ測定対象に取り付けられ、水平面に対する自己の傾斜角度を加速度センサによって計測する傾斜計を計測エリア内に複数台備え、各傾斜計にそれぞれ設けた通信回路によって計測エリア内の複数台の傾斜計間で無線通信が可能な計測システムであって、各傾斜計は、既定の第１サンプリング周期で傾斜角度を計測する通常モードでの動作中に、第１の閾値以上の傾斜角度の変化が計測されると第１サンプリング周期よりも短い第２サンプリング周期で傾斜角度を計測する警戒モードに動作モードを切り替え、前記警戒モードでの動作中に、所定の警戒時間に亘り第２の閾値以上の傾斜角度の変化が計測されなければ前記動作モードを前記通常モードに切り替えるモード切替手段と、動作モードが警戒モードに切り替わるときに計測エリア内の他の傾斜計に対して警戒信号を送信し当該他の傾斜計の動作モードを警戒モードに切り替える同期手段とをそれぞれ有し、
前記複数台の前記傾斜計のうち１台の傾斜計は親機として機能し残りの傾斜計は子機として機能しており、親機は、子機との通信により子機から傾斜値を収集し、子機は、前記通常モードでの動作中に、所定のスリープ時間に亘り第３の閾値以上の前記傾斜角度の変化が計測されなければ、複数回分の計測値を記憶し一括して親機に送信することで親機との通信の頻度を低下させる節電モードに動作モードを切り替え、且つ節電モードでの動作中に、第４の閾値以上の傾斜角度の変化が計測されれば、動作モードを通常モードに切り替える節電手段を備えることを特徴とする計測システム。