JP3742346B2

JP3742346B2 - Disaster prevention information distribution server and disaster prevention distribution system used with this server

Info

Publication number: JP3742346B2
Application number: JP2002008875A
Authority: JP
Inventors: 朗武石; 国加武智; 智治岩崎
Original assignee: Kokusai Kogyo Co Ltd
Current assignee: Kokusai Kogyo Co Ltd
Priority date: 2002-01-17
Filing date: 2002-01-17
Publication date: 2006-02-01
Anticipated expiration: 2022-01-17
Also published as: JP2003217054A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、法面等の斜面の状態をリアルタイムで監視して得られた時系列計測データに応じて防災情報を配信するための防災情報提供サーバ及びこのサーバを用いた防災情報提供システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、法面等の斜面、特に、不安定要素がある大規模な法面では崩落の危険が常に付きまとう関係上、斜面を適切に維持管理する必要があり、斜面の維持管理においては、各種の保護工及び対策工が施されている。しかしながら、斜面を維持管理する際においては、地山の風化、植生の遷移、及び保護工や対策工の老朽化等の要因がどのように斜面崩落にかかわっているか未だに不明な点が多い。このため、斜面の状態を常に監視して、事前に斜面崩落を予測することが行われている。
【０００３】
このような斜面崩落の兆候を監視するシステムとして、例えば、特平開１０−１１６７７号公報に記載された防災監視システムが知られている（以下単に従来例と呼ぶ）。
【０００４】
従来例では、光ファイバーで防災ネットを編成して、法面等の崩落現場にこの防災ネットを張設している。そして、光ファイバーが引っ張り・曲げ・圧縮等のストレスを受けると、その透過光量が減少するので、この透過光量の減少を監視して、透過光量が予め規定された閾値以下となると、警報灯又はブザー等の警報素子を駆動して崩落の危険を通知するようにしている。
【０００５】
このように、従来例では、法面に崩落の危険があるか否かをリアルタイムに監視しているものの、単に、法面に崩落の危険があるか否かの判別をリアルタイムに行っているだけであって、法面等の斜面の状態をリアルタイムに計測して監視情報を得ることができない。つまり、従来例では、時系列的に斜面の状態を監視することができないばかりか、斜面に関する防災情報を多数のユーザに対して配信することもできない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、斜面の状態をリアルタイムで計測して、その時系列計測データから斜面の状態を知ろうとしても、時系列計測データ自体の評価が極めて難しく、しかも天候等の外的要因によって時系列データがばらつくことを考慮すると、専門的な知識を有しなければ、時系列データを適切に評価することは困難であり、特に、専門知識を備えないユーザ自身が時系列計測データから斜面の状態・安全性等を評価することは極めて困難である。
【０００７】
例えば、従来のリアルタイム監視システムでは、斜面に設置された各種センサーから得られた計測データを、斜面現場に近接して配置された監視装置本体（監視コンピュータ）に有線又は無線によって送り、監視コンピュータで計測データを集計して時系列計測データとして表示している。このため、時系列計測データ自体の評価が極めて難しく、しかも天候等の外的要因によって時系列計測データがばらつくことを考慮すると、専門的な知識を有しなければ、時系列データを適切に評価することは困難であった。このため、専門知識を備えないユーザにとっては、時系列計測データを的確に評価した防災情報を得ることが難しい。
【０００８】
さらに、従来のリアルタイム監視システムは、所謂スタンドアロン方式であり、当該斜面を監視すべき主体（ユーザ）が斜面現場毎にリアルタイム監視システムを配置しなければならい。このため、監視システム自体が高価となるばかりでなく、斜面現場毎にバージョンアップ等の方策を講じないと、斜面の状態を適切に監視できないという課題もあり、適宜、時系列計測データを的確に評価した防災情報が得られない。
【０００９】
このように、従来の斜面監視システムでは、不特定多数のユーザに対して斜面に関する情報（斜面防災情報）を配信することはできず、しかも、ユーザ側から所望の斜面防災情報を適宜閲覧することもできないという課題がある。
【００１０】
本発明の目的は、斜面の状態をリアルタイムで監視して得られた時系列計測データに基づいて斜面防災情報を得てこの斜面防災情報を多数のユーザに対して配信して、ユーザが的確に時系列的に斜面の変位を把握できる防災情報配信サーバを提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、斜面の状態をリアルタイムで監視して得られた時系列計測データに基づいて斜面防災情報を得てこの斜面防災情報を多数のユーザに対して配信して、ユーザが的確に時系列的に斜面の変位を把握できる防災情報配信システムを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、斜面の状態を監視して前記斜面に関する防災情報を得て該防災情報をインターネットを介して予め登録されたユーザ端末装置に配信するための防災情報配信サーバであって、ＧＰＳ衛星からの電波に基づいた前記斜面の変位をリアルタイムに計測して得られた時系列計測データを収集する収集手段と、前記時系列計測データをフィルタ処理・平滑処理によってノイズを除去して処理済み変位データとする解析手段と、該処理済変位データに基づいて安定性評価結果を生成して安定性評価情報を得る安定性評価手段と、前記時系列計測データ、処理済み変位データ、および安定性評価情報を防災情報として前記ユーザ端末からの要求に応じて前記ユーザ端末に配信する配信手段とを備え、
前記安定性評価手段は、斜面頂部に滑りの形跡がみとめられる点からＧＰＳ衛星からの電波に基づいて斜面の変位をリアルタイムに計測する計測点における変位ベクトルに平行な線を連ねて滑り面を設定し、該滑り面における滑り層の各要素に生じる初期応力を地山の自重から求め、該初期応力を基に有限要素法に用いられる前記各要素における応力とひずみの関係を弾性係数とせん断剛性との関係を示す異方損傷パラメータ（ｍ）を用いて表し、前記各要素の異方損傷パラメータ（ｍ）を変化させて、前記各要素の応力、ひずみ、さらに斜面表面の変位を算出し、該斜面表面の計算変位が前記処理済み変位データを最も再現する変位となる各要素の前記異方損傷パラメータ（ｍ）を定め、該定められた異方損傷パラメータ（ｍ）を用いて前記各要素に生じる応力を求め、該応力から各要素における滑り面に沿う方向のせん断応力と滑り面の直応力とを求め、該直応力とクーロン式とからせん断抵抗を求め、前記滑り層の各要素の合計せん断抵抗と合計せん断応力との比から滑り面における滑り安全率を求め、該安全率が基準設定値を超えるか否かによって滑りの虞を評価して安定性評価結果を生成するように構成されていることを特徴とする防災情報配信サーバが得られる。そして、このようにすれば、ユーザは的確に時系列的に斜面の変位を正確に把握できることになる。さらには、処理済み変位データに基づいて有限要素法を用いて前記斜面の安定性を評価して安定性評価結果を生成して該安定性評価結果を前記防災情報として前記ユーザ端末装置に配信するため、ユーザは斜面の安定性を容易にかつ時系列的に判断できる。
【００１４】
前記配信手段は、前記ユーザ端末装置からの要求に応じて前記時系列計測データ及び前記処理済み変位データを前記ユーザ端末装置に配信する。また、前記配信手段は、前記安定性評価結果とともに気象情報を前記ユーザ端末装置に配信する。このようにすれば、ユーザ自身が斜面の変位を直に把握することができ、ユーザ自身が気象情報を考慮して安全性を検討できる。
【００１６】
さらに、前記時系列計測データ、前記処理済み変位データ、及び前記安定評価結果が斜面毎に前記防災情報として格納されたデータベースを有し、該データベースには前記斜面毎に少なくとも当該斜面が存在する地域の気象情報、当該斜面に係る地形地質情報、当該斜面に係る対策情報、及び当該斜面に係る災害履歴情報が現場基本情報として蓄積されており、前記配信手段は前記ユーザ端末装置からの要求に応じて前記現場基本情報を前記ユーザ端末装置に配信する。このようにすれば、ユーザは斜面に関する種々の情報を容易に入手できる。
【００１７】
加えて、本発明によれば、上記の防災情報配信サーバと、該防災情報配信サーバにインターネットを介して接続された複数のユーザ端末装置とを有し、前記防災情報配信サーバは前記ユーザ端末装置からの要求に応じて防災情報を前記ユーザ端末装置に配信するようにしたことを特徴とする防災情報配信システムが得られる。このシステムでは、ユーザは的確に時系列的に斜面の変位を正確に把握できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００１９】
図１を参照して、まず、図示の防災監視システムは、複数の斜面監視装置１１−１〜１１−Ｎ（Ｎは２以上の整数）を備えており、これら斜面監視装置１１−１〜１１−Ｎは監視センター１２に、光ケーブル通信回線等の有線通信回線１３を介して接続されている。斜面監視装置１１−１〜１１−Ｎは互いに異なる斜面に配置され、それぞれ斜面の状態をリアルタイムで監視計測して時系列計測データを監視センター１２に送る。ここでは、斜面監視装置１１−１〜１１−Ｎが送出する時系列計測データを、それぞれ第１〜第Ｎの時系列計測データと呼ぶことにする。
【００２０】
監視センター１２にはコンピュータシステム１２ａが備えられており、後述するようにして、監視センター１２では、コンピュータシステム１２ａによって、各斜面監視装置１１−１〜１１−Ｎから得られた第１〜第Ｎの時系列計測データに応じて斜面毎に防災情報を生成する。なお、監視センター１２は、斜面監視システム１１−１〜１１−Ｎから離れた地点に配置されており、遠隔的に時系列データを収集する。このコンピュータシステム１２ａは、インターネット１４に接続されており、インターネット１４を介してユーザ端末装置（例えば、パソコン又は携帯電話機）１５−１〜１５−Ｍ（Ｍは２以上の整数）に防災情報を配信する。つまり、コンピュータシステム１２ａは、第１〜第Ｎの時系列計測データを解析して防災情報を生成するとともに防災情報を配信する防災情報配信サーバとして機能する。
【００２１】
斜面監視装置１１−ｎ（ｎは１からＮまでのいずれかの数）は、少なくとも３つのＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）受信機１１ａ〜１１ｃを有しており、この内の一つ、例えば、ＧＰＳ受信機１１ａは基準点受信機として、斜面以外の地点に配置されている。つまり、基準点受信機１１ａは斜面の基線から離れて安定した地面に配置されている。
【００２２】
一方、他のＧＰＳ受信機１１ｂ及び１１ｃは斜面上に配置されている。そして、ＧＰＳ受信機１１ａ〜１１ｃはＧＰＳ衛星からの電波（ＧＰＳ電波）を受信してリアルタイムにその位置情報（ＧＰＳデータ）を時系列計測データとして出力する。これらＧＰＳ受信機１１ａ〜１１ｃは、通信装置として用いられる通信集約機１１ｄ又は無線集約機１１ｅに接続されており、通信集約機１１ｄは有線通信回線１３に接続されている。そして、通信集約機１１ｄは各時系列計測データを有線通信回線１３を介して監視センター１２に送る。一方、無線集約機１１ｅは各時系列計測データを、無線回線を介して無線中継機１６に送る。図１には無線中継機１６が一つ示されているが、実際には複数の無線中継機１６が配置されており、無線中継機１６毎に通信エリアが規定され、無線中継機１６は自己の通信エリア内に位置する無線集約機１１ｄから時系列計測データを受けることになる。無線中継機１６は前述の有線通信回線１３に接続されており、無線中継機１６から監視センター１２に斜面毎の時系列データが送られることになる。なお、各時系列データには斜面を識別するための情報（斜面識別情報）が付加されている。
【００２３】
このようにして得られた時系列計測データ（ＧＰＳデータ）は各ＧＰＳ受信機の位置情報を時間をおって３次元的に表しており、前述のように、基準点受信機１１ａの位置は安定しているから、変化しないものとみなすことができ、いま、基準点受信機１１ａの位置情報を基準点位置情報とすると、この基準点位置情報と他のＧＰＳ受信機から得られた位置情報とに基づいて斜面の変位を時系列的にしかも３次元的に得ることができる。
【００２４】
ここで、図２及び図３を参照して、監視センター１２では、前述のようにして得られた時系列計測データに基づいて、斜面の変位データ（斜面変位データ）を得て、この斜面変位データを斜面毎にデータベース（記憶装置：図示せず）に格納する。いま、ＧＰＳ受信機１１ａ〜１１ｃによって予め定められた時間間隔でその位置計測を行っているものとすると、予め定められた時間間隔毎に斜面変位データが得られ、この斜面変位データは横軸を時間、縦軸を変位として示されることになる。斜面変位データは、例えば、南北方向、東西方向、及び鉛直方向の変位点列として表される（図３（ａ）は南北方向、図３（ｂ）は東西方向、そして、図３（ｃ）は鉛直方向の変位である）。
【００２５】
ところで、上述の斜面変位データは、各種外的要因（例えば、ＧＰＳ衛星の状態、電離層及び対流圏の影響、マルチパス、及び基線長さ）によってバラツキ（帯状にばらつく）を含んでおり、このような斜面変位データから斜面の状態を正確に把握・評価することは難しい。そこで、監視センター１２（つまり、コンピュータシステム１２ａ）では、斜面変位データに対してフィルタ処理及び平滑化処理を行って、図３（ａ）〜（ｃ）に実線で示す処理済み変位データを生成し、斜面毎に処理済み変位データをデータベースに格納する。
【００２６】
ここで、フィルタ処理及び平滑化処理について説明すると、ここでは、カルマンフィルタのアルゴリズムによって、状態ベクトルｘ_ｎを推定する方法で、システムノイズの分散τ^２及び観測ノイズの分散σ^２、そして、次数ｋを推定して、ｘ_ｎを離散的に求めて、対数尤度及びＡＩＣ（赤池情報量）を用いて最適なｘ_ｎを推定する。
【００２７】
つまり、状態空間モデルを、ｘ_ｎ＝Ｆ_ｎｘ_ｎ−１＋Ｇ_ｎν_ｎ，ｙ_ｎ＝Ｈ_ｎｘ_ｎ＋ｗ_ｎとする。ここで、ｘ_ｎ：直接観測できない状態ベクトル（確率システムモデル）、ν_ｎ：システムノイズ（平均０，分散共分散行列Ｑ_ｎ）、ｙ_ｎ：観測データ（観測モデル）、ｗ_ｎ：観測ノイズ（平均０，分散共分散行列Ｒ_ｎ）であり、Ｆ_ｎ，Ｇ_ｎ，Ｈ_ｎはそれぞれガウス・マルコフ過程で定義された推移行列である。そして、この状態空間モデルを、確率差分方程式とする。Ｈ_ｎｘ_ｎ＝ｔ_ｎとすると、ｙ_ｎ＝ｔ_ｎ＋ｗ_ｎ（観測モデル），Δ^ｋｔ_ｎ＝ｖｎ（ｋ＝１の場合、Δｔ_ｎ＝ｔ_ｎ−ｔ_ｎ−１＝ν_ｎ，Δ^ｋｔ_ｎはｋ階の差分方程式）となる。
【００２８】
そして、カルマンフィルタによって、一期先予測（第１のステップ）、フィルタ（第２のステップ）、平滑化（第３のステップ）を一連の流れとして計算して、観測値ｙ_ｎ＝｛ｙ_１，ｙ_２，…，ｙ_ｎ）が与えられた下の状態ｘ_ｎ＝｛ｘ_１，ｘ_２，…，ｘ_ｎ｝を求める。
【００２９】
このようにして、フィルタ処理及び平滑化処理を行うと、前述したように、図３（ａ）〜（ｃ）に実線で示す処理済み変位データが生成される。そして、この処理済み変位データは前述の斜面変位データとともにデータベースに格納される。
【００３０】
このようにして、処理済み変位データを得た後、処理済み変位データが斜面の変位を示していると、つまり、斜面変位ありと判定すると、監視センター１２は、当該斜面の診断・予知を実行する。つまり、監視センター１２では、処理済み変位データが斜面の変位を示していると、当該斜面について処理済み変位データから斜面変位の危険度を評価する。ところで、監視センター１２では、前述の計測データの他に、各斜面毎の地形地質情報、対策情報、及び災害履歴情報がデータベースに蓄積されており、これら地形地質情報、対策情報、及び災害履歴情報は、最新のデータに基づいて更新される。
【００３１】
さらに、監視センター１２には各斜面毎に当該地域の気象情報が気象機関等から配信されている。そして、監視センター１２では、これら地形地質情報、気象情報、対策情報、災害履歴情報を勘案して各斜面毎に処理済み変位データに応じた斜面変位の危険度を評価する（診断・予測ルーチン）。
【００３２】
この斜面変位危険度の評価は、例えば、３段階の評価で行われ、”通常変位”、”要注意”、及び”要対策”に別れている。”通常変位”では、「計測データには変位は現れていません。または変位があっても誤差や通常の変動の範囲内です」と判定される。”要注意”では、「斜面に変位が現れており、引き続き注意が必要です」と判定される。そして、”要対策”では、変位が大きくなっており、斜面に変状が発生していると判断されます。点検・対策等、対応が必要です」と判定され、斜面毎に危険度評価結果としてデータベースに格納される。
【００３３】
この診断・予知ルーチンに当たっては、処理済み変位データを用いて斜面安定性評価が行われる。ここでは、例えば、処理済み変位データを用いて、滑り面の設定、初期応力解析、変位データの同定解析、そして、有限要素法を用いた滑り安全率の評価を行う。滑り面の設定では、例えば、滑り面頂部の形跡が認められる点から直近の計測点Ａの変位ベクトルに平行な線を描いて、隣接する計測点Ｂと計測点Ａとを結ぶ線分の二等分線との交点Ｐを求める。次いで交点Ｐから計測点Ｂの変位ベクトルに平行な線を描いて、線分ＢＣ（Ｃは計測点を表す）との交点Ｑを求める。このような操作を繰り返して、脚部Ｄに到達して、滑り面を設定する（図４参照）。
【００３４】
上述のようにして、滑り面を設定した後、計測点と滑り面とを含む斜面の横断面モデルを生成して、滑り層の厚さを設定する。そして、有限要素法（ＦＥＭ）の要素分割を行い、このようなＦＥＭモデルに対して、地山のＥ（ヤング係数：一定値）とν（ポアソン比：一定値）を用いた単体重量γ_ｔを外力とする自重解析を行って、初期応力を求める（初期応力解析）。
【００３５】
さらに、滑り層のみを異方非線形弾性体として、異方損傷パラメータｍを用いて、計測変位（処理済み変位データ）を最もよく再現するｍを同定する。つまり、ｍを次第に低下させていくと、滑り層要素には、剪断降伏が生じるから、降伏規準と歪み軟化則とに応じて超過応力を解放させる反復計算を実行する（計測変位の同定解析）。同定の際には、次に示す評価関数が用いられる。
【００３６】
｛Σ（Ｕ_Ｉ ^ｍ−Ｕ_Ｉ ^ｃ）^２｝／｛Σ（Ｕ_Ｉ ^ｍ）^２｝→最小（ｍｉｎ）
ここで、Ｕ_Ｉ ^ｍ：計測変位，Ｕ_Ｉ ^ｃ：計算変位である。
【００３７】
続いて、有限要素法を用いて、斜面安定解析を行い、滑り安全率の評価を行う。この際には、次に示す式が用いられる。
【００３８】
Ｆ_ｓ＝（ΣＳ_ｉ・Ｌ_ｉ）／（Στ_ｉ・Ｌ_ｉ）＝｛Σ（ｃ_ｉ＋σ_ｉ・ｔａｎφ）Ｌ_ｉ｝／（Στ _ｉ・Ｌ _ｉ）
【００３９】
ここで、σ_ｉ：要素ｉの滑り面上の直応力，τ_ｉ：要素ｉの滑り面上の剪断応力，Ｓ：土要素の剪断抵抗，Ｓ＝ｃ_ｉ＋σ _ｉ・ｔａｎφ，Ｌ_ｉ：滑り線長である。
【００４０】
なお、斜面安定性評価に当たっては、現場診断及び補足調査を行って、斜面安定性評価を行う。
【００４１】
上述の斜面安定性評価によって、監視センター１２では、対策が必要か否かを判定する。そして、対策が必要でないと判定すると、当該斜面について常時診断及び定期診断を行うことになる。一方、対策が必要であると判定すると、対策提案（対策工設計提案）を行う。この対策提案に当たっては、補足調査を行いつつ、例えば、改善提案・対策工設計を行い、改善提案・対策工設計がデータベースに蓄積される。
【００４２】
上述のようにして、監視センター１２では、時系列計測データ、処理済み変位データ、及び安定性評価情報を防災情報として、データベースに蓄積する。そして、後述するようにして、予め登録されたユーザ端末装置１５−１〜１５−Ｍに配信する。
【００４３】
斜面に関する防災情報を得たいユーザは、監視センター１２の運営主体に対して、予め登録を行う。この際、ユーザは必要に応じて後述するオプションを選択する。監視センター１２の運営主体では、ユーザ登録を行うと、ユーザに対して個別のパスワード（ＩＤ）が与えられる。その後、ユーザが維持管理すべき斜面に対して前述の斜面監視装置（ＧＰＳ受信機）が配置され、斜面監視装置によって当該斜面に関する時系列計測データが監視センター１２に収集される。そして、監視センター１２では時系列計測データに応じて処理済み変位データを生成するとともに安定性評価情報を生成する。そして、これら時系列データ、処理済み変位データ、及び安定性評価情報は防災情報（斜面情報）として、前述のように、斜面毎にデータベースに蓄積される。
【００４４】
登録ユーザが防災情報を閲覧しようとする際には、まず、監視センター１２にアクセスする。いま、ユーザ端末装置１５−１からインターネット１４を介して監視センター１２をアクセスしたとすると、ユーザ端末装置１５−１の画面上には、斜面情報トップページが表示される。この斜面情報トップページにおいて、ログインページボタンをクリックすると、ログインページが表示される。登録ユーザがこのログインページからユーザ名及びパスワードを入力すると、監視センター（つまり、防災情報配信サーバ）１２では、入力されたユーザ名及びパスワードが登録されているか否かを判定して、登録されていれば、斜面メンテナンスサービスページをユーザ端末装置１５−１に表示する。なお、登録ユーザでなければ、防災情報配信サーバ１２は処理を終了する。
【００４５】
この斜面メンテナンスサービスページには、安定性評価結果（安定性評価情報）、案内図、計測位置図、計測結果、現場基本情報、データベース、及びログアウトの各ボタンが表示される。ここで、例えば、安定性評価結果ボタンをクリックすると、防災情報配信サーバ１２は当該登録ユーザに係る安定性評価結果をデータベースから検索して、斜面メンテナンスサービスページに表示する。
【００４６】
図５に示すように、斜面メンテナンスサービスページには、安定性評価結果を表す安定性評価結果表、凡例、週間天気予報、及び緊急連絡事項が表示される。なお、週間天気予報は、登録ユーザが予めオプション設定した場合に表示されるものである。図５に示す例では、安定性評価結果表には、ＧＰＳ受信機毎にアンテナＮｏ．が付加されており、ＧＰＳ受信機毎に安定性評価が行われる。この際、各ＧＰＳ受信機が配置された斜面がいずれのブロックであるかが備考に表示される。安定性評価結果表中の評価欄は三段階に別れており、青信号が”通常変位”、黄色信号が”要注意”、そして、赤信号が”要対策”を表している。凡例には、各信号の意味内容が表示される。なお、信号が無表示（白）である際には、計測器及び通信機器がメンテナンス中であることを表している。
【００４７】
ここで、要対策となったブロック（ＧＰＳ受信機）について、登録ユーザが対策提案を求めると（例えば、評価項目中の信号の部分をクリックすると）、前述のようにして、対策提案（対策工設計提案）が実行されて、登録ユーザに配信される（なお、この対策提案はオプションである）。対策提案が受け入れられると、当該斜面に対して対策工が実行され、対策工の効果判定を行う。その後、通常の常時診断・定期診断を当該斜面に対して行うことになる。
【００４８】
一方、案内図ボタンをクリックすると、登録ユーザに係る斜面毎の案内図が斜面メンテナンスサービスページに表示される。さらに、計測位置図ボタンをクリックすると、登録ユーザに係る斜面毎の案内図が斜面メンテナンスサービスページに表示される。計測結果ボタンをクリックすると、ＧＰＳ受信機毎にその計測結果が斜面メンテナンスサービスページ表示される。この計測結果は、例えば、図３で説明した時系列変位データ及び処理済み変位データである。計測結果を閲覧する際には、登録ユーザが期間を定めて計測結果を閲覧することができる。そして、計測結果には、斜面の存在する地域毎の気象情報として降雨量が時系列的に表示される。
【００４９】
さらに、斜面メンテナンスサービスページ上でベクトル図を要求すると、防災情報配信サーバ１２は計測結果に基づいて、該当する斜面に関する平面ベクトル図及び／又は垂直ベクトル図を生成して斜面メンテナンスサービスページ上に表示する。
【００５０】
現場基本情報ボタンをクリックすると、当該斜面に関する基本情報（例えば、地形地質情報、対策情報、及び災害履歴情報）が表示され、さらに、データベースボタンをクリックすれば、当該登録ユーザにかかる各種斜面情報を直接的に閲覧することができる。そして、ログアウトボタンをクリックすると、斜面メンテナンスサービスページからログアウトする。
【００５１】
ところで、登録ユーザは定期的に（予め設定した周期で）前述の安定評価結果を受けることができる。この際には、登録ユーザはオプションとして防災情報配信サーバ１２に定期的情報配信を登録することになる。
【００５２】
上述のようにして、ＧＰＳ受信機を用いて斜面の変位を時系列計測データとして収集して、時系列計測データをフィルタ処理・平滑化処理によって処理済み変位データとして、インターネットを介してユーザに配信するようにしたから、ユーザは的確に時系列的に斜面の変位を正確に把握できることになる。
【００５３】
さらに、処理済み変位データを用いて斜面の安定性を評価して安定性評価結果としてユーザに配信するようにしたから、ユーザは斜面の安定性を一目で判断できることになる。
【００５４】
加えて、要対策と判定された斜面については、必要に応じて対策提案を行うようにしたから、ユーザは迅速に斜面対策を行うことができることになる。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように、本発明では、斜面の状態を監視して前記斜面に関する防災情報を得て該防災情報をインターネットを介して予め登録されたユーザ端末装置に配信するための防災情報配信サーバであって、ＧＰＳ衛星からの電波に基づいた前記斜面の変位をリアルタイムに計測して得られた時系列計測データを収集する収集手段と、前記時系列計測データをフィルタ処理・平滑処理によってノイズを除去して処理済み変位データとする解析手段と、該処理済変位データに基づいて安定性評価結果を生成して安定性評価情報を得る安定性評価手段と、前記時系列計測データ、処理済み変位データ、および安定性評価情報を防災情報として前記ユーザ端末からの要求に応じて前記ユーザ端末に配信する配信手段とを備え、
前記安定性評価手段は、斜面頂部に滑りの形跡がみとめられる点からＧＰＳ衛星からの電波に基づいて斜面の変位をリアルタイムに計測する計測点における変位ベクトルに平行な線を連ねて滑り面を設定し、該滑り面における滑り層の各要素に生じる初期応力を地山の自重から求め、該初期応力を基に有限要素法に用いられる前記各要素における応力とひずみの関係を弾性係数とせん断剛性との関係を示す異方損傷パラメータ（ｍ）を用いて表し、前記各要素の異方損傷パラメータ（ｍ）を変化させて、前記各要素の応力、ひずみ、さらに斜面表面の変位を算出し、該斜面表面の計算変位が前記処理済み変位データを最も再現する変位となる各要素の前記異方損傷パラメータ（ｍ）を定め、該定められた異方損傷パラメータ（ｍ）を用いて前記各要素に生じる応力を求め、該応力から各要素における滑り面に沿う方向のせん断応力と滑り面の直応力とを求め、該直応力とクーロン式とからせん断抵抗を求め、前記滑り層の各要素の合計せん断抵抗と合計せん断応力との比から滑り面における滑り安全率を求め、該安全率が基準設定値を超えるか否かによって滑りの虞を評価して安定性評価結果を生成するように構成されていることを特徴とする防災情報配信サーバを用いて、防災情報をユーザ端末装置に配信するようにしたから、ユーザは的確に時系列的に斜面の変位を正確に把握できるという効果がある。さらに、本発明では、処理済み変位データに基づいて有限要素法を用いて、斜面の安定性を評価して安定性評価結果を生成し、安定性評価結果を防災情報としてユーザ端末装置に配信するようにしたから、ユーザは斜面の安定性を容易にかつ時系列的に判断できるという効果がある。
【００５７】
本発明では、ユーザ端末装置からの要求に応じて時系列計測データ及び処理済み変位データをユーザ端末装置に配信するようにしたから、ユーザ自身が斜面の変位を直に把握することができるという効果がある。
【００５８】
本発明では、安定性評価結果とともに気象情報をユーザ端末装置に配信するようにしたから、ユーザ自身が気象情報を考慮して安全性を検討できるという効果がある。
【００６０】
本発明によれば、ユーザ端末装置から斜面に関するベクトル図が要求されると、処理済み変位データに基づいて生成したベクトル図をユーザ端末装置に配信するようにしたから、ユーザは容易に斜面の状態を把握できるという効果がある。
【００６１】
本発明によれば、時系列計測データ、処理済み変位データ、及び安定評価結果が斜面毎に防災情報として格納されたデータベースを有して、データベースに斜面毎に少なくとも当該斜面が存在する地域の気象情報、当該斜面に係る地形地質情報、当該斜面に係る対策情報、及び当該斜面に係る災害履歴情報が現場基本情報として蓄積して、ユーザ端末装置からの要求に応じて現場基本情報をユーザ端末装置に配信するようにしたから、ユーザは斜面に関する種々の情報を容易に入手できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による防災情報配信システムの一例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す防災情報配信システムにおける処理を説明するためのフロー図である。
【図３】図１に示す防災情報配信システムにおいて計測された斜面変位データの一例を処理済み変位データとともに示す図であり、（ａ）は南北方向の変位を示す図、（ｂ）は東西方向の変位を示す図、（ｃ）は鉛直（垂直）方向の変位を示す図である。
【図４】斜面安定性評価を行う際の滑り面の設定を説明するための図である。
【図５】斜面メンテナンスサービス画面の一例を示す図である。
【符号の説明】
１１−１〜１１−Ｎ斜面監視装置
１１ａ〜１１ｃＧＰＳ受信機
１１ｄ通信集約機
１１ｅ無線集約機
１２監視センター
１２ａコンピュータシステム
１３有線通信回線
１４インターネット
１５−１〜１５−Ｍユーザ端末装置（パソコン又は携帯電話機）
１６無線中継機[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a disaster prevention information providing server for delivering disaster prevention information according to time-series measurement data obtained by monitoring the state of a slope such as a slope in real time, and a disaster prevention information providing system using this server.
[0002]
[Prior art]
Generally, slopes such as slopes, especially large-scale slopes with unstable elements, are always associated with the risk of collapsing, so it is necessary to properly maintain and manage slopes. Protection work and countermeasure work are carried out. However, when maintaining the slope, there are still many unclear points about how the factors such as weathering of natural ground, transition of vegetation, and aging of protective works and countermeasures are involved in the slope collapse. For this reason, the state of the slope is constantly monitored to predict the collapse of the slope in advance.
[0003]
As a system for monitoring such signs of slope collapse, for example, a disaster prevention monitoring system described in Japanese Patent Publication No. 10-11677 is known (hereinafter simply referred to as a conventional example).
[0004]
In the conventional example, a disaster prevention net is formed with an optical fiber, and this disaster prevention net is stretched on a collapsed site such as a slope. When the optical fiber is subjected to stress such as pulling, bending, or compression, the amount of transmitted light decreases. When the decrease in the amount of transmitted light is monitored and the transmitted light amount falls below a predetermined threshold, an alarm lamp or buzzer is used. The alarm element such as is driven to notify the danger of collapse.
[0005]
In this way, the conventional example monitors in real time whether there is a risk of collapse on the slope, but simply determines in real time whether there is a risk of collapse on the slope. However, monitoring information cannot be obtained by measuring the state of a slope such as a slope in real time. That is, in the conventional example, not only can the state of the slope be monitored in time series, but disaster prevention information regarding the slope cannot be distributed to a large number of users.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, even if the slope state is measured in real time and the slope state is known from the time series measurement data, it is extremely difficult to evaluate the time series measurement data itself, and the time series data varies due to external factors such as the weather. In view of this, it is difficult to properly evaluate time-series data without specialized knowledge, and in particular, users who do not have specialized knowledge can use the time-series measurement data to determine the state and safety of slopes. Etc. are extremely difficult to evaluate.
[0007]
For example, in a conventional real-time monitoring system, measurement data obtained from various sensors installed on a slope is sent to a monitoring device body (monitoring computer) arranged close to the slope site by wire or wirelessly, Measurement data is aggregated and displayed as time-series measurement data. For this reason, it is extremely difficult to evaluate the time-series measurement data itself, and considering that the time-series measurement data varies due to external factors such as the weather, the time-series data is appropriately evaluated without specialized knowledge. It was difficult to do. For this reason, it is difficult for a user without expert knowledge to obtain disaster prevention information that accurately evaluates time-series measurement data.
[0008]
Furthermore, the conventional real-time monitoring system is a so-called stand-alone system, and the subject (user) who should monitor the slope must arrange the real-time monitoring system for each slope site. For this reason, not only does the monitoring system itself become expensive, but there is also a problem that the state of the slope cannot be monitored properly unless measures such as version upgrades are taken for each slope site. The evaluated disaster prevention information cannot be obtained.
[0009]
As described above, in the conventional slope monitoring system, information regarding slopes (slope disaster prevention information) cannot be distributed to an unspecified number of users, and desired slope disaster prevention information is appropriately viewed from the user side. There is a problem that can not be.
[0010]
An object of the present invention is to obtain slope disaster prevention information based on time-series measurement data obtained by monitoring the state of the slope in real time, distribute the slope disaster prevention information to a large number of users, and the user accurately The purpose is to provide a disaster prevention information distribution server that can grasp the displacement of the slope in time series.
[0011]
Another object of the present invention is to obtain slope disaster prevention information based on time-series measurement data obtained by monitoring the state of the slope in real time and distribute the slope disaster prevention information to a large number of users. It is to provide a disaster prevention information distribution system that can accurately grasp the displacement of the slope in time series.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
  According to the present invention, there is provided a disaster prevention information distribution server for monitoring a slope state, obtaining disaster prevention information on the slope, and delivering the disaster prevention information to a user terminal device registered in advance via the Internet, Collecting means for collecting time-series measurement data obtained by measuring the displacement of the slope based on radio waves from the satellite in real time, and processing and removing the noise by filtering and smoothing the time-series measurement data Analyzing means as displacement data, stability evaluating means for generating stability evaluation results based on the processed displacement data and obtaining stability evaluation information, the time series measurement data, processed displacement data, and stability Distribution means for distributing evaluation information to the user terminal in response to a request from the user terminal as disaster prevention information,
  The stability evaluation means sets the sliding surface by connecting lines parallel to the displacement vector at the measurement point that measures the displacement of the slope in real time based on the radio wave from the GPS satellite from the point where the slip is found on the top of the slope Then, the initial stress generated in each element of the sliding layer on the sliding surface is obtained from the natural weight of the natural ground, and the relationship between the stress and strain in each element used in the finite element method based on the initial stress is determined by the elastic modulus and the shear rigidity. The anisotropic damage parameter (m) indicating the relationship between the element and the anisotropic damage parameter (m) of each element is changed to calculate the stress, strain, and displacement of the slope surface of each element, The anisotropic damage parameter (m) of each element whose calculated displacement of the slope surface is the displacement that most reproduces the processed displacement data is determined, and using the determined anisotropic damage parameter (m) The stress generated in each element is obtained, the shear stress in the direction along the sliding surface in each element and the direct stress of the sliding surface are obtained from the stress, the shear resistance is obtained from the direct stress and the Coulomb equation, and each of the sliding layers To determine the slip safety factor on the sliding surface from the ratio of the total shear resistance of the element and the total shear stress, and evaluate the risk of slipping depending on whether the safety factor exceeds the standard setting value, and generate a stability evaluation result To be configuredA disaster prevention information distribution server characterized by In this way, the user can accurately grasp the displacement of the slope in time series. Furthermore, the stability of the slope is evaluated using a finite element method based on the processed displacement data, a stability evaluation result is generated, and the stability evaluation result is distributed to the user terminal device as the disaster prevention information. Therefore, the user can easily and time-sequentially determine the slope stability.
[0014]
The distribution means distributes the time-series measurement data and the processed displacement data to the user terminal device in response to a request from the user terminal device. The distribution means distributes weather information together with the stability evaluation result to the user terminal device. In this way, the user himself / herself can directly grasp the displacement of the slope, and the user himself / herself can examine safety in consideration of weather information.
[0016]
Furthermore, it has a database in which the time series measurement data, the processed displacement data, and the stability evaluation result are stored as the disaster prevention information for each slope, and the database includes an area where at least the slope exists. Weather information, topographic and geological information related to the slope, countermeasure information related to the slope, and disaster history information related to the slope are stored as on-site basic information, and the distribution means responds to a request from the user terminal device The basic site information is distributed to the user terminal device. In this way, the user can easily obtain various information regarding the slope.
[0017]
In addition, according to the present invention, the disaster prevention information distribution server has a plurality of user terminal devices connected to the disaster prevention information distribution server via the Internet, and the disaster prevention information distribution server includes the user terminal device. A disaster prevention information distribution system characterized in that disaster prevention information is distributed to the user terminal device in response to a request from the user. In this system, the user can accurately grasp the displacement of the slope in time series.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, but are merely illustrative examples. Not too much.
[0019]
Referring to FIG. 1, first, the illustrated disaster prevention monitoring system includes a plurality of slope monitoring apparatuses 11-1 to 11-N (N is an integer of 2 or more), and these slope monitoring apparatuses 11-1 to 11-11. -N is connected to the monitoring center 12 via a wired communication line 13 such as an optical cable communication line. The slope monitoring devices 11-1 to 11 -N are arranged on different slopes, monitor and measure the state of each slope in real time, and send time-series measurement data to the monitoring center 12. Here, the time series measurement data transmitted by the slope monitoring devices 11-1 to 11-N are referred to as first to Nth time series measurement data, respectively.
[0020]
The monitoring center 12 is provided with a computer system 12a. As will be described later, the monitoring center 12 uses the computer system 12a to obtain the first to N-th obtained from the slope monitoring devices 11-1 to 11-N. Disaster prevention information is generated for each slope according to the time series measurement data. The monitoring center 12 is arranged at a point away from the slope monitoring systems 11-1 to 11-N, and collects time series data remotely. The computer system 12a is connected to the Internet 14 and distributes disaster prevention information to user terminal devices (for example, personal computers or mobile phones) 15-1 to 15-M (M is an integer of 2 or more) via the Internet 14. To do. That is, the computer system 12a functions as a disaster prevention information distribution server that analyzes the first to Nth time-series measurement data to generate disaster prevention information and distributes the disaster prevention information.
[0021]
The slope monitoring device 11-n (n is any number from 1 to N) includes at least three GPS (Global Positioning System) receivers 11a to 11c, and one of them, for example, GPS The receiver 11a is arranged at a point other than the slope as a reference point receiver. That is, the reference point receiver 11a is disposed on a stable ground away from the base line of the slope.
[0022]
On the other hand, the other GPS receivers 11b and 11c are arranged on the slope. The GPS receivers 11a to 11c receive radio waves (GPS radio waves) from GPS satellites and output the position information (GPS data) as time series measurement data in real time. These GPS receivers 11 a to 11 c are connected to a communication aggregator 11 d or a wireless aggregator 11 e used as a communication device, and the communication aggregator 11 d is connected to a wired communication line 13. Then, the communication concentrator 11 d sends each time series measurement data to the monitoring center 12 via the wired communication line 13. On the other hand, the wireless aggregator 11e sends each time series measurement data to the wireless relay device 16 via a wireless line. FIG. 1 shows one radio repeater 16, but actually, a plurality of radio repeaters 16 are arranged, and a communication area is defined for each radio repeater 16. The time series measurement data is received from the wireless aggregator 11d located in the communication area. The wireless repeater 16 is connected to the wired communication line 13 described above, and time-series data for each slope is sent from the wireless repeater 16 to the monitoring center 12. Note that information (slope identification information) for identifying a slope is added to each time series data.
[0023]
The time-series measurement data (GPS data) obtained in this way represents the position information of each GPS receiver three-dimensionally over time, and the position of the reference point receiver 11a is stable as described above. Therefore, if it is assumed that the position information of the reference point receiver 11a is the reference point position information, the reference point position information and the position information obtained from another GPS receiver Based on this, the displacement of the slope can be obtained in a time-series and three-dimensional manner.
[0024]
2 and 3, the monitoring center 12 obtains slope displacement data (slope displacement data) based on the time-series measurement data obtained as described above, and this slope displacement. Data is stored in a database (storage device: not shown) for each slope. Assuming that the GPS receivers 11a to 11c measure the position at predetermined time intervals, slope displacement data is obtained at predetermined time intervals. The time and the vertical axis are shown as displacement. The slope displacement data is represented, for example, as displacement point sequences in the north-south direction, the east-west direction, and the vertical direction (FIG. 3A is the north-south direction, FIG. 3B is the east-west direction, and FIG. 3C). Is the vertical displacement).
[0025]
By the way, the above-mentioned slope displacement data includes variations (varies in a band shape) due to various external factors (for example, the state of the GPS satellite, the influence of the ionosphere and the troposphere, the multipath, and the baseline length). It is difficult to accurately grasp and evaluate the state of the slope from the slope displacement data. Therefore, the monitoring center 12 (that is, the computer system 12a) performs filtering processing and smoothing processing on the slope displacement data to generate processed displacement data indicated by solid lines in FIGS. The processed displacement data is stored in the database for each slope.
[0026]
Here, the filtering process and the smoothing process will be described. Here, the state vector x is expressed by the Kalman filter algorithm._nThe system noise variance τ²And variance of observation noise σ²And estimate the order k and x_nIs obtained discretely, and the optimal x is calculated using the log likelihood and AIC (Akaike information amount)._nIs estimated.
[0027]
That is, let the state space model be x_n= F_nx_n-1+ G_nν_n, Y_n= H_nx_n+ W_nAnd Where x_n: State vector that cannot be observed directly (stochastic system model), ν_n: System noise (mean 0, variance-covariance matrix Q_n), Y_n: Observation data (observation model), w_n: Observation noise (mean 0, variance-covariance matrix R_n) And F_n, G_n, H_nAre transition matrices defined by Gauss-Markov processes. And let this state space model be a probability difference equation. H_nx_n= T_nAnd y_n= T_n+ W_n(Observation model), Δ^kt_n= Vn (when k = 1, Δt_n= T_n-T_n-1= Ν_n, Δ^kt_nIs the k-th order difference equation).
[0028]
Then, the Kalman filter is used to calculate the first-stage prediction (first step), the filter (second step), and the smoothing (third step) as a series of flows, and the observed value y_n= {Y₁, Y₂, ..., y_n) Given the lower state x_n= {X₁, X₂, ..., x_n}.
[0029]
When the filtering process and the smoothing process are performed in this manner, processed displacement data indicated by solid lines in FIGS. 3A to 3C is generated as described above. The processed displacement data is stored in the database together with the slope displacement data described above.
[0030]
After obtaining the processed displacement data in this way, if the processed displacement data indicates the displacement of the slope, that is, if it is determined that there is a slope displacement, the monitoring center 12 performs diagnosis / prediction of the slope. To do. That is, when the processed displacement data indicates the displacement of the slope, the monitoring center 12 evaluates the risk of slope displacement from the processed displacement data for the slope. By the way, in the monitoring center 12, in addition to the above-described measurement data, topographical geological information, countermeasure information, and disaster history information for each slope are accumulated in the database. These topographical geological information, countermeasure information, and disaster history information are stored in the database. Is updated based on the latest data.
[0031]
Further, the weather information of the area is distributed from the meteorological organization to the monitoring center 12 for each slope. Then, the monitoring center 12 evaluates the risk of slope displacement according to the processed displacement data for each slope in consideration of the topographical geological information, weather information, countermeasure information, and disaster history information (diagnosis / prediction routine). .
[0032]
The evaluation of the risk of slope displacement is performed in, for example, a three-stage evaluation, and is divided into “normal displacement”, “caution”, and “measures required”. In “normal displacement”, it is determined that “displacement does not appear in the measurement data. Or even if there is displacement, it is within the range of error and normal fluctuation”. In “Caution required”, it is determined that “displacement appears on the slope and caution is still required”. And in “Measures to be taken”, the displacement is large, and it is judged that the deformation has occurred on the slope. It is determined that inspection / measures need to be taken, "and each slope is stored in the database as a risk assessment result.
[0033]
In this diagnosis / prediction routine, the slope stability is evaluated using the processed displacement data. Here, for example, using the processed displacement data, the setting of the sliding surface, the initial stress analysis, the identification analysis of the displacement data, and the evaluation of the slip safety factor using the finite element method are performed. In the setting of the sliding surface, for example, a line parallel to the displacement vector of the nearest measuring point A is drawn from the point where the trace of the top of the sliding surface is recognized, and two line segments connecting the adjacent measuring points B and A are measured. Find the intersection point P with the bisector. Next, a line parallel to the displacement vector from the intersection point P to the measurement point B is drawn, and an intersection point Q with the line segment BC (C represents the measurement point) is obtained. Such an operation is repeated to reach the leg portion D and set a sliding surface (see FIG. 4).
[0034]
After the sliding surface is set as described above, a slope cross-sectional model including the measurement point and the sliding surface is generated, and the thickness of the sliding layer is set. Then, element division by the finite element method (FEM) is performed, and the unit weight γ using E (Young's modulus: constant value) and ν (Poisson's ratio: constant value) of the ground is applied to such an FEM model._tThe initial stress is obtained by performing a self-weight analysis using as an external force (initial stress analysis).
[0035]
Furthermore, m that best reproduces the measured displacement (processed displacement data) is identified using only the sliding layer as an anisotropic nonlinear elastic body and using the anisotropic damage parameter m. In other words, as m is gradually reduced, shear yielding occurs in the sliding layer element, so iterative calculation is performed to release excess stress according to the yield criterion and the strain softening law (identification analysis of measured displacement) . In the identification, the following evaluation function is used.
[0036]
{Σ (U_I ^m-U_I ^c)²} / {Σ (U_I ^m)²} → Minimum (min)
Where U_I ^m: Measurement displacement, U_I ^c: Calculated displacement.
[0037]
Next, slope stability analysis is performed using the finite element method, and the slip safety factor is evaluated. In this case, the following formula is used.
[0038]
  F_s= (ΣS_i・ L_i) / (Στ_i・ L_i) = {Σ (c_i+ Σ_i・ Tanφ) L_i} /(Στ _i ・ L _i )
[0039]
  Where σ_i: Direct stress on sliding surface of element i, τ_i: Shear stress on sliding surface of element i, S: shear resistance of soil element, S = c_i+σ _i・ Tanφ, L_i: Sliding line length.
[0040]
For slope stability evaluation, on-site diagnosis and supplementary survey will be conducted to evaluate slope stability.
[0041]
Based on the slope stability evaluation described above, the monitoring center 12 determines whether a countermeasure is necessary. If it is determined that no countermeasure is required, the slope is always diagnosed and periodically diagnosed. On the other hand, if it is determined that a countermeasure is necessary, a countermeasure proposal (a countermeasure work design proposal) is made. In this countermeasure proposal, for example, improvement proposals and countermeasure work designs are made while conducting a supplementary survey, and the improvement proposals and countermeasure work designs are accumulated in the database.
[0042]
As described above, the monitoring center 12 accumulates time series measurement data, processed displacement data, and stability evaluation information in the database as disaster prevention information. Then, as will be described later, the information is distributed to the user terminal devices 15-1 to 15-M registered in advance.
[0043]
A user who wants to obtain disaster prevention information related to the slope registers in advance with the operating body of the monitoring center 12. At this time, the user selects an option to be described later if necessary. When the management entity of the monitoring center 12 performs user registration, an individual password (ID) is given to the user. Thereafter, the slope monitoring device (GPS receiver) described above is arranged on the slope to be maintained by the user, and time series measurement data regarding the slope is collected by the monitoring center 12 by the slope monitoring device. Then, the monitoring center 12 generates processed displacement data according to the time series measurement data and also generates stability evaluation information. And these time series data, processed displacement data, and stability evaluation information are accumulate | stored in a database for every slope as disaster prevention information (slope information) as mentioned above.
[0044]
When a registered user wants to browse disaster prevention information, first, the monitoring center 12 is accessed. Assuming that the monitoring center 12 is accessed from the user terminal device 15-1 via the Internet 14, a slope information top page is displayed on the screen of the user terminal device 15-1. On this slope information top page, when the login page button is clicked, the login page is displayed. When a registered user inputs a user name and password from this login page, the monitoring center (that is, disaster prevention information distribution server) 12 determines whether or not the input user name and password are registered and is registered. Then, the slope maintenance service page is displayed on the user terminal device 15-1. If the user is not a registered user, the disaster prevention information distribution server 12 ends the process.
[0045]
On this slope maintenance service page, stability evaluation result (stability evaluation information), guide map, measurement position map, measurement result, field basic information, database, and logout buttons are displayed. Here, for example, when the stability evaluation result button is clicked, the disaster prevention information distribution server 12 searches the database for the stability evaluation result related to the registered user and displays it on the slope maintenance service page.
[0046]
As shown in FIG. 5, the slope maintenance service page displays a stability evaluation result table showing a stability evaluation result, a legend, a weekly weather forecast, and an emergency contact item. The weekly weather forecast is displayed when a registered user sets options in advance. In the example shown in FIG. 5, the stability evaluation result table includes an antenna No. for each GPS receiver. Is added, and stability evaluation is performed for each GPS receiver. At this time, the remarks indicate which block the slope on which each GPS receiver is placed is. The evaluation column in the stability evaluation result table is divided into three stages. The blue signal indicates “normal displacement”, the yellow signal indicates “careful”, and the red signal indicates “measures required”. The legend displays the meaning of each signal. When the signal is not displayed (white), it indicates that the measuring instrument and the communication device are under maintenance.
[0047]
Here, when a registered user requests a countermeasure proposal for a block (GPS receiver) that requires countermeasures (for example, when a signal portion in an evaluation item is clicked), the countermeasure proposal (countermeasure work) is performed as described above. Design proposal) is executed and distributed to registered users (note that this countermeasure proposal is optional). If the countermeasure proposal is accepted, countermeasure work is performed on the slope and the effectiveness of the countermeasure work is judged. After that, normal regular diagnosis and regular diagnosis are performed on the slope.
[0048]
On the other hand, when the guide map button is clicked, a guide map for each slope related to the registered user is displayed on the slope maintenance service page. Further, when the measurement position map button is clicked, a guide map for each slope related to the registered user is displayed on the slope maintenance service page. When the measurement result button is clicked, the measurement result is displayed on the slope maintenance service page for each GPS receiver. This measurement result is, for example, the time-series displacement data and processed displacement data described with reference to FIG. When browsing the measurement result, the registered user can browse the measurement result by setting a period. In the measurement result, the rainfall amount is displayed in time series as weather information for each area where the slope exists.
[0049]
Further, when a vector diagram is requested on the slope maintenance service page, the disaster prevention information distribution server 12 generates a plane vector diagram and / or a vertical vector diagram related to the corresponding slope on the basis of the measurement result and displays it on the slope maintenance service page. To do.
[0050]
Clicking the basic site information button displays basic information about the slope (for example, topographical geological information, countermeasure information, and disaster history information), and clicking the database button displays various slope information for the registered user. You can browse directly. Clicking the logout button logs you out of the slope maintenance service page.
[0051]
By the way, the registered user can receive the above-described stability evaluation result periodically (with a preset period). At this time, the registered user registers the periodic information distribution in the disaster prevention information distribution server 12 as an option.
[0052]
As described above, slope displacement is collected as time-series measurement data using a GPS receiver, and time-series measurement data is distributed to users via the Internet as displacement data processed by filtering and smoothing processing. As a result, the user can accurately grasp the displacement of the slope accurately and in time series.
[0053]
Furthermore, since the slope stability is evaluated using the processed displacement data and distributed to the user as the stability evaluation result, the user can determine the slope stability at a glance.
[0054]
In addition, for slopes determined to require countermeasures, countermeasure proposals are made as necessary, so that the user can quickly take slope countermeasures.
[0055]
【The invention's effect】
  As described above, the present invention is a disaster prevention information distribution server for monitoring the state of a slope to obtain disaster prevention information related to the slope and distributing the disaster prevention information to a user terminal device registered in advance via the Internet. Collecting means for collecting time-series measurement data obtained by measuring displacement of the slope based on radio waves from GPS satellites in real time, and removing noise by filtering and smoothing the time-series measurement data. Analysis means to be processed displacement data, stability evaluation means for generating stability evaluation results based on the processed displacement data and obtaining stability evaluation information, the time series measurement data, the processed displacement data, And distribution means for distributing stability evaluation information to the user terminal in response to a request from the user terminal as disaster prevention information,
  The stability evaluation means sets the sliding surface by connecting lines parallel to the displacement vector at the measurement point that measures the displacement of the slope in real time based on the radio wave from the GPS satellite from the point where the slip is found on the top of the slope Then, the initial stress generated in each element of the sliding layer on the sliding surface is obtained from the natural weight of the natural ground, and the relationship between the stress and strain in each element used in the finite element method based on the initial stress is determined by the elastic modulus and the shear rigidity. The anisotropic damage parameter (m) indicating the relationship between the element and the anisotropic damage parameter (m) of each element is changed to calculate the stress, strain, and displacement of the slope surface of each element, The anisotropic damage parameter (m) of each element whose calculated displacement of the slope surface is the displacement that most reproduces the processed displacement data is determined, and using the determined anisotropic damage parameter (m) The stress generated in each element is obtained, the shear stress in the direction along the sliding surface in each element and the direct stress of the sliding surface are obtained from the stress, the shear resistance is obtained from the direct stress and the Coulomb equation, and each of the sliding layers To determine the slip safety factor on the sliding surface from the ratio of the total shear resistance of the element and the total shear stress, and evaluate the risk of slipping depending on whether the safety factor exceeds the standard setting value, and generate a stability evaluation result To be configuredSince the disaster prevention information distribution server characterized by the above is used to distribute the disaster prevention information to the user terminal device, the user can accurately grasp the displacement of the slope in a time series. Furthermore, in the present invention, using the finite element method based on the processed displacement data, the stability of the slope is evaluated to generate a stability evaluation result, and the stability evaluation result is delivered to the user terminal device as disaster prevention information. Since it did in this way, there exists an effect that the user can judge stability of a slope easily and in time series.
[0057]
In the present invention, the time series measurement data and the processed displacement data are distributed to the user terminal device in response to a request from the user terminal device, so that the user himself / herself can directly grasp the slope displacement. There is.
[0058]
In the present invention, since weather information is distributed to the user terminal device together with the stability evaluation result, there is an effect that the user can consider the safety by considering the weather information.
[0060]
According to the present invention, when a vector diagram related to the slope is requested from the user terminal device, the vector diagram generated based on the processed displacement data is distributed to the user terminal device. There is an effect that can be grasped.
[0061]
According to the present invention, there is a database in which time-series measurement data, processed displacement data, and stability evaluation results are stored as disaster prevention information for each slope, and the weather in a region where at least the slope exists in the database Information, topographic and geological information related to the slope, countermeasure information related to the slope, and disaster history information related to the slope are accumulated as basic information on the site, and the basic information is stored in the user terminal device in response to a request from the user terminal device. Therefore, the user can easily obtain various information regarding the slope.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a disaster prevention information distribution system according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart for explaining processing in the disaster prevention information distribution system shown in FIG. 1;
3 is a diagram showing an example of slope displacement data measured in the disaster prevention information distribution system shown in FIG. 1 together with processed displacement data, (a) is a diagram showing displacement in the north-south direction, and (b) is in the east-west direction. (C) is a figure which shows the displacement of a perpendicular | vertical (vertical) direction.
FIG. 4 is a diagram for explaining the setting of a sliding surface when slope stability evaluation is performed.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a slope maintenance service screen.
[Explanation of symbols]
11-1 to 11-N Slope monitoring device
11a to 11c GPS receiver
11d Communication Aggregator
11e Wireless aggregation machine
12 Monitoring Center
12a computer system
13 Wired communication line
14 Internet
15-1 to 15-M User terminal device (PC or mobile phone)
16 Wireless repeater

Claims

斜面の状態を監視して前記斜面に関する防災情報を得て該防災情報をインターネットを介して予め登録されたユーザ端末装置に配信するための防災情報配信サーバであって、ＧＰＳ衛星からの電波に基づいた前記斜面の変位をリアルタイムに計測して得られた時系列計測データを収集する収集手段と、前記時系列計測データをフィルタ処理・平滑処理によってノイズを除去して処理済み変位データとする解析手段と、該処理済変位データに基づいて安定性評価結果を生成して安定性評価情報を得る安定性評価手段と、前記時系列計測データ、処理済み変位データ、および安定性評価情報を防災情報として前記ユーザ端末からの要求に応じて前記ユーザ端末に配信する配信手段とを備え、
前記安定性評価手段は、斜面頂部に滑りの形跡がみとめられる点からＧＰＳ衛星からの電波に基づいて斜面の変位をリアルタイムに計測する計測点における変位ベクトルに平行な線を連ねて滑り面を設定し、該滑り面における滑り層の各要素に生じる初期応力を地山の自重から求め、該初期応力を基に有限要素法に用いられる前記各要素における応力とひずみの関係を弾性係数とせん断剛性との関係を示す異方損傷パラメータ（ｍ）を用いて表し、前記各要素の異方損傷パラメータ（ｍ）を変化させて、前記各要素の応力、ひずみ、さらに斜面表面の変位を算出し、該斜面表面の計算変位が前記処理済み変位データを最も再現する変位となる各要素の前記異方損傷パラメータ（ｍ）を定め、該定められた異方損傷パラメータ（ｍ）を用いて前記各要素に生じる応力を求め、該応力から各要素における滑り面に沿う方向のせん断応力と滑り面の直応力とを求め、該直応力とクーロン式とからせん断抵抗を求め、前記滑り層の各要素の合計せん断抵抗と合計せん断応力との比から滑り面における滑り安全率を求め、該安全率が基準設定値を超えるか否かによって滑りの虞を評価して安定性評価結果を生成するように構成されていることを特徴とする防災情報配信サーバ。A disaster prevention information distribution server for monitoring the state of a slope to obtain disaster prevention information about the slope and distributing the disaster prevention information to a user terminal device registered in advance via the Internet, based on radio waves from a GPS satellite Collecting means for collecting time-series measurement data obtained by measuring the displacement of the slope in real time, and analysis means for removing noise from the time-series measurement data by filtering / smoothing to obtain processed displacement data And stability evaluation means for generating stability evaluation results based on the processed displacement data to obtain stability evaluation information, and the time series measurement data, processed displacement data, and stability evaluation information as disaster prevention information Distribution means for distributing to the user terminal in response to a request from the user terminal;
The stability evaluation means sets the sliding surface by connecting lines parallel to the displacement vector at the measurement point that measures the displacement of the slope in real time based on the radio wave from the GPS satellite from the point where the slip is found on the top of the slope Then, the initial stress generated in each element of the sliding layer on the sliding surface is obtained from the natural weight of the natural ground, and the relationship between the stress and strain in each element used in the finite element method based on the initial stress is determined by the elastic modulus and the shear rigidity. The anisotropic damage parameter (m) indicating the relationship between the element and the anisotropic damage parameter (m) of each element is changed to calculate the stress, strain, and displacement of the slope surface of each element, The anisotropic damage parameter (m) of each element whose calculated displacement of the slope surface is the displacement that most reproduces the processed displacement data is determined, and using the determined anisotropic damage parameter (m) The stress generated in each element is obtained, the shear stress in the direction along the sliding surface in each element and the direct stress of the sliding surface are obtained from the stress, the shear resistance is obtained from the direct stress and the Coulomb equation, and each of the sliding layers To determine the slip safety factor on the sliding surface from the ratio of the total shear resistance of the element and the total shear stress, and evaluate the risk of slipping depending on whether the safety factor exceeds the standard setting value, and generate a stability evaluation result A disaster prevention information distribution server characterized in that it is configured .

前記配信手段は、前記安定性評価結果とともに気象情報を前記ユーザ端末装置に配信するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の防災情報配信サーバ。 The disaster information delivery server according to claim 1, wherein the delivery means delivers weather information together with the stability evaluation result to the user terminal device.

前記ユーザ端末装置から斜面に関するベクトル図が要求されると、前記配信手段は前記処理済み変位データに基づいて生成したベクトル図を前記ユーザ端末装置に配信するようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の防災情報配信サーバ。 2. When a vector diagram relating to a slope is requested from the user terminal device, the distribution means distributes a vector diagram generated based on the processed displacement data to the user terminal device. Or the disaster prevention information delivery server of 2.

前記時系列計測データ、前記処理済み変位データ、及び前記安定評価結果が、少なくとも３つのＧＰＳ受信機からなりこのうち１つを斜面以外の地点に基準受信機として配置されて構成される監視装置が設置されている斜面毎に前記防災情報として格納されたデータベースを有し、該データベースには前記斜面毎に少なくとも当該斜面が存在する地域の気象情報、当該斜面に係る地形地質情報、当該斜面に係る対策情報、及び当該斜面に係る災害履歴情報が現場基本情報として蓄積されており、前記配信手段は前記ユーザ端末装置からの要求に応じて前記現場基本情報を前記ユーザ端末装置に配信するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の防災情報配信サーバ。A monitoring device in which the time series measurement data, the processed displacement data, and the stability evaluation result are composed of at least three GPS receivers, one of which is arranged as a reference receiver at a point other than a slope. Each installed slope has a database stored as the disaster prevention information, and the database includes weather information of at least the area where the slope exists for each slope, topographic and geological information related to the slope, and the slope Countermeasure information and disaster history information related to the slope are stored as field basic information, and the distribution means distributes the field basic information to the user terminal device in response to a request from the user terminal device. The disaster prevention information distribution server according to claim 1.

請求項１〜４のいずれかに記載された防災情報配信サーバと、該防災情報配信サーバにインターネットを介して接続された複数のユーザ端末装置とを有し、前記防災情報配信サーバは前記ユーザ端末装置からの要求に応じて防災情報を前記ユーザ端末装置に配信するようにしたことを特徴とする防災情報配信システム。 A disaster prevention information distribution server according to any one of claims 1 to 4, and a plurality of user terminal devices connected to the disaster prevention information distribution server via the Internet, wherein the disaster prevention information distribution server is the user terminal. A disaster prevention information delivery system characterized in that disaster prevention information is delivered to the user terminal device in response to a request from the device.