長・中波帯電波ハーベストによる脳型AI活用土砂災害予知システムに関する研究

利用长/中波无线电波采集的脑型人工智能滑坡预测系统研究

• 批准号: 21K04206
• 负责人: 黒木 太司
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: National Institute of Technology (KOSEN), Kure College
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04206/
• 关键词: 防災減災; アンテナ; IoT; センサネットワーク

本研究の目的は、土中に埋めたアンテナで電波時計運用に配信されている周波数40kHz・60kHzの標準電波や周波数500～1600kHzのAMラジオ放送波など、土中のような損失性媒質中を比較的深部まで伝搬できる長・中波帯電波を受信(ハーベスト)し、その受信情報から土壌の含水率を推定、含水率増加に伴う土砂崩れが予知可能なシステムを提供することにある。2022度はまず含水土壌上における中波電波伝搬特性に関して理論的に解析し、自由空間から含水土壌を見た表面インピーダンスの解析結果より、中波電波伝搬損失は土壌含水量が多くなるほど減少することを明らかにし、これまで1年かけてAMラジオ波の受信電界、周囲温度、湿度、降雨量を30分ごとに計測し、「土壌含水率とラジオ波受信電界強度に強い相関がある」という実験的結果を理論的にも明らかにする。次に土中に埋めたコイルアンテナのQ値や非含水時のコイル自己共振周波数の設定手法を工夫することで、土壌含水量計測に適したコイルが設計できることを見出しす。またこのコイルと同等な動作をするダイキャスト加工作成超薄型平面コイルも設計試作し、本センサの低価格化に努める。さらに自己組織化マップによる脳型AIを用いた土壌含水率推定を念頭に、まずはこれまでのデータを精査し、統計的に土砂災害危険度を予知するアルゴリズムを構築、AMラジオ波受信電力から、その際の土壌含水率推定を可能とする。

は の purpose, this study に buried in soil め た ア ン テ ナ で waves hour meter using に with letter さ れ て い る cycle for 40 KHZ, 60 KHZ の standard waves や cycle for 500 ~ 1600 KHZ の AM ラ ジ オ transmitted wave な ど, soil の よ う な loss sex medium を comparative deep ま で 伝 move で き る long, medium-wave 帯 waves を trusted (ハ ー ベ ス ト ), し そ の trusted intelligence か ら soil 壌 presumption を の moisture content and moisture content rights and に う sand soil collapse れ が to know may な シ ス テ ム を provide す る こ と に あ る. 2022 degrees は ま ず containing soil 壌 に お け る medium-wave radio 伝 move features に masato し て theory analytical し に, free space か ら containing soil 壌 を see た surface イ ン ピ ー ダ ン ス の analytical results よ り, medium-wave radio 伝 move more loss 壌 は soil moisture が く な る ほ ど reduce す る こ と を Ming ら か に し, こ れ ま で 1 year か け て AM ラ ジ オ wave の trusted electricity World, weeks 囲 temperature, humidity, rainfall を 30 ご と に measuring し, "soil moisture content of 壌 と ラ ジ オ wave trusted electric phase boundary strength strong に い masato が あ る" と い う be 験 results を theory に も Ming ら か に す る. Time に に buried in soil め た コ イ ル ア ン テ ナ の Q numerical や non aqueous の コ イ ル to set technique を resonance frequency count の time す る こ と 壌 で, soil water content measuring に optimum し た コ イ ル が design で き る こ と を shows し す. ま た こ の コ イ ル と equal な action を す る ダ イ キ ャ ス ト processing into the super plane コ イ ル も design attempt し, this セ ン サ の low 価 lattice change に Mr め る. さ ら に yourself organized マ ッ プ に よ る 脳 type AI を use い 壌 た soil moisture content is presumed を thought に, ま ず は こ れ ま で の デ ー タ を check し, statistics of the dangerous degree of 険 を に soil sand disasters to know す る ア ル ゴ リ ズ ム を building, AM ラ ジ オ wave fiduciary power か ら, そ の interstate 壌 の soil moisture content is presumed を may と す る.

项目成果

AMラジオ放送波利用土壌含水率推定における土中コイルの一設計

利用 AM 无线电广播波估算土壤湿度的地下线圈设计

• 发表时间: 2023
• 作者: 新浜貴翔;岩城昴琉;黒木太司
• 通讯作者: 黒木太司

AMラジオ波受信による土壌含水率推定の検討 ―(1) アンテナセンサの動作―

通过 AM 无线电波接收估算土壤湿度的研究 - (1) 天线传感器的操作 -

• 发表时间: 2022
• 作者: 木下拓真;岩城昴琉;黒木太司
• 通讯作者: 黒木太司

AMラジオ波受信による土壌含水率推定の検討 ―(3) 含水土壌に埋設した土中コイルの特性―

利用AM无线电波接收估算土壤含水量的研究 - (3) 埋在含水土壤中的地下线圈的特性 -

• 发表时间: 2022
• 作者: 岩城昴琉;新浜貴翔;坂本雅弥;黒木太司
• 通讯作者: 黒木太司

Coil Antenna Embedded in Ground to Monitor Water Content in Soil for Landslides Prediction System

埋入地下的线圈天线可监测土壤中的含水量，用于山体滑坡预测系统

• 发表时间: 2021
• 作者: Subaru Iwaki;Kouta Iwamoto;Yuto Uchida;Masaya Sakamoto;and Futoshi Kuroki
• 通讯作者: and Futoshi Kuroki

AMラジオ波を用いた土壌含水率推定―(2) 含水土壌上の中波伝搬特性―

利用 AM 无线电波估算土壤含水量 - (2) 含水土壤中的介质波传播特性 -

• 发表时间: 2022
• 作者: 大谷元続;木下拓真;黒木太司
• 通讯作者: 黒木太司