JP7480588B2

JP7480588B2 - 倒木監視システム及びプログラム

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Publication number: JP7480588B2
Application number: JP2020091449A
Authority: JP
Inventors: 徳保石橋
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2020-05-26
Filing date: 2020-05-26
Publication date: 2024-05-10
Anticipated expiration: 2040-05-26
Also published as: JP2021189535A

Description

本発明は、倒木監視システム及びプログラムに関する。

電線への倒木の接触により、地絡が発生することがある。地絡が発生した場合、安全のため、継電器等により地絡発生区間が電路から切り離される。そのため、地絡発生区間等では停電が発生することがある。そこで、電線への倒木の接触を未然に防ぐことを目的として、計画的に電線付近の樹木を伐採することが実施されている。そこで、樹木を伐採する時期を予測する装置が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。

特開２００８－３８５５号公報特開２００６－２５２３１０号公報

特許文献１及び２に記載された装置では、樹木の成長を予測して、設備に影響を与える時期（伐採時期）を予測している。特許文献１及び２の装置では、計画的に樹木を伐採することができる点で有用である。一方、昨今では、ゲリラ豪雨及び台風の接近数増加等により、不意な倒木が発生することが増加している。このような不意の倒木は、予想されていないため、発見に時間がかかることがあり得る。そこで、より容易に倒木位置を検知するとともに、倒木の状況を判断できれば好適である。

本発明は、より容易に倒木位置を検知するとともに、倒木の状況を判断可能な倒木監視システム及びプログラムを提供することを目的とする。

本発明は、飛翔体を用いて電線付近の倒木の状況を監視する倒木監視システムであって、前記電線への倒木の接触によって発生する電柱への振動を検知する検知部と、振動の検知に基づいて、前記電柱から前記電線に沿って前記飛翔体を飛行させる飛行制御部と、前記電線の撮像画像を取得する画像取得部と、取得された画像に基づいて、前記電線の状況を判断する状況判断部と、判断結果を出力する出力部と、を備える倒木監視システムに関する。

また、前記検知部は、前記電柱の振動について、倒木による振動のパターンであるか否かを判断するのが好ましい。

また、前記検知部は、前記電柱を挟んで複数配置される振動センサの検知時刻のずれに基づいて、前記電柱に対する倒木の方向を検知し、前記飛行制御部は、検知された倒木の方向に前記飛翔体を飛行させるのが好ましい。

また、倒木監視システムは、振動を検知した前記電柱の位置を取得する位置取得部と、判断結果に基づいて、復旧に必要な機材を決定する決定部と、をさらに備え、前記出力部は、決定された機材の情報を出力するのが好ましい。

また、本発明は、飛翔体を用いて電線付近の倒木の状況を監視する倒木監視システムとして、コンピュータを動作させるプログラムであって、前記コンピュータを、前記電線への倒木の接触によって発生する電柱への振動を検知する検知部、振動の検知に基づいて、前記電線に沿って前記飛翔体を飛行させる飛行制御部、前記電線の撮像画像を取得する画像取得部、取得された画像に基づいて、前記電線の状況を判断する状況判断部、判断結果を出力する出力部、として機能させるプログラムに関する。

本発明によれば、より容易に倒木位置を検知するとともに、倒木の状況を判断可能な倒木監視システム及びプログラムを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る倒木監視システムを含むシステムの概略図である。一実施形態の倒木監視システムの倒木位置を示す概略図である。一実施形態の倒木監視システムの構成を示すブロック図である。一実施形態の倒木監視システムの動作の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態に係る倒木監視システム１及びプログラムについて、図１から図４を参照して説明する。
まず、本実施形態に係る倒木監視システム１によって監視される電線Ｌ及び電柱Ｐについて図１及び図２を参照して説明する。

電線Ｌは、図１に示すように、複数の電柱Ｐに跨って架設される。電線Ｌは、例えば、山中に配設される送電線及び街中に配設される配電線である。本実施形態において、倒木監視システム１は、例えば、山中の送電線を監視する。電線Ｌは、樹木の間に配設されるため、図２に示すように、倒木Ｔ等に接触する可能性がある。電線Ｌが倒木Ｔ等に接触することで、事故停電が発生することがある。

ところで、倒木Ｔが電線Ｌに接触する場合、電柱Ｐには、倒木Ｔによる振動が伝わる。例えば、倒木Ｔの発生場所に近い電柱Ｐには、倒木Ｔにより、電線Ｌを介してより大きな振動が伝わる。以下の実施形態に係る倒木監視システム１では、電柱Ｐに伝わる倒木Ｔの振動を検知することによって、飛翔体１０を用いて倒木Ｔの状況を判断する。また、以下の実施形態では、電柱Ｐの振動を検知する振動センサＳが、電柱Ｐを挟んで電線Ｌ沿って一対に配置される。

次に、本実施形態に係る倒木監視システム１について説明する。
倒木監視システム１は、飛翔体１０を用いて電線Ｌ付近の倒木Ｔの状況を監視する装置である。倒木監視システム１は、例えば、飛翔体１０を用いて倒木Ｔの状況を監視する。倒木監視システム１は、飛翔体１０と、監視サーバ２０と、を備える。

飛翔体１０は、例えば、ドローンであり、自動操縦される無人航空機（ヘリコプター）である。飛翔体１０は、図１に示すように、複数の電柱Ｐに間欠的に配置される。飛翔体１０は、例えば、自動操縦に基づいて所定のルートを飛行可能に構成される。すなわち、飛翔体１０は、予め記憶された飛行ルートに基づいて飛行可能に構成される。本実施形態において、飛翔体１０は、電線Ｌに沿って飛行可能に構成される。飛翔体１０は、位置計測部１１と、検知部１２と、飛行ルート格納部１３と、飛行制御部１４と、撮像部１５と、画像取得部１６と、状況判断部１７と、を備える。

位置計測部１１は、例えば、ＣＰＵが動作することで実現される。位置計測部１１は、飛翔体１０の飛行位置を計測する。位置計測部１１は、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）信号を用いて、飛翔体１０の位置を計測する。本実施形態において、位置計測部１１は、例えば、振動を検知した電柱Ｐの位置を計測する。

検知部１２は、例えば、ＣＰＵが動作することによって実現される。検知部１２は、電線Ｌへの倒木Ｔの接触によって発生する電柱Ｐへの振動を検知する。検知部１２は、例えば、振動センサＳによって検知された振動に基づいて、倒木Ｔの有無を検知する。検知部１２は、例えば、電柱Ｐの振動について、倒木Ｔによる振動パターンであるか否かを判断する。具体的には、検知部１２は、周期的な振動である風による振動パターンと、突発的な振動である倒木Ｔによる振動パターンとを区別して、倒木Ｔによる振動か否かを判断する。また、検知部１２は、電柱Ｐを挟んで複数配置される振動センサＳの検知時刻のずれに基づいて、電柱Ｐに対する倒木Ｔの方向を検知する。検知部１２は、例えば、電柱Ｐを挟んで配置される一対の振動センサＳによって計測される時間的なずれに基づいて、電柱Ｐに対していずれの方向への倒木Ｔの発生であるかを検知する。また、検知部１２は、監視サーバ２０に振動の検知を通知する。検知部１２は、例えば、一対の振動センサＳのいずれかによる振動の検知時刻及び位置計測部１１によって計測されている位置（電柱Ｐの位置）を監視サーバ２０に通知する。

飛行ルート格納部１３は、例えば、ハードディスク等の記録媒体である。飛行ルート格納部１３は、飛翔体１０の飛行ルートを格納する。飛行ルート格納部１３は、例えば、ステーションＮのある電柱Ｐから、電線Ｌに沿って飛行するとともに、所定の位置でステーションＮに向けて折り返す飛行ルートを格納する。

飛行制御部１４は、例えば、ＣＰＵが動作することにより実現される。飛行制御部１４は、振動の検知に基づいて、電柱Ｐから電線Ｌに沿って前記飛翔体１０を飛行させる。飛行制御部１４は、例えば、検知部１２によって検知された倒木Ｔの方向に飛翔体１０を飛行させる。具体的には、飛行制御部１４は、ステーションＮを有する電柱Ｐから、検知された倒木Ｔの方向に向けて飛翔体１０を飛行させる。また、飛行制御部１４は、飛行ルートを取得するとともに、取得された飛行ルートに沿って飛翔体１０を飛行させる。

撮像部１５は、例えば、画像を撮像するカメラである。撮像部１５は、飛翔体１０の飛行ルートに沿って画像（動画像）を撮像する。すなわち、撮像部１５は、電線Ｌの線路に沿って画像（動画像）を撮像する。

画像取得部１６は、例えば、ＣＰＵが動作することにより実現される。画像取得部１６は、電線Ｌの撮像画像を取得する。

状況判断部１７は、例えば、ＣＰＵが動作することにより実現される。状況判断部１７は、取得された画像に基づいて、電線Ｌの状況、電柱Ｐの状況、及び倒木Ｔの状況を判断する。状況判断部１７は、例えば、電線Ｌの傷の有無、たるみ度、電柱Ｐの傾き、腕金（図示せず）のずれ、樹木の種類、サイズ、倒れた角度、及び通常とは異なると判断される状況を判断する。状況判断部１７は、例えば、正常な電線Ｌの架設状況に関する教師データに対して、撮像画像に含まれる設備の状況を判断する。状況判断部１７は、判断した結果を監視サーバ２０に送信可能に構成される。

監視サーバ２０は、例えば、電力会社に設置されるサーバである。監視サーバ２０は、電線Ｌに配置される複数の飛翔体１０と個別に通信可能に構成される。監視サーバ２０は、通信部２１と、位置取得部２２と、決定部２３と、出力部２４と、を備える。

通信部２１は、例えば、ＣＰＵが動作することにより実現される。通信部２１は、飛翔体１０とデータ通信可能に構成される。通信部２１は、例えば、検知部１２から通知される振動の検知、検知時刻、及び計測された位置を取得する。また、通信部２１は、状況判断部１７によって判断された判断結果を取得する。

位置取得部２２は、例えば、ＣＰＵが動作することにより実現される。位置取得部２２は、振動を検知した電柱Ｐの位置を取得する。位置取得部２２は、例えば、電柱Ｐの緯度経度を位置として取得する。

決定部２３は、例えば、ＣＰＵが動作することにより実現される。決定部２３は、判断結果に基づいて、復旧に必要な機材を決定する。また、決定部２３は、判断結果に基づいて、復旧に必要な要員を決定する。決定部２３は、例えば、倒木Ｔの種類、サイズ、及び角度等に応じて、過去の復旧に係る教師データから、必要な機材及び要員を決定する。また、決定部２３は、例えば、電線Ｌ及び電柱Ｐの状況に応じて、過去の復旧に係る教師データから、必要な機材及び要員を決定する。

出力部２４は、例えば、ＣＰＵが動作することにより実現される。出力部２４は、判断結果を出力する。また、出力部２４は、決定された機材の情報を出力する。また、出力部２４は、決定された要員の情報を出力する。出力部２４は、例えば、決定された機材の情報について、決定された要員の所持する携帯端末（図示せず）に向けて出力する。

次に、倒木監視システム１の動作について、図４を参照して説明する。
まず、検知部１２は、倒木Ｔを検知したか否かを判断する（ステップＳ１）。倒木Ｔが検知された場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、処理は、ステップＳ２に進む。倒木Ｔが検知されていない場合（ステップＳ１：ＮＯ）、処理は、ステップＳ１を繰り返す。

ステップＳ２において、検知部１２は、飛行方向を検知する。次いで、位置計測部１１は、飛翔体１０の存在する電柱Ｐの位置を計測する（ステップＳ３）。次いで、検知部１２は、監視サーバ２０に振動の検知を通知する（ステップＳ４）。

次いで、飛行制御部１４は、検知された飛行方向に向けて飛翔体１０の飛行を開始する（ステップＳ５）。次いで、撮像部１５は、撮像画像を取得する（ステップＳ６）。次いで、状況判断部１７は、撮像画像に基づいて、電線Ｌ、電柱Ｐ、及び倒木Ｔの状況を判断する（ステップＳ７）。次いで、状況判断部１７は、判断結果を監視サーバ２０に送信する（ステップＳ８）。

次いで、通信部２１は、振動の検知の発生、検知時刻、及び判断結果を取得する（ステップＳ９）。次いで、位置取得部２２は、振動を検知した電柱Ｐの位置を取得する（ステップＳ１０）。次いで、決定部２３は、判断結果に基づいて、復旧に必要な機材及び要員を決定する（ステップＳ１１）。次いで、出力部２４は、決定された機材及び要員の情報を出力する（ステップＳ１２）。これにより、本フローによる処理は終了する。

次に、本実施形態のプログラムについて説明する。
倒木監視システム１に含まれる各構成は、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせによりそれぞれ実現することができる。ここで、ソフトウェアによって実現されるとは、コンピュータがプログラムを読み込んで実行することにより実現されることを意味する。

プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ(Programmable ROM)、ＥＰＲＯＭ(Erasable PROM)、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ(random access memory）)を含む。また、表示プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

以上、一実施形態の倒木監視システム１及びプログラムによれば、以下の効果を奏する。
（１）飛翔体１０を用いて電線Ｌ付近の倒木Ｔの状況を監視する倒木監視システム１であって、電線Ｌへの倒木Ｔの接触によって発生する電柱Ｐへの振動を検知する検知部１２と、振動の検知に基づいて、電柱Ｐから電線Ｌに沿って飛翔体１０を飛行させる飛行制御部１４と、電線Ｌの撮像画像を取得する画像取得部１６と、取得された画像に基づいて、電線Ｌの状況を判断する状況判断部１７と、判断結果を出力する出力部２４と、を備える。
また、飛翔体１０を用いて電線Ｌ付近の倒木Ｔの状況を監視する倒木監視システム１として、コンピュータを動作させるプログラムであって、コンピュータを、電線Ｌへの倒木Ｔの接触によって発生する電柱Ｐへの振動を検知する検知部１２、振動の検知に基づいて、電線Ｌに沿って飛翔体１０を飛行させる飛行制御部１４、電線Ｌの撮像画像を取得する画像取得部１６、取得された画像に基づいて、電線Ｌの状況を判断する状況判断部１７、判断結果を出力する出力部２４、として機能させる。
これより、電柱Ｐへの振動によって倒木Ｔの有無を検知することができるので、より容易に倒木Ｔの有無を検知することができる。また、電柱Ｐの位置を用いて、倒木Ｔ位置の検知をより容易にすることができる。そして、倒木Ｔの状況を撮像された画像から判断することで、倒木Ｔの状況まで判断することができる。

（２）検知部１２は、電柱Ｐの振動について、倒木Ｔによる振動のパターンであるか否かを判断する。これにより、風による電線Ｌの揺動等と倒木Ｔとを区別することができるので、倒木Ｔの検知精度を向上することができる。

（３）検知部１２は、電柱Ｐを挟んで複数配置される振動センサＳの検知時刻のずれに基づいて、電柱Ｐに対する倒木Ｔの方向を検知し、飛行制御部１４は、検知された倒木Ｔの方向に飛翔体１０を飛行させる。これにより、電線Ｌに沿って伝わる振動について、振動センサＳの配置位置に基づく検知時刻のずれに応じて倒木Ｔの方向を検知することができる。すなわち、より早い時刻に振動を検知した振動センサＳの方向に、飛翔体１０の飛行方向を決定することができる。したがって、倒木Ｔ位置の検知精度をより向上することができる。

また、倒木監視システム１は、振動を検知した電柱Ｐの位置を取得する位置取得部２２と、判断結果に基づいて、復旧に必要な機材を決定する決定部２３と、をさらに備え、出力部２４は、決定された機材の情報を出力する。これにより、判断結果に応じてすぐに機材及び要員を手配することができるので、復旧までの時間をより短縮することができる。

以上、本発明の倒木監視システム及びプログラムの好ましい一実施形態につき説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。

例えば、上記実施形態において、飛翔体１０が、飛行制御部１４、検知部１２、及び状況判断部１７を備えるとしたが、これに制限されない。監視サーバ２０は、飛翔体１０に代えて、飛行制御部１４、検知部１２、及び状況判断部１７を備えてもよい。これにより、監視サーバ２０において、飛翔体１０を制御するようにしてもよい。

また、上記実施形態において、出力部２４は、停電情報を外部に提供するアプリケーションに対して、倒木Ｔの復旧中である旨を出力するようにしてもよい。これにより、ユーザに対して倒木Ｔに関する情報を提供することができる。

また、上記実施形態において、振動センサＳが電柱Ｐに設けられるとしたが、これに制限されない。振動センサＳは、ドローンのステーションＮに設けられていてもよい。また、振動センサＳは、電線Ｌに接触して配置されてもよい。

また、上記実施形態において、位置計測部１１は、電柱Ｐの位置を計測するとしたが、これに制限されない。位置計測部１１は、倒木Ｔ発生位置を計測するようにしてもよい。

１倒木監視システム
２携帯端末
１０飛翔体
１１位置計測部
１２検知部
１４飛行制御部
１６画像取得部
１７状況判断部
２２位置取得部
２３決定部
２４出力部
Ｌ電線
Ｍ第三者
Ｐ電柱
Ｓ振動センサ
Ｔ倒木

Claims

飛翔体を用いて電線付近の倒木の状況を監視する倒木監視システムであって、
前記電線への倒木の接触によって発生する電柱への振動を検知する検知部と、
振動の検知に基づいて、前記電柱から前記電線に沿って前記飛翔体を飛行させる飛行制御部と、
前記電線の撮像画像を取得する画像取得部と、
取得された画像に基づいて、前記電線の状況を判断する状況判断部と、
判断結果を出力する出力部と、
を備え、
前記検知部は、前記電柱を挟んで複数配置される振動センサの検知時刻のずれに基づいて、前記電柱に対する倒木の方向を検知し、
前記飛行制御部は、検知された倒木の方向に前記飛翔体を飛行させる倒木監視システム。
前記検知部は、前記電柱の振動について、倒木による振動のパターンであるか否かを判断する請求項１に記載の倒木監視システム。
振動を検知した前記電柱の位置を取得する位置取得部と、
判断結果に基づいて、復旧に必要な機材を決定する決定部と、
をさらに備え、
前記出力部は、決定された機材の情報を出力する請求項１または２に記載の倒木監視システム。
飛翔体を用いて電線付近の倒木の状況を監視する倒木監視システムとして、コンピュータを動作させるプログラムであって、
前記コンピュータを、
前記電線への倒木の接触によって発生する電柱への振動を検知する検知部、
振動の検知に基づいて、前記電線に沿って前記飛翔体を飛行させる飛行制御部、
前記電線の撮像画像を取得する画像取得部、
取得された画像に基づいて、前記電線の状況を判断する状況判断部、
判断結果を出力する出力部、
として機能させ、
前記検知部は、前記電柱を挟んで複数配置される振動センサの検知時刻のずれに基づいて、前記電柱に対する倒木の方向を検知し、
前記飛行制御部は、検知された倒木の方向に前記飛翔体を飛行させるプログラム。