表面波モードに着目した鉄道既設の漏洩同軸ケーブルによる降雨量検知のための研究

基于表面波模式的既有铁路漏泄同轴电缆降雨检测研究

• 批准号: 10J08758
• 负责人: 水谷 司
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J08758/
• 关键词: 漏洩同軸ケーブル; 既設の通信アンテナ; 水防災; 豪雨検知; 人工降雨実験; 実降雨実験; ディジタル信号処理; ノイズ除法; 降水サンプル; 電気的性質; 表面波モード

本研究は新幹線軌道沿線などに並列に設置されている移動体通信用アンテナである漏洩同軸ケーブル(LCX)にパルス波を送受信し,LCX各点での受信信号のゆらぎから豪雨を高密度に線状モニタリングすることを提案し,その有効性をより実証するものである.LCX極近傍に電磁エネルギーが集中する「表面波モード」に着目し,LCX表面に付着した水滴によるアシテナゲインの変化に伴う信号のゆらぎを捉えることを試みた.外部からの電磁波が遮蔽される室内型人工降雨装置(京都大学防災研究所「雨水流出実験装置」)においてさまざまな降雨強度,LCX間隔の条件で降雨実験を行い,降雨強度と信号のゆらぎとの間には高い線形相関があることを確認した.本成果により信号のゆらぎから豪雨をリアルタイムに検知できることを実験的に示した.次に屋外で実降雨実験を行った.受信信号には高レベルの高周波雑音が重畳されていたため,まず,離散ウェーブレット変換により高周波成分を除去し,低周波領域に残った豪雨由来の不連続点を抽出した.ただし,雑音由来の不連続点も同時に抽出されたため,「信号のゆらぎの大きさの閾値判定による大きな衝撃性雑音の検出」,「Lipschitz-Holder指数による連続性雑音のエッジの検出」,「パーセンタイルを用いた外れ値判定による小さな衝撃性雑音の検出」の3段階で構成される不要不連続点排除アルゴリズムを構築した.アルゴリズムを信号に適用した結果,1分間降雨強度約30mm/h以上の豪雨をリアルタイムに検知できることを示した.以上の成果より,漏洩同軸ケーブルを用いた豪雨検知技術の基礎を確立できたと考えられる.

This study は Shinkansen train route な ど に parallel に set さ れ て い る mobile communication body ア ン テ ナ で あ る leakage coaxial ケ ー ブ ル (LCX) に パ ル ス wave を sent trusted し, LCX each point で の trusted signal の ゆ ら ぎ か ら downpours を high-density に linear モ ニ タ リ ン グ す る こ と を proposal し, そ の have sharper sex を よ り card be す る も の で あ る. LCX extremely close alongside に electromagnetic エ ネ ル ギ ー が concentrated す る "surface wave モ ー ド" に mesh し, LCX に pay with し た droplets に よ る ア シ テ ナ ゲ イ ン の - に with う signal の ゆ ら ぎ を catch え る こ と を try み た. External か ら の が electromagnetic wave shielding さ れ る type indoor artificial rainfall device (Kyoto university institute of disaster prevention "rain flow be 験 device") に お い て さ ま ざ ま な rainfall intensity, LCX の conditions between で rain be 験 を い, rainfall intensity と signal の ゆ ら ぎ と の に between high は い linear phase masato が あ る こ と を confirm し た. This achievement に よ り signal の ゆ ら ぎ か ら downpours を リ ア ル タ イ ム に 検 know で き る こ と を be 験 に し in た. Time に で outside be rain be 験 を line っ た. Trusted signal に は high レ ベ ル の high frequency 雑 sound が heavy 畳 さ れ て い た た め, ま ず, discrete ウ ェ ー ブ レ ッ ト variations in に よ を remove し り high frequency components, low frequency domain に residual っ た downpours origin の even 続 point を spare し た. た だ し, origin の 雑 notes even 続 point も に pulled out at the same time さ れ た た め, "the letter Large number の ゆ ら ぎ の き さ の threshold numerical judgement に よ る big き な and shock 雑 sound の 検 out ", "Lipschitz index - Holder に よ る even 続 sex 雑 sound の エ ッ ジ の 検 out", "パ ー セ ン タ イ ル を with い た outside れ numerical judgement に よ る small さ な and shock 雑 sound の 検 out" で の three order form さ れ る don't even 続 point out ア ル ゴ リ ズ ム を build し た. ア ル ゴ リ ズ ム を signal に applicable し た as a result, the rainfall intensity between 1 minute more than 30 mm/h の downpours を リ ア ル タ イ ム に 検 know で き る こ と を shown し た. All above の よ り, leakage coaxial ケ ー ブ ル を with い た downpours 検 known technology の を establish で き た と exam え ら れ る.

项目成果

漏洩同軸ケーブルによる豪雨の洗浄モニタリング

使用漏泄同轴电缆进行大雨清洁监测

• 发表时间: 2011
• 期刊: 京都大学防災研究所年報
• 作者: 水谷司

漏洩同軸ケーブルを用いたリアルタイム豪雨検知のための人工降雨実験

利用漏泄同轴电缆实时检测大雨的人工降雨实验

• 发表时间: 2010
• 作者: 水谷司;水谷司;水谷司
• 通讯作者: 水谷司

漏洩同軸ケーブルを用いた実降雨実験とそのディジタル信号処理

漏泄同轴电缆实际降雨实验及其数字信号处理

• 发表时间: 2011
• 作者: 水谷司;水谷司
• 通讯作者: 水谷司