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ものづくり
日本大賞
国土技術
開発賞
建設技術
審査証明


他機関の
評価結果

















            

2019.06.27現在
 
技術
名称
傾斜変動監視無線センサーネットシステム 
事後評価未実施技術 登録No. KT-160063-A
事前審査 事後評価 技術の位置付け(有用な新技術)
試行実証評価 活用効果評価 推奨
技術
準推奨
技術
評価促進
技術
活用促進
技術













旧実施要領における技術の位置付け
活用促進
技術(旧)
設計比較
対象技術
少実績
優良技術
 



 
活用効果調査入力様式 適用期間等
-A
活用効果調査入力システムを使用してください。

上記※印の情報と以下の情報は申請者の申請に基づき掲載しております。 申請情報の最終更新年月日:2016.08.23
副    題 斜面、構造物の傾斜を無線で監視 区分 システム
分 類 1 電気通信設備 − 通信設備 − テレメータ設備 
分 類 2 調査試験 − 分析・予測システム  
概要
@何について何をする技術なのか?
・斜面、ダム法面の傾斜角度を、マルチホップ無線式電池駆動のセンサーで自動計測し、設定値以上の角度検知で自動警報する技術。


A従来はどのような技術で対応していたのか?
・有線式据置型傾斜計


B公共工事のどこに適用できるのか?
・斜面崩落予兆検知
・ダム法面変位監視


Cその他
・斜面崩落の危険管理地区、ダム法面コンクリート敷設後の法面に傾斜センサーを設置し崩落の予兆、法面変位を無線で監視することができる技術。
・複数の通信経路を構成できるマルチホップ通信を使用しているので、通信異常か発生しても、別の通信経路でつながり、データの欠測が少ない。
・無線の出力は20mWで各センサー間の通信距離が1Km以上になるので、センサーの配置方法によりマルチホップで2km以上の広域に監視ネットワークを組むことができる。
・無線は920MHz帯特定小電力無線を使用しているので無線免許が不要で、すぐに使用できる。
・傾斜センサーは加速度センサーを採用し、計測精度が±0.1°になり、従来技術に比較し10倍向上した。
・センサーは小型軽量で電池内蔵の無線機なので、電源、配線が不要となり、単管パイプまたは杭に固定するだけなので、施工作業が容易になり、安全性が向上する。

・アクセスポイントから直接パソコンに各データを時系列に記録することがでる。
・設定値以上の傾斜角度が発生すると、観測インターバルとは関係なく、センサー名と傾斜角度をパソコン画面上に警報通知する。
・パトライトの通報も可能。
・パソコンがネット環境にあれば、管理者へメールの通報も可能である。
・ケースの材質はアルミ鋳物(アルミダイキャスト)を使用しているので堅牢な構造になっている。
センサーの仕様・パソコンの機能
─  項目 仕様 
傾斜センサー 通信方式 920MHz帯 アドホック・マルチホップ通信方式 出力20mW 
─ センサー間通信距離 見通しで約1000m (環境、天候により、〜2000m) 
─ ネットワーク設置箇所数 50か所(1アクセスポイントあたり) 
─  内蔵センサー 3軸重力加速度センサー 傾斜検知 ±0.1°(相対変化) 
─  警報判定通報 判定条件により監視装置(パソコン)へ通報 
─ 電源 内蔵電池 リチウム電池 3V 2500mAh×3本 
─  電池寿命 自動計測 10分で約3年以上 自動計測 60分で約5年以上 
─  環境条件 温度:-20〜+60℃ 湿度:10〜90%(非結露) 
─ 寸法・重量 70W×100H×40Dmm(アンテナを除く) 約500g 
─ 防水規格 IP65 (防塵、全方向噴流保護) 
パソコンの機能 センサー設置状況表示 PC背景に地図・写真を貼り付け、画面上に各センサーを配置可能 
─  計測情報表示 センサーデータ一覧表示(18センサー以上はスクロール表示) 
─  自動計測 指定した時間間隔で自動計測(10分以上) 
─  手動計測 指定した複数のセンサーを即時計測 
─  警報判定設定 センサーの警報判定条件を設定 (0.5°以上) 
─  警報情報表示 各センサーからの警報をパソコン画面上にポップアップ表示 
─  計測情報記録 自動計測により、計測されたデータをインターバルごとにCSV記録 
─  センサー電源監視 電圧低下を2段階で通報 
─  通報メール機能 メール送信環境にあるパソコンであれば、メール通報します。 

システム構成図
新規性及び期待される効果
@どこに新規性があるのか?(従来技術と比較して何を改善したのか?)

・センサー〜データロガー間を有線から、免許のいらない特定省電力920MHz帯の無線式に替え、傾斜センサー、無線機、電池を一体化した。
・無線は複数の通信経路を構成できるマルチホップ通信を使用した。
・無線の出力を20mWにし、長距離無線伝送ができるようにした。
・傾斜検知を従来のひずみゲージ式センサーから小型で高精度の加速度センサーに替えた。


A期待される効果は?(新技術活用のメリットは?)

・電池内蔵の無線式なので、電源、配線が不要となり、設置が単管パイプまたは杭に固定するだけなので、施工作業が容易になり、安全性と経済性が向上する。
・複数の通信経路を構成できるマルチホップ通信を使用しているので、通信異常(有線ではケーブル断線)か発生しても、別の通信経路でつながり、データの品質が向上する。
・無線の出力が20mWで長距離無線伝送とマルチホップ通信が可能になったことにより、各傾斜センサー間の通信距離が1Km以上になるので、傾斜センサーの配置方法により、マルチホップで2km以上の広域に 監視ネットワークを組むことができる。
・電池内蔵の無線式なので、電源、配線が不要になったことにより、環境を損なうことが少ない。
・小型で高精度の加速度センサーに変えたことにより、計測精度が±1°から±0.1°になりデータの品質が向上する。

無線式センサー設置例
適用条件
@自然条件
・気温 -20〜+60℃
・湿度 10〜90%(非結露)
・全天候型

A現場条件
・単管パイプまたは杭を斜面に打ち込み(またはコンクリートベースに据付)、地上高50cm以上にセンサーを設置する。
・作業スペースは1台あたり1m×1.5m=1.5m2
(本体は20cm×20cm=400cm2で設置可能です)

B技術提供可能地域
・技術提供地域については制限無し

C関係法令等
・平成24年度総務省令 電波法第38条の6第1項
適用範囲
@適用可能な範囲
・アクセスポイント(データ集約局)から各センサー間、または各センサー間が見通し1km以内の斜面、法面
ただし周囲に、鉄筋の構造物、林、藪、山越え等がある場合は電波強度状態を下見調査が必要。
・冠水、雪積の可能性がある場合は、長いポールを使用し冠水、雪積がない箇所に設置する。

A特に効果の高い適用範囲
・豪雨時、地震時、緊急性を要する斜面崩壊、地すべりの遠隔監視
・法面工事を伴う施工現場における安全確保のための傾斜監視

B適用できない範囲
・周囲に鉄筋の構造物があり、通信不能になる場所
・冠水、雪中では通信不能になるため使用不可

C適用にあたり、関係する基準およびその引用元
・特になし
留意事項
@設計時
・事前に現地踏査を行い、無線通信の可否の確認を行う。
(距離が長い場合、障害物がある場合などは、メーカーへ連絡し、貸出機で電界強度を計測し通信が可能か確認する)
・設置場所の状況(林、藪、斜面角度、観測点到着経路、作業の安全性)の確認を行う。
・パソコンに接続するアンテナのケーブル引き込み経路を確認し、ケーブル長を選択する(20mまで)。

・採用設置に当たっては事前にメーカーへ相談の連絡をください。

A施工時
・アクセスポイント(データ集約局)はパソコンの近傍に置き、アンテナを建屋の外に設置する。
・パソコンに監視ソフトをインストールし、セットアップする。
・現地設置前に室内でシステムのセンサーの電源を入れ、パソコンに全センサーがネットワーク接続されることを確認する。
・パソコンの電源オートオフ機能を無効にする。

・システムのセンサーを現地に単管パイプまたは杭を用いて、地上高50cm以上に設置する。
(周囲に電波の障害となる鉄管(仮設フェンス等)がある場合は、障害のない高さに外付けのアンテナを設置する)。
・システムのセンサーの電源を入れ、パソコンに全センサーがネットワーク接続されることを確認する。
・パソコンで各センサー間の電界強度を確認し、無線通信可能であるかを確認する。
・全センサーのセンサーID、無線チャンネル、受信速度を確認する。
・手動計測を行い、全センサーの現在の傾斜角度を取得し、必要であればゼロリセットを行う。
・自動計測にすることで監視が開始されます(10分、30分、1時間、12時間、24時間選択設定)。


B維持管理等
・センサー内蔵電池は、2段階で電圧低下を通報してくるので、2回目の電圧低下通報が来た場合は、電池交換を行う。
(自動計測10分ごとで約3年、1時間ごとで約5年ごと)
・約3ヶ月に1度程度、パソコンで各センサー間の電界強度を確認する。 電界強度が弱くなっている場合は、障害の有無など原因を調査し、植生の生育など、除去できるものは除去する。
・除去できない障害物が新たに出来た場合、中継器を増設し、通信可能な電界強度を確保する。

Cその他
パソコン動作条件
・パソコン対応OS Microsift Windows7,または Windows8
・ハードディスク 1GB以上の空き容量
・メモリ 2GB 以上推奨
・画面解像度 1024×768 以上
・インターフェース RS-232Cポート 1ヶ以上

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