集中管理システムを用いた消融雪施設の一元管理～ブロック制御による路面散水の平準化と節水への取り組みについて～大川 1. 滋＊1 はじめに流雪溝ポンプは現地での手動操作が基本となり、緊新潟県上越市では市街地の消融雪施設について平成9 年から集中管理システムを導入している。平成9年～平成24年までは、NTTの有線回線を利用して市役所にある急時に遠隔地からの強制運転／停止を行うことができる。集中管理システムの概要を以下と図-1に示す。サーバで施設の遠隔監視や遠隔操作などを行っていた。近年は機器の老朽化がすすんでいたことから、平成 ○対象施設 25年に携帯電話網を利用したWEB対応型集中管理システ・地下水消雪パイプ 31箇所ムへと更新を行った。新システムでは、多数決判定に・加温式消雪パイプ 6箇所よるブロック制御機能や間欠運転による節水機能 1) なども付加して運用を行っている。・流雪溝ポンプ 10箇所 ○主機能・遠隔監視（運転、降雪、故障、低水位、気温等） 2. 集中管理システム概要 2.1 ・遠隔操作（運転／停止）概要・ブロック制御（降雪検知数による多数決判定）集中管理システムは、地下水消雪パイプ・加温式消雪パイプ・流雪溝ポンプについて遠隔地から監視・制御を行うシステムである。・節水モード（外気温に応じた間欠運転）・WEB配信（ブラウザ閲覧） ○通信回線地下水消雪パイプと加温消雪パイプは中央サーバからブロック制御（登録ブロック内の連動・多数決判・携帯電話網（FOMA通信） ○現地監視制御機器（写真-1,2）定）を行うことが基本である。現地自動制御や遠隔地・接点入力 8点からの強制運転・停止を行うこともできる。・接点出力 4点インターネットを SSL(暗号化通信)で、集中管理サーバへ接続データセンター上越市役所消雪設備集中管理システムファイヤーサーバウォール利用者インターネット地下水消雪パイプ（31箇所追加）通信装置スマートフォン閲覧通信装置通信装置メール通報も可能地下水消雪パイプ上越市役所からインターネット経由で消雪設備集中管理システムへアクセスする。 FOMA端末専用線サービス加温式消雪パイプ・流雪溝監視１６箇所サーバから各設備へ定期的に運転状況の収集各設備で運転、停止、故障が発生するとサーバへイベント通報する。加温消雪流雪溝ポンプ FOMA端末ＮＴＴ docomo FOMAネットワーク図-1 ＊１株式会社興和利用者集中管理システム概要図・アナログ入力・通信方式 4点 RS-232C／LAN／FOMA 作で設備の運転・停止ができる。 5）モニタリング機能現地機器に接続されたアナログデータ（河川水位や流量等）を、グラフ及びCSV形式で表示・保存できる。 6）ブラウザ画面表示・自動監視画面（パネル形式）：個別の設備の監視・制御用の基本画面・詳細監視画面（地図形式）：各施設ごとに詳細な設備状況を確認・運転記録表示（グラフ形式）：運転記録のグラフ表示・アナログデータ表示（グラフ形式）：水位・流量などのデータをグラフ表示 7) 写真-1 ポンプ制御盤への組込み状況モバイル対応スマートフォン用の監視画面を用意し、モバイルによる遠隔監視・操作にも対応している。 8) 大画面表示市役所内では大型ディスプレイで全設備の状態を色別の表示で確認できるようにしている。写真-2 2.2 現地監視制御機器基本仕様 1）データセンターとインターネット配信図-2 画面表示（パネル形式）遠隔地のデータセンターに管理サーバを設置し、現地設備から情報を自動的に収集する。収集したデータはインターネット経由で関係者に配信し、関係者はブラウザから設備監視や遠隔操作を行うことができる。 2）運転監視機能通信回線として FOMA 網を利用し、一定（任意設定可）時間ごとに各設備の降雪検知状況、気温変化及び設備運転状況を監視し、画面に表示する機能を有する。 3）運転データ記録・表示機能設備の運転状況や制御・故障履歴を自動記録し、過去の運転記録も画面上に表示できる。またこれらの記録は、日報・週報・月報・季節・年報等で表示保存できる。 4）遠隔強制運転・停止機能操作権限をもつ管理者は、ブラウザ画面から遠隔操図-3 画面表示（地図形式）事前に設備をグループ分けし、グループ内の降雪検知数を多数決判定して、設定条件以上の降雪を検知した場合は、ブロック内のすべての設備へ運転指令を出すものである。実際にブロック制御を実施した運転記録を図-8に示す。 ○判定条件例・ブロック内設備数：４箇所・多数決判定基準：降雪検知器４台中３台以上検知したら全箇所運転、検知が２台以下になったら全箇所停止図-4 画面表示（稼働履歴） ○運転結果図-8の稼働グラフは以下の状態となっている。青色の時間帯＝降雪ありで設備停止緑色の時間帯＝降雪なしで設備運転青色＋緑色の時間帯＝降雪ありで設備運転図-5 モバイル端末監視画面図-7 ブロック制御動作緑色＝運転中青色＝降雪あり降雪検知が２箇所以下だと運転しない 4箇所が同じタイミングで運転・停止している図-6 3. 大画面表示(50型ディスプレイ) ブロック制御ブロック制御とは降雪検知器の感度の違いによる設備ごとの運転のばらつきを無くし路面散水の平準化をはかることを目的とするもので、集中管理システムを利用した複数設備の一斉運転・一斉停止が可能となる。図-8 ブロック制御時の稼働グラフ例実際の運転状態を見ると、降雪の検知感度にばらつきがあり、頻繁に検知する箇所とほとんど検知してい 5. ない箇所がある。 ○設備状態をリアルタイムに把握システム導入効果しかし、消雪設備の運転・停止は４箇所がほぼ同じ設備の運転/停止状態をリアルタイムに把握できる。タイミングで行われており、降雪検知数が２箇所以下また故障や低水位などの障害発生についても迅速な状だと全箇所とも運転していないことがわかる。況把握が可能となった。 ○散水運転の平準化がはかれる 4. 節水対策降雪検知器の検知動作はかなりばらつきがある（設地盤沈下を防止するには揚水量を削減する必要があ 1) 置条件、気温や感度の設定、機種の違いなど）が、ブる。また上越地域では地盤沈下の緊急時対策を実施しロック制御により散水運転の平準化がはかれた。ており、地盤沈下警報発令時は揚水量を50%削減する必 ○一部の降雪検知器が故障しても継続して運用可能要がある。 2) ブロック内の一部設備の降雪検知器が故障した場合節水対策運転は、地下水位低下と地盤沈下を抑制すも、ブロック単位での多数決判定のため、検知器故障るために、降雪状況と外気温を判定し自動的に節水運設備を継続的に運用可能である。転を行うものである。基本動作は下記のようになる。 ○降雪シーズン全体を通して適切な節水が可能・５割節水運転：降雪検知で外気温1℃以上の場合 20分散水－20分停止・３割節水運転：降雪検知で外気温1℃～-1℃の場合通常のブロック制御と節水対策運転を遠隔から容易に切り替えられるので、適切な節水を行うことができる。 20分散水－10分停止・連続運転：降雪検知で外気温-1℃以下の場合連続散水平成25年度は、降雪量が多い期間（1月中旬～2月中旬）は通常のブロック制御、その前後の降雪量が比較的少ない期間は節水対策運転を行った。その結果、26 以上のように、気温が高めの時は自動的に散水を間欠にし、節水を行うものである。箇所の消雪設備の合計揚水量について、１シーズンで約10%削減することができた。実際に節水対策運転を行ったときの稼働記録を図-9 に示す。この期間は降雪はあるものの外気温が0℃～ 6. 2℃で推移しているため、3割節水や5割節水で運転していることがわかる。まとめ上越市では消融雪施設についてWEB対応型集中管理システムの導入を行った。これにより消雪設備の管理者平成25年度に行った節水対策運転期間の記録からは、はインターネット経由で施設稼働状況をリアルタイム通常の散水と比較しておよそ20%～40%の節水が可能とで把握することができるようになった。さらに操作権なることがわかった。限をもつ管理者は遠隔操作が可能となった。ブロック制御モードを利用することにより、図-8の例に示すように設備稼働タイミングのばらつきがなくなり、散水運転の平準化をはかることができた。緑色＝運転中青色＝降雪あり節水対策については、節水モードで運用した期間は通常の散水と比較して20%～40%の節水を行うことができた。また節水対策モードを遠隔から切り替えることにより、シーズンを通して適切な節水を行うことができた。降雪はあるものの外気温が0℃～2℃で推移しているため、3割節水や5割節水で運転している。参考文献 1) 坂東和郎・鈴木由幸（2006）：消雪パイプ用節水タイマーの開発，2006年度日本雪氷学会全国大会講演予稿集，P95. 2) 新潟県（2013）：平成25年度上越地域地盤沈下緊急時対策実施方針，新潟県ホームページ，環境にいが図-9 節水対策運転時の稼働グラフ例た