JPH1172502A - 風向／風速計の異常判定方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 風向／風速計の異常判定方式に関し、風向／
風速計の異常検出を風向／風速データを用いて迅速に行
う。 【解決手段】 風向／風速計によって得た風速データ
が所定の値以下の無風状態が所定時間Ｔ以上継続した場
合に、所定時間Ｔ内における風向データにおける風向
変化回数Ｎから風向／風速計の異常を判定し、異常警
報を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は風向／風速計の異常
判定方式に関するものであり、特に、冬季間における風
向／風速計の風速軸の凍結よる異常検出を防止するため
の方式に特徴のある風向／風速計の異常判定方式に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、鉄道等においては、路線に沿った
各地点に風向／風速計を設けて風向／風速を遠隔で常時
監視し、強風を検知した場合に警報を出力し、電車等の
運転速度の減速、或いは、運行停止等の指令を発するシ
ステムが採用されている。

【０００３】この場合の強風の検知には、風速データの
信頼性が非常に重要であるが、寒冷地等において、無風
或いはそれに近い風速の時に、風向／風速計のプロペラ
部に水滴やミゾレが付着したのち、急激に気温が低下し
た場合、付着した水滴或いはミゾレが氷となり、プロペ
ラ部が氷結して回転しなくなる。

【０００４】このため、氷結したまま放置すると正しい
風速データが得られず、風速データの信頼性が低下し、
不慮の事故が発生することがあるので、風向／風速計の
凍結状態を監視しながら風向／風速データを得る必要が
ある。

【０００５】ここで、図４及び図５を参照して、従来の
風向／風速監視テレメータシステム、及び、風向／風速
計の概略的構成を説明する。 図４参照 従来の風向／風速監視テレメータシステムにおいては、
路線に沿った各地点に設置した風向／風速計１１で風向
／風速を測定し、その測定結果を送信装置１２によって
メタリック通信ケーブル等を介して監視装置１３に常
時、例えば、２秒毎に送信し、監視装置１３において強
風を検知した場合、警報を発している。

【０００６】図５参照 この様な風向／風速監視テレメータシステムに用いられ
る風向／風速計１１は、プロペラ部１４と尾翼部１５と
から構成され、プロペラ部１４は風速軸１６を介して尾
翼部１５に回転自在に結合され、また、尾翼部１５は風
向軸１７を介して支柱１８に回転自在に取付けられてお
り、また、風向軸１７がカバー１９で覆われている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この様な風向
／風速監視テレメータシステムにおいては、風向／風速
計１１のプロペラ部１４の風速軸１６がむき出しで、且
つ、水平になっているため、雨雪時に水滴やミゾレが付
着し結氷が生じて凍結しやくなるため、冬季間における
風速データの信頼性が低下するという問題がある。な
お、風向軸１７は垂直であり、且つ、カバー１９で覆わ
れているため、水滴やミゾレが直接付着しないので、氷
結しにくくなっている。

【０００８】また、従来の風向／風速監視テレメータシ
ステムにおいては、風向／風速計１１の支柱１８の転
倒、或いは、風速軸１６へのゴミや樹木等の絡みつきに
よるデータ異常が発生する場合があり、この様な異常
は、風速による無風状態の継続を検知することによって
行っていた。

【０００９】しかし、無風状態は通常でも起こるので、
異常の検出のために６〜８時間の継続監視を行うことが
必要になり、風向／風速計の異常検出が遅れてしまうと
いう問題がある。

【００１０】したがって、本発明は、風向／風速計の異
常検出を風向／風速データを用いて迅速に行うことを目
的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理的構
成の説明図であり、この図１を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。 図１参照 （１）本発明は、風向／風速計の異常判定方式におい
て、風向／風速計によって得た風速データが所定の値
以下の無風状態が所定時間Ｔ以上継続した場合に、所
定時間Ｔ内における風向データにおける風向変化回数Ｎ
から風向／風速計の異常を判定し、異常警報を出力す
ることを特徴とする。

【００１２】上述の様に、本発明は、風向軸がカバーに
覆われている風向／風速計を前提としているので、風向
軸が凍結する可能性やゴミ等が絡まる可能性は非常に低
いので、他の手段を用いることなく、無風状態における
風向変化回数Ｎを測定することによって、風向／風速計
の異常、特に、風向／風速計の凍結を遠隔で迅速に判定
することができる。

【００１３】なお、本発明における無風状態とは、完全
な無風状態以外に風速が所定の値以下の場合を意味する
ものであり、この所定の値は、用途に応じて実験的に設
定するものであり、また、所定時間の値Ｔも、風向／風
速計を設置する気象条件に基づいてより迅速な判定がで
きるように設定するものであり、更に、風向変化回数も
地震や電車の通過に伴う振動等の他の振動に基づく風向
計の向きの変化等のノイズの影響をなくす値に設定する
ものである。

【００１４】また、本発明は、上記（１）において、風
向／風速計によって得た風速データが所定の値以下の無
風状態になった時点で時間カウント及び風向カウントを
開始し、所定時間Ｔ内に風速が所定の値以上になった場
合には、時間カウント及び風向カウントをクリアして新
たにカウントを開始し、無風状態が所定時間Ｔ以上継続
した場合に、風向カウントによる風向変化回数Ｎから風
向／風速計の異常を判定することを特徴とする。

【００１５】この様なフローで、無風状態の継続時間の
カウントと、無風状態における風向変化回数のカウント
を行うことによって、風向／風速計の異常を迅速且つ正
確に判定することができる。

【００１６】（３）また、本発明は、上記（１）または
（２）において、風向／風速計が異常であると判定され
た場合に、気温データを参照し、気温が所定の設定温度
以下である場合に、凍結警報を出力することを特徴とす
る。

【００１７】上述の様に、風向／風速計が異常であると
判定された場合、風速軸にゴミ等が絡まった可能性もあ
るので、風向／風速計の設置箇所における気温を参照す
ることにより、異常が凍結による異常か否かを容易に判
定することができる。

【００１８】（４）また、本発明は、上記（３）におい
て、気温が所定の設定温度以下である場合に、凍結警報
を出力すると共に、風向／風速計の風速軸を加熱する加
熱手段に加熱電源を印加することを特徴とする。

【００１９】この様に、凍結の判定がなされた場合に、
風向／風速計の風速軸を加熱する加熱手段に加熱電源を
印加すること、特に、風速軸に埋設された加熱手段を加
熱することによって凍結を早急に解消することができ
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】ここで、本発明の第１の実施の形
態を図２を参照して説明する。図２参照図２は、本発明
の第１の実施の形態の風向／風速計の凍結検知のフロー
図であり、まず、風向／風速計の凍結警報をＯＦＦにし
た状態で、風速が一定値以下、例えば、風速０．４ｍ以
下の場合を無風状態とし、風速計の風速データが一定値
以下になった時に時間カウントを開始し、この時間カウ
ントの開始と共に、風向計による風向の変化回数Ｎのカ
ウントを開始する。

【００２１】この風向の変化回数は、風向が直前の風向
より所定角度以上変化した場合に１回とカウントするよ
うにカウンタを設定し、風速計の風速データが一定値を
越えた時に、時間カウントをクリアすると共に、風向カ
ウントもクリアして初期状態に戻る。

【００２２】この場合の所定角度は、設置場所により異
なるものであり、例えば、設置場所付近に何も障害物が
なければ所定角度を小さく設定し、一方、鉄橋付近では
乱流による影響もあるため所定角度を大きく設定するも
のであり、設置場所によって異なるものの、３°〜７°
に設定することが望ましい。

【００２３】この時間カウントにより、無風状態が所定
時間Ｔ（＝３０分〜３時間）内に、風向変化回数Ｎが設
定回数以下であった場合には、正常な無風状態であると
判断して、時間カウント及び風向カウントをクリアして
初期状態に戻る。

【００２４】この場合の設定回数も設置場所により異な
るものであり、例えば、設置場所付近に何も障害物がな
ければ所定回数を少なく設定し、一方、鉄橋付近では乱
流による影響もあるため所定回数を多く設定するもので
あり、設置場所によって異なるものである。

【００２５】例えば、測定データは２秒毎に送られてく
るものであるので、１時間当たり１〜１８００回、より
好ましくは、１〜９００回に設定することが望ましく、
例えば、設定時間Ｔが３０分の場合には１〜９００回、
より好ましくは、１〜４５０回に設定し、設定時間Ｔが
３時間の場合には１〜５４００回、より好ましくは、１
〜２７００回に設定すれば良い。

【００２６】一方、無風状態が所定時間Ｔになった場合
に、この所定時間Ｔ内に、風向変化回数Ｎが設定回数以
上であった場合には、無風状態であるにも拘わらず風向
が頻繁に変化しているという異常なデータが得られたこ
とになるので、風向／風速計異常と判定し、風向／風速
計凍結の警報出力を行い、時間カウント及び風向カウン
トをクリアし、新たなカウントを開始する。

【００２７】この場合、風向／風速計異常は必ずしも凍
結とは限らないが、異常発生頻度としては凍結が非常に
多いので、気候等を勘案して、風向／風速計凍結の警報
出力を行うものである。なお、凍結が生じない気象条件
の場合には、ゴミや樹木が絡まったものと判定して、ゴ
ミや樹木を除去するための手段を講ずることになる。

【００２８】その後、風速計により風速０．４ｍ以上の
風速データが得られた場合には、風速軸の凍結が解消さ
れたことになるので、得られた風速データを信頼性のあ
るデータとして扱い、時間カウント及び風向カウントを
クリアし、初期状態に戻って風向／風速計凍結警報をＯ
ＦＦにする。

【００２９】なお、この場合の風向変化の設定回数の下
限は、地震や電車の通過に伴う振動、或いは、採石場に
おける発破等の他の人工的な振動による風向計の尾翼部
の方向変化の結果検出される風向変化の影響を避けるた
めに、風向／風速計の設置場所の環境に応じて経験則に
基づいて決定するものである。

【００３０】上記の様に、本発明の第１の実施の形態に
おいては、風向／風速計自体から得られる風速データ及
び風向データのみを使用して、風向／風速計異常、即
ち、風速軸の凍結を迅速に判定することができ、再び、
風速１．０ｍ以上の風速データが得られた時点からの風
速データを信頼性のあるデータとして取り扱う。

【００３１】また、ゴミや樹木が絡まった異常であって
も、３０分乃至３時間、例えば、１時間程度で異常を判
定することができるので、従来の６〜８時間の判定時間
に比べて、迅速に異常判定を行うことができる。

【００３２】次に、図３を参照して、本発明の第２の実
施の形態を説明する。 図３参照 図３は、本発明の第２の実施の形態の風向／風速計の異
常検知のフロー図であり、まず、風向／風速計の異常警
報をＯＦＦにした状態で、風速が一定値以下、例えば、
風速０．４ｍ以下の場合を無風状態とし、風速計の風速
データが一定値以下になった時に時間カウントを開始
し、この時間カウントの開始と共に、第１の実施の形態
と同じ条件で風向計による風向の変化回数Ｎのカウント
を開始する。

【００３３】この場合も、時間カウントにより、無風状
態が所定時間Ｔ（＝３０分〜３時間）内に、風向変化回
数Ｎが設定回数以下であった場合には、時間カウント及
び風向カウントをクリアして初期状態に戻るものであ
り、この場合の設定回数は上記の第１の実施の形態と同
様に設定する。

【００３４】一方、無風状態が所定時間Ｔになった場合
に、この所定時間Ｔ内に、風向変化回数Ｎが設定回数以
上であった場合には、風向／風速計異常と判定し、次
に、風向／風速計に備えつけた温度センサにより気温を
参照する。

【００３５】気温Ｓが設定温度以上である場合には、凍
結は生じないと判断して、風向／風速計異常の警報出力
を行い、時間カウント及び風向カウントをクリアして新
たなカウントを開始すると共に、絡まったゴミや樹木を
除去するための手段を講ずる。

【００３６】この場合の設定温度は、気温が変化しやす
い場所、例えば、氷結したのち短期間で気温が上昇した
場合には、氷が完全に融けていない可能性があるので、
設定温度を高くし、逆に、温度変化がゆるやかな場所で
は、ある程度の気温で完全に融けるので設定温度を小さ
くするというように設定するものであり、気候条件の違
いに基づいて設定温度を０〜１０℃に設定することが望
ましい。

【００３７】一方、気温Ｓが設定温度以下である場合に
は、風速軸の凍結であると判断して、風向／風速計凍結
の警報出力を行うと共に、風速軸に収納した加熱コイル
等の加熱手段に通電する手段を接続し、加熱電源をｔ分
間印加することによって、内部からの加熱により結氷を
氷解させ、ｔ分間経過後に接続を解除する。また、この
場合にも、警報出力を行った時点で、時間カウント及び
風向カウントをクリアして新たなカウントを開始する。

【００３８】この場合の加熱時間ｔは、気候条件、及
び、風向／風速計の大きさに応じて適宜設定するもので
あり、仮に、結氷が大きく加熱時間が足りない場合に
は、再び、所定時間Ｔ後に風向／風速計凍結の警報が出
力され、再加熱が始まることになる。

【００３９】この様に、本発明の第２の実施の形態にお
いては、気温データを合わせて参照することにより、風
速軸の凍結を自動的・強制的に解消することができるの
で、人的作業を行うことなく、風向／風速計を迅速に正
常化・復旧することができ、常に信頼性のあるデータに
基づいて電車の運行管理を行うことができる。

【００４０】また、この場合、加熱手段は風速軸の内部
に収納しているので、風向／風速計外に加熱手段を配置
する必要がないので装置が大型化することがなく、且
つ、内部からの加熱であるので、熱風吹きつけの場合の
ように風の影響を受けることはない。

【００４１】また、異常が検知された場合に、自動解凍
手段を設けていても、気温Ｓが各設置場所毎に設定した
設定温度以上の場合には、風速軸を加熱することがない
ので、絡まった可燃性のゴミ等が誤って発火・燃焼し
て、風向／風速計を破壊・損傷させることがない。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、風向／風速データを利
用して風向／風速計異常、特に、風速軸凍結を判定して
いるので、従来より迅速に、凍結、或いは、ゴミ及び樹
木の絡まりによる風向／風速計異常を判定することがで
き、また、加熱手段を設けることによって凍結を自動的
・強制的に解除することができるので、風速データの信
頼性向上に寄与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理的構成の説明図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態の凍結判定方式の説
明図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態の異常判定方式の説
明図である。

【図４】従来の風向／風速監視テレメータシステムの説
明図である。

【図５】風向／風速計の概略的構成図である。

【符号の説明】

１１ 風向／風速計 １２ 送信装置 １３ 監視装置 １４ プロペラ部 １５ 尾翼部 １６ 風速軸 １７ 風向軸 １８ 支柱 １９ カバー

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 風向／風速計によって得た風速データが
   所定の値以下の無風状態が所定時間以上継続した場合
   に、前記所定時間内における風向データにおける風向変
   化回数から風向／風速計の異常を判定し、異常警報を出
   力することを特徴とする風向／風速計の異常判定方式。
2. 【請求項２】 上記風向／風速計によって得た風速デー
   タが所定の値以下の無風状態になった時点で時間カウン
   ト及び風向カウントを開始し、上記所定時間内に風速が
   前記所定の値以上になった場合には、時間カウント及び
   風向カウントをクリアして新たにカウントを開始し、無
   風状態が前記所定時間以上継続した場合に、風向カウン
   トによる風向変化回数から風向／風速計の異常を判定す
   ることを特徴とする請求項１記載の風向／風速計の異常
   判定方式。
3. 【請求項３】 上記風向／風速計が異常であると判定さ
   れた場合に、気温データを参照し、気温が所定の設定温
   度以下である場合に、凍結警報を出力することを特徴と
   する請求項１または２に記載の風向／風速計の異常判定
   方式。
4. 【請求項４】 上記気温が所定の設定温度以下である場
   合に、凍結警報を出力すると共に、上記風向／風速計の
   風速軸を加熱する加熱手段に加熱電源を印加することを
   特徴とする請求項３記載の風向／風速計の異常判定方
   式。