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为了减轻城市因突发性大暴雨等引起的灾害，株式会社富士通研究所(注1)利用ICT研发了一种排水系统出现溢流预兆时的低成本检测技术。

开发背景

近年来，因局部地区集中暴雨引起的城市水灾频发，在各种预防措施中，利用ICT实时监测下水道水位的技术（图1）备受关注，其中，传感器设置及其管理运营的成本是一大课题。尽管通过减少设备和节能等方法可以降低成本，但会影响到测量精度、稳定性及其可靠性。

课题

为了能够低成本大范围地监测下水道水位，最有效的方 法就是尽量减少用于获取信息的传感器的数量，它是造成高成本的主要原因。但另一方面，因为传感器的位置决定了是否能够准确掌握下水管内的状况，所以需要在 确定传感器最佳位置的同时，尽量减少所需的传感器数量。而最佳位置的确定方法却是一大课题。

为了能够通过少量的传感器准确掌握下水管道内的状况，需要利用ICT确定传感器的安装位置，以及构建下水道水位监测系统。

开发的技术

本次富士通研究所开发的技术是通过分析因地形或下水管道的形状、距离等引起的上游至下游的水流传播时间（水流传播所需时间），确定传感器合适的安装位置。另外，根据测量水位的变化对测量参数进行优化，实现传感器的低功耗，从而减少各传感器的电池交换成本。

开发的技术具有以下特点：

1. 根据水位变化决定的水流传播所需时间来确定传感器的安装位置

本次开发的技术先根据地形、下水管道信息以及降水类 型得到水位变化的相关数据，然后计算污水由上游流到下游所需的时间，接着参考该时间计算上游水位变化与下游水位变化的相关性，最后基于地形、下水管道布 局、降水特征确定通用传感器的安装位置。这样就可以节省在相关性不大的位置安装传感器。

2. 应对不同情况的传感功率控制技术

传感设备的主要功耗为测量功耗与将测量值发给网络中继器（网关）的功耗之和。晴天水位变化较小，可以延长测量时间间隔，雨天水位变化大，可以缩短测量时间间隔。尽管通过这种边调控边测量、通信的方法可以降低传感设备的能耗，但是该方法在雨天时的应对还有所不足。

本次研发的技术基于测量时的水位和对今后水位变化的预测，并根据当时的传感器状况自动调整以下三种测量参数：（1）测量时间间隔（2）测量值发送间隔（3）测量时间。根据情况在保持各个必要测量数据准确性的同时，实现传感的低能耗。

效果

通过本次研发的技术，只需在1/5的井盖上安装传感 器，就可掌握和预测下水道整体的水流情况。仿真结果表明，对于具有代表性的降水类型，根据传感器的状况控制功耗，在保持测量准确性的同时可减少约70%的 功耗。如果只考虑使用太阳能等自然能源时，每台的使用成本与传统方法相比可减少约90%。

今后

富士通研究所将继续加强传感设备的节能和低成本化研发，同时也将继续推进传感数据活用等的研究。该技术计划在2015年投入使用。

注释

注1 株式会社富士通研究所：
      社长 佐相秀幸
      总公司所在地 日本神奈川县川崎市