JP2012155457A

JP2012155457A - 船舶接近監視装置

Info

Publication number: JP2012155457A
Application number: JP2011012978A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Fujie; 有一藤江; Noriyuki Miyauchi; 則之宮内; Hideyuki Nariai; 英幸成相
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2011-01-25
Filing date: 2011-01-25
Publication date: 2012-08-16

Abstract

【課題】送電線に接近したことを検知する装置を備えない不特定多数の船舶に対しても正確に、且つ確実に送電線への接触の危険性を警告することができる船舶接近監視装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る船舶接近監視装置５０は、両岸に設置された鉄塔５に架設された送電線１２と、夫々の鉄塔５に設置された複数の警報ランプ６と、警報信号を受信して警報ランプ６を点灯する警報受信機７と、送電線１２から所定の距離に離間した位置で、両岸に設置された監視塔１と、を備えて構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、船舶接近監視装置に関し、さらに詳しくは、船舶が通過する水路の上方に架設された送電線の下を通過するクレーン等を備えた船舶が送電線に接触する虞がある場合に、該船舶に対して警報を発する船舶接近監視装置に関するものである。

高圧電力を送電する送電線は、多くは、山間部或いは陸地に設置された送電鉄塔に架設されるが、地理的な条件によっては、運河或いは河川等の狭い水路の上空を横断するように架設される場合もある。運河或いは河川の水深が浅い所では、比較的小型の船舶が航行するため、船舶の最上部の高さが送電線の最下点より高くなることはほとんど無い。一方、水深が深く、且つ、幅が広い運河或いは河川では、クレーン等の背の高い設備を備えた大型船舶が航行することが多く、クレーン等の上部が送電線の最下点よりも高くなり、送電線に接触したり、送電線を切断するといった事故が発生することがある。しかし、全ての場所で、それらの船舶を常時監視する体制が整っているとは限らないため、全ての事故を未然に防止することができないのが現状である。

このような事故を未然に防止するための先行技術として、特許文献１には、送電線の近傍でクレーン等による重機を用いた作業が行われている場合、重機が送電線に接触しないように監視する方法において、送電線の電圧や気象条件に左右されずに警報を発することができる重機接近監視方法について開示されている。
また、特許文献２には、警報を受けるものから遠距離の地点に存在する電磁界発生体に対して、接触回避対象の接近を感知して警報を発する無線式接近警報装置について開示されている。
また、特許文献３には、クレーン先端部に取り付けられたセンサと、クレーン操作室に配置された監視装置を備え、クレーンが送電線に対して一定距離まで接近すると警報を発する接近警報装置について開示されている。
また、特許文献４には、クレーン等の重機が送電線に対して接近したことを検知するレーザ光利用接近検知システムについて開示されている。

特開平５−３５９８６号公報特開２００５−１４８９６８公報特開２００６−１９９４４０公報特開２００６−２０１０３０公報

しかし、特許文献１〜４に開示されている従来技術は、クレーンの先端部分に送電線に接近したことを感知させるための装置を備え付ける必要があり、それらの装置が備えられていないクレーンについては、送電線に接触する虞の有無を監視することができないといった問題がある。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、水路の上方に水路を横断して架設された送電線がある場合に、水路を通過する船舶の上部が送電線に接触する虞の有無を検知する装置を備えない不特定多数の船舶に対しても正確に、且つ、確実に送電線への接触の危険性を警告することができる船舶接近監視装置を提供することを目的とする。

本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、船舶の進行経路の上方に架設された送電線に該船舶が接触する虞がある場合に、該船舶に対して警報を発する船舶接近監視装置であって、前記送電線よりも前記船舶の進行方向上流側に配置されて該船舶の通過を検知する船舶検知手段と、該船舶検知手段により検知された船舶周辺の風速を検知する風速計測手段と、前記船舶検知手段により検知された船舶の速度を検知する速度計測手段と、他の船舶が通過したときの波高変化を測定する波高変化値測定手段と、前記船舶が前記船舶検知手段を通過開始してから通過終了するまでの時間を計時する計時手段と、前記速度計測手段及び前記計時手段により計測された値に基づいて該船舶の船体長を計算し、該船体長及び前記波高変化値測定手段により計測された波高動作値に基づいて前記船舶が前記送電線に接触する虞があるか否かを判定する制御手段と、前記制御手段が前記船舶が前記送電線に接触する虞があると判断した場合に、該船舶に警報信号を送信する信号送信手段と、前記送電線を張架する鉄塔に備えられ、前記信号送信手段から送信された前記警報信号を受信する信号受信手段と、前記鉄塔に備えられ、前記信号受信手段により前記警報信号を受信したときに前記船舶に対して警報を発する警報手段と、を備えたことを特徴とする。
本発明は、送電線に接近する船舶の高さを、船体長と波高変化に基づいて警報を発するか否かを判定するものである。即ち、送電線よりも船舶の進行方向上流側に船舶の通過を検知するセンサを設置し、このセンサにより船舶を検知すると、船舶の通過時間と速度から当該船舶の船体長を計算する。船体長が所定の長さ以上である場合に、そのときの波高と風速に基づいて波高変化値を判断して、この変化値が所定値を超えた場合に当該船舶に警報を発する。これにより、不特定多数の船舶に対しても正確に、且つ、確実に送電線への接触の危険性を警告することができる。

請求項２は、前記制御手段は、計算された前記船体長が設定値以上であり、且つ前記波高変化値測定手段により計測された波高変化の動作値が設定値以上である場合に、前記信号送信手段に対して前記警報信号を送信するように指示することを特徴とする。
船舶は、その船体長に比例して船舶の高さが高くなる傾向にある。そこで本発明では、船舶がセンサを通過する時間と速度の積により船体長を計算する。そして予め設定した船体長以上である場合に、送電線に接触する虞の有無を判断する。そのとき、波高は常に一定とは限らない。即ち、周辺に大きな船舶が通過すると波高の変化値が大きくなり、また、風速が大きいほど高くなる。従って、風速に基づいて設定した波高の動作域が設定値以上になると警報信号を発する。これにより、船体長だけでなく、波高変化による船舶の高さ変動を正確に捉えることができる。

請求項３は、前記制御手段は、前記船舶に対して警報を発した場合、その時点での前記船舶の通過時間、風速、及び波高データを記録することを特徴とする。
船舶に対して警報を発することにより、当該船舶を停船させるか、或いは後退させて送電線の接触事故を未然に回避するように働きかける。しかし、警報を無視して通過する船舶もある。そのとき、必ずしも送電線に接触するとは限らないが、警報の精度を後で検証するために、警報発生時の通過時間、風速、及び波高データを記録しておく。これにより、警報の精度の検証と、事故発生時の船舶に対する証拠データとして利用することができる。

請求項４は、前記制御手段は、前記船舶に対して警報を発した場合、該警報を前記送電線を運用管理する制御所にも同時に送信することを特徴とする。
船舶に対して警報を発した場合、船舶が送電線に接触して、送電線を切断する虞がある。そこで本発明では、そのような事故を想定して、送電線を運用管理する制御所にも警報を発した旨を送信する。これにより、不測の事態が発生した場合にも即座に対処できる体制を準備することができる。

請求項５は、前記送電線の最下点に相当する高さ位置から水平に光ビームを発光する発光手段、及び該光ビームを受光する受光手段を備え、前記制御手段は、前記船舶検知手段により船舶を検知すると前記発光手段により光ビームを発光し、所定の時間継続して前記受光手段が該光ビームを受光しない場合に、前記船舶に対して警報を発することを特徴とする。
本発明は、船舶の実際の高さを、送電線が設置された場所の手前で検知するために、送電線の最下点に相当する位置に、光ビームの発光手段と受光手段を設け、船舶を検知すると、発光手段から光ビームを発光する。船舶が送電線の最下点より低い場合は、受光手段により光を検知するが、船舶が送電線の最下点より高い部分が存在する場合は、光ビームを遮るように働く。これにより、送電線に接触する虞のある船舶を即座に判定することができる。

請求項６は、前記送電線の鉄塔に備えられ、前記送電線の最下点を基準線として前記船舶を撮影する船舶撮影手段を更に備え、前記制御手段は、前記船舶検知手段により船舶を検知すると前記船舶撮影手段により該船舶の撮影を開始し、撮影した画像に基づいて前記送電線の基準線と前記船舶の離間距離を測定し、該離間距離が所定値以下になった場合に、前記船舶に対して警報を発することを特徴とする。
本発明は、カメラ等の撮影手段を送電線の鉄塔に備え、船舶を検知すると当該船舶の撮影を開始し、その画像に基づいて、画像処理等により船舶と送電線の基準線（送電線の最下点）との距離を測定して、所定値より小さい場合に警報を発する。これにより、船舶の記録と警報を発するか否かの判定を同時に行うことができる。

本発明によれば、船体長が所定の長さ以上である場合に、そのときの波高と風速に基づいて波高変化値を判断して、この変化値が所定値を超えた場合に当該船舶に警報を発するので、不特定多数の船舶に対して正確に、且つ確実に送電線への接触の危険性を警告することができる。
また、風速に基づいて設定した波高の動作域が設定値以上になると警報信号を発するので、船体長だけでなく、波高変化による船舶の高さ変動を正確に捉えることができる。
また、警報発生時の通過時間、風速、及び波高データを記録しておくので、警報の精度の検証と、事故発生時の船舶に対する証拠データとして利用することができる。
また、送電線の切断事故を想定して、送電線を運用管理する制御所にも警報を発した旨を送信するので、不測の事態が発生した場合にも即座に対処できる体制を準備することができる。
また、送電線の最下点に相当する位置に、光ビームの発光手段と受光手段を設け、船舶を検知すると、発光手段から光ビームを発光する。船舶が送電線の最下点より低い場合は、受光手段により光を検知するが、船舶が送電線の最下点より高い部分が存在する場合は、光ビームを遮るように働くので、送電線に接触する虞のある船舶を即座に判定することができる。
また、船舶を検知すると当該船舶の撮影を開始し、その画像に基づいて、画像処理等により船舶と送電線の基準線（送電線の最下点）との距離を測定して、所定値より小さい場合に警報を発するので、船舶の記録と警報を発するか否かの判定を同時に行うことができる。

本発明の第１の実施形態に係る船舶接近監視装置の構成を示す図である。本発明の第２の実施形態に係る船舶接近監視装置の構成を示す図である。本発明の監視塔の構成を示すブロック図である。本発明の警報受信機の構成を示すブロック図である。本発明の第１の実施形態に係る船舶接近警報装置の動作を説明するフローチャートである。本発明の第２の実施形態に係る船舶接近警報装置の動作を説明するフローチャートである。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る船舶接近監視装置の構成を示す図である。本発明に係る船舶接近監視装置５０は、河川（水路）８の両岸に夫々設置された鉄塔５に架設された送電線１２と、夫々の鉄塔５に設置された複数の警報ランプ６と、警報信号を受信して警報ランプ６を点灯する警報受信機７と、送電線１２よりも船舶３の進行方向（矢印）上流側（図１の右側）の両岸に設置された監視塔１と、を備えて構成されている。尚、本実施形態では、監視塔１には夫々アンテナ２が備えられ、警報信号の電波１０はこのアンテナ２を介して警報受信機７に送信される。また、監視塔１には、図３に示す各装置が備えられている。

次に図１を参照して本発明の船舶接近監視装置の動作について説明する。図１では、河川８上を矢印で示した進行方向に移動するクレーン４を備えた船舶３が、進行方向下流側に位置する送電線１２に接近する場合について説明する。監視塔１の近傍に船舶３が接近すると、当該船舶３が監視塔１を通過したことを船舶検知センサ２１（図３参照）が検知する。また、監視塔１は、測定時における船舶３の速度と、監視塔１を通過するまでに要する時間を計測する。更に、測定時における風速と、河川８に発生している波高値を計測する。
船舶３が監視塔１を通過する時に、速度と通過時間から船舶３の船体長を計算する。船体長は、通過時間と速度から容易に計算できる。ここでは、船体長が所定の規定値を越える場合には、船上に搭載された設備の最高位置が送電線に干渉する虞があるものと推定を行う。計算の結果、船体長が規定の船体長より大きい場合には、船舶３の最高所の高さが送電線１２に接触する虞があると判断し、波高値と風速から船舶３の最高所の高さが所定値以上になると判断した場合に、監視塔１から警報信号の電波１０を送信する。その電波１０は、鉄塔５に備えられた警報受信機７のアンテナ２３により受信され、警報ランプ６を一斉に点灯すると同時に、船舶３に対しても警報が発せられている旨を連絡する。船舶３は警報ランプ６が点灯していることを確認すると、船舶３を停止する。この場合、クレーン４を下げて、一旦後退して再び監視塔１を通過して、通過可能か否かを確認してもよい。また、監視塔１からは、警報信号の電波１０を警報受信機７に送信すると共に、送電線１２を管理する制御所にもその旨を連絡する。

本実施形態は、送電線１２に接近する船舶３の高さを、船体長と波高変化に基づいて警報を発するか否かを判定するものである。即ち、送電線よりも船舶３の進行方向上流側に、船舶３の通過を検知する船舶検知センサ２１（図３参照）を設置し、船舶検知センサ２１により船舶３を検知すると、船舶３の通過時間と速度から当該船舶３の船体長を計算する。船体長が所定の長さ以上である場合に、そのときの波高と風速に基づいて波高変化値を判断して、この変化値が所定値を超えた場合に当該船舶３に警報を発する。これにより、不特定多数の船舶に対しても正確に、且つ、確実に送電線１２への接触の危険性を警告することができる。

図２は、本発明の第２の実施形態に係る船舶接近監視装置の構成を示す図である。本発明に係る船舶接近監視装置５１は、図２（ｂ）に示すように、送電線１２の最下点Ａに相当する高さ位置Ｈから水平に光ビーム１１を発光するレーザ送信器（発光手段）２６（図３参照）、及び光ビーム１１を受光するレーザ受信器（受光手段）２７（図３参照）を備え、船舶検知センサ２１（図３参照）により船舶３を検知するとレーザ送信器２６により光ビーム１１を発光し、所定の時間継続してレーザ受信器２７が光ビーム１１を受光しない場合に船舶３に対して警報を発する。即ち、本実施形態は、船舶３の実際の高さを送電線１２が設置された場所の手前で検知するために、送電線１２の最下点Ａに相当する位置Ｈに、光ビーム１１のレーザ送信器２６とレーザ受信器２７を設け、船舶３を検知するとレーザ送信器２６から光ビーム１１を発光する。船舶３が送電線１２の最下点Ａより低い場合は、レーザ受信器２７により光を検知するが、船舶３が送電線１２の最下点Ａより高い部分が存在する場合は、光ビーム１１を遮るように働く。これにより、送電線１２に接触する虞のある船舶を即座に判定することができる。

また、図示を省略するが、本発明の第３の実施形態として、送電線１２の鉄塔５に備えられ、送電線１２の最下点Ａを基準線として船舶３を撮影するカメラ（船舶撮影手段）を更に備え、船舶検知センサ２１（図３参照）が船舶３を検知するとカメラにより該船舶３の撮影を開始し、撮影した画像に基づいて送電線１２の基準線と船舶３の離間距離を測定し、該離間距離が所定値以下になった場合に、船舶３に対して警報を発する。即ち、本実施形態は、カメラ等の撮影手段を送電線１２の鉄塔５に備え、船舶３を検知すると当該船舶３の撮影を開始し、その画像に基づいて、画像処理等により船舶３と送電線１２の基準線（送電線の最下点Ａ）との距離を測定して、所定値より小さい場合に警報を発する。これにより、船舶３の記録と警報を発するか否かの判定を同時に行うことができる。

図３は、本発明の監視塔の構成を示すブロック図である。本発明の監視塔１は、送電線１２よりも船舶３の進行方向上流側に配置され、船舶３の通過を検知する船舶検知センサ（船舶検知手段）２１と、船舶検知センサ２１により検知された船舶周辺の風速を検知する風速計（風速計測手段）２０と、船舶検知センサ２１により検知された船舶の速度を検知する速度計（速度計測手段）２２と、船舶３が通過したときの波高変化を測定する波高検知センサ（波高変化値測定手段）２３と、船舶３が船舶検知センサ２１を通過開始してから通過終了するまでの時間を計時するタイマ（計時手段）２４と、速度計２２及びタイマ２４に基づいて船舶３の船体長を計算し、船体長及び波高検知センサ２３により検知された動作値に基づいて船舶３が送電線１２に接触する虞があるか否かを判定する制御部（制御手段）２８と、制御部２８が船舶３が送電線１２に接触する虞があると判断した場合に、船舶３に警報信号を送信する送信機（信号送信手段）２５と、を備えて構成されている。尚、実施形態２の場合は、レーザ送信器２６とレーザ受信器２７を更に備える。

図４は、本発明のレーザ受信器の構成を示すブロック図である。本発明に係るレーザ受信器２７は、アンテナ３３から警報信号１０を受信する受信部３０と、その警報信号を復調して警報信号であるか否かを判断する制御部３１と、警報信号であった場合に警報ランプ６を点灯するランプ駆動部３２と、を備えて構成されている。

図５は、本発明の第１の実施形態に係る船舶接近監視装置の動作を説明するフローチャートである。河川８にクレーン４を備えた船舶３が送電線１２に接近する場合について説明する。まず、監視塔１の近傍に船舶３が接近すると、当該船舶３が監視塔１を通過したことを船舶検知センサ２１が検知する（Ｓ１でＹ）。また、監視塔１には、そのときの船舶３近傍の風速を測定し（Ｓ２）、船舶３の速度を測定する（Ｓ３）。その時点でタイマ２４をスタートさせ（Ｓ４）、監視塔１を通過するまでの時間を計測する（Ｓ５）。船舶３が監視塔１を通過すると（Ｓ５でＹ）、速度と通過時間から船舶３の船体長を計算する（Ｓ６）。船体長は、通過時間と速度から容易に計算できる。計算の結果、船体長が規定の船体長より大きい場合には（Ｓ７でＹ）、船舶３の高さが送電線１２に接触する虞があると判定して、波高検知センサ２３にて検知した波高値と風速から船舶３の動作値を測定する（Ｓ８）。測定の結果、船舶の高さが所定値以上になると判断した場合に（Ｓ９でＹ）、監視塔１の送信機２５からアンテナ２を介して警報信号の電波１０を送信する（Ｓ１０）。その電波は、鉄塔５に備えられた警報受信機７により受信され、警報ランプ６を一斉に点灯すると同時に、船舶３に対しても警報が発せられている旨を連絡する（Ｓ１１）。船舶３は警報ランプ６が点灯していることを確認すると、船舶３を停止する。この場合、クレーン４を下げて、一旦後退して再び監視塔１を通過して、通過可能か否かを確認してもよい。また、監視塔１からは、警報信号を警報受信機７に送信すると共に、送電線１２を管理する制御所にもその旨を連絡する（Ｓ１２）。そして、警報を発した時の船舶３の通過時間、風速、及び波高データを制御部２８のメモリに記憶する（Ｓ１３）。

図６は、本発明の第２の実施形態に係る船舶接近警報装置の動作を説明するフローチャートである。河川８にクレーン４を備えた船舶３が送電線１２に接近する場合について説明する。まず、監視塔１の近傍に船舶３が接近すると、当該船舶３が監視塔１を通過したことを船舶検知センサ２１が検知する（Ｓ２１）。船舶３を検知すると（Ｓ２１でＹ）、レーザ送信器２６からレーザ光を発射し（Ｓ２２）、所定時間以上レーザ受信器２７がレーザ光を遮ったかをチェックする（Ｓ２３）。ここで、所定時間以上レーザ受信器２７がレーザ光を遮らない場合は（Ｓ２３でＮ）、レーザ光を停止する（Ｓ２８）。ステップ２３で所定時間以上レーザ受信器２７がレーザ光を遮った場合は（Ｓ２３でＹ）、監視塔１の送信機２５からアンテナ２を介して警報信号の電波１０を送信する（Ｓ２４）。その電波１０は、鉄塔５に備えられた警報受信機７により受信され、警報ランプ６を一斉に点灯すると同時に、船舶３に対しても警報が発せられている旨を連絡する（Ｓ２５）。船舶３は警報ランプ６が点灯していることを確認すると、船舶３を停止する。この場合、クレーン４を下げて、一旦後退して再び監視塔１を通過して、通過可能か否かを確認してもよい。また、監視塔１からは、警報信号を警報受信機７に送信すると共に、送電線１２を管理する制御所にもその旨を連絡する（Ｓ２６）。そして、警報を発した時の船舶３の通過時間、風速、及び波高データを制御部２８のメモリに記憶する（Ｓ２７）。

１監視塔、２アンテナ、３船舶、４クレーン、５鉄塔、６警報ランプ、７警報受信機、８河川、９岸、１０警報信号、１１レーザ光、１２送電線、２０風速計、２１船舶検知センサ、２２速度計、２３波高検知センサ、２４タイマ、２５送信機、２６レーザ送信器、２７レーザ受信器、２８制御部、３０受信部、３１制御部、３２ランプ駆動部、５０、５１船舶接近監視装置

Claims

船舶の進行経路の上方に架設された送電線に該船舶が接触する虞がある場合に、該船舶に対して警報を発する船舶接近監視装置であって、
前記送電線よりも前記船舶の進行方向上流側に配置されて該船舶の通過を検知する船舶検知手段と、
該船舶検知手段により検知された船舶周辺の風速を検知する風速計測手段と、
前記船舶検知手段により検知された船舶の速度を検知する速度計測手段と、
他の船舶が通過したときの波高変化を測定する波高変化値測定手段と、
前記船舶が前記船舶検知手段を通過開始してから通過終了するまでの時間を計時する計時手段と、
前記速度計測手段及び前記計時手段により計測された値に基づいて該船舶の船体長を計算し、該船体長及び前記波高変化値測定手段により計測された波高動作値に基づいて前記船舶が前記送電線に接触する虞があるか否かを判定する制御手段と、
前記制御手段が前記船舶が前記送電線に接触する虞があると判断した場合に、該船舶に警報信号を送信する信号送信手段と、
前記送電線を張架する鉄塔に備えられ、前記信号送信手段から送信された前記警報信号を受信する信号受信手段と、
前記鉄塔に備えられ、前記信号受信手段により前記警報信号を受信したときに前記船舶に対して警報を発する警報手段と、
を備えたことを特徴とする船舶接近監視装置。
前記制御手段は、計算された前記船体長が設定値以上であり、且つ前記波高変化値測定手段により計測された波高変化の動作値が設定値以上である場合に、前記信号送信手段に対して前記警報信号を送信するように指示することを特徴とする請求項１に記載の船舶接近監視装置。
前記制御手段は、前記船舶に対して警報を発した場合、その時点での前記船舶の通過時間、風速、及び波高データを記録することを特徴とする請求項１又は２に記載の船舶接近監視装置。
前記制御手段は、前記船舶に対して警報を発した場合、該警報を前記送電線を運用管理する制御所にも同時に送信することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の船舶接近監視装置。
前記送電線の最下点に相当する高さ位置から水平に光ビームを発光する発光手段、及び該光ビームを受光する受光手段を備え、
前記制御手段は、前記船舶検知手段により船舶を検知すると前記発光手段により光ビームを発光し、所定の時間継続して前記受光手段が該光ビームを受光しない場合に、前記船舶に対して警報を発することを特徴とする請求項１に記載の船舶接近監視装置。
前記送電線の鉄塔に備えられ、前記送電線の最下点を基準線として前記船舶を撮影する船舶撮影手段を更に備え、
前記制御手段は、前記船舶検知手段により船舶を検知すると前記船舶撮影手段により該船舶の撮影を開始し、撮影した画像に基づいて前記送電線の基準線と前記船舶の離間距離を測定し、該離間距離が所定値以下の場合に、前記船舶に対して警報を発することを特徴とする請求項１に記載の船舶接近監視装置。