特許 7482010 情報処理装置及び貯水システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-01

(45)【発行日】2024-05-13

(54)【発明の名称】情報処理装置及び貯水システム

(51)【国際特許分類】

   G01W 1/10 20060101AFI20240502BHJP

   F04D 15/00 20060101ALI20240502BHJP

   E03F 1/00 20060101ALI20240502BHJP

【ＦＩ】

G01W1/10 E

F04D15/00 F

F04D15/00 D

G01W1/10 P

E03F1/00 Z

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020200907

(22)【出願日】2020-12-03

(65)【公開番号】P2022088839

(43)【公開日】2022-06-15

【審査請求日】2023-08-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(72)【発明者】

【氏名】小泉 友人

【審査官】目黒 大地

(56)【参考文献】

【文献】特開平０５－１３４０５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－００２６８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０１－１１３８１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０７０８２３８２（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｗ １／００－ １／１８

Ｆ０４Ｄ １５／００－１５／０２

Ｅ０３Ｆ １／００－１１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

落雷が生じている雷発生地域を示す気象情報を取得する第１の通信部と、
所定のエリアの少なくとも一部を撮影するカメラとデータを送受信する第２の通信部と、
前記所定のエリアから水が流入する貯水池から流出する処理量を制御する流出制御部とデータを送受信する第３の通信部と、
前記第２の通信部を通じて前記カメラが撮影した撮影画像を取得し、
前記撮影画像に落雷が写る場合、前記第１の通信部を通じて前記気象情報を取得し、
前記所定のエリアと前記雷発生地域とが少なくとも一部で重なっている場合、前記処理量を第１の処理量から前記第１の処理量より多い第２の処理量に増加させる、
プロセッサと、
を備える情報処理装置。

【請求項2】

前記プロセッサは、前記貯水池に流入する流入量が所定の閾値以下になった場合、前記処理量を前記第２の処理量から前記第１の処理量に低下させる、
請求項１に記載の情報処理装置。

【請求項3】

前記プロセッサは、前記撮影画像に発光を検知した場合、前記第１の通信部を通じて前記気象情報を取得する、
請求項１又は２に記載の情報処理装置。

【請求項4】

前記貯水池は、前記所定のエリアからの下水を溜める、
請求項１乃至３の何れか１項に記載の情報処理装置。

【請求項5】

前記貯水池は、沈砂池である、
請求項４に記載の情報処理装置。

【請求項6】

前記流出制御部は、前記貯水池から水を送るポンプから構成される、
請求項１乃至５の何れか１項に記載の情報処理装置。

【請求項7】

請求項１に記載の情報処理装置と、
前記カメラと、
前記流出制御部と、
を備える貯水システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、情報処理装置及び貯水システムに関する。

【背景技術】

【0002】

沈砂池のような貯水池から流出する水量を制御する貯水システムが提供されている。そのような貯水システムは、貯水池の水位が上昇すると、流出する水量を増加させることで貯水池から水があふれ出すことを防止する。

【0003】

従来、貯水システムは、貯水池の水位が上昇した場合、流出する水量を大幅に増加させてしまい周辺環境に悪影響を及ぼす恐れがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１５－１０５６４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記の課題を解決するため、貯水池から安全に水を流出させることができる情報処理装置及び貯水システムを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態によれば、情報処理装置は、第１の通信部と、第２の通信部と、第３の通信部と、プロセッサと、を備える。第１の通信部は、落雷が生じている雷発生地域を示す気象情報を取得する。第２の通信部は、所定のエリアの少なくとも一部を撮影するカメラとデータを送受信する。第３の通信部は、前記所定のエリアから水が流入する貯水池から流出する処理量を制御する流出制御部とデータを送受信する。プロセッサは、前記第２の通信部を通じて前記カメラが撮影した撮影画像を取得し、前記撮影画像に落雷が写る場合、前記第１の通信部を通じて前記気象情報を取得し、前記所定のエリアと前記雷発生地域とが少なくとも一部で重なっている場合、前記処理量を第１の処理量から前記第１の処理量より多い第２の処理量に増加させる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、実施形態に係る貯水システムの構成例を概念的に示す図である。

【図2】図２は、実施形態に係る貯水システムの構成例を示すブロック図である。

【図3】図３は、実施形態に係るカメラの撮影範囲の例を示す図である。

【図4】図４は、実施形態に係る貯水システムの動作例を示す図である。

【図5】図５は、実施形態に係る貯水システムの動作例を示す図である。

【図6】図６は、実施形態に係る貯水システムの動作例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、実施形態について、図面を参照して説明する。
実施形態に係る貯水システムは、貯水池に溜まる水量を管理する。貯水システムは、貯水池から流出する水量（処理量）を制御する。たとえば、貯水システムは、ポンプ又はゲートなどを制御して処理量を制御する。

【0009】

ここでは、貯水システムは、貯水池として沈砂池に溜まる水量を管理する。たとえば、貯水システムは、水再生システムにおける導入口に形成されている沈砂池に溜まる水量を管理する。

【0010】

図１は、実施形態に係る貯水システム１の構成例を示す。図１が示すように、貯水システム１は、カメラ２、沈砂池３、流出制御部４、情報処理装置１０、流入経路３１、流出経路３２及び気象サーバ５０などから構成される。情報処理装置１０は、カメラ２、流出制御部４及び気象サーバ５０に通信可能に接続する。流入経路３１及び流出経路３２は、沈砂池３に物理的に接続する。

【0011】

なお、貯水システム１は、図１が示すような構成の他に必要に応じた構成を具備したり、貯水システム１から特定の構成が除外されたりしてもよい。

【0012】

沈砂池３は、流入経路３１から流入する水を溜める貯水池である。沈砂池３は、流入経路３１を通じて下水を溜める。沈砂池３は、砂などの不純物を沈殿させる処理を行う。沈砂池３は、不純物を沈殿させた後に、流出経路３２を通じて上澄みを排出する。また、沈砂池３は、フィルタなどで濾過された水を排出するものであってもよい。

【0013】

流入経路３１は、所定のエリア（処理対象エリア）で生じた下水を沈砂池３に流入させる経路である。流入経路３１は、処理対象エリアに形成される下水道に接続する。

【0014】

流出経路３２は、沈砂池３が排出した処理水を次の工程を行う設備に供給する。たとえば、流出経路３２は、沈殿池又は反応タンクなどに接続する。

【0015】

流出制御部４は、流出経路３２を通じて、沈砂池３から処理水を流出させる。

【0016】

また、流出制御部４は、情報処理装置１０からの信号に従って、沈砂池３から流出する処理水の量（処理量）を制御する。ここでは、流出制御部４は、処理量として、単位時間当たりに流出する処理水の量を制御する。

【0017】

たとえば、流出制御部４は、沈砂池３から流出経路３２に処理水を送るポンプなどから構成される。この場合、流出制御部４は、情報処理装置１０からの制御信号に従って、ポンプが送る水量を制御する。また、流出制御部４は、複数のポンプから構成されるものであってもよい。この場合、流出制御部４は、情報処理装置１０からの信号に従って、駆動させるポンプの個数を制御するものであってもよい。

【0018】

また、流出制御部４は、沈砂池３と流出経路３２とを繋ぐゲートなどから構成されるものであってもよい。この場合、流出制御部４は、情報処理装置１０からの制御信号に従って、解放されるゲートの面積を制御する。また、流出制御部４は、複数のゲートから構成されるものであってもよい。この場合、流出制御部４は、情報処理装置１０からの信号に従って、解放されるゲートの個数を制御するものであってもよい。

【0019】

また、流出制御部４は、沈殿又は濾過などの処理速度を制御する機構を備えるものであってもよい。
流出制御部４の構成は、特定の構成に限定されるものではない。

【0020】

カメラ２は、処理対象エリアの少なくとも一部に生じた落雷を撮影するためのカメラである。カメラ２は、処理対象エリアの少なくとも一部に生じた落雷を撮影する。カメラ２は、撮影した画像（動画）を情報処理装置１０に供給する。

【0021】

ここでは、カメラ２は、自身を中心として周囲を撮影する。たとえば、カメラ２は、３６０度カメラである。また、カメラ２は、互いに異なる方向を撮影する複数のカメラから構成される。

【0022】

たとえば、カメラ２は、貯水システム１を管理する管理施設の屋上などに設置されている。

【0023】

情報処理装置１０は、流出制御部４を制御することで処理量を制御する。たとえば、情報処理装置１０は、管理施設などに設置されている。情報処理装置１０については、後に詳述する。

【0024】

気象サーバ５０は、気象に関連する気象情報を情報処理装置１０に供給する。
気象情報は、落雷が発生しているエリア（雷発生地域）を示す。たとえば、気象情報は、雷発生地域として、雷雲が発生しているエリアを示す。なお、気象情報は、雨量などの他の情報を含むものであっても良い。

【0025】

気象サーバ５０は、所定のタイミングで（たとえば、所定の間隔で）気象情報を更新する。

【0026】

たとえば、気象サーバ５０は、気象情報のリクエストを情報処理装置１０から受信する。当該リクエストを受信すると、気象サーバ５０は、気象情報を含むレスポンスを情報処理装置１０に送信する。
たとえば、気象サーバ５０は、気象庁が管理するサーバである。

【0027】

次に、情報処理装置１０について説明する。
図２は、情報処理装置１０の構成例を示す。図２が示すように、情報処理装置１０は、プロセッサ１１、メモリ１２、通信部１３、操作部１４、表示部１５、カメラインターフェース１６及び流出制御部インターフェース１７などを備える。プロセッサ１１は、データバス又は所定のインターフェースなどを通じてメモリ１２、通信部１３、操作部１４、表示部１５、カメラインターフェース１６及び流出制御部インターフェース１７に接続する。

【0028】

なお、情報処理装置１０は、図２が示すような構成の他に必要に応じた構成を具備したり、情報処理装置１０から特定の構成が除外されたりしてもよい。

【0029】

プロセッサ１１は、情報処理装置１０全体の動作を制御する。たとえば、プロセッサ１１は、流出制御部４を制御する。

【0030】

たとえば、プロセッサ１１は、ＣＰＵなどから構成される。また、プロセッサ１１は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などから構成されるものであってもよい。また、プロセッサ１１は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などから構成されるものであってもよい。

【0031】

メモリ１２は、種々のデータを格納する。たとえば、メモリ１２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＮＶＭとして機能する。
たとえば、メモリ１２は、制御プログラム及び制御データなどを記憶する。制御プログラム及び制御データは、情報処理装置１０の仕様に応じて予め組み込まれる。たとえば、制御プログラムは、情報処理装置１０で実現する機能をサポートするプログラムなどである。

【0032】

また、メモリ１２は、プロセッサ１１の処理中のデータなどを一時的に格納する。また、メモリ１２は、アプリケーションプログラムの実行に必要なデータ及びアプリケーションプログラムの実行結果などを格納してもよい。

【0033】

通信部１３（第１の通信部）は、気象サーバ５０などとデータを送受信するためのインターフェースである。通信部１３は、インターネットなどの通信網を介して気象サーバ５０に接続する。たとえば、通信部１３は、ＬＡＮ（Local Area Network）接続をサポートするインターフェースである。

【0034】

操作部１４は、オペレータから種々の操作の入力を受け付ける。操作部１４は、入力された操作を示す信号をプロセッサ１１へ送信する。操作部１４は、タッチパネルから構成されてもよい。

【0035】

表示部１５は、プロセッサ１１からの画像データを表示する。たとえば、表示部１５は、液晶モニタから構成される。操作部１４がタッチパネルから構成される場合、表示部１５は、操作部１４と一体的に形成されてもよい。

【0036】

カメラインターフェース１６（第２の通信部）は、カメラ２とデータを送受信するためのインターフェースである。たとえば、カメラインターフェース１６は、プロセッサ１１の制御に基づいて、カメラ２に撮影を開始させる信号を送信する。また、カメラインターフェース１６は、カメラ２から撮影で得られた画像を取得する。たとえば、カメラインターフェース１６は、独自のネットワークなどを通じてカメラ２に接続するものであってもよい。

【0037】

流出制御部インターフェース１７（第３の通信部）は、流出制御部４とデータを送受信するためのインターフェースである。たとえば、流出制御部インターフェース１７は、プロセッサ１１からの制御信号を流出制御部４に供給する。たとえば、流出制御部インターフェース１７は、独自のネットワークなどを通じて流出制御部４に接続するものであってもよい。

【0038】

次に、カメラ２が撮影する撮影エリアについて説明する。
図３は、撮影エリア６１及び処理対象エリア６２を示す。
撮影エリア６１は、カメラ２が撮影する領域である。図３が示すように、撮影エリア６１は、カメラ２を中心に円形に形成されている。

【0039】

処理対象エリア６２は、沈砂池３に流入する下水が生じるエリアである。
また、撮影エリア６１は、処理対象エリア６２と重なる。ここでは、撮影エリア６１は、処理対象エリア６２を含む。即ち、カメラ２は、処理対象エリア６２に生じた落雷を撮影することができる。

【0040】

次に、情報処理装置１０が実現する機能について説明する。情報処理装置１０の機能は、プロセッサ１１が内部メモリ又はメモリ１２などに格納されるプログラムを実行することで実現される。

【0041】

まず、プロセッサ１１は、カメラ２が撮影した画像（動画）を取得する機能を有する。
たとえば、プロセッサ１１は、操作部１４などを通じて画像の取得を開始する操作の入力を受け付ける。当該入力を受け付けると、プロセッサ１１は、カメラインターフェース１６を通じて、撮影を開始させる信号をカメラ２に送信する。プロセッサ１１は、カメラインターフェース１６を通じて、カメラ２が撮影した画像（撮影画像）を取得する。

【0042】

なお、プロセッサ１１は、起動時において、カメラインターフェース１６を通じて、撮影を開始させる信号をカメラ２に送信してもよい。

【0043】

また、プロセッサ１１は、カメラ２が撮影した撮影画像に基づいて落雷を検知する機能を有する。
プロセッサ１１は、撮影画像を取得すると、撮影画像に基づいて落雷を検知する。即ち、プロセッサ１１は、撮影画像に落雷が写っているかを判定する。

【0044】

ここでは、プロセッサ１１は、落雷として発光を検知する。たとえば、プロセッサ１１は、撮影画像の各ドットにおいて光量を抽出する。光量を抽出すると、プロセッサ１１は、最大の光量が所定の閾値を超えているかを判定する。最大の光量が所定の閾値を超えていると判定すると、発光を検知したと判定する。

【0045】

また、プロセッサ１１は、所定の閾値を超えた光量を備えるドットの個数が所定の閾値を超えた場合に発光を検知したと判定してもよい。
また、プロセッサ１１は、瞬間的に最大の光量が所定の閾値を超えた場合に発光を検知したと判定してもよい。

【0046】

また、プロセッサ１１は、所定の画像処理アルゴリズムに従って落雷を検知するものであってもよい。
プロセッサ１１が落雷を検知する方法は、特定の方法に限定されるものではない。

【0047】

また、プロセッサ１１は、気象情報に基づいて処理対象エリア６２と雷発生地域とが重なっているかを判定する機能を有する。
落雷を検知したと判定すると、プロセッサ１１は、通信部１３を通じて、気象情報のリクエストを気象サーバ５０に送信する。プロセッサ１１は、通信部１３を通じて、気象情報を含むレスポンスを気象サーバ５０から取得する。
なお、プロセッサ１１は、落雷の検知に拘わらず、所定の間隔で気象情報を気象サーバ５０から取得してもよい。

【0048】

気象情報を取得すると、プロセッサ１１は、気象情報から雷発生地域を特定する。雷発生地域を特定すると、プロセッサ１１は、処理対象エリア６２と雷発生地域とが少なくとも一部で重なっているかを判定する。

【0049】

また、プロセッサ１１は、気象情報に基づいて処理対象エリア６２と雷発生地域とが重なっていると判定した場合、処理量を増加させる機能を有する。

【0050】

ここでは、初期状態では、流出制御部４は、第１の処理量を排出しているものとする。

【0051】

処理対象エリア６２と雷発生地域とが少なくとも一部で重なっていると判定すると、プロセッサ１１は、流出制御部インターフェース１７を通じて流出制御部４を制御する。即ち、プロセッサ１１は、流出制御部４を制御して処理量を増加させる。プロセッサ１１は、流出制御部４の処理量を第１の処理量から第１の処理量よりも多い第２の処理量に制御する。

【0052】

図４は、プロセッサ１１が処理量を増加させる動作例を示す。沈砂池３から流出経路３２に流出される処理量は、第１の処理量から第２の処理量となる。また、この時点では、流入経路３１からの流入量は、第２の処理量よりも小さい。そのため、沈砂池３に溜まっている水量は、低下する。

【0053】

次に、流入量が増加した場合の動作例について説明する。
図５は、流入量が増加した場合の動作例を示す。ここでは、流出制御部４は、第２の処理量を排出しているものとする。また、雷発生地域などにおいて生じた降雨によって流入経路３１からの流入量が増加したものとする。

【0054】

この時点では、流入経路３１からの流入量は、第２の処理量よりも大きい。そのため、沈砂池３に溜まっている水量は、増加する。

【0055】

しかしながら、図４の動作によって沈砂池３の水量が低下しているため、沈砂池３には、多くの水を溜める余裕がある。そのため、貯水システム１は、処理量を過度に増加させなくとも沈砂池３から水が溢れることを防止することができる。

【0056】

また、プロセッサ１１は、流入量に応じて処理量を第２の処理量から第１の処理量へ制御する機能を有する。

【0057】

たとえば、プロセッサ１１は、流入経路３１からの流入量が所定の閾値を超えた後に所定の閾値以下になったかを判定する。即ち、プロセッサ１１は、雷雨による流入量の増加が収まったかを判定する。

【0058】

流入量が所定の閾値以下になったと判定すると、プロセッサ１１は、流出制御部４を制御して処理量を第２の処理量から第１の処理量に戻す。

【0059】

次に、情報処理装置１０の動作例について説明する。
図６は、情報処理装置１０の動作例について説明するためのフローチャートである。

【0060】

ここでは、プロセッサ１１は、カメラ２から撮影画像を随時取得しているものとする。また、流出制御部４は、第１の処理量を排出しているものとする。

【0061】

プロセッサ１１は、撮影画像に基づいて発光を検知したかを判定する（Ｓ１１）。発光を検知していないと判定すると（Ｓ１１、ＮＯ）、プロセッサ１１は、Ｓ１１に戻る。

【0062】

発光を検知したと判定すると（Ｓ１１、ＹＥＳ）、プロセッサ１１は、通信部１３を通じて気象情報を気象サーバ５０から取得する（Ｓ１２）。気象情報を取得すると、プロセッサ１１は、気象情報に基づいて処理対象エリア６２と雷発生地域とが重なっているかを判定する（Ｓ１３）。

【0063】

処理対象エリア６２と雷発生地域とが重なっていないと判定すると（Ｓ１３、ＮＯ）、プロセッサ１１は、Ｓ１１に戻る。

【0064】

処理対象エリア６２と雷発生地域とが重なっていると判定すると（Ｓ１３、ＹＥＳ）、プロセッサ１１は、流出制御部４を制御して処理量を第１の処理量から第２の処理量へ増加させる（Ｓ１４）。

【0065】

処理量を第２の処理量へ増加させると、プロセッサ１１は、流入量が所定の閾値を超えた後に所定の閾値以下になったかを判定する（Ｓ１５）。流入量が所定の閾値以下になっていないと判定すると（Ｓ１５、ＮＯ）、プロセッサ１１は、Ｓ１５に戻る。

【0066】

流入量が所定の閾値以下になったと判定すると（Ｓ１５、ＹＥＳ）、プロセッサ１１は、流出制御部４を制御して処理量を第２の処理量から第１の処理量へ低下させる（Ｓ１６）。
処理量を第１の処理量へ低下させると、プロセッサ１１は、動作を終了する。

【0067】

なお、プロセッサ１１は、気象情報などに基づいて第２の処理量を調整してもよい。たとえば、プロセッサ１１は、処理対象エリア６２と雷発生地域とが重なる領域の面積、又は、処理対象エリア６２における雨量などに基づいて、第２の処理量を調整してもよい。

【0068】

また、プロセッサ１１は、処理量を第１の処理量から第２の処理量へ段階的に増加させてもよい。また、プロセッサ１１は、処理量を第２の処理量から第１の処理量へ段階的に低下させてもよい。

【0069】

また、プロセッサ１１は、Ｓ１４において、処理量を増加させる旨を表示部１５などに表示してもよい。また、プロセッサ１１は、Ｓ１３、ＹＥＳの後に、操作部１４から所定の操作を受け付けた場合、Ｓ１４に進んでもよい。

【0070】

また、プロセッサ１１は、Ｓ１６において、処理量を低下させる旨を表示部１５などに表示してもよい。また、プロセッサ１１は、Ｓ１５、ＹＥＳの後に、操作部１４から所定の操作を受け付けた場合、Ｓ１６に進んでもよい。

【0071】

また、貯水システム１が水量を管理する貯水池は、ダム、調整池、又は、湖などであってもよい。貯水池の構成は、特定の構成に限定されるものではない。

【0072】

以上のように構成された貯水システムは、カメラで落雷を検知すると気象情報に基づいて処理対象エリアと雷発生地域とが重なっているかを判定する。その結果、貯水システムは、処理対象エリアにおいて落雷を検知することができる。

【0073】

また、貯水システムは、処理対象エリアにおいて落雷を検知すると、処理量を増加させて沈砂池の水量を低下させる。その結果、貯水システムは、流入量が増加する前に事前に沈砂池の水量を低下させることができる。そのため、貯水システムは、流入量が増加した場合に過度に処理量を増加させることなく沈砂池から水が溢れることを防止することができる。

【0074】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0075】

１…貯水システム、２…カメラ、３…沈砂池、４…流出制御部、１０…情報処理装置、１１…プロセッサ、１２…メモリ、１３…通信部、１４…操作部、１５…表示部、１６…カメラインターフェース、１７…流出制御部インターフェース、３１…流入経路、３２…流出経路、５０…気象サーバ、６１…撮影エリア、６２…処理対象エリア。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】