知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
▶ 東京電力株式会社の特許一覧 ▶ 株式会社ＮＴＴデータの特許一覧 ▶ 株式会社日立製作所の特許一覧 ▶ 中国電力株式会社の特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024043058
(43)【公開日】2024-03-29
(54)【発明の名称】風向風速センサの設置場所を選定する方法および装置
(51)【国際特許分類】
G01W 1/10 20060101AFI20240322BHJP
G01W 1/00 20060101ALI20240322BHJP
【ＦＩ】
G01W1/10 D
G01W1/00 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022148041
(22)【出願日】2022-09-16
(71)【出願人】
【識別番号】000003687
【氏名又は名称】東京電力ホールディングス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100114890
【弁理士】
【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト
(74)【代理人】
【識別番号】100116403
【弁理士】
【氏名又は名称】前川 純一
(74)【代理人】
【識別番号】100162880
【弁理士】
【氏名又は名称】上島 類
(71)【出願人】
【識別番号】523286071
【氏名又は名称】株式会社ＮＴＴデータ
(74)【代理人】
【識別番号】100114890
【弁理士】
【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト
(71)【出願人】
【識別番号】000005108
【氏名又は名称】株式会社日立製作所
(71)【出願人】
【識別番号】000211307
【氏名又は名称】中国電力株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100114890
【弁理士】
【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト
(74)【代理人】
【識別番号】100162880
【弁理士】
【氏名又は名称】上島 類
(74)【代理人】
【識別番号】100116403
【弁理士】
【氏名又は名称】前川 純一
(72)【発明者】
【氏名】紙本 斉士
(72)【発明者】
【氏名】齋藤 亮平
(72)【発明者】
【氏名】黛 知也
(72)【発明者】
【氏名】吉羽 進
(72)【発明者】
【氏名】秋本 了
(72)【発明者】
【氏名】大園 智章
(72)【発明者】
【氏名】篠原 良介
(72)【発明者】
【氏名】丸山 明彦
(72)【発明者】
【氏名】須田 康介
(72)【発明者】
【氏名】大石 怜奈
(72)【発明者】
【氏名】馬渕 睦実
(72)【発明者】
【氏名】渡邊 哲央
(57)【要約】
【課題】鉄塔を結ぶ送電線に沿ってドローンを飛行させるために、風向風速センサを設置する場所を選定する方法および装置を提案する。
【解決手段】ドローンの機体に依存する耐風性能および最大飛行速度に基づいて、飛行制限風速を決定し、ドローンの飛行ルートにおける取得可能な気象データから閾値風速を決定し、所定の鉄塔が立地する地表面粗度を考慮して、閾値風速をドローンの飛行高度での閾値風速に換算し、飛行制限風速および換算した閾値風速に基づいて、閾値増速率を計算し、所定の鉄塔についての増速率と閾値増速率とを比較し、増速率が閾値増速率以上の場合、所定の鉄塔を、風向風速センサを設置する場所として選定する。
【選択図】図４
【解決手段】ドローンの機体に依存する耐風性能および最大飛行速度に基づいて、飛行制限風速を決定し、ドローンの飛行ルートにおける取得可能な気象データから閾値風速を決定し、所定の鉄塔が立地する地表面粗度を考慮して、閾値風速をドローンの飛行高度での閾値風速に換算し、飛行制限風速および換算した閾値風速に基づいて、閾値増速率を計算し、所定の鉄塔についての増速率と閾値増速率とを比較し、増速率が閾値増速率以上の場合、所定の鉄塔を、風向風速センサを設置する場所として選定する。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
鉄塔を結ぶ送電線に沿ってドローンを飛行させるために、風向風速センサを設置する場所を選定する方法であって、
ドローンの機体に依存する耐風性能および最大飛行速度に基づいて、飛行制限風速を決定し、
ドローンの飛行ルートにおける取得可能な気象データから閾値風速を決定し、
所定の鉄塔が立地する地表面粗度を考慮して、前記閾値風速をドローンの飛行高度での閾値風速に換算し、
前記飛行制限風速および換算した閾値風速に基づいて、閾値増速率を計算し、
所定の鉄塔についての増速率と前記閾値増速率とを比較し、
前記増速率が前記閾値増速率以上の場合、前記所定の鉄塔を、風向風速センサを設置する場所として選定する、
方法。
ドローンの機体に依存する耐風性能および最大飛行速度に基づいて、飛行制限風速を決定し、
ドローンの飛行ルートにおける取得可能な気象データから閾値風速を決定し、
所定の鉄塔が立地する地表面粗度を考慮して、前記閾値風速をドローンの飛行高度での閾値風速に換算し、
前記飛行制限風速および換算した閾値風速に基づいて、閾値増速率を計算し、
所定の鉄塔についての増速率と前記閾値増速率とを比較し、
前記増速率が前記閾値増速率以上の場合、前記所定の鉄塔を、風向風速センサを設置する場所として選定する、
方法。
【請求項2】
前記増速率は、全風向の増速率のうち最大の増速率である、
請求項１に記載の方法。
請求項１に記載の方法。
【請求項3】
全風向のうち半分以上の風向で前記増速率が前記閾値増速率以上の場合、前記所定の鉄塔を、風向風速センサを設置する場所として選定する、
請求項１に記載の方法。
請求項１に記載の方法。
【請求項4】
前記閾値増速率に基づいて、第２の閾値増速率を計算し、
全風向のうち１つ以上の風向で前記増速率が前記第２の閾値増速率以上の場合、前記所定の鉄塔を、風向風速センサを設置する場所として選定する、
請求項１に記載の方法。
全風向のうち１つ以上の風向で前記増速率が前記第２の閾値増速率以上の場合、前記所定の鉄塔を、風向風速センサを設置する場所として選定する、
請求項１に記載の方法。
【請求項5】
選定された前記所定の鉄塔が、所定の領域内に複数存在する場合、または、選定された前記所定の鉄塔間の距離が、所定の距離未満の場合、全風向における増速率の最大値または平均値に基づき、選定された前記所定の鉄塔を１つの鉄塔に絞り込む、
請求項１に記載の方法。
請求項１に記載の方法。
【請求項6】
前記閾値増速率は、前記飛行制限風速を換算した閾値風速で除算した値である、
請求項１に記載の方法。
請求項１に記載の方法。
【請求項7】
鉄塔を結ぶ送電線に沿ってドローンを飛行させるために、風向風速センサを設置する場所を選定する装置であって、
ドローンの機体に依存する耐風性能および最大飛行速度に基づいて、飛行制限風速を決定する飛行制限風速決定部と、
ドローンの飛行ルートにおける取得可能な気象データから閾値風速を決定する閾値風速決定部と、
所定の鉄塔が立地する地表面粗度を考慮して、前記閾値風速をドローンの飛行高度での閾値風速に換算する閾値風速換算部と、
前記飛行制限風速および換算した閾値風速に基づいて、閾値増速率を計算する閾値増速率計算部と、
所定の鉄塔についての増速率と前記閾値増速率とを比較する閾値増速率比較部と、
前記増速率が前記閾値増速率以上の場合、前記所定の鉄塔を、風向風速センサを設置する場所として選定する鉄塔選定部と、
を有する装置。
ドローンの機体に依存する耐風性能および最大飛行速度に基づいて、飛行制限風速を決定する飛行制限風速決定部と、
ドローンの飛行ルートにおける取得可能な気象データから閾値風速を決定する閾値風速決定部と、
所定の鉄塔が立地する地表面粗度を考慮して、前記閾値風速をドローンの飛行高度での閾値風速に換算する閾値風速換算部と、
前記飛行制限風速および換算した閾値風速に基づいて、閾値増速率を計算する閾値増速率計算部と、
所定の鉄塔についての増速率と前記閾値増速率とを比較する閾値増速率比較部と、
前記増速率が前記閾値増速率以上の場合、前記所定の鉄塔を、風向風速センサを設置する場所として選定する鉄塔選定部と、
を有する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、鉄塔を結ぶ送電線に沿ってドローン等の無人航空機（以下、ドローンという）を飛行させるために、風向風速センサを設置する場所を選定する方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、ドローンは、宅配サービス、農薬や肥料の散布、災害調査、報道等さまざまな分野に応用されている。
ドローンを飛行させるためにはドローンの飛行ルートにおける風向および風速を測定または予測する必要がある。例えば特許文献１には、小型かつ軽量の計測用ドローンを所定の飛行ルートに沿って飛行させることにより飛行ルートにおける風向および風速の情報を取得し、この情報を参考にして、遭難救助のための大型ドローンの飛行ルートを選定するシステムが提案されている。
ドローンを飛行させるためにはドローンの飛行ルートにおける風向および風速を測定または予測する必要がある。例えば特許文献１には、小型かつ軽量の計測用ドローンを所定の飛行ルートに沿って飛行させることにより飛行ルートにおける風向および風速の情報を取得し、この情報を参考にして、遭難救助のための大型ドローンの飛行ルートを選定するシステムが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２０－１５３７９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１のシステムでは、大型ドローンの飛行に先立ち、計測用ドローンを飛行させることにより、飛行ルートにおける風向および風速を把握するため、強風等により大型ドローンが墜落する危険性は低下するものの、計測用ドローンが墜落する危険性は依然として存在する。
それゆえ、飛行ルートに沿って予めおよび／またはリアルタイムに風向および風速を把握することが望まれる。このためには、風向風速センサによりリアルタイムに風向および風速を測定することが最も有用であるが、ドローンの全飛行ルートに風向風速センサを設置することは現実的ではない。
それゆえ、飛行ルートに沿って予めおよび／またはリアルタイムに風向および風速を把握することが望まれる。このためには、風向風速センサによりリアルタイムに風向および風速を測定することが最も有用であるが、ドローンの全飛行ルートに風向風速センサを設置することは現実的ではない。
【0005】
そこで、本発明では、鉄塔を結ぶ送電線に沿ってドローンを飛行させるために、風向風速センサを設置する場所を選定する方法および装置を提案することを目的とする。
【0006】
本発明は、鉄塔を結ぶ送電線に沿ってドローンを飛行させるために、風向風速センサを設置する場所を選定する方法であって、
ドローンの機体に依存する耐風性能および最大飛行速度に基づいて、飛行制限風速を決定し、
ドローンの飛行ルートにおける取得可能な気象データから閾値風速を決定し、
所定の鉄塔が立地する地表面粗度を考慮して、前記閾値風速をドローンの飛行高度での閾値風速に換算し、
前記飛行制限風速および換算した閾値風速に基づいて、閾値増速率を計算し、
所定の鉄塔についての増速率と前記閾値増速率とを比較し、
前記増速率が前記閾値増速率以上の場合、前記所定の鉄塔を、風向風速センサを設置する場所として選定する。
ドローンの機体に依存する耐風性能および最大飛行速度に基づいて、飛行制限風速を決定し、
ドローンの飛行ルートにおける取得可能な気象データから閾値風速を決定し、
所定の鉄塔が立地する地表面粗度を考慮して、前記閾値風速をドローンの飛行高度での閾値風速に換算し、
前記飛行制限風速および換算した閾値風速に基づいて、閾値増速率を計算し、
所定の鉄塔についての増速率と前記閾値増速率とを比較し、
前記増速率が前記閾値増速率以上の場合、前記所定の鉄塔を、風向風速センサを設置する場所として選定する。
【0007】
前記増速率は、全風向の増速率のうち最大の増速率であることが好ましい。
【0008】
全風向のうち半分以上の風向で前記増速率が前記閾値増速率以上の場合、前記所定の鉄塔を、風向風速センサを設置する場所として選定することが好ましい。
【0009】
前記閾値増速率に基づいて、第２の閾値増速率を計算し、
全風向のうち１つ以上の風向で前記増速率が前記第２の閾値増速率以上の場合、前記所定の鉄塔を、風向風速センサを設置する場所として選定することが好ましい。
全風向のうち１つ以上の風向で前記増速率が前記第２の閾値増速率以上の場合、前記所定の鉄塔を、風向風速センサを設置する場所として選定することが好ましい。
【0010】
選定された前記所定の鉄塔が、所定の領域内に複数存在する場合、または、選定された前記所定の鉄塔間の距離が、所定の距離未満の場合、全風向における増速率の最大値または平均値に基づき、選定された前記所定の鉄塔を１つの鉄塔に絞り込むことが好ましい。
【0011】
前記閾値増速率は、前記飛行制限風速を換算した閾値風速で除算した値であることが好ましい。
【0012】
本発明は、鉄塔を結ぶ送電線に沿ってドローンを飛行させるために、風向風速センサを設置する場所を選定する装置であって、
ドローンの機体に依存する耐風性能および最大飛行速度に基づいて、飛行制限風速を決定する飛行制限風速決定部と、
ドローンの飛行ルートにおける取得可能な気象データから閾値風速を決定する閾値風速決定部と、
所定の鉄塔が立地する地表面粗度を考慮して、前記閾値風速をドローンの飛行高度での閾値風速に換算する閾値風速換算部と、
前記飛行制限風速および換算した閾値風速に基づいて、閾値増速率を計算する閾値増速率計算部と、
所定の鉄塔についての増速率と前記閾値増速率とを比較する閾値増速率比較部と、
前記増速率が前記閾値増速率以上の場合、前記所定の鉄塔を、風向風速センサを設置する場所として選定する鉄塔選定部と、
を有する。
ドローンの機体に依存する耐風性能および最大飛行速度に基づいて、飛行制限風速を決定する飛行制限風速決定部と、
ドローンの飛行ルートにおける取得可能な気象データから閾値風速を決定する閾値風速決定部と、
所定の鉄塔が立地する地表面粗度を考慮して、前記閾値風速をドローンの飛行高度での閾値風速に換算する閾値風速換算部と、
前記飛行制限風速および換算した閾値風速に基づいて、閾値増速率を計算する閾値増速率計算部と、
所定の鉄塔についての増速率と前記閾値増速率とを比較する閾値増速率比較部と、
前記増速率が前記閾値増速率以上の場合、前記所定の鉄塔を、風向風速センサを設置する場所として選定する鉄塔選定部と、
を有する。
【発明の効果】
【0013】
本発明では、鉄塔を結ぶ送電線に沿ってドローンを飛行させるために、風向風速センサを設置する場所を選定する方法および装置を提案することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の装置の構成を示すブロック図である。
【図2】所定の鉄塔Ａについての増速率を説明するための図である。
【図3】所定の鉄塔Ａの地上８０ｍにおける増速率を示す。
【図4】本発明の第１の実施形態に係る方法のフローチャートである。
【図5】本発明の第２の実施形態に係る方法のフローチャートである。
【図6】風向風速センサを設置する場所の候補として選定した鉄塔を示す。
【図7】候補の鉄塔を絞り込む方法のフローチャートである。
【図8】風向風速センサを設置する場所の候補として選定した鉄塔を示す。
【図9】候補の鉄塔を絞り込む方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、さまざまな変形が可能である。
【0016】
図１は、本発明の装置の構成を示すブロック図である。
装置１０は、記憶部１と、飛行制限風速決定部２と、閾値風速決定部３と、閾値風速換算部４と、閾値増速率計算部５と、閾値増速率比較部６と、鉄塔選定部７と、を有する。
装置１０は、例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、サーバ、タブレット端末およびスマートフォン等の情報処理装置によって実現することができる。装置１０は、ハードウェア資源として、ＣＰＵ、メモリ、入出力装置および通信インタフェース等を有し、ソフトウェアと協働して動作する。すなわち、上述した、記憶部１、飛行制限風速決定部２、閾値風速決定部３、閾値風速換算部４、閾値増速率計算部５、閾値増速率比較部６、および鉄塔選定部７は、装置１０を構成するハードウェア資源とソフトウェアとが協働することによって実現される。
装置１０は、記憶部１と、飛行制限風速決定部２と、閾値風速決定部３と、閾値風速換算部４と、閾値増速率計算部５と、閾値増速率比較部６と、鉄塔選定部７と、を有する。
装置１０は、例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、サーバ、タブレット端末およびスマートフォン等の情報処理装置によって実現することができる。装置１０は、ハードウェア資源として、ＣＰＵ、メモリ、入出力装置および通信インタフェース等を有し、ソフトウェアと協働して動作する。すなわち、上述した、記憶部１、飛行制限風速決定部２、閾値風速決定部３、閾値風速換算部４、閾値増速率計算部５、閾値増速率比較部６、および鉄塔選定部７は、装置１０を構成するハードウェア資源とソフトウェアとが協働することによって実現される。
【0017】
電力会社である出願人は、自身の所有物である鉄塔および送電線等に関する電力設備情報を保有している。この電力設備情報は、記憶部１に保存されている。
電力設備情報は、送電線名称、線路電圧、設備所管箇所組織、支持物名称、集合設備分類（単、併架）、鉄塔の緯度および経度、鉄塔高、鉄塔の海抜高、鉄塔の腕下高、鉄塔の水平角度、鉄塔繋がり先送電線名称、鉄塔繋がり先送電線支持物番号等を含む。また、電力設備情報は、この他、任意の情報を含むことができる。
電力設備情報は、送電線名称、線路電圧、設備所管箇所組織、支持物名称、集合設備分類（単、併架）、鉄塔の緯度および経度、鉄塔高、鉄塔の海抜高、鉄塔の腕下高、鉄塔の水平角度、鉄塔繋がり先送電線名称、鉄塔繋がり先送電線支持物番号等を含む。また、電力設備情報は、この他、任意の情報を含むことができる。
【0018】
一般的に、風向および風速の予測には、日本列島全体を対象とするような大域の気象解析が用いられており、本発明においても、気象解析データは、リアルタイムに取得されて、記憶部１に保存される。
本発明では、気象解析データとして電力中央研究所の気象予測システム（解析プログラム：ＮｕＷＦＡＳ）を利用する。この気象予測システムでは、計算メッシュが約４ｋｍ四方に設定されている。しかしながら、ドローンの飛行ルートとして検討している山間部では、地形の変化に応じて風向および風速も変化するため、この気象予測システムでは、精度が不十分である。
また、この気象予測システムでは、地上約１０ｍの高さで風向および風速を予測している。しかしながら、本発明では、山間部の送電用の鉄塔（例えば高さ６０ｍ）の頂部の５ｍ上方から２０ｍ上方までの空間をドローンが飛行することを想定しており、当該空間の風向および風速を測定または予測する必要がある。
本発明では、気象解析データとして電力中央研究所の気象予測システム（解析プログラム：ＮｕＷＦＡＳ）を利用する。この気象予測システムでは、計算メッシュが約４ｋｍ四方に設定されている。しかしながら、ドローンの飛行ルートとして検討している山間部では、地形の変化に応じて風向および風速も変化するため、この気象予測システムでは、精度が不十分である。
また、この気象予測システムでは、地上約１０ｍの高さで風向および風速を予測している。しかしながら、本発明では、山間部の送電用の鉄塔（例えば高さ６０ｍ）の頂部の５ｍ上方から２０ｍ上方までの空間をドローンが飛行することを想定しており、当該空間の風向および風速を測定または予測する必要がある。
【0019】
そこで、本発明では、従来は鉄塔設計の際に用いられている合理的な風況予測手法を利用する。これは、気象解析による風速に簡易増速率（ｋ１－ａｄｖｉｓｅｒ、以下、増速率という）を乗算することにより現地風速を求める手法であり、ＪＥＣ－ＴＲ－００００７－２０１５において提案されている。増速率は、地形による風の増速を単純地形に置き換えたものであり、各鉄塔の高さ別かつ風向別にデータが存在し、記憶部１に保存されている。増速率を用いることにより、気象解析による風速をドローンが飛行する高度の風速に換算し、かつ、精度の問題を解決することができる。
なお、電力中央研究所の気象予測システムの代わりに、任意の気象解析データを利用することができる。
なお、電力中央研究所の気象予測システムの代わりに、任意の気象解析データを利用することができる。
【0020】
図２は、所定の鉄塔Ａについての増速率を説明するための図である。
上述したように、気象解析による風速は、地上１０ｍでのデータであるため、鉄塔Ａの地点における気象解析による風速に、鉄塔Ａについての高さ別かつ風向別の増速率を乗算することにより、所定の高さの風速を求めることができる。
例えば、気象解析による風速が１０ｍ／ｓである場合、地上８０ｍでは、増速率１．２を乗算することにより、風速が１２ｍ／ｓであると求めることができる。
このように、増速率は、地表面からの高さによって異なり、地表付近で大きい傾向がある。
図２は、一方向（風向）における増速率を示しているが、以下、全方向の増速率について説明する。
上述したように、気象解析による風速は、地上１０ｍでのデータであるため、鉄塔Ａの地点における気象解析による風速に、鉄塔Ａについての高さ別かつ風向別の増速率を乗算することにより、所定の高さの風速を求めることができる。
例えば、気象解析による風速が１０ｍ／ｓである場合、地上８０ｍでは、増速率１．２を乗算することにより、風速が１２ｍ／ｓであると求めることができる。
このように、増速率は、地表面からの高さによって異なり、地表付近で大きい傾向がある。
図２は、一方向（風向）における増速率を示しているが、以下、全方向の増速率について説明する。
【0021】
図３は、所定の鉄塔Ａの地上８０ｍにおける増速率を示す。
例えば、増速率は、全方位（３６０度）を５度刻みで計算されるため、全部で７２個のデータが存在する。
図３より、鉄塔Ａの地上８０ｍでは、１２０度～１４０度の５風向の増速率が後述する閾値増速率（１．２）以上であり、その他の６７風向の増速率は閾値増速率未満であることが分かる。
このように、１つの鉄塔につき、７２風向（５度刻み）の増速率が存在し、さらに、１つの鉄塔につき、高さが１５ｍ、６０ｍ、７０ｍおよび８０ｍの４パターンにおける増速率が存在するため、１つの鉄塔につき、合計４×７２＝２８８個の増速率が記憶部１に保存されている。
なお、７２風向（５度刻み）および４パターンの高さという数値は、単なる一例であり、任意の風向数および高さのパターンでの増速率を記憶部１に保存することができる。
また、記憶部１には、ドローンごとの耐風性能および最大飛行速度も保存されている。
例えば、増速率は、全方位（３６０度）を５度刻みで計算されるため、全部で７２個のデータが存在する。
図３より、鉄塔Ａの地上８０ｍでは、１２０度～１４０度の５風向の増速率が後述する閾値増速率（１．２）以上であり、その他の６７風向の増速率は閾値増速率未満であることが分かる。
このように、１つの鉄塔につき、７２風向（５度刻み）の増速率が存在し、さらに、１つの鉄塔につき、高さが１５ｍ、６０ｍ、７０ｍおよび８０ｍの４パターンにおける増速率が存在するため、１つの鉄塔につき、合計４×７２＝２８８個の増速率が記憶部１に保存されている。
なお、７２風向（５度刻み）および４パターンの高さという数値は、単なる一例であり、任意の風向数および高さのパターンでの増速率を記憶部１に保存することができる。
また、記憶部１には、ドローンごとの耐風性能および最大飛行速度も保存されている。
【0022】
図４は、本発明の第１の実施形態に係る方法のフローチャートである。
ドローンの飛行ルートにおける全鉄塔に関して、このフローチャートによる処理を行う。
ドローンの飛行ルートにおける全鉄塔に関して、このフローチャートによる処理を行う。
【0023】
ステップＳ１において、飛行制限風速決定部２は、記憶部１からドローンの機体に依存する耐風性能および最大飛行速度を読み出し、耐風性能および最大飛行速度に基づいて、飛行制限風速を決定する。
本実施形態では、例えば、ドローンの機体の耐風性能が１５ｍ／ｓであり、最大飛行速度が８ｍ／ｓであるので、飛行制限風速を７ｍ／ｓと決定する。
本実施形態では、例えば、ドローンの機体の耐風性能が１５ｍ／ｓであり、最大飛行速度が８ｍ／ｓであるので、飛行制限風速を７ｍ／ｓと決定する。
【0024】
ステップＳ２において、閾値風速決定部３は、ドローンの飛行ルートにおける取得可能な気象データから地上１０ｍでの閾値風速を決定する。
本実施形態では、利用する電力中央研究所の気象予測システムの風速コンタの最小値が５ｍ／ｓである（風速０ｍ／ｓ～５ｍ／ｓが５ｍ／ｓと表現される）ことから、地上１０ｍでの閾値風速を５ｍ／ｓと決定する。
なお、利用する気象予測システムの風速の最小コンタによって閾値風速は変化するため、５ｍ／ｓという数値は単なる一例である。
本実施形態では、利用する電力中央研究所の気象予測システムの風速コンタの最小値が５ｍ／ｓである（風速０ｍ／ｓ～５ｍ／ｓが５ｍ／ｓと表現される）ことから、地上１０ｍでの閾値風速を５ｍ／ｓと決定する。
なお、利用する気象予測システムの風速の最小コンタによって閾値風速は変化するため、５ｍ／ｓという数値は単なる一例である。
【0025】
ステップＳ３において、閾値風速換算部４は、鉄塔が立地する地表面粗度を考慮して、地上１０ｍでの閾値風速をドローンの飛行高度（地上８０ｍ）での閾値風速に換算する。
表１に示すように、鉄塔設計において地表面粗度は、地表の状況に応じて５区分に分類される。粗度区分に応じて変化する上空高さ（ＺＧ）およびべき指数（α）ならびに基準高さ（ＺＲ）を用いて、風速の鉛直分布係数Ｅは、式（１）で表される。
Ｅ＝１．７×（ＺＲ／ＺＧ）α 式（１）
ＺＲ：基準高さ（ｍ）
ＺＧ：上空風高さ（ｍ）
α：平均風速の鉛直分布を表すべき指数
表１に示すように、鉄塔設計において地表面粗度は、地表の状況に応じて５区分に分類される。粗度区分に応じて変化する上空高さ（ＺＧ）およびべき指数（α）ならびに基準高さ（ＺＲ）を用いて、風速の鉛直分布係数Ｅは、式（１）で表される。
Ｅ＝１．７×（ＺＲ／ＺＧ）α 式（１）
ＺＲ：基準高さ（ｍ）
ＺＧ：上空風高さ（ｍ）
α：平均風速の鉛直分布を表すべき指数
【0026】
【表1】
【0027】
本実施形態では、ドローンの飛行ルートにおける鉄塔が立地する山間部の地表面粗度はＩＩＩ（山岳地等）であるので、式（１）から風速の鉛直分布係数Ｅは、
Ｅ＝１．７×（８０／４５０）０．２＝１．２０３…≒１．２
と計算することができる。
ここで、地上１０ｍでの閾値風速５ｍ／ｓにＥ＝１．２を乗算することにより、地上１０ｍでの閾値風速をドローンの飛行高度（地上８０ｍ）での閾値風速に換算する。
５ｍ／ｓ（＠１０ｍ）×１．２＝６ｍ／ｓ（＠８０ｍ）
Ｅ＝１．７×（８０／４５０）０．２＝１．２０３…≒１．２
と計算することができる。
ここで、地上１０ｍでの閾値風速５ｍ／ｓにＥ＝１．２を乗算することにより、地上１０ｍでの閾値風速をドローンの飛行高度（地上８０ｍ）での閾値風速に換算する。
５ｍ／ｓ（＠１０ｍ）×１．２＝６ｍ／ｓ（＠８０ｍ）
【0028】
ステップＳ４において、閾値増速率計算部５は、ステップＳ２において決定した飛行制限風速およびステップＳ３において換算した閾値風速に基づいて、閾値増速率を計算する。具体的には、閾値増速率は、飛行制限風速をドローンの飛行高度（地上８０ｍ）での閾値風速で除算した値である。
本実施形態では、以下の計算により、閾値増速率は１．２と計算される。
閾値増速率＝飛行制限風速（７ｍ／ｓ）÷地上８０ｍでの閾値風速（６ｍ／ｓ）
≒１．２
本実施形態では、以下の計算により、閾値増速率は１．２と計算される。
閾値増速率＝飛行制限風速（７ｍ／ｓ）÷地上８０ｍでの閾値風速（６ｍ／ｓ）
≒１．２
【0029】
ステップＳ５において、閾値増速率比較部６は、記憶部１から各鉄塔の増速率を読み出す。
本実施形態では、閾値増速率比較部６は、各鉄塔につき、ドローンの飛行高度（地上８０ｍ）の増速率（以下、「増速率＠８０ｍ」ともいう）のデータを７２風向分読み出す。
本実施形態では、閾値増速率比較部６は、各鉄塔につき、ドローンの飛行高度（地上８０ｍ）の増速率（以下、「増速率＠８０ｍ」ともいう）のデータを７２風向分読み出す。
【0030】
ステップＳ６において、閾値増速率比較部６は、７２風向の増速率＠８０ｍのうち最大の増速率＠８０ｍと閾値増速率とを比較する。増速率＠８０ｍが閾値増速率以上の場合（ステップＳ６においてＹＥＳ）、ステップＳ７において、鉄塔選定部７は、当該鉄塔を、風向風速センサを設置する場所として選定する。
【0031】
増速率＠８０ｍが閾値増速率未満の場合（ステップＳ６においてＮＯ）、処理を終了し、ドローンの飛行ルートにおける全鉄塔に関して、このフローチャートによる処理を繰り返す。
なお、ステップＳ６において、７２風向における増速率＠８０ｍのうちの最大値を用いる代わりに、所定の方向の増速率を用いることもできる。
なお、ステップＳ６において、７２風向における増速率＠８０ｍのうちの最大値を用いる代わりに、所定の方向の増速率を用いることもできる。
【0032】
表２は、東京電力管内の鉄塔（４３，４９９基）について、増速率＠８０ｍが所定の範囲となる鉄塔の数を示す。
【0033】
【表2】
【0034】
表２に太枠で示すように、増速率＠８０ｍが１．２以上となる鉄塔は、合計６，０３５基である。本発明により、４３，４９９基の鉄塔のうち６，０３５基の鉄塔に風向風速センサを設置すればよいことが分かり、風向風速センサの設置コストを大幅に削減することができる。
このように、本発明では、鉄塔を結ぶ送電線に沿ったドローンの全飛行ルートに風向風速センサを設置する代わりに、ドローンの飛行に影響を与える可能性の高い風向および風速に基づいて、風向風速センサを設置する場所を選定することができる。
なお、本実施形態では、地上８０ｍにおける増速率について検討したが、任意の高さにおける増速率についても同様である。
このように、本発明では、鉄塔を結ぶ送電線に沿ったドローンの全飛行ルートに風向風速センサを設置する代わりに、ドローンの飛行に影響を与える可能性の高い風向および風速に基づいて、風向風速センサを設置する場所を選定することができる。
なお、本実施形態では、地上８０ｍにおける増速率について検討したが、任意の高さにおける増速率についても同様である。
【0035】
図５は、本発明の第２の実施形態に係る方法のフローチャートである。
ステップＳ１１からＳ１３は、上述した第１の実施形態のステップＳ１からＳ３と同一であるため説明を省略する。
ステップＳ１１からＳ１３は、上述した第１の実施形態のステップＳ１からＳ３と同一であるため説明を省略する。
【0036】
ステップＳ１４において、閾値増速率計算部５は、第１の実施形態と同様に閾値増速率を計算し、さらに、閾値増速率に基づいて、第２の閾値増速率を計算する。
本実施形態では、以下の計算により、第２の閾値増速率を１．８と計算する。
第２の閾値増速率＝閾値増速率（１．２）×１．５＝１．８
なお、第２の閾値増速率は、閾値増速率より大きい任意の数値とすることができ、任意の計算により設定することができる。
本実施形態では、以下の計算により、第２の閾値増速率を１．８と計算する。
第２の閾値増速率＝閾値増速率（１．２）×１．５＝１．８
なお、第２の閾値増速率は、閾値増速率より大きい任意の数値とすることができ、任意の計算により設定することができる。
【0037】
ステップＳ１５において、閾値増速率比較部６は、第１の実施形態と同様に記憶部１から各鉄塔の増速率を読み出す。
【0038】
ステップＳ１６において、閾値増速率比較部６は、７２風向分の増速率＠８０ｍと閾値増速率とを比較する。７２風向のうち半分（３６風向）以上の風向で増速率＠８０ｍが閾値増速率以上の場合（ステップＳ１６においてＹＥＳ）、ステップＳ１８において、鉄塔選定部７は、当該鉄塔を、風向風速センサを設置する場所として選定する。
【0039】
ステップＳ１６においてＮＯの場合、ステップＳ１７において、閾値増速率比較部６は、７２風向分の増速率＠８０ｍと第２の閾値増速率とを比較する。１つ以上の風向で増速率＠８０ｍが第２の閾値増速率以上の場合（ステップＳ１７においてＹＥＳ）、ステップＳ１８において、鉄塔選定部７は、当該鉄塔を、風向風速センサを設置する場所として選定する。
【0040】
増速率＠８０ｍが第２の閾値増速率未満の場合（ステップＳ１７においてＮＯ）、処理を終了し、ドローンの飛行ルートにおける全鉄塔に関して、このフローチャートによる処理を繰り返す。
【0041】
表３は、所定数の鉄塔について、９、１８、３６風向以上において増速率が所定の範囲となる鉄塔の数を示す。
【0042】
【表3】
【0043】
表３に太枠で示すように、３６風向以上で増速率が１．２以上となる鉄塔は、１４９基である。さらに、９風向以上で増速率が１．８以上となる鉄塔は、１１基である。それゆえ、本発明により、風向および風速の両方を考慮すると、１５６基（１４９＋１１－４）の鉄塔に風向風速センサを設置すればよいことが分かる。
なお、風向の数（１、９、１８、３６）は単なる一例であり、任意の風向数を用いることができる。
なお、風向の数（１、９、１８、３６）は単なる一例であり、任意の風向数を用いることができる。
【0044】
以下、風向風速センサを設置する場所（鉄塔）をさらに絞り込む方法を説明する。
図６は、風向風速センサを設置する場所の候補として選定した鉄塔を示し、図７は、候補の鉄塔を絞り込む方法のフローチャートである。
上述した第１または第２の実施形態に係る方法により、鉄塔ａ～ｌのうち、４つの鉄塔ａ、ｂ、ｆ、ｊが風向風速センサを設置する場所の候補として選定されたものとする。
図６は、風向風速センサを設置する場所の候補として選定した鉄塔を示し、図７は、候補の鉄塔を絞り込む方法のフローチャートである。
上述した第１または第２の実施形態に係る方法により、鉄塔ａ～ｌのうち、４つの鉄塔ａ、ｂ、ｆ、ｊが風向風速センサを設置する場所の候補として選定されたものとする。
【0045】
ステップＳ２１において、鉄塔選定部７は、記憶部１から４つの候補の鉄塔ａ、ｂ、ｆ、ｊの位置情報（緯度および経度）を読み出す。
ステップＳ２２において、鉄塔選定部７は、所定の領域内に複数の候補の鉄塔が存在するかを確認する。図示例では、領域Ｒ１に候補の鉄塔ａ、ｂが存在し、領域Ｒ３に候補の鉄塔ｆが存在し、領域Ｒ４に候補の鉄塔ｊが存在する。
所定の領域内に複数の候補の鉄塔が存在する場合（ステップＳ２２においてＹＥＳ）、ステップＳ２３において、鉄塔選定部７は、複数の候補の鉄塔の増速率を比較し、ステップＳ２４において、鉄塔選定部７は、増速率に基づいて１つの鉄塔を選定する（複数の候補の鉄塔を１つの鉄塔に絞り込む）。
例えば、領域Ｒ１について、鉄塔ａ、ｂの７２風向における増速率の最大値を比較し、最大値が大きい方の鉄塔を選定してもよいし、または、鉄塔ａ、ｂの７２風向における増速率の平均値を比較し、平均値が大きい方の鉄塔を選定してもよい。
所定の領域内に複数の候補の鉄塔が存在しない場合（ステップＳ２２においてＮＯ）、例えば、領域Ｒ３、Ｒ４にはそれぞれ１つの候補の鉄塔ｆ、ｊしか存在しないため、ステップＳ２４において、鉄塔選定部７は、これらの鉄塔を選定する。
ステップＳ２２において、鉄塔選定部７は、所定の領域内に複数の候補の鉄塔が存在するかを確認する。図示例では、領域Ｒ１に候補の鉄塔ａ、ｂが存在し、領域Ｒ３に候補の鉄塔ｆが存在し、領域Ｒ４に候補の鉄塔ｊが存在する。
所定の領域内に複数の候補の鉄塔が存在する場合（ステップＳ２２においてＹＥＳ）、ステップＳ２３において、鉄塔選定部７は、複数の候補の鉄塔の増速率を比較し、ステップＳ２４において、鉄塔選定部７は、増速率に基づいて１つの鉄塔を選定する（複数の候補の鉄塔を１つの鉄塔に絞り込む）。
例えば、領域Ｒ１について、鉄塔ａ、ｂの７２風向における増速率の最大値を比較し、最大値が大きい方の鉄塔を選定してもよいし、または、鉄塔ａ、ｂの７２風向における増速率の平均値を比較し、平均値が大きい方の鉄塔を選定してもよい。
所定の領域内に複数の候補の鉄塔が存在しない場合（ステップＳ２２においてＮＯ）、例えば、領域Ｒ３、Ｒ４にはそれぞれ１つの候補の鉄塔ｆ、ｊしか存在しないため、ステップＳ２４において、鉄塔選定部７は、これらの鉄塔を選定する。
【0046】
【0047】
図８は、風向風速センサを設置する場所の候補として選定した鉄塔を示し、図９は、候補の鉄塔を絞り込む方法のフローチャートである。
ステップＳ３１において、上述した例と同様に鉄塔選定部７は、記憶部１から４つの候補の鉄塔ａ、ｂ、ｆ、ｊの位置情報（緯度および経度）を読み出す。
ステップＳ３２において、鉄塔選定部７は、隣接する鉄塔間の距離を計算する。具体的には、鉄塔選定部７は、鉄塔ａ、ｂ間の距離Ｌａｂと、鉄塔ｂ、ｆ間の距離Ｌｂｆと、鉄塔ｆ、ｊ間の距離Ｌｆｊと、を計算する。
ステップＳ３３において、鉄塔選定部７は、距離Ｌａｂ、Ｌｂｆ、Ｌｆｊをそれぞれ閾値距離（例えば４ｋｍ）と比較する。
距離が閾値距離未満の場合（ステップＳ３３においてＹＥＳ）、ステップＳ３４において、鉄塔選定部７は、両鉄塔の増速率を比較し、ステップＳ３５において、鉄塔選定部７は、上述した例と同様に増速率に基づいて１つの鉄塔を選定する。
距離が閾値距離以上の場合（ステップＳ３３においてＮＯ）、ステップＳ３５において、鉄塔選定部７は、両鉄塔を、風向風速センサを設置する場所として選定する。
ステップＳ３１において、上述した例と同様に鉄塔選定部７は、記憶部１から４つの候補の鉄塔ａ、ｂ、ｆ、ｊの位置情報（緯度および経度）を読み出す。
ステップＳ３２において、鉄塔選定部７は、隣接する鉄塔間の距離を計算する。具体的には、鉄塔選定部７は、鉄塔ａ、ｂ間の距離Ｌａｂと、鉄塔ｂ、ｆ間の距離Ｌｂｆと、鉄塔ｆ、ｊ間の距離Ｌｆｊと、を計算する。
ステップＳ３３において、鉄塔選定部７は、距離Ｌａｂ、Ｌｂｆ、Ｌｆｊをそれぞれ閾値距離（例えば４ｋｍ）と比較する。
距離が閾値距離未満の場合（ステップＳ３３においてＹＥＳ）、ステップＳ３４において、鉄塔選定部７は、両鉄塔の増速率を比較し、ステップＳ３５において、鉄塔選定部７は、上述した例と同様に増速率に基づいて１つの鉄塔を選定する。
距離が閾値距離以上の場合（ステップＳ３３においてＮＯ）、ステップＳ３５において、鉄塔選定部７は、両鉄塔を、風向風速センサを設置する場所として選定する。
【0048】
図６～図９において説明したように、所定の領域内に複数の候補の鉄塔が存在する場合、または、隣接する鉄塔間の距離が所定の距離未満の場合、これらの鉄塔における風向および風速は類似していると考えられる。それゆえ、これらの鉄塔をすべて選定するのではなく、いずれか１つを選定することにより、風向風速センサの設置コストをさらに削減することができる。
【符号の説明】
【0049】
１…記憶部、２…飛行制限風速決定部、３…閾値風速決定部、４…閾値風速換算部、５…閾値増速率計算部、６…閾値増速率比較部、７…鉄塔選定部、１０…装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】