JP6941319B2 - Risk assessment system - Google Patents
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Description
本発明は降雨による土砂崩落の危険度を評価する技術に関する。 The present invention relates to a technique for evaluating the risk of landslides due to rainfall.
降雨による土砂崩落は人命にかかわる被害をもたらす場合がある。そこで、土砂崩落の被害を軽減するために、降雨による土砂崩落の危険度を特定し、危険度が高まった場合、その旨を報知する技術が提案されている。 Landslides caused by rainfall can cause life-threatening damage. Therefore, in order to reduce the damage caused by landslides, a technique has been proposed in which the risk of landslides due to rainfall is specified and when the risk increases, a technique is notified to that effect.
例えば、特許文献1には、処理装置が、観測地区に設置されている雨量計により計測された雨量情報を無線で受け取り、観測地区の地理的状況を考慮した土中の含水量を算出し、算出した含水量に基づいて通報を行う仕組みが記載されている。 For example, in Patent Document 1, the treatment apparatus wirelessly receives rainfall information measured by a rain gauge installed in the observation area, calculates the water content in the soil in consideration of the geographical condition of the observation area, and calculates the water content in the soil. A mechanism for making a report based on the calculated water content is described.
また、特許文献2には、土砂災害の発生が想定される危険地区の上端部における水位であって土砂災害発生の可能性が高いことを示す土砂災害水位を雨量に基づいて決定し、指定された地点の推定される水位に照らし、土砂災害発生の高い警戒区域を特定する仕組みが記載されている。 Further, in Patent Document 2, a sediment-related disaster water level, which is the water level at the upper end of a dangerous area where a sediment-related disaster is expected to occur and indicates that a sediment-related disaster is likely to occur, is determined and specified based on the amount of rainfall. It describes a mechanism to identify a caution area where sediment-related disasters are likely to occur in light of the estimated water level at the point.
長期間にわたり降雨が続く場合、降雨を受ける全地域を危険地域と捉えて土砂崩落の監視対象としたり、それらの全地域への人の立ち入りを禁止したりすることは、リスクとリスクを回避するための代償とのバランスを欠き、現実的ではない。 If rainfall continues for a long period of time, it is possible to avoid risks and risks by treating all areas subject to rainfall as dangerous areas and monitoring landslides, or by prohibiting people from entering all of these areas. It lacks a balance with the price for it and is not realistic.
人命にかかわる土砂災害が発生する可能性が高い地域を特定できれば、その地域を集中的に監視したり、その地域に限り人の立ち入りを禁止したりすることによって、効率的にリスクを回避することができる。 If we can identify areas where life-threatening sediment-related disasters are likely to occur, we should effectively avoid risks by intensively monitoring those areas and keeping people out of the area. Can be done.
本発明は、上記の事情に鑑み、降雨により人命にかかわる土砂災害が発生する可能性が高い地域を特定するための手段を提供する。 In view of the above circumstances, the present invention provides a means for identifying an area where there is a high possibility that a sediment-related disaster that may be fatal to human life will occur due to rainfall.
上述した課題を解決するために、本発明は、危険評価セルを含む複数の監視対象セルから成る土砂崩落の監視領域において、前記監視対象セル毎の土砂生産性と、前記監視対象セル毎の崩落土砂の前記危険評価セルへの到達可能性と、に基づき、前記危険評価セルにおける土砂災害発生リスクを評価する危険度評価システムを第1の態様として提供する。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention presents the sediment productivity of each monitored cell and the collapse of each monitored cell in a landslide monitoring area composed of a plurality of monitored cells including a risk assessment cell. As the first aspect, a risk assessment system for evaluating the risk of sediment-related disaster occurrence in the risk assessment cell based on the reachability of the sediment to the risk assessment cell is provided.
上記の第1の態様に係る危険度評価システムによれば、ある地点における土砂災害発生リスクが分かる。 According to the risk assessment system according to the first aspect described above, the risk of sediment-related disasters at a certain point can be known.
上記の第1の態様に係る危険度評価システムにおいて、前記複数の監視対象セルの各々に関し、前記監視領域を含む地域を構成する複数のセルの各々の勾配と当該セルに流れ込む水を供給する領域である集水領域の面積との関係を近似する回帰式に従い算出される当該監視対象セルの集水領域の面積に応じた勾配と、当該監視対象セルの勾配と、の比を用いた指標を、前記監視対象セル毎の土砂生産性を示す土砂生産性指標として用いる、という構成が第2の態様として採用されてもよい。 In the risk assessment system according to the first aspect, for each of the plurality of monitored cells, the gradient of each of the plurality of cells constituting the area including the monitored area and the area for supplying water flowing into the cell. An index using the ratio of the gradient according to the area of the catchment area of the monitored cell and the gradient of the monitored cell, which is calculated according to a regression equation that approximates the relationship with the area of the catchment area. , The configuration of using it as a sediment productivity index indicating the sediment productivity of each monitored cell may be adopted as the second aspect.
上記の第1の態様に係る危険度評価システムにおいて、前記複数の監視対象セルの各々に関し、当該監視対象セルと前記危険評価セルの高度差と、当該監視対象セルと前記危険評価セルの水平距離と、の比を用いた指標を、前記監視対象セル毎の崩落土砂の前記危険評価セルへの到達可能性を示す到達可能性指標として用いる、という構成が第3の態様として採用されてもよい。 In the risk assessment system according to the first aspect, for each of the plurality of monitored cells, the altitude difference between the monitored cell and the risk assessment cell, and the horizontal distance between the monitored cell and the risk assessment cell. A configuration in which an index using the ratio of and is used as a reachability index indicating the reachability of the collapsed sediment for each monitored cell to the risk assessment cell may be adopted as the third aspect. ..
また、第2の態様に係る危険度評価システムにおいて、前記複数の監視対象セルの各々に関し、当該監視対象セルと前記危険評価セルの高度差と、当該監視対象セルと前記危険評価セルの水平距離と、の比を用いた指標を、前記監視対象セル毎の崩落土砂の前記危険評価セルへの到達可能性を示す到達可能性指標として用いる、という構成が第4の態様として採用されてもよい。 Further, in the risk assessment system according to the second aspect, for each of the plurality of monitored cells, the altitude difference between the monitored cell and the risk assessment cell, and the horizontal distance between the monitored cell and the risk assessment cell. A configuration in which an index using the ratio of and is used as a reachability index indicating the reachability of the collapsed sediment for each monitored cell to the risk assessment cell may be adopted as the fourth aspect. ..
上記の第4の態様に係る危険度評価システムにおいて、前記複数の監視対象セルの各々に関し前記土砂生産性指標と前記到達可能性指標とを用いて算出される指標の統計量に基づき、前記危険評価セルにおける土砂災害発生リスクを評価する、という構成が第5の態様として採用されてもよい。 In the risk assessment system according to the fourth aspect, the risk is based on the statistic of the index calculated by using the sediment productivity index and the reachability index for each of the plurality of monitored cells. A configuration in which the risk of sediment-related disasters in the evaluation cell is evaluated may be adopted as the fifth aspect.
上記の第2乃至第5の態様に係る危険度評価システムによれば、監視領域を含む地域の数値標高モデルにより、当該地域内のある地点における土砂災害発生リスクが分かる。 According to the risk assessment system according to the second to fifth aspects described above, the risk of sediment-related disasters at a certain point in the area can be known from the digital elevation model of the area including the monitoring area.
上記の第1乃至第5のいずれかの態様に係る危険度評価システムにおいて、インフラ上の複数のセルの各々に関し、当該セルを前記危険評価セルとした場合の前記土砂災害発生リスクを評価することによって、前記インフラ上の危険なセルを特定する、という構成が第6の態様として採用されてもよい。 In the risk assessment system according to any one of the first to fifth aspects, the risk of sediment-related disaster occurrence when the cell is used as the risk assessment cell is evaluated for each of the plurality of cells on the infrastructure. A configuration of identifying dangerous cells on the infrastructure may be adopted as the sixth aspect.
上記の第6の態様に係る危険度評価システムによれば、人の立ち入りが多いインフラのうち土砂災害発生リスクが高い領域が分かる。 According to the risk assessment system according to the sixth aspect described above, it is possible to find out the areas where the risk of sediment-related disasters is high among the infrastructures that are frequently visited by people.
上記の第1乃至第6のいずれかの態様に係る危険度評価システムにおいて、前記監視領域を含む地域における降雨量の経時変化に基づき、前記監視領域内における土砂崩落の発生時刻を推定する、という構成が第7の態様として採用されてもよい。 In the risk assessment system according to any one of the first to sixth aspects, the time of occurrence of a landslide in the monitoring area is estimated based on the time course of rainfall in the area including the monitoring area. The configuration may be adopted as the seventh aspect.
上記の第7の態様に係る危険度評価システムによれば、土砂災害発生リスクが高まる時刻が分かる。 According to the risk assessment system according to the seventh aspect described above, the time when the risk of sediment-related disasters increases can be known.
また、本発明は、コンピュータに、危険評価セルを含む複数の監視対象セルから成る土砂崩落の監視領域における、前記監視対象セル毎の土砂生産性を示す指標である土砂生産性指標と、前記監視対象セル毎の崩落土砂の前記危険評価セルへの到達可能性を示す指標である到達可能性指標とに基づき、前記危険評価セルにおける土砂災害発生リスクを示す指標を算出させるためのプログラムを第8の態様として提供する。 Further, the present invention uses a computer to obtain a sediment productivity index, which is an index indicating the sediment productivity of each monitored cell in a landslide monitoring area composed of a plurality of monitored cells including a risk assessment cell, and the monitoring. A program for calculating an index indicating the risk of sediment-related disasters in the risk evaluation cell based on the reachability index, which is an index indicating the reachability of the collapsed sediment for each target cell, is the eighth. Provided as an aspect of.
上記の第8の態様に係るプログラムによれば、コンピュータによって、上記の第1の態様に係る危険度評価システムが実現される。 According to the program according to the eighth aspect, the computer realizes the risk assessment system according to the first aspect.
[実施形態]
以下、本発明の実施形態に係る危険度評価システム1を説明する。危険度評価システム1は、対象地域内の鉄道等のインフラのうち降雨による土砂災害発生リスクが高い領域をユーザに通知するとともに、土砂災害発生リスクが高い部分において土砂災害が発生すると推定される時刻をユーザに通知するシステムである。
[Embodiment]
Hereinafter, the risk assessment system 1 according to the embodiment of the present invention will be described. The risk assessment system 1 notifies the user of the areas of the infrastructure such as railways in the target area where the risk of sediment-related disasters is high due to rainfall, and the time when it is estimated that sediment-related disasters will occur in the areas where the risk of sediment-related disasters is high. Is a system that notifies the user.
図1は危険度評価システム1の全体構成を示した図である。危険度評価システム1はユーザにより使用され、ユーザに対し通知する情報を生成するとともに、生成した情報をユーザに通知する端末装置11と、端末装置11に対し対象地域における降雨量の経時変化の実績値及び推定値を示す降雨量データを配信するサーバ装置12を備える。端末装置11とサーバ装置12はネットワークを介して通信接続されている。
FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of the risk assessment system 1. The risk assessment system 1 is used by the user to generate information to be notified to the user, and the
端末装置11及びサーバ装置12のハードウェアはコンピュータである。図2は端末装置11のハードウェアとして用いられるコンピュータ10の構成を示した図である。また、図3はサーバ装置12のハードウェアとして用いられるコンピュータ20の構成を示した図である。
The hardware of the
コンピュータ10は、各種データを記憶するメモリ101と、メモリ101に記憶されているプログラムに従う各種データ処理を行うプロセッサ102と、外部の装置との間でデータ通信を行う通信ユニット103と、ユーザに各種情報を表示するディスプレイ104と、ユーザのデータ入力操作を受け付けるキーボード105を備える。なお、ディスプレイ104及びキーボード105の少なくとも一方がコンピュータ10に内蔵されず、外付けの装置としてコンピュータ10に接続されてもよい。
The
コンピュータ20は、各種データを記憶するメモリ201と、メモリ201に記憶されているプログラムに従う各種データ処理を行うプロセッサ202と、外部の装置との間でデータ通信を行う通信ユニット203を備える。
The
プロセッサ202がメモリ201に記憶されているプログラムに従う各種データ処理を行うと、コンピュータ20は降雨量データを端末装置11に配信するサーバ装置12として動作する。サーバ装置12の機能構成は、一般的なデータ配信を行うサーバ装置の機能構成と同様であるため、その説明を省略する。
When the
図4は、端末装置11の機能構成のうち、土砂災害発生リスクが高い場所をユーザに通知するための処理を行う機能構成を示した図である。以下に図4に示される機能構成を説明する。
FIG. 4 is a diagram showing a functional configuration for performing a process for notifying the user of a location having a high risk of sediment-related disasters among the functional configurations of the
記憶部111は主としてメモリ101により実現され、各種データを記憶する。記憶部111には、予め、対象地域の数値標高モデルを示す数値標高モデルデータと、対象地域内の鉄道(インフラの一例)の通過する位置を示す路線データが記憶されている。また、記憶部111には、以下に説明する演算部110により生成される各種データが記憶されてゆく。
The
演算部110は主としてプロセッサ102により実現され、各種演算を行う。演算部110は、対象地域を構成する複数のセルの各々に関し、当該セルの集水面積を算出する集水面積算出部1101を備える。本願においてセルとは、対象地域を分割して得られる複数の所定の大きさの矩形の領域の各々を意味する。セルの集水面積とは、当該セルに流れ込む水を供給する領域である集水領域の面積である。集水面積算出部1101は、数値標高モデルデータが示す数値標高モデルを用いて、既知の地形水文分析により対象地域内の各セルの集水面積を算出する。集水面積算出部1101により算出された各セルの集水面積を示すデータは、集水面積データとして記憶部111に記憶される。
The
演算部110は、対象地域内の各セルの勾配を算出する勾配算出部1102を備える。勾配算出部1102は、数値標高モデルデータが示す数値標高モデルの空間微分を行い、対象地域内の各セルの勾配を算出する。勾配算出部1102により算出された各セルの勾配を示すデータは、勾配データとして記憶部111に記憶される。
The
演算部110は、対象地域における標準的な土砂の削れやすさをもたらす集水面積と勾配の組み合わせを示す回帰式を特定する回帰式特定部1103を備える。回帰式特定部1103は、対象地域内の各セルに関し、集水面積データが示す集水面積と、勾配データが示す勾配とを対応付け、対応付けられた集水面積と勾配の組をサンプルとする母集団に関し、回帰分析により回帰式を特定する。
The
本実施形態において、回帰式特定部1103が特定する回帰式は、以下の式1の構造を備える。
式1は、以下の式2から導出される。
回帰式特定部1103により特定された回帰式を示すデータは、回帰式データとして記憶部111に記憶される。
The data indicating the regression equation specified by the regression
演算部110は、対象地域内のセルの中から鉄道が通るセルを危険評価セルとして抽出する危険評価セル抽出部1104を備える。危険評価セル抽出部1104は、路線データに基づき危険評価セルを抽出する。危険評価セル抽出部1104により抽出された危険評価セルを示すデータは、危険評価セルデータとして記憶部111に記憶される。
The
演算部110は、危険評価セルの各々に関し、当該危険評価セルの集水領域を監視領域として特定する監視領域特定部1105を備える。監視領域特定部1105は、数値標高モデルデータが示す数値標高モデルを用いて、危険評価セルの各々に関し、既知の地形水文分析により集水領域を特定し、特定した集水領域を当該危険評価セルの監視領域とする。以下、監視領域内のセルを監視対象セルという。
The
図5は、対象地域U内の線路r上の1つの危険評価セルPiと、危険評価セルPiの監視領域Qiを示した図である。監視領域特定部1105により特定された各危険評価セルの監視領域を示すデータは、監視領域データとして記憶部111に記憶される。
FIG. 5 is a diagram showing one risk assessment cell P i on the track r in the target area U and the monitoring area Q i of the risk assessment cell P i. The data indicating the monitoring area of each risk assessment cell specified by the monitoring
演算部110(図4)は、危険評価セル抽出部1104により抽出された複数の危険評価セルの各々に関し、監視領域特定部1105により特定された監視領域内の監視対象セル毎に、土砂生産性を示す指標である土砂生産性指標を算出する土砂生産性指標算出部1106を備える。
The calculation unit 110 (FIG. 4) has a sediment productivity for each of the plurality of risk evaluation cells extracted by the risk evaluation
本実施形態において、土砂生産性指標算出部1106は以下の式5に従い土砂生産性指標SAIを算出する。
土砂生産性指標算出部1106により算出された各危険評価セルの監視対象セル毎の土砂生産性指標SAIを示すデータは、土砂生産性指標データとして記憶部111に記憶される。
The data indicating the sediment productivity index SAI for each monitored cell of each risk evaluation cell calculated by the sediment productivity
演算部110は、危険評価セル抽出部1104により抽出された複数の危険評価セルの各々に関し、監視領域特定部1105により特定された監視領域内の監視対象セル毎に、崩落土砂の当該危険評価セルへの到達可能性を示す指標である到達可能性指標を算出する到達可能性指標算出部1107を備える。
The
本実施形態において、到達可能性指標算出部1107は以下の式6に従い到達可能性指標IEFCを算出する。
到達可能性指標算出部1107により算出された各危険評価セルの監視対象セル毎の到達可能性指標IEFCを示すデータは、到達可能性指標データとして記憶部111に記憶される。
The data indicating the reachability index IEFC for each monitored cell of each risk assessment cell calculated by the reachability
演算部110は、危険評価セル抽出部1104により抽出された複数の危険評価セルの各々に関し、監視領域特定部1105により特定された監視領域内の監視対象セル毎に、危険評価セルに到達し得る崩落土砂の生産性を示す指標であるハザード指標を算出するハザード指標算出部1108を備える。
The
本実施形態において、ハザード指標算出部1108は以下の式7に従いハザード指標TGIを算出する。
ハザード指標算出部1108により算出された各危険評価セルの監視対象セル毎のハザード指標TGIを示すデータは、ハザード指標データとして記憶部111に記憶される。
The data indicating the hazard index TGI for each monitored cell of each risk evaluation cell calculated by the hazard
演算部110は、危険評価セル抽出部1104により抽出された複数の危険評価セルの各々に関し、ハザード指標算出部1108により算出されたハザード指標TGIの統計量をインフラリスク指標として算出するインフラリスク指標算出部1109を備える。
The
本実施形態において、インフラリスク指標算出部1109はハザード指標TGIの算術平均をインフラリスク指標SLPRとして算出する。インフラリスク指標算出部1109により危険評価セル毎に算出されたインフラリスク指標SLPRを示すデータは、インフラリスク指標データとして記憶部111に記憶される。
In the present embodiment, the infrastructure risk
表示部112は主としてディスプレイ104により実現され、演算部110により生成され、記憶部111に記憶されている各種データが示す情報を表示する。図6及び図7は、表示部112が表示する情報を例示した図である。
The
図6は、表示部112が表示するハザードマップを示している。図6に例示のハザードマップには、対象地域U内の線路r上の危険評価セルのうちインフラリスク指標SLPRが所定の閾値以上の危険評価セルとして、危険評価セルP1、P2、P3が図示されている。また、図6に例示のハザードマップには、危険評価セルP1、P2、P3の各々に応じた監視領域Q1、Q2、Q3に含まれる監視対象セルのうちハザード指標TGIが所定の閾値以上の監視対象セルが×印で示されている。
FIG. 6 shows a hazard map displayed by the
ユーザはハザードマップを見て、線路r上で土砂災害を受けやすい場所と、対象地域内で土砂災害をもたらす土砂崩落の発生しやすい場所を知ることができる。 By looking at the hazard map, the user can know the places on the track r that are susceptible to sediment-related disasters and the locations in the target area where sediment-related disasters are likely to occur.
図7は、表示部112が表示する沿線リスクラインを示している。沿線リスクラインは、線路rの所定の基準点から線路r上の危険評価セルまでの距離(線路rに沿った距離)を横軸とし、横軸に示される距離に応じた危険評価セルのインフラリスク指標SLPRを縦軸にプロットしたグラフである。ユーザは沿線リスクラインを見て、線路r上の各地点の土砂災害の受けやすさを知ることができる。
FIG. 7 shows a risk line along the line displayed by the
図8は、端末装置11の機能構成のうち、土砂崩落が発生すると推定される時刻をユーザに通知するための処理を行う機能構成を示した図である。端末装置11は、土砂崩落の発生時刻を推定するための構成部として、上述した記憶部111、演算部110、表示部112に加え、サーバ装置12から降雨量データを受信する受信部113を備える。受信部113は主として通信ユニット103により実現される。
FIG. 8 is a diagram showing a functional configuration for performing a process for notifying the user of the time when the landslide is estimated to occur, among the functional configurations of the
演算部110は、土砂崩落の発生時刻を推定するための構成部として、圧力水頭算出部1110、安定性指標算出部1111、発生時刻推定部1112を備える。
The
圧力水頭算出部1110は、対象地域内のセルの各々に関し、以下の式8に従い、降雨開始時刻を基準とする時刻t(すなわち、降雨開始時刻から時間t(単位:s)が経過した時刻)における圧力水頭ψ(t)(単位:m)を算出する。なお、以下の式8は、Richard M. Iversonにより2000年に発表された論文"Landslide triggering by rain infiltration"において提案されたモデル方程式である。
ただし、t*は以下の式9で示される値である。
また、T*は以下の式10で示される値である。
また、ψ0は圧力水頭の初期値、IZは雨量強度(単位:m/s)、KZは深さ方向の透水係数(m/s)、R(t*)は以下の式11のxにt*を代入した値、R(t*−T*)は以下の式11のxに(t*−T*)を代入した値である。
圧力水頭算出部1110により算出されたセル毎の時刻tにおける圧力水頭ψ(t)を示すデータは、圧力水頭データとして記憶部111に記憶される。
The data indicating the pressure head ψ (t) at time t for each cell calculated by the pressure
記憶部111には、圧力水頭算出部1110が各セルの時刻tにおける圧力水頭ψ(t)を算出するために用いるデータとして、拡散係数D0を示す拡散係数データ、各セルの斜面傾斜角αを示す斜面傾斜角データ、各セルの深さZを示す深さデータ、雨量強度IZを示す雨量強度データ、深さ方向の透水係数KZを示す透水係数データ、降雨持続時間Tを示す降雨持続時間データが記憶されている。
In the
拡散係数データが示す拡散係数D0と、透水係数データが示す透水係数KZは、対象地域内の代表点における水文観測値と、式8に示されるモデル方程式とのフィッティングにより特定された値である。 The diffusion coefficient D 0 shown by the diffusion coefficient data and the hydraulic conductivity K Z indicated by the hydraulic conductivity data are the values specified by fitting the hydrological observation values at the representative points in the target area and the model equation shown in Equation 8. be.
斜面傾斜角データが示す各セルの斜面傾斜角αと、深さデータが示す各セルの深さZは、数値標高モデルデータに基づき特定された値である。 The slope inclination angle α of each cell indicated by the slope inclination angle data and the depth Z of each cell indicated by the depth data are values specified based on the digital elevation model data.
雨量強度データが示す雨量強度IZと、降雨持続時間データが示す降雨持続時間Tは、受信部113がサーバ装置12から受信した降雨量データに基づき特定された値である。
The rainfall intensity I Z indicated by the rainfall intensity data and the rainfall duration T indicated by the rainfall duration data are values specified based on the rainfall data received from the
なお、圧力水頭算出部1110が時刻tにおける圧力水頭ψ(t)の算出に用いる圧力水頭の初期値ψ0は、圧力水頭データが示す降雨開始時刻における圧力水頭である。
The initial value ψ 0 of the pressure head used by the pressure
安定性指標算出部1111は、対象地域内のセルの各々に関し、以下の式12に従い時刻tにおける斜面安定性指標FSを算出する。なお、以下の式12は、A. W. SkemptonとF. A. Deloryにより1957年に発表された論文" Stability of Natural Slopes in London Clay"において提案された算出式である。
ただし、cは土層の粘着力(単位:kPa)、Δcは樹木根系による粘着力の増加量(単位:kPa)、γは土層の飽和単位重量(単位:N/m3)、γWは水の単位重量(単位:N/m3)、hは土層厚(単位:m)、αは斜面傾斜角(単位:deg)、φはせん断抵抗角(単位:deg)である。 However, c is the adhesive strength of the soil layer (unit: kPa), Δc is the amount of increase in the adhesive strength due to the tree root system (unit: kPa), γ is the saturation unit weight of the soil layer (unit: N / m 3 ), and γ W. Is the unit weight of water (unit: N / m 3 ), h is the soil layer thickness (unit: m), α is the slope inclination angle (unit: deg), and φ is the shear resistance angle (unit: deg).
また、mは以下の式13に従い算出される地下水位パラメータ(土層厚hに対する圧力水頭の比)である。
斜面安定性指標FSは、1以上であれば斜面が安定しており、土砂崩落が発生しないことを示し、1未満であれば斜面が不安定であり、土砂崩落が発生することを示す。 If the slope stability index F S is 1 or more, it indicates that the slope is stable and no landslide occurs, and if it is less than 1, the slope is unstable and landslide occurs.
記憶部111には、安定性指標算出部1111が各セルの時刻tにおける斜面安定性指標FSを算出するために用いるデータとして、土層の粘着力cを示す粘着力データ、樹木根系による土層の粘着力の増加量Δcを示す粘着力増加量データ、土層の飽和単位重量γを示す飽和単位重量データ、水の単位重量γWを示す単位重量データ、各セルの土層厚hを示す土層厚データ、各セルの斜面傾斜角αを示す斜面傾斜角データ、せん断抵抗角φを示すせん断抵抗角データが記憶されている。
The
粘着力データが示す土層の粘着力c、飽和単位重量データが示す土層の飽和単位重量γ、せん断抵抗角データが示すせん断抵抗角φは、対象地域内から採取したサンプルを用いて行われたせん断試験等により特定された値である。粘着力増加量データが示す土層の粘着力の増加量Δcは、土層中における深度の関数としての植物根系の数密度や根直径分布および過去の発災事例の逆解析により経験的に求められた値である。 The adhesive strength c of the soil layer indicated by the adhesive strength data, the saturation unit weight γ of the soil layer indicated by the saturation unit weight data, and the shear resistance angle φ indicated by the shear resistance angle data are determined using samples collected from within the target area. It is a value specified by a shear test or the like. The amount of increase in the adhesive strength of the soil layer shown by the data on the amount of increase in adhesive strength Δc was empirically obtained by the number density and root diameter distribution of the plant root system as a function of the depth in the soil layer and the inverse analysis of past disaster cases. It is the value that was given.
斜面傾斜角データが示す各セルの斜面傾斜角αは、数値標高モデルデータに基づき特定された値である。 The slope inclination angle α of each cell indicated by the slope inclination angle data is a value specified based on the digital elevation model data.
土層厚データが示す各セルの土層厚hは、数値標高モデルデータに基づき特定された傾斜曲率Cを以下の式14に代入して算出された値である。
式14の指数係数aは、対象地域内からランダムに選択された複数のセルの各々に関し、数値標高モデルデータに基づき特定された傾斜曲率Cと土層厚hの実測値との組み合わせをサンプルとする母集団に関し、回帰分析により特定された値を用いる。なお、傾斜曲率Cから土層厚hを推定するために用いる関数は回帰分析により求められるが、関数の種別は式14に例示の指数関数に限られず、傾斜曲率Cから土層厚hの有意な推定値を導出できる限り、例えば、線形関数、多項式関数、べき関数等のいずれの種別の関数が用いられてもよい。 The exponential coefficient a of Equation 14 is a sample of a combination of the inclination curvature C and the measured value of the soil layer thickness h specified based on the digital elevation model data for each of a plurality of cells randomly selected from the target area. Use the values identified by regression analysis for the population to be used. The function used to estimate the soil layer thickness h from the slope curvature C is obtained by regression analysis, but the type of function is not limited to the exponential function exemplified in Equation 14, and the significance of the soil layer thickness h from the slope curvature C. Any type of function, such as a linear function, a polynomial function, or a power function, may be used as long as an estimated value can be derived.
安定性指標算出部1111により算出されたセル毎の時刻tにおける斜面安定性指標FSを示すデータは、斜面安定性指標データとして記憶部111に記憶される。
Data indicating the slope stability index F S at time t for each cell calculated by the
発生時刻推定部1112は、インフラリスク指標SLPRが所定の閾値以上の危険評価セルの各々に応じた監視領域に含まれる監視対象セルの各々に関し、斜面安定性指標データが1未満となる時刻を、その監視対象セルにおいて土砂崩落が発生する時刻として推定する。
The occurrence
表示部112は、発生時刻推定部1112により推定される土砂崩落の発生場所及び発生時刻を表示する。図9は、表示部112が表示するハザードマップを例示した図である。図9に例示のハザードマップには、図6に示したハザードマップに含まれる情報に加え、土砂崩落の発生が推定される場所と時刻が表示される。
The
ユーザはハザードマップを見て、線路r上で土砂災害を受けやすい場所に対し崩落土砂をもたらす可能性のある監視領域内において、いずれの場所でどの時刻で土砂崩落が発生するかを知ることができる。 By looking at the hazard map, the user can know where and at what time the landslide will occur in the monitoring area that may bring landslides to places vulnerable to landslides on the track r. can.
[変形例]
本発明は、上述した実施形態と異なる形態で実施されてもよい。以下に上述した実施形態の変形例を示す。また、以下の変形例は各々組み合わされてもよい。
[Modification example]
The present invention may be implemented in a form different from the above-described embodiment. A modified example of the above-described embodiment is shown below. In addition, the following modifications may be combined.
(1)上述した実施形態において、インフラは鉄道であるものとしたが、インフラの種別は鉄道に限られず、道路、発電所、変電所等のいずれであってもよい。 (1) In the above-described embodiment, the infrastructure is assumed to be a railway, but the type of infrastructure is not limited to railways, and may be any of roads, power plants, substations, and the like.
(2)上述した実施形態においては、監視対象セル毎の土砂生産性を示す指標として式5に定義されるSAIが用いられるものとしたが、監視対象セル毎の土砂生産性を示す指標であれば、他の指標が用いられてもよい。 (2) In the above-described embodiment, the SAI defined in Equation 5 is used as an index showing the sediment productivity of each monitored cell, but it may be an index showing the sediment productivity of each monitored cell. For example, other indicators may be used.
(3)上述した実施形態においては、監視対象セル毎の崩落土砂の危険評価セルへの到達可能性を示す指標として式6に定義されるIEFCが用いられるものとしたが、監視対象セル毎の崩落土砂の危険評価セルへの到達可能性を示す指標であれば、他の指標が用いられてもよい。 (3) In the above-described embodiment, IEFC defined in Equation 6 is used as an index indicating the reachability of the collapsed sediment risk evaluation cell for each monitored cell, but for each monitored cell. Other indicators may be used as long as they are indicators of the reachability of the collapsed sediment risk assessment cell.
(4)上述した実施形態においては、監視対象セル毎の危険評価セルに到達し得る崩落土砂の生産性を示す指標として式7に定義されるTGIが用いられるものとしたが、監視対象セル毎の土砂生産性を示す指標と、監視対象セル毎の崩落土砂の危険評価セルへの到達可能性を示す指標とを用いて算出される指標であれば、他の指標が用いられてもよい。 (4) In the above-described embodiment, the TGI defined in Equation 7 is used as an index showing the productivity of the collapsed sediment that can reach the risk assessment cell for each monitored cell, but for each monitored cell. Any index may be used as long as it is an index calculated by using an index showing the sediment productivity of the above and an index showing the reachability of the collapsed sediment risk evaluation cell for each monitored cell.
(5)上述した実施形態においては、インフラ上の危険評価セルが崩落土砂の被害を受ける可能性を示すインフラリスク指標SLPRとして、ハザード指標TGIの算術平均が用いられるものとしたが、監視対象セル毎の土砂生産性を示す指標と、監視対象セル毎の崩落土砂の危険評価セルへの到達可能性を示す指標とを用いて算出される指標の統計量であれば、他の統計量がインフラリスク指標SLPRとして用いられてもよい。 (5) In the above-described embodiment, the arithmetic mean of the hazard index TGI is used as the infrastructure risk index SLPR indicating the possibility that the risk assessment cell on the infrastructure will be damaged by the collapsed sediment. If the statistic is an index calculated using an index showing the sediment productivity for each and an index showing the reachability of the collapsed sediment risk evaluation cell for each monitored cell, other statistics are infrastructure. It may be used as a risk index SLPR.
(6)上述した実施形態においては、監視領域内における土砂崩落の発生時刻を推定するための指標として、式12に定義される斜面安定性指標FSが用いられるものとしたが、対象地域における降雨量の経時変化に基づき算出される、各セルの斜面安定性を示す指標であれば、他の指標が用いられてもよい。
(6) In the above-described embodiment, as an index for estimating the time of occurrence of soil collapse in the monitoring area, it is assumed that the slope stability index F S defined in
(7)上述した実施形態においては、端末装置11及びサーバ装置12はコンピュータがプログラムに従う処理を実行することにより実現されるものとしたが、端末装置11及びサーバ装置12の少なくとも一方が、専用装置として構成されてもよい。
(7) In the above-described embodiment, the
1…危険度評価システム、10…コンピュータ、11…端末装置、12…サーバ装置、20…コンピュータ、101…メモリ、102…プロセッサ、103…通信ユニット、104…ディスプレイ、105…キーボード、110…演算部、111…記憶部、112…表示部、113…受信部、201…メモリ、202…プロセッサ、203…通信ユニット、1101…集水面積算出部、1102…勾配算出部、1103…回帰式特定部、1104…危険評価セル抽出部、1105…監視領域特定部、1106…土砂生産性指標算出部、1107…到達可能性指標算出部、1108…ハザード指標算出部、1109…インフラリスク指標算出部、1110…圧力水頭算出部、1111…安定性指標算出部、1112…発生時刻推定部。 1 ... Risk assessment system, 10 ... Computer, 11 ... Terminal device, 12 ... Server device, 20 ... Computer, 101 ... Memory, 102 ... Processor, 103 ... Communication unit, 104 ... Display, 105 ... Keyboard, 110 ... Calculation unit , 111 ... storage unit, 112 ... display unit, 113 ... receiver unit, 201 ... memory, 202 ... processor, 203 ... communication unit, 1101 ... water collection area calculation unit, 1102 ... gradient calculation unit, 1103 ... regression equation identification unit, 1104 ... Danger evaluation cell extraction unit, 1105 ... Monitoring area identification unit, 1106 ... Sediment productivity index calculation unit, 1107 ... Reachability index calculation unit, 1108 ... Hazard index calculation unit, 1109 ... Infrastructure risk index calculation unit, 1110 ... Pressure head calculation unit, 1111 ... Stability index calculation unit, 1112 ... Occurrence time estimation unit.
Claims (8)
請求項1に記載の危険度評価システム。 For each of the plurality of monitored cells, a regression that approximates the relationship between the gradient of each of the plurality of cells constituting the area including the monitored area and the area of the catchment area which is the area for supplying water flowing into the cell. Sediment production indicating the sediment productivity of each monitored cell is an index using the ratio of the gradient according to the area of the catchment area of the monitored cell calculated according to the formula and the gradient of the monitored cell. The risk assessment system according to claim 1, which is used as a sex index.
請求項1に記載の危険度評価システム。 For each of the plurality of monitored cells, an index using the ratio of the altitude difference between the monitored cell and the risk evaluation cell and the horizontal distance between the monitored cell and the risk evaluation cell is used as the monitored cell. The risk assessment system according to claim 1, which is used as a reachability index indicating the reachability of each collapsed sediment to the risk assessment cell.
請求項2に記載の危険度評価システム。 For each of the plurality of monitored cells, an index using the ratio of the altitude difference between the monitored cell and the risk evaluation cell and the horizontal distance between the monitored cell and the risk evaluation cell is used as the monitored cell. The risk assessment system according to claim 2, which is used as a reachability index indicating the reachability of each collapsed sediment to the risk assessment cell.
請求項4に記載の危険度評価システム。 Claim 4 for evaluating the risk of sediment-related disasters in the risk assessment cell based on the statistic of the index calculated by using the sediment productivity index and the reachability index for each of the plurality of monitored cells. The listed risk assessment system.
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の危険度評価システム。 Any of claims 1 to 5 for identifying a dangerous cell on the infrastructure by evaluating the risk of sediment-related disaster occurrence when the cell is used as the risk evaluation cell for each of a plurality of cells on the infrastructure. The risk assessment system described in item 1.
請求項1乃至6のいずれか1項に記載の危険度評価システム。 The risk assessment system according to any one of claims 1 to 6, which estimates the time of occurrence of a landslide in the monitoring area based on the time course of rainfall in the area including the monitoring area.
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