JP6547068B2 - マンホール監視システム及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、マンホールのマンホール蓋開閉状態を監視するマンホール監視システム及び方法に関する。

係る技術として、特開２０１５−５５９１５号公報（特許文献１）がある。この文献には、「マンホールの周囲に埋設され、マンホールの周囲の土壌の変位を検知するセンサを搭載し、該センサが取得した情報を送信する複数の無線タグと、地上から前記無線タグの読み取りを行い、前記センサが取得した情報を受信して前記マンホールの異常あるいはその前兆を取得するリーダとを備えたマンホール監視システム」との記載がある。

特開２０１５−５５９１５号公報

上記特許文献１には、マンホールの周囲の土壌の変位をセンサにより検知し、当該センサが取得した情報により、マンホールの周囲地下部の異常、あるいはその前兆を地上で容易に検知する仕組みが記載されている。

しかし、マンホール窃盗などの犯罪の早期発見、誤った作業員立入による事故防止や自然現象によるマンホール蓋開き事故防止、までは考慮されていない。
昨今、国家イベント、例えば、オリンピックなどを開催する場合のセキュリティ強化（テロ行為・スパイ活動の阻止）、窃盗（マンホール窃盗）などの犯罪の早期発見、メンテナンスや自然現象に起因する事故の防止（誤った作業員立入による事故防止や自然現象によるマンホール蓋開き防止）が重要課題である。

そこで、本発明は、例えば、国家イベントにおけるセキュリティ強化、マンホール窃盗などの犯罪の早期発見、マンホールのメンテナンスや自然現象に起因する事故の防止を目的としたマンホール監視システム及び方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、代表的な本発明のマンホール監視システムの一つは、マンホールのマンホール蓋の裏側もしくは蓋枠部に、吊下げにより取り付け、マンホール蓋の開閉状態を示すマンホール開閉状態データを定期的に送信するマンホール開閉センサと、前記マンホールを監視する監視プラットフォームと、前記マンホール開閉センサから送信されるマンホール開閉状態データを含む電波を受信し、前記監視プラットフォームに送信するゲートウェイと、を備えたマンホール監視システムであって、
前記マンホール開閉センサは、加速度センサと、温度センサ、臭気センサ、水質センサ、気質センサ、流量センサ、水位センサ、の何れか１つ以上の組合せからなり、
前記監視プラットフォームは、前記ゲートウェイを介して送信された前記開閉状態データを収集し、
前記マンホール開閉状態データから、前記マンホール開閉センサおよび前記ゲートウェイの状態を監視するために定期的に送信するデータを除外し、分析のポイントとなるデータのみを抽出し、
前記抽出したポイントとなるデータのみを分析し、
前記分析したポイントとなるデータのみを分析データとして受けて、前記加速度センサの動きのみを、あらかじめ設定した閾値から、前記マンホールのマンホール蓋の開閉を判定し、かつ、前記マンホール開閉センサの各センシング情報の分析・判定し、
前記マンホール蓋の開閉判定結果、前記マンホールのマンホール蓋が開いたと判定した場合、統制センタ側に送信するように制御し、かつ、前記マンホール開閉センサの各センシング情報の分析・判定結果と予め判定基準となる情報を照合、比較し、前記マンホールが如何なる状態にあるかを検知可能とするものである。

本発明によれば、マンホールの開閉状態監視が行え、その結果として社会インフラの統合監視基盤として活用できるマンホール監視システムを提供することができる。
具体的には、例えば、マンホール監視結果、マンホール窃盗などの犯罪の早期発見、誤った作業員立入による事故防止や自然現象によるマンホール蓋開きによる事故防止を行うことができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

図１は、本発明のマンホール監視システムの構成例を示すブロック図。 図２は、マンホールに取り付けたマンホール開閉センサの無線機からの電波とゲートウェイとデータセンタとの間におけるデータの流れを模式的に示す図。 図３は、センサのセンシング情報からマンホールでの異常を検知する例を説明する図。 図４は、監視プラットフォームにおけるマンホール監視処理手順を示すフローチャート。 図５は、マンホールを管理するマンホール管理システムのマンホール管理装置におけるマンホール管理テーブルの構成例を示す図。 図６は、監視プラットフォームにおける本発明の他のマンホール監視処理手順を示すフローチャート。

以下、実施例について図面を用いて説明する。

図１は、本発明のマンホール監視システムの構成例を示すブロック図である。
マンホール２の数は、膨大であり、マンホール２に異常が発生した場合、その異常が発生したマンホールが設置された箇所を迅速に特定することは容易でない。本発明は、マンホールの異常、つまりマンホールに関わる犯罪、事故などを迅速に適確に防止するマンホール監視システムを構築するものである。
マンホール監視システム１は、マンホール開閉センサ１１、ゲートウェイ１２、データセンタ１３、監視プラットフォーム１４、統制センタ（顧客側）１５、を有する。

マンホール開閉センサ（デバイス）１１は、例えば、上下水の仕切弁、消火栓用などの各種、多様に及ぶマンホール２におけるマンホール蓋２１のマンホール開閉状態を示す開閉状態データ（含センサのセンシング情報）を送信する機能を有する。開閉状態データの送信は、例えば、１時間以内の間隔で定期的に送信する。
マンホール開閉センサ（デバイス）１１は、例えば、近接センサや加速度センサなどからなる。マンホール開閉センサに加えて、温度センサ、臭気センサ、水質センサ、気質センサ、流量センサ、水位センサ、の（センシング情報：温度情報、臭気情報、水質情報、気質情報、流量情報、水位情報など）の何れか１つ以上を組み合わせて利用すると、マンホール蓋の開閉状態のみでなく、マンホール内の状態も適確に把握できる。

マンホール開閉センサ１１は、マンホール２の動きを計測するものであり、マンホール２のマンホール蓋開閉の検知として適している。
温度センサは、マンホール２内の温度を計測するものであり、作業員の安全確保、悪戯や事故による火事の検知として適している。
臭気センサは、マンホール２内の湿度を計測するものであり、作業員の安全確保、センサ寿命の予測の検知として適している。
水質センサは、流れている水の水質を計測するものであり、毒や異質な液体の混入の検知、配管の劣化などとの相関分析に適している。
気質センサ、マンホール２内の気体種類、濃度を計測するものであり、有毒ガスの検知、酸素欠乏の検知に適している。
流量センサは、配管内の水の流量を計測するものであり、漏水の検知に適している。
水位センサは、水道内の水位を計測するものであり、ゲリラ豪雨や台風による事故防止として適している。

ゲートウェイ１２は、マンホール開閉センサ１１からのマンホール開閉状態データを収集し、例えば、３Ｇなどのネットワーク１６１を介してデータセンタ１３に送信する。ゲートウェイ１２は、例えば、汎用の屋外設置可能な全天候型ゲートウェイを使用する。

データセンタ１３は、データセンタサービスを提供するソリューション機能を有する。データセンタサービスは、例えば、データセンタにおいて、運用ノウハウを基に、顧客の業務システムの運用まで幅広く対応するサーバ／メインフレームアウトソーシングサービス、ハウジングをはじめとしたＩＴシステムのライフサイクルを支援する各種ソリューションを提供するライフサイクルソリューションセンタサービス、開発、運用、保守などＩＴシステムのライフサイクル全般に必要なＩＴリソースなどを含む。

監視プラットフォーム１４は、例えば、データセンタ１３内に準備してゲートウェイ１２を介して収集した開閉状態データから分析のポイントとなるデータのみ、（例えば、センサやゲートウェイの状態を監視するために定期的に送信するデータを除外し、それ以外のデータを抽出するなど）を抽出収集・蓄積・分析・検知する機能を有する。

監視プラットフォーム１４は、マンホール開閉センサ１１からゲートウェイ１２を経由して送信されたマンホール開閉状態データを収集し、当該収集したマンホール開閉状態データから分析のポイントとなるデータを抽出して蓄積し、当該所望のデータを分析（例えば、蓋を開いたことによる加速度センサの動きのみを、予め設定しておいた閾値から判定するなど）し、マンホール蓋２１の開閉を検知する。
分析したデータは、統制センタ１５側にポータルサイトやアラートメールなどにより提供する。

統制センタ１５は、統括制御部を有し、監視プラットフォーム１４にて分析した分析データ（分析結果）を受けることにより、マンホール２の開閉状態に応じた対応策、例えば、各インフラ管理組織における警察・警備員、作業者、設備担当者によるマンホール２の状態に応じた適切な対応、つまり、マンホール２の取り外し、道路規制などを実施することができる。

統制センタ１５側にて、分析データを活用して、関係部署（警察・警備員・作業員・設備担当者など）への適切な指示、また、様々なレポートを作成することができる。

図２は、マンホール２のマンホール蓋２１、マンホール受枠２２とマンホール開閉センサ１１との関係を示す図である。

マンホール蓋２１の内側（受枠側）には、マンホール開閉センサ１１を取り付ける。この取り付けは、マンホール蓋２１の裏側に鎖又は補強リブにより吊り下げるようにして行う。
マンホール開閉センサ１１は、無線機、マイコン、開閉センサ、電池を有する。

図２は、マンホール２に取り付けたマンホール開閉センサ１１の無線機１１１からの電波とゲートウェイ１２とデータセンタ１３との間におけるデータの流れを模式的に示す図である。

ゲートウェイ１２は、一定圏内のマンホール２に取り付けたマンホール開閉センサ１１からのデータ（４２９ＭＨｚ帯特定小電力無線など：マンホール開閉状態データ）を受信し、当該受信したデータを３Ｇ電波でネットワーク１６１を介してデータセンタ１３に送信する。

ゲートウェイ１２は、例えば、以下の条件を満たすものを使用する。
（１）高耐久性で屋外に設置可能
（２）特定小電力無線の長距離通信と回り込み特性を活かし、数百メートル圏毎に設置
（３）様々な通信モジュールやマシンを搭載可能

ゲートウェイ１２の取り付け箇所は、例えば、電柱とする。その他は、外灯や信号機のポールや建物などとする。これにより、様々な場所でのセンシングに利用範囲を広げることができる。

図３は、センサ１１のセンシング情報からマンホール２での異常を検知する例を説明する図である。
マンホール２での異常検知は、センサ１１のセンシング情報の分析・判定の結果、対象のマンホール２が如何なる状態（検知内容）にあるかを検知することができる。

例えば、センサ１１のセンシング情報によって、以下のような検知内容を判定することができる。この判定は、予め判定の基準となる情報を登録しておき、センシング情報と基準となる情報を照合、比較することにより可能である。

『開閉状態が「開いた」』の場合（項番１）は、検知内容として、『特定のマンホールの蓋が開いた。』とし、
『開閉状態が「開いた」×温度上昇』の場合（項番２）は、検知内容として、『特定のマンホールにイタズラや事故による火事の可能性。』とし、
『開閉状態が「開いた」×異質な物質の検知』の場合（項番３）は、検知内容として、『特定あるいは複数のマンホールに上水への毒物などの投与（テロ行為）の可能性。』とし、
『開閉状態が「開いた」×有毒ガスの発生』の場合（項番４）は、検知内容として、『特定あるいは複数のマンホールに有害物質の投与（テロ行為）の可能性。』とし、
『開閉状態が「閉じている」×異質な物質の検知』の場合（項番５）は、検知内容として、『特定あるいは複数のマンホールの近隣企業、住宅からの汚染物廃棄の可能性。』とし、
『開閉状態が「閉じている」×有害ガスの発生』の場合（項番６）は、検知内容として、
『特定あるいは複数のマンホールの近隣企業、住宅からの汚染物廃棄の可能性。』と、する異常検知を把握することができる。

図４は、監視プラットフォーム１４におけるマンホール監視処理手順を示すフローチャートである。図４のフローチャートに基づく動作は以下のとおりである。

ステップＳ６０１：監視プラットフォーム１４は、マンホール２に取り付けられたマンホール開閉センサ１１から送信されたマンホール開閉データ（含センサのセンシング情報）を、ゲートウェイ１２、データセンタ１３を介して収集する。

ステップＳ６０２：監視プラットフォーム１４は、ステップＳ６０１にて収集したマンホール開閉データからマンホール開閉分析に不要なデータは切り捨てて分析のポイントとなるデータのみ、（例えば、センサやゲートウェイの状態を監視するために定期的に送信するデータを除外し、それ以外のデータを抽出するなど）を抽出（特徴抽出）する。

ステップＳ６０３：監視プラットフォーム１４は、ステップＳ６０２にて抽出した分析のポイントとなるデータのみをデータ格納部に記憶する。

ステップＳ６０４：監視プラットフォーム１４は、ステップＳ６０２にて抽出した分析のポイントとなるデータ（センサのセンシング情報）を分析（例えば、蓋を開いたことによる加速度センサの動きのみを、予め設定しておいた閾値から判定するなど）し、分析データ（開閉状態、その他）を出力する。
上記ステップＳ６０２−Ｓ６０４では、分析のポイントとなるデータのみを抽出、記憶、分析する手順を示しているが、これは一例であって、データ分析に際してのデータは必要に応じて代えてもよく、例えば、分析のポイントとなるデータのみでなくてもよい。

ステップＳ６０５：監視プラットフォーム１４は、ステップＳ６０４にて分析した分析データに基づいてマンホール２のマンホール蓋２１の開閉を判定する。

ステップＳ６０６：監視プラットフォーム１４は、ステップＳ６０５にてマンホール蓋２１の開きを検知した場合、その旨を示す情報を含む分析データを統制センタ１５側に送信し、通知する。

本実施例は、実施例１のマンホール監視システム１と、マンホール情報管理装置３１を含むマンホール管理システム３とを連携し、マンホール２が開いた場合における、その開日時をマンホール情報管理装置３１にて管理するマンホールに関する各情報を元に異常によるマンホール開か否かを判定するものである。

図５は、マンホールを管理するマンホール管理システム３のマンホール情報管理装置３１（図１参照）におけるマンホール管理テーブル３１１の構成例を示す図である。

マンホール管理テーブル３１１は、例えば、管理会社、マンホールＩＤ、設置場所、開閉予定日時（例えば、点検・工事期間）、作業内容、などの各情報を含む。管理会社は、マンホールを管理している会社名であり、マンホールＩＤは、マンホールを識別するＩＤであり、設置場所は、マンホールの設置場所を特定するに足りる情報、例えば、住所やＧＰＳ情報などであり、開閉予定日時（例えば、点検・工事期間）は、マンホールを開閉する予定日時、例えば、工事期間、工事時間（開始時間、終了時間）などであり、作業内容は、例えば、定期点検、下水管などの交換などを示す情報である。

図６は、実施例１におけるステップＳ６０５の後にステップＳ６０７、Ｓ６０８を設け、マンホール２が開いた場合、その開日時をマンホール情報管理装置３１にて管理するマンホールに関する各情報を元に判定し、マンホール管理者側、例えば、作業者によるマンホール開か否か、を判定するものである。

図６を参照して、実施例１から変更があるステップのみ、以下に示す。
ステップＳ６０７：監視プラットフォーム１４は、ステップＳ６０５におけるマンホール開と判定した場合、当該マンホールに関する情報をマンホール情報管理装置３１から取得する。
すなわち、監視プラットフォーム１４は、前記マンホール２のマンホール蓋が開いた場合、前記マンホール情報管理装置３１から当該マンホールの開閉予定日時を含むマンホール管理情報を抽出する機能を有し、同ステップにて、前記マンホール２のマンホール蓋が開いた場合、前記マンホール情報管理装置３１から当該マンホールの開閉予定日時を含むマンホール管理情報を抽出する。

ステップＳ６０８：監視プラットフォーム１４は、マンホール蓋開放確認を判断する機能を有し、同ステップにて、前記マンホール２のマンホール蓋が開いた日時と前記マンホール情報管理装置３１にて管理しているマンホール管理情報における開閉予定日時を比較し、当該マンホール蓋が開いた開閉予定日時がマンホール管理情報における開閉予定日時内にある場合は、前記マンホール情報管理装置３１の管理者側によるマンホール蓋開放と判断し、マンホール管理情報における開閉予定日時外の場合は、前記マンホール管理装置の管理者以外によるマンホール蓋開放と判断する。

本実施例は、実施例１又は実施例２のマンホール監視システム１において、センサ１１による開閉状態データを取得したか否かを判定し、センサ１１、ゲートウェイ１２を含むデータ伝送路の異常を検知するものである。

図６を参照して、実施例１、２から変更があるステップのみ、以下に示す。
ステップＳ６１０：監視プラットフォーム１４は、ステップＳ６０１にて、開閉状態データを取得したか否かを判定する。つまり、開閉センサ１１から送信される開閉状態データが例えば、１時間ごとに送信されるように設定している場合、その時間ごとに開閉状態データが送信されているか否かを判定することにより、開閉状態データを取得したか否かを判定することができる。開閉状態データを取得した場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ６０２へ移り、開閉状態データを取得していない場合（ＮＯ）は、ステップＳ６１１へ移る。

ステップＳ６１１：監視プラットフォーム１４は、ステップＳ６１０にて、開閉状態データを取得していない場合には、センサ１１、ゲートウェイ１２を含むデータ伝送路に何等かの異常が発生したことを検知する。データ伝送路の異常とは、例えば、センサ１１の電池切れ、ゲートウェイ１２の故障、センサ１１とゲートウェイ１２の間の無線の不通、ネットワーク１６１の不通などである。

ステップＳ６１２：監視プラットフォーム１４は、ステップＳ６１１にてデータ伝送路の異常を検知すると、その旨を統制センタ１５へ通知する。この通知を受ける側において、その原因、対策を早急に実施することができる。

上述した実施例によれば、マンホールの設置場所の特定、マンホール蓋の開閉状態を適確に検知でき、また、その状態に応じた対応策を迅速に行うことが可能である。また、加速度センサと上述した他のセンサと組み合わせて使用することにより、マンホール蓋の開閉のみならず、想定される異常などを合せて検知することにより、マンホールのより適確な監視が可能である。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。

１ マンホール監視システム
１１ マンホール開閉センサ
２ マンホール
２１ マンホール蓋
１２ ゲートウェイ
１３ データセンタ
１４ 監視プラットフォーム
１５ 統制センタ（含統制部）
１６１、１６２ ネットワーク
３ マンホール管理システム
３１ マンホール情報管理装置

Claims (3)

1. マンホールのマンホール蓋の裏側もしくは蓋枠部に、吊下げにより取り付け、マンホール蓋の開閉状態を示すマンホール開閉状態データを定期的に送信するマンホール開閉センサと、前記マンホールを監視する監視プラットフォームと、前記マンホール開閉センサから送信されるマンホール開閉状態データを含む電波を受信し、前記監視プラットフォームに送信するゲートウェイと、を備えたマンホール監視システムであって、
   前記マンホール開閉センサは、加速度センサと、温度センサ、臭気センサ、水質センサ、気質センサ、流量センサ、水位センサ、の何れか１つ以上の組合せからなり、
   前記監視プラットフォームは、前記ゲートウェイを介して送信された前記開閉状態データを収集し、
   前記マンホール開閉状態データから、前記マンホール開閉センサおよび前記ゲートウェイの状態を監視するために定期的に送信するデータを除外し、分析のポイントとなるデータのみを抽出し、
   前記抽出したポイントとなるデータのみを分析し、
   前記分析したポイントとなるデータのみを分析データとして受けて、前記加速度センサの動きのみを、あらかじめ設定した閾値から、前記マンホールのマンホール蓋の開閉を判定し、かつ、前記マンホール開閉センサの各センシング情報の分析・判定し、
   前記マンホール蓋の開閉判定結果、前記マンホールのマンホール蓋が開いたと判定した場合、統制センタ側に送信するように制御し、かつ、前記マンホール開閉センサの各センシング情報の分析・判定結果と予め判定基準となる情報を照合、比較し、前記マンホールが如何なる状態にあるかを検知可能とする
   ことを特徴とするマンホール監視システム。
2. 請求項１に記載されたマンホール監視システムにおいて、
   前記マンホール開閉センサは、
   前記マンホール開閉状態データを定期的にかつ特定小電力無線で送信する無線機と、前記マンホール蓋の動きを検知する開閉センサを含み、
   前記ゲートウェイは、
   高耐久性で屋外に設置され、前記無線機から送信される特定小電力無線の電波を受信し、長距離通信機能を有し、
   前記統制センタ側は、
   前記マンホールの開閉予定日時を含むマンホール管理情報を管理するマンホール管理装置を含み、
   前記監視プラットフォームは、前記マンホール管理装置と連携するマンホール蓋開放確認判定部を有し、
   前記マンホール蓋開放確認判定部は、
   前記マンホールのマンホール蓋が開いた場合、前記マンホール管理装置から当該マンホールの開閉予定日時を含むマンホール管理情報を抽出し、
   前記マンホールのマンホール蓋が開いた日時と前記マンホール管理装置にて管理しているマンホール管理情報における開閉予定日時を比較し、当該マンホール蓋が開いた開閉日時がマンホール管理情報における開閉予定日時内にある場合は、前記マンホール管理装置の管理者側によるマンホール蓋開放と判断し、マンホール管理情報における開閉予定日時外の場合は、前記マンホール管理装置の管理者以外によるマンホール蓋開放と判断する
   ことを特徴とするマンホール監視システム。
3. マンホールのマンホール蓋の裏側もしくは蓋枠部に、吊下げや接着により取り付け、マンホール蓋の開閉状態を示すマンホール開閉状態データを定期的に送信するマンホール開閉センサと、前記マンホールを監視する監視プラットフォームと、前記マンホール開閉センサから送信されるマンホール開閉状態データを含む電波を受信し、前記監視プラットフォームに送信するゲートウェイと、を備え、前記マンホール開閉センサは、加速度センサと、温度センサ、臭気センサ、水質センサ、気質センサ、流量センサ、水位センサ、の何れか１つ以上の組合せからなるマンホール監視システムにおける方法であって、
   前記監視プラットフォームは、
   前記マンホール開閉センサおよび前記ゲートウェイの状態を監視するために定期的に送信するデータを除外し、前記ゲートウェイを介して送信された前記開閉状態データを収集するステップと、
   前記マンホール開閉状態データから分析のポイントとなるデータのみを抽出するステップと、
   前記抽出したポイントとなるデータのみを分析するステップと、
   前記分析したポイントとなるデータのみを分析データとして受けて、前記加速度センサの動きのみを、あらかじめ設定した閾値から、前記マンホールのマンホール蓋の開閉を判定、かつ、前記マンホール開閉センサの各センシング情報の分析・判定するステップと、
   前記マンホール蓋の開閉判定結果、前記マンホールのマンホール蓋が開いたと判定した場合、統制センタ側に送信するように制御し、かつ、前記マンホール開閉センサの各センシング情報の分析・判定結果と予め判定基準となる情報を照合、比較し、前記マンホールが如何なる状態にあるかを検知可能とするステップと、
   を有するマンホール監視方法。

Images