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本技术介绍参考了以下链接
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2017年02月28日

通过与郡山市的试点实验检测暴雨导致的内水泛滥征兆

株式会社富士通研究所(注1)(以下简称,富士通研究所)与福岛县郡山市在2015年7月实施的检测下水道泛滥征兆的传感系统试点实验中,对暴雨发生时导致的内水泛滥征兆进行了实时检测,成功获取了有效的分析数据。

背景

近年来,远远超过下水道设备运行建设规模的暴雨频发。局部暴雨导致下水道泛滥的情况越发严重,在人力和物力有限的情况下,不仅需要改善配套设备,还需要充分利用ICT技术。

为了减轻城市因大雨或暴雨造成的灾害,富士通研究所开发出了下水道泛滥征兆检测技术(注2)。该技术将具备水位测量功能的传感器安装在井盖上,通过测量值可高精度检测出泛滥征兆。郡山市与富士通研究所针对检测下水道泛滥征兆的传感系统试点实验签订协议,并从2015年7月底开始进行基于井盖传感的实时水位监测试点实验(注3)。

试点实验的结果

沿着落合掘雨水干线的井盖或格栅(注4),在3个地方安装了水位传感器,利用实测数据得到了如下结果。

  1. 内水泛滥征兆检测

    基于井盖内的无线通信,证实可在云系统上实时监测下水道水位信息,并检测到了暴雨发生时水位在20分钟内急剧上涨2.2m的内水泛滥征兆(图1)。

    暴雨发生时雨量和水位的变化

    图1  暴雨发生时雨量和水位的变化


  2. 对利用自然能源降低运行成本进行验证

    能量收集技术是指将自然环境中微弱的能量转换为电能的技术。为了验证该技术,富士通研究所利用储热材料新开发出了高效热电转换模块,通过将其安装在井盖对发电量进行了验证(图2)。结果表明其发电量是传统热电转换方式的5倍多。仿真模拟实验证明,所获取的功率量可运行5年以上,并且期间无需更换电池。

    热电转换模块概要及安装在井盖的示意图

    图2  热电转换模块概要及安装在井盖的示意图


效果

水位变化的数字化使排水计划得以验证,今后在制定浸水应对措施时,也可以应用该技术。此外,长期无需更换电池的能量收集技术,不仅可以大幅减少运行成本,还可减轻交通流量较大地区因井盖安装导致的高风险维护工作。


今后

富士通研究所今后将继续对实测数据进行分析,并围绕高精度水位预测等试点实验获得的成果开展进一步研发。今后在郡山市还将对落合掘雨水干线的排水计划进行验证,将其应用于新的浸水防灾措施中。

注释

注1 株式会社富士通研究所:
社长 佐佐木 繁
总公司所在地 日本神奈川县川崎市
注2 下水道泛滥征兆检测技术:
排水系统出现溢流预兆时的低成本检测技术(2015年3月17日)
注3 实时水位监测试点实验:
与郡山市共同实施下水道泛滥征兆发现的现场试验(2016年2月5日)
注4 格栅:
网格状的钢铁制品,用作道路的井盖或水沟等的盖板。