JP7628757B2 - Lightning strike prediction system and power transmission accident prediction system using said system - Google Patents
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Description
本発明は、落雷発生予測システム、及びこのシステムを用いた送電事故発生予測システムに関する。 The present invention relates to a lightning strike prediction system and a power transmission accident prediction system using this system.
例えば半導体工場など、安定的な稼働が求められる生産施設においては、安定的な電力供給が必要とされている。その一方で、落雷などの自然現象などによって、電力線等の電力設備が損傷して、停電や瞬低(瞬時電圧低下)などの電力トラブルが不可避的に発生しているのが現状である。 For example, a stable supply of electricity is necessary in production facilities such as semiconductor factories, where stable operation is required. However, natural phenomena such as lightning strikes can damage power lines and other power equipment, and power problems such as blackouts and voltage drops (momentary voltage drops) inevitably occur.
ここで、落雷の発生を予測して当該施設に警告を発するためのシステムが特許文献1に記載されている。すなわち、この特許文献に記載のシステムでは、タワー等の建造物の建設作業現場あるいは建設作業現場の周辺の地点に落雷検出装置を設置すると共に、建造物の建設作業現場または建設作業現場の近隣の地点に静電界検出装置を設置する。そして、落雷検出装置により落雷の発生を検出すると共に、静電界検出装置により雲・大地間の静電界の強度を検出し、両検出装置から出力された検出信号のレベルに基づいて、警告出力装置により警告情報のランクを決定して、そのランク付けされた警告情報を警告出力装置から出力する。また、この際、静電界検出装置の検出レベルを優先的に採用して、警告情報を出力する。 Here, Patent Document 1 describes a system for predicting the occurrence of lightning strikes and issuing a warning to the facility. That is, in the system described in this patent document, a lightning strike detection device is installed at the construction work site of a structure such as a tower or at a location in the vicinity of the construction work site, and an electrostatic field detection device is installed at the construction work site of the structure or at a location nearby the construction work site. The lightning strike detection device detects the occurrence of a lightning strike, and the electrostatic field detection device detects the strength of the electrostatic field between the cloud and the ground. Based on the levels of the detection signals output from both detection devices, the warning output device determines the rank of the warning information, and the ranked warning information is output from the warning output device. In addition, at this time, the detection level of the electrostatic field detection device is given priority when outputting the warning information.
ところで、上述した工場においては、設置された各種機器が高度に電気制御され、また電気によりネットワーク化されているため、落雷による機器の破損などの直接的な被害だけでなく停電や瞬低等による間接的な被害に対する対策(雷害対策)が重要となる。特に、半導体工場などは上述の影響を受けやすいため、従来にも増して精度の高い落雷発生予測が求められる。特許文献1に記載のシステムだと、落雷検知装置や静電界検知装置を据え置き式で所定の位置に設置することになるため、広範囲の地域における落雷予測を精度よく行うためには、相応の数の検知装置を設置する必要が生じ、コストアップを招く。 In the above-mentioned factories, the various installed equipment is highly electrically controlled and electrically networked, so measures against lightning damage (lightning damage countermeasures) are important not only for direct damage such as damage to equipment caused by lightning strikes, but also for indirect damage caused by power outages and voltage drops. Semiconductor factories are particularly susceptible to the above-mentioned effects, so there is a demand for more accurate lightning strike predictions than ever before. In the system described in Patent Document 1, lightning detection devices and electrostatic field detection devices are installed in fixed locations, so in order to accurately predict lightning strikes over a wide area, a corresponding number of detection devices must be installed, resulting in increased costs.
以上の事情に鑑み、本明細書では、高精度な落雷の予測を低コストに実現することを、解決すべき技術課題とする。 In light of the above, the technical problem to be solved in this specification is to realize highly accurate lightning predictions at low cost.
前記課題の解決は、本発明に係る落雷発生予測システムによって達成される。すなわち、この予測システムは、複数の車両に設けられ、各車両が位置する空間の電界強度を検出可能な複数の電界強度検出装置と、各車両の位置情報を取得可能な車両位置情報取得装置と、位置情報と電界強度をそれぞれ位置データ及び電界強度データとして蓄積し、所定の処理を実行するデータ処理装置とを具備する点、及び、データ処理装置は、蓄積された位置データ及び電界強度データに基づいて、落雷の発生を予測する処理を実行可能に構成される点をもって特徴付けられる。 The above problem is solved by the lightning strike occurrence prediction system of the present invention. That is, this prediction system is characterized in that it comprises a plurality of electric field strength detection devices provided in a plurality of vehicles and capable of detecting the electric field strength in the space in which each vehicle is located, a vehicle position information acquisition device capable of acquiring the position information of each vehicle, and a data processing device that accumulates the position information and electric field strength as position data and electric field strength data, respectively, and executes a predetermined process, and that the data processing device is configured to execute a process of predicting the occurrence of a lightning strike based on the accumulated position data and electric field strength data.
上述したように、本発明に係る落雷発生予測システムによれば、車両位置情報取得装置により複数の車両の位置情報を取得すると共に、これら車両が位置する空間の電界強度を検出して、それぞれ位置データ及び電界強度データとしてデータ処理装置に蓄積する。そして、データ処理装置によって、蓄積された位置データ及び電界強度データに基づいて、落雷の発生を予測する処理が実行される。そのため、本発明によれば、非常に広範囲にわって多数の電界強度データを位置データと紐づけした状態で取得することができる。よって、従来の落雷警告技術に比べて、各段に信頼性の高い落雷予測が可能となる。また、これら位置データや電界強度データは、例えば近年取り組みが盛んになっている車両のコネクテッドサービスを利用することで、容易に収集(蓄積)可能であるから、大幅なコストアップを招くことなく上述した予測システムを構築することが可能となる。 As described above, according to the lightning strike prediction system of the present invention, the vehicle position information acquisition device acquires the position information of multiple vehicles, detects the electric field strength of the space in which these vehicles are located, and stores them in the data processing device as position data and electric field strength data, respectively. The data processing device then executes a process of predicting the occurrence of a lightning strike based on the accumulated position data and electric field strength data. Therefore, according to the present invention, a large amount of electric field strength data can be acquired over a very wide range in a state linked to the position data. Therefore, compared to conventional lightning strike warning technologies, lightning strike predictions can be made with much higher reliability. In addition, these position data and electric field strength data can be easily collected (stored), for example, by using connected vehicle services, which have become increasingly popular in recent years, so it is possible to build the above-mentioned prediction system without incurring a significant increase in cost.
また、本発明に係る落雷発生予測システムにおいて、データ処理装置は、位置データと電界強度データ、及び位置データを取得したエリアの気象情報に関するデータとに基づいて、落雷の発生を予測可能に構成されてもよい。なお、ここでいう気象情報には、温度、湿度、降雨量(降雪量)、降雨エリア、風速、風量、気圧など一般的に気象情報と認められる情報に加えて、過去に発生した落雷に関する情報が含まれるものとする。 In addition, in the lightning prediction system according to the present invention, the data processing device may be configured to be able to predict the occurrence of lightning strikes based on the location data, the electric field strength data, and data relating to meteorological information for the area in which the location data was obtained. Note that the meteorological information referred to here includes information generally recognized as meteorological information, such as temperature, humidity, amount of precipitation (amount of snowfall), area of precipitation, wind speed, wind volume, and air pressure, as well as information relating to lightning strikes that have occurred in the past.
このように、位置データと電界強度データとに加えて、さらに位置データを取得したエリアの気象情報に関するデータを予測のためのデータとして利用することによって、さらに高精度な落雷予測が可能となる。なお、上述した気象情報は、既知の気象情報提供機関から取得した情報であってもよいし、各車両に取り付けられたセンサ等により取得した情報であってもよい。 In this way, by using, in addition to the location data and electric field strength data, data on meteorological information for the area from which the location data was obtained as data for prediction, it becomes possible to make more accurate lightning predictions. Note that the above-mentioned meteorological information may be information obtained from a known meteorological information provider, or may be information obtained by a sensor or the like attached to each vehicle.
また、本発明に係る落雷発生予測システムにおいて、データ処理装置は、落雷の発生地域、発生時刻、強度の少なくとも何れか一つを予測可能に構成されてもよい。 In addition, in the lightning prediction system according to the present invention, the data processing device may be configured to be able to predict at least one of the area where lightning will occur, the time of occurrence, and the intensity.
落雷の発生地域又は発生時刻を予測できれば、事前に対応すべき施設が特定できる。また、その際、発生する落雷の強度を予測することで、落雷が上記施設に及ぼす影響をある程度予測できるので、事前対応の要否を含めたより適切な判断が可能となる。 If it is possible to predict the area or time when lightning will strike, it will be possible to identify facilities that require prior action. In addition, by predicting the strength of the lightning strike, it will be possible to predict to some extent the impact that the lightning will have on the facilities, enabling more appropriate decisions to be made, including whether or not prior action is required.
また、以上の説明に係る落雷発生予測システムは、例えば上記落雷発生予測システムを用いた送電事故の予測システムとして提供することも可能である。その場合、データ処理装置は、位置データと電界強度データ、及び送電設備の位置情報に関するデータとに基づいて、落雷による送電事故の発生を予測可能に構成されてもよい。 The lightning strike prediction system described above can also be provided as a power transmission accident prediction system using the lightning strike prediction system. In that case, the data processing device may be configured to predict the occurrence of a power transmission accident due to a lightning strike based on the position data, the electric field strength data, and data related to the position information of the power transmission equipment.
このように、位置データと電界強度データとに加えて、送電設備の位置情報に関するデータを利用して落雷の発生を予測することで、送電設備又はその周辺に雷が落ちる可能性を精度よく予測することができる。よって、落雷による送電事故の発生をより高確率に予測することが可能となる。 In this way, by predicting the occurrence of lightning strikes using data on the location information of the power transmission equipment in addition to the location data and electric field strength data, it is possible to accurately predict the possibility of lightning striking the power transmission equipment or its surroundings. This makes it possible to predict the occurrence of power transmission accidents due to lightning strikes with a higher probability.
また、本発明に係る送電事故発生予測システムにおいて、データ処理装置は、送電設備としての送電線の位置情報に関するデータに基づいて、停電又は瞬低の発生を予測可能に構成されてもよい。 In addition, in the power transmission accident prediction system according to the present invention, the data processing device may be configured to predict the occurrence of a power outage or voltage sag based on data related to the location information of the power transmission line as the power transmission facility.
このように、送電設備としての送電線の位置情報に関するデータを利用して落雷の発生を予測することで、何処の送電線又はその周辺に雷が落ちる可能性が最も高いかにつき高確率に予測することができる。よって、送電線に落雷が生じた際に停電又は瞬低が生じる施設を事前に特定することができ、容易に事前の対応を図ることが可能となる。 In this way, by predicting the occurrence of lightning strikes using data on the location information of power transmission lines as power transmission equipment, it is possible to predict with a high degree of accuracy which power transmission line or its surroundings is most likely to be struck by lightning. This makes it possible to identify in advance the facilities that will experience a power outage or voltage drop when lightning strikes a power transmission line, making it easy to take preventative measures.
以上のように、本発明に係る落雷発生予測システムによれば、高確率な落雷の予測を低コストに実現することが可能となる。 As described above, the lightning strike prediction system of the present invention makes it possible to predict lightning strikes with a high probability at low cost.
以下、本発明の第一実施形態に係る落雷発生予測システムの内容を図面に基づいて説明する。 The following describes the contents of the lightning strike prediction system according to the first embodiment of the present invention with reference to the drawings.
図1は、本実施形態に係る落雷発生予測システム10の概念図を示している。この予測システム10は、複数の車両11に設けられた電界強度検出装置12と、車両位置情報取得装置13と、データ処理装置14とを具備する。以下、各構成要素の詳細を順に説明する。
Figure 1 shows a conceptual diagram of a lightning
電界強度検出装置12は、後述する電界強度データの取得対象となる全ての車両11に設けられるもので、本実施形態では、図2に示すように、電界効果トランジスタ(FET)15と、電界効果トランジスタ15のゲート電極15aに接続されるアンテナ16と、電界効果トランジスタ15のソース電極15bとドレイン電極15cとの間に所定の電圧V1を付与可能なバイアス電源17と、ソース電極15bとドレイン電極15cとの間を流れる電流Iの大きさを計測するための計測装置18、及び電界強度算出部19とを具備する。
The electric field
電界効果トランジスタ(FET)15としては、後述の通り、ゲート電極15aに付与される電圧V2の大きさに応じて電流Iの流れ易さ(電流量)が変化する限りにおいて、言い換えると、電流Iの値から電圧V2ひいてはアンテナ16で受信可能な電界の状態(例えば電界強度)に換算可能な限りにおいて、任意の種類(接合型FET、MOSFETなど)の電界効果トランジスタが適用可能である。本実施形態では、電界効果トランジスタ15としてMOSFETが適用される。
As the field effect transistor (FET) 15, as described below, any type of field effect transistor (junction FET, MOSFET, etc.) can be used as long as the ease of flow of the current I (current amount) changes depending on the magnitude of the voltage V2 applied to the
アンテナ16は、車両11が位置する地表付近の電界を受信し、受信した電界の状態に応じた電圧V2をゲート電極15aに付与可能に構成される。例えば本実施形態では、受信した電界の強さ(電界強度)に、ゲート電極15aに付与される電圧V2の大きさが比例するように、アンテナ16が構成される。
The
上記構成のアンテナ16は、車両11のボデー金属部で構成される。本実施形態では、図2に示すように、車両11のドアアウタ11aでアンテナ16が構成されている。すなわち、車両11の金属外板となるドアアウタ11aに電界効果トランジスタ15のゲート電極15aを導線等により電気的に接続することで、ドアアウタ11aがアンテナ16本体として機能し得る。
The
この際、ゲート電極15aに対するドアアウタ11aの接続箇所は原則として任意であるが、地表付近の電界における電荷の鉛直方向への偏りを考慮した場合、ドアアウタ11aの上下方向一方の側にゲート電極15aを接続するのがよい。本実施形態では、図2に示すように、ドアアウタ11aの下部にゲート電極15aを接続している。
In this case, the connection point of the
バイアス電源17としては、任意の電源が適用可能である。例えば車両11のECU用電源など車両11に搭載されている既存の電源を利用することがコストの面で好適である。
Any power source can be used as the
計測装置18は、例えば電流計で構成され、電界効果トランジスタ15のソース電極15bとドレイン電極15cとの間を流れる電流Iの大きさ(電流値)を計測可能な位置に設けられる。この計測装置18は、計測して得た電流値に関する情報を電界強度算出部19に送信する。なお、計測装置18による電流値の計測は、例えば一定の時間おきに実施される。もちろん、データ処理装置14からの指令を受けてその都度計測を実施してもよい。
The
電界強度算出部19は、計測装置18で計測して得た電流値に関する情報に基づいて、車両11まわり、より正確にはアンテナ16まわりの電界の状態(ここでは電界強度)を算出可能に構成される。また、この電界強度算出部19は、算出した電界強度に関する情報を、車両11に設けたデータ通信装置20に送信する。この場合、電界強度算出部19は、算出した全ての電界強度に関する情報をデータ通信装置20に送信してもよく、あるいは予め設定しておいた閾値以上の電界強度に関する情報のみ、データ通信装置20に送信してもよい。
The electric field
データ通信装置20は、少なくとも電界強度データと、車両11の位置情報に関するデータ、及び各データの取得時刻に関するデータとをデータ処理装置14に送信可能に構成される。もちろん、上記以外の気象に関するデータであって、車両位置データを取得したエリアの気象に関するデータを送信してもよく、例えば温度、湿度、降雨量(降雪量)、降雨エリア、風速、風量、気圧など、およそ一般に気象情報と認識される事象に関する情報を送信可能に構成される。また、これら気象データは、各種計測機器により直接的に計測したデータであってもよく、あるいは例えばワイパーの動作回数など当該自然現象に関連する動作に関するデータから間接的に算出して得たデータであってもよい。
The
なお、データ通信装置20としては、既存のデータ通信可能な装置を幅広く適用することができ、例えば本実施形態に係るデータの通信を専用に行うためのデータ通信機器をデータ通信装置20として車両11に据え付け固定してもよい。あるいは、タブレットやスマートフォンなどの汎用データ通信端末に専用のアプリをインストールしたものを車両11内に設置し、これをデータ通信装置20として使用してもよい。
The
車両位置情報取得装置13は、例えばGPS等の衛星測位システム用の衛星(測位衛星)との通信を可能とする衛星測位システムの受信部で構成される。この場合、車両位置情報取得装置13は、例えばカーナビゲーションシステムで構成される。車両位置情報取得装置13は、測位衛星との通信により車両11の位置を取得(算出)し、取得した車両11の位置情報を車両11の位置データとしてデータ通信装置20に送信する。位置データを受信したデータ通信装置20は、上述した電界強度データや気象データと共に、データ処理装置14に位置データを送信可能とされている。もちろん、車両位置情報取得装置13を、カーナビゲーションシステムとは別の専用の機器として車両11に設けてもよい。
The vehicle position
データ処理装置14は、図1に示すように、データ蓄積部21と、データ処理部22とを有する。このうちデータ蓄積部21は、複数の車両11から送信される位置データ、電界強度データ、及び気象データを蓄積する。これらのデータは、例えば各車両11から所定時刻おきに送信される。また、車両11以外から送信されるデータがある場合、当該データをデータ蓄積部21に蓄積する。図1に示す例では、気象情報提供機関23から提供される気象データを受信し、データ蓄積部21に蓄積する。この気象データには、例えば実際に発生した落雷に関連するデータ(地域、時刻、強さなど)が含まれる。
As shown in FIG. 1, the
データ処理部22は、データ通信装置20により送信され、データ蓄積部21に蓄積された各種データに基づいて、落雷の発生予測処理を実行する。
The
ここで、落雷の発生予測処理(具体的には落雷の発生予測を行うためのプログラムの実行)は、例えばAI(人工知能)を用いて行うことが可能である。具体的には、まずデータ蓄積部21に蓄積された各種データを教師データとして用いて、データ処理部22により、落雷の発生地域、時刻、及び強さに関する情報を出力とする学習モデルを生成する(学習モデル生成ステップP1)。この際、使用する教師データとしては、各車両11の位置データと電界強度データ、及び実際に発生した落雷に関するデータ(以後、単に落雷データと称する。)が用いられる。言い換えると、過去の落雷データに対応する位置データと電界強度データ、すなわち、データ蓄積部21に蓄積された各種データから、実際に落雷が発生した地域及び時刻における電界強度データを、対応する位置データを利用して抽出する。そして、抽出した電界強度データとその他の気象データを入力とし、落雷データを出力とする学習モデルを生成する。このうち落雷データについては、例えば図1に示すように、気象情報提供機関23から提供される気象データのうち過去に発生した落雷に関するデータを用いることができる。
Here, the lightning strike occurrence prediction process (specifically, execution of a program for predicting the occurrence of lightning strikes) can be performed using, for example, AI (artificial intelligence). Specifically, first, various data stored in the
このようにして落雷発生に関する学習モデルを生成した後、この学習モデルを用いて落雷の発生を予測する(落雷発生予測ステップP2)。具体的には、学習モデル生成ステップで生成した学習モデルに、各車両11の位置データ、電界強度データ、その他の気象データを入力して、落雷の発生地域、時刻、及び強さの少なくとも一つを落雷発生の予測結果として出力するプログラムをデータ処理部22により実行する。これにより、落雷の発生予測結果に関する情報を取得する。
After generating a learning model for the occurrence of lightning strikes in this manner, the occurrence of lightning strikes is predicted using this learning model (lightning strike occurrence prediction step P2). Specifically, the
次に、上記構成の落雷発生予測システム10を用いた落雷発生予測方法の一例を図1~図3に基づいて説明する。
Next, an example of a lightning strike prediction method using the lightning
図3は、落雷発生予測システム10を用いた落雷発生予測方法の手順を説明するためのフローチャートを示している。このフローチャートに示すように、本実施形態に係る落雷発生予測方法は、複数の車両11から電界強度データ、位置データ、及び気象データを取得する第一データ取得ステップS1と、車両11以外から気象データを取得する第二データ取得ステップS2と、取得した各種データに基づいて落雷の発生予測を行う落雷発生予測ステップS3と、落雷の発生予測結果に基づいて、必要な場合に、必要な施設24(例えば半導体工場などの各種生産施設)に落雷の発生予測結果に関する情報を提供する落雷発生予測情報提供ステップS4とを具備する。
Figure 3 shows a flowchart for explaining the steps of a lightning prediction method using the
(S1)第一データ取得ステップ
このステップでは、データ取得の対象となる複数の車両11から、各車両11の位置データ、電界強度データ、及び、気温、雨量、風速などの気象データ(以後、便宜的に第一気象データと称する。)を取得する。具体的には、上述した電界強度検出装置12により車両11が位置する空間の電界強度を検出し、検出した電界強度に関する情報を電界強度データとしてデータ通信装置20によりデータ処理装置14に送信する。同様に、車両位置情報取得装置13により取得した車両11の位置情報を位置データとしてデータ通信装置20によりデータ処理装置14に送信する。また、図示しない各種センサ等により検出した気象情報を第一気象データとしてデータ通信装置20によりデータ処理装置14に送信する。これら各種データを受信したデータ処理装置14は、受信した各種データをデータ蓄積部21に蓄積する。このようにして、所定エリア内の複数箇所における所定時刻の電界強度データ、及び第一気象データを取得する。
(S1) First Data Acquisition Step In this step, position data, electric field strength data, and weather data such as temperature, rainfall, and wind speed (hereinafter, for convenience, referred to as first weather data) of each
(S2)第二データ取得ステップ
このステップでは、気象情報提供機関23から、所定エリア内で過去に発生した落雷に関するデータ(落雷データ)を含む気象データ(以後、便宜的に第二気象データと称する。)を取得する。データ処理装置14は、取得した落雷データ等の気象データ(第二気象データ)をデータ蓄積部21に蓄積する。これにより、所定エリア内の所定時刻における落雷データと、同エリア及び同時刻における電界強度データと各種気象データが、相互に関連付けられた状態でデータ蓄積部21に蓄積される。
(S2) Second Data Acquisition Step In this step, meteorological data (hereinafter, for convenience, referred to as second meteorological data) including data on lightning strikes that have occurred in the past within a specified area (lightning strike data) is acquired from the
(S3)落雷発生予測ステップ
このステップでは、ステップS1,S2で取得した各種データに基づいて、データ処理部22により、所定エリア内における落雷の発生予測処理を行う。具体的には、データ処理部22により、各種データを入力とし、落雷の発生予測結果を出力とするプログラムを実行する。ここで、実行可能なプログラムは任意であり、本実施形態では上述した学習モデルを用いた落雷発生予測プログラムを実行する。すなわち、学習モデル生成ステップP1では、ステップS1,S2で取得した過去の電界強度データ、位置データ、気象データ、及び落雷データを教師データとして、落雷発生に関する学習モデルを生成する。然る後、所定時刻に取得した電界強度データ、位置データ、及び気象データを学習モデルに入力して、所定時刻以降に発生する落雷の発生地域、時刻、及び強さの少なくとも一つを落雷の発生予測結果として出力するプログラムをデータ処理部22により実行する。これにより、所定時刻以降における落雷の発生予測結果に関する情報を取得する。
(S3) Lightning Occurrence Prediction Step In this step, the
(S4)予測情報提供ステップ
このステップでは、ステップS3で取得した落雷の発生予測結果に関する情報を、必要とされる施設24に提供する。このようにして落雷の発生予測情報が、必要とされる施設24において活用(可否判断を含む落雷に対する事前対策の実施など)され得る。
(S4) Step of Providing Prediction Information In this step, information about the lightning strike occurrence prediction result obtained in step S3 is provided to the
以上述べたように、本実施形態に係る落雷発生予測システム10によれば、複数の車両11から電界強度データや位置データを取得することで、非常に広範囲にわたって多数の電界強度データを位置データと紐づけした状態で取得することができる。そのため、これら多数の電界強度データに基づいて落雷発生予測を行うことで、従来の落雷警告技術に比べて、各段に信頼性の高い落雷予測が可能となる。また、これら位置データや電界強度データは、車両11に既設のデータ通信装置20を利用することで、収集(蓄積)可能であるから、大幅なコストアップを招くことなく上述した予測システム10を構築することが可能となる。
As described above, the lightning
また、本実施形態では、データ処理部22により、位置データと電界強度データ、及び位置データを取得したエリアの気象情報に関するデータを車両11から取得すると共に、気象情報提供機関23から実際に発生した落雷に関するデータを含む気象データを取得し、取得した各種データに基づいて、落雷の発生を予測するようにしたので、さらに高精度な落雷予測が可能となる。
In addition, in this embodiment, the
また、本実施形態では、電界効果トランジスタ15を具備した電界強度検出装置12を利用して、車両11まわりの電界強度を検出可能とした。すなわち、この電界強度検出装置12によれば、アンテナ16が置かれた空間の電場をアンテナ16が受信することで、受信した電場の状態(電界強度)に応じた電圧V2がゲート電極15aに付与される。電界強度とゲート電極15aに付与される電圧V2(ゲート電圧)との間には一定の相関が見られるので、上記電圧V2がゲート電極15aに付与された際に生じるソース電極15bとドレイン電極15c間の電流Iの変動を正確に評価することで、車両11まわりの電界強度を精度よく検出することができる。ここで、本実施形態では、アンテナ16を車両11のボデー金属部、具体的にはドアアウタ11aとしたので、非常に大きな面積で電界を感知できる。そのため、電界強度を感度よく検出することができ、より高精度に落雷の発生を予測することが可能となる。また、電界効果トランジスタ15は非常に安価に入手し易く、また車両11のボデー金属部(ここではドアアウタ11a)をアンテナ16とすることで、別個にアンテナ16を用意する手間及びコストを低減できる。また、バイアス電源17は、車両11に搭載された既存の電源(ECU用電源など)を利用できるので、この点でも低コストに電界強度検出装置12を作製できる。
In addition, in this embodiment, the electric field strength around the
図4は、本発明の第二実施形態に係る送電事故発生予測システム50の概念図を示している。この送電事故発生予測システム50は、図1に示す落雷発生予測システム10を具備したもので、所定のデータ提供サービス機関51から提供された送電設備の位置情報に関するデータをデータ蓄積部21に蓄積可能とし、かつ蓄積した位置データと電界強度データ、及び送電設備の位置データとに基づいて、落雷による送電事故の発生を予測するプログラムをデータ処理部22で実行可能とされている。上記以外のデータ処理装置14の機能、車両11から電界強度データ、位置データ、及び気象データを取得するための構成(電界強度検出装置12、車両位置情報取得装置13、データ通信装置20)は、第一実施形態と同じであるので、詳細な説明を省略する。
Figure 4 shows a conceptual diagram of a power transmission
図5は、送電事故発生予測システム50を用いた落雷による送電事故発生予測方法の手順を説明するためのフローチャートを示している。このフローチャートに示すように、本実施形態に係る送電事故発生予測方法は、複数の車両11から電界強度データ、位置データ、及び第一気象データを取得する第一データ取得ステップS5と、車両11以外から第二気象データを取得する第二データ取得ステップS6と、取得した各種データに基づいて落雷の発生予測を行う落雷発生予測ステップS7と、送電設備の位置データを取得する第三データ取得ステップS8と、送電設備の位置データを含む各種データに基づいて送電事故の発生予測を行う送電事故発生予測ステップS9と、送電事故の発生予測結果に基づいて、必要な施設24に送電事故の発生予測に関する情報を提供する予測情報提供ステップS10とを具備する。このうち、ステップS5~S7については、第一実施形態のステップS1~S3と同じであるので、詳細な説明を省略する。
Figure 5 shows a flowchart for explaining the procedure of the method for predicting the occurrence of a power transmission accident due to a lightning strike using the power transmission
(S8)第三データ取得ステップ
このステップでは、所定のデータ提供サービス機関51から、送電設備の位置情報に関するデータ、具体的には、送電線の位置情報に関するデータを取得する。データ処理装置14は、取得した送電設備の位置データをデータ蓄積部21に蓄積する。
(S8) Third data acquisition step In this step, data on the location information of the power transmission facility, specifically, data on the location information of the power transmission line, is acquired from a predetermined data providing
(S9)送電事故発生予測ステップ
このステップでは、ステップS5,S6,S8で取得した各種データに基づいて、データ処理部22により、所定エリア内における落雷の発生による送電事故の発生予測を行う。具体的には、データ処理部22により、各種データを入力とし、送電事故の発生予測結果を出力とするプログラムを実行する。ここで、実行可能なプログラムは任意であり、例えば第一実施形態と同じプログラムで落雷の発生地域に関する予測結果を出力した後、データ処理部22により、出力した落雷の発生地域に関する予測結果と、ステップS8で取得した送電設備の位置情報とに基づいて、落雷の発生により送電線等の送電設備の稼働に影響を及ぼすか否か、言い換えると、送電設備又はその周辺に雷が落ちるか否かを判定するプログラムを実行する。これにより、落雷による送電事故の発生予測結果を取得する。
(S9) Power Transmission Accident Prediction Step In this step, the
ここで、落雷の発生が送電設備の稼働に及ぼす影響の一例として、送電設備(送電線)により送電を受ける施設24の停電、又は瞬低が挙げられる。この場合、データ処理部22は、上述した送電事故発生予測プログラムの実行により、落雷による施設24の停電、又は瞬低の発生予測結果を取得する。
Here, an example of the effect of a lightning strike on the operation of the power transmission equipment is a power outage or voltage sag in the
(S10)予測情報提供ステップ
このステップでは、ステップS9で取得した送電事故の発生予測結果に関する情報を、必要とされる施設24に提供する。このようにして送電事故の発生予測情報が、必要とされる施設24において活用(可否判断を含む落雷に対する事前対策の実施など)され得る。
(S10) Prediction Information Providing Step In this step, information on the results of the power transmission accident prediction obtained in step S9 is provided to the
以上述べたように、本実施形態に係る送電事故発生予測システム50によれば、位置データと電界強度データとに加えて、送電設備に関するデータを利用して落雷の発生を予測することで、送電設備又はその周辺に雷が落ちる可能性を精度よく予測することができる。よって、落雷による送電事故の発生をより高確率に予測することが可能となる。
As described above, the power transmission
また、本実施形態では、送電設備としての送電線の位置情報に関するデータを利用して落雷の発生を予測することで、何処の送電線に雷が落ち、又は送電線の稼働に影響を及ぼす可能性が最も高いかにつき高確率に予測することができる。よって、送電線又はその周辺に落雷が生じた際に停電又は瞬低が生じる施設を事前に特定することができ、容易に事前の対応を図ることが可能となる。 In addition, in this embodiment, by predicting the occurrence of a lightning strike using data on the location information of the power transmission line as a power transmission facility, it is possible to predict with a high degree of accuracy which power transmission line will be struck by lightning or which is most likely to affect the operation of the power transmission line. Therefore, it is possible to identify in advance the facilities that will experience a power outage or voltage drop when lightning strikes a power transmission line or its surroundings, making it easy to take preventive measures.
以上、本発明の第一及び第二第一実施形態について述べたが、本発明に係る落雷発生予測システムあるいはこのシステムを用いた落雷発生予測方法、又は送電事故発生予測システムあるいはこのシステムを用いた送電事故発生予測方法は、その趣旨を逸脱しない範囲において、上記以外の構成を採ることも可能である。 The above describes the first and second first embodiments of the present invention, but the lightning strike prediction system or the lightning strike prediction method using this system, or the power transmission accident prediction system or the power transmission accident prediction method using this system according to the present invention may have configurations other than those described above, as long as they do not deviate from the spirit of the invention.
例えば、第一実施形態では、データ処理装置14は、複数の車両11から電界強度データと位置データ、及び第一気象データを取得すると共に、気象情報提供機関23から落雷データを含む第二気象データを取得し、取得したこれらの各種データに基づいて落雷発生予測を行う場合を説明したが、もちろんこれ以外の形態を採ることも可能である。例えば、各車両11から取得した電界強度データと位置データ、及び第一気象データのみに基づいてデータ処理部22が落雷発生予測を行ってもよい。あるいは、各車両11から取得した電界強度データと位置データ、及び気象情報提供機関23から提供された第二気象データのみに基づいてデータ処理部22が落雷発生予測を行ってもよい。また、あるいは、上記例示したデータ以外の種類のデータを、位置データ及び電界強度データと共に取得し、取得したこれらのデータに基づいて落雷発生予測を行ってもよい。要は、車両11の位置データと電界強度データが含まれる限りにおいて、落雷発生予測に用いられるデータの種類は任意である。
For example, in the first embodiment, the
また、電界強度検出装置12として、第一実施形態では、電界効果トランジスタ15と、アンテナ16と、バイアス電源17とを具備し、アンテナ16を車両11のボデー金属部で構成したものを例示したが、もちろんこれには限られない。すなわち、感度が十分であるならば、公知の種類のアンテナをアンテナ16として用いてもよい。また、電界効果トランジスタ15に限らず、他の公知の種類の電界強度検出機器を電界強度検出装置12として用いてもよい。
In the first embodiment, the electric field
なお、第一実施形態では、電界強度検出装置12の計測装置18で車両11まわりの電界の状態に応じた電流値を計測し、計測した電流値から電界強度算出部19で電界強度を算出した場合を例示したが、これ以外の形態を採ることも可能である。例えば電界強度検出装置12において、計測装置18で計測した電流値の如く、所定の演算により車両11まわりの空間の電界強度を算出可能なデータを取得し、取得したデータをデータ処理装置14に送信すると共に、送信したデータをデータ処理装置14に組み込んだ電界強度算出部19で算出してもよい。
In the first embodiment, the measuring
また、第一及び第二実施形態では、落雷又は送電事故の発生予測結果に関する情報を必要とされる施設24に提供する場合を例示したが、例えば施設24が存在する地域を管轄する電力会社に、落雷又は送電事故の発生予測結果に関する情報を提供してもよい。
In the first and second embodiments, an example is given of providing information on the predicted results of a lightning strike or power transmission accident to a
また、以上の説明では、本発明に係る予測システムとして、落雷の発生を予測可能なものを説明したが、本発明に係る予測システムは、例えば地震など、電界強度の変動が発生の予兆として認識されている自然災害の予測に対しても適用可能である。 In the above explanation, the prediction system according to the present invention has been described as being capable of predicting the occurrence of lightning strikes, but the prediction system according to the present invention can also be applied to predicting natural disasters, such as earthquakes, where fluctuations in electric field strength are recognized as a sign of the occurrence.
10 落雷発生予測システム
11 車両
11a ドアアウタ
12 電界強度検出装置
13 車両位置情報取得装置
14 データ処理装置
15 電界効果トランジスタ
15a ゲート電極
15b ソース電極
15c ドレイン電極
16 アンテナ
17 バイアス電源
18 計測装置
19 電界強度算出部
20 データ通信装置
21 データ蓄積部
22 データ処理部
23 気象情報提供機関
24 施設
50 送電事故発生予測システム
51 データ提供サービス機関
S1 第一データ取得ステップ
S2 第二データ取得ステップ
S3 落雷発生予測ステップ
S4 落雷発生予測情報提供ステップ
S5 第一データ取得ステップ
S6 第二データ取得ステップ
S7 落雷発生予測ステップ
S8 第三データ取得ステップ
S9 送電事故発生予測ステップ
S10 送電事故発生予測情報提供ステップ
10 Lightning strike
Claims (2)
複数の車両に設けられ、前記各車両が位置する空間の電界強度を検出可能な複数の電界強度検出装置と、
前記各車両の位置情報を取得可能な車両位置情報取得装置と、
前記位置情報と前記電界強度を、所定エリア内における所定時刻の電界強度分布データとして蓄積し、所定の処理を実行するデータ処理装置とを具備し、
前記データ処理装置は、さらに、前記所定時刻に前記各車両で取得した気象情報を気象データとして蓄積し、蓄積された前記所定エリア内における所定期間分の前記電界強度分布データと前記気象データとに基づいて、前記所定エリア内における前記落雷の発生を予測する処理を実行可能に構成される、落雷発生予測システム。 A system for predicting the occurrence of lightning strikes, comprising:
a plurality of electric field strength detection devices provided in a plurality of vehicles and capable of detecting an electric field strength in a space in which each of the vehicles is located;
a vehicle position information acquisition device capable of acquiring position information of each of the vehicles;
a data processing device that accumulates the position information and the electric field strength as electric field strength distribution data at a predetermined time in a predetermined area and executes a predetermined process;
The data processing device is further configured to accumulate weather information acquired by each vehicle at the specified time as weather data, and to execute a process of predicting the occurrence of the lightning strike within the specified area based on the accumulated electric field strength distribution data for a specified period within the specified area and the weather data .
前記データ処理装置は、前記位置データと前記電界強度分布データと前記気象データ、及び送電設備の位置情報に関するデータとに基づいて、前記落雷による送電事故の発生を予測可能に構成される、送電事故発生予測システム。 A power transmission accident prediction system using the lightning strike occurrence prediction system according to claim 1 ,
The data processing device is a power transmission accident prediction system configured to be able to predict the occurrence of a power transmission accident due to a lightning strike based on the location data, the electric field strength distribution data, the weather data , and data related to location information of power transmission equipment.
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