斜面が崩壊する前に地滑りを予測できるとしたら？マラヤ大学の研究者たちはそれが可能だと考えている

クアラルンプール、6月22日 — マラヤ大学の研究者たちが、微細な地盤の動きを予測できる光ファイバーベースの監視システムのテストを行っており、災害が発生する前に不安定性の早期警戒サインを提供できる可能性がある。

同大学のフォトニクス研究センター（PRCUM）のムハンマド・シャミル・モハド・サアドは、この技術は斜面が不安定になりつつあることを示す可能性のある緩やかな動きを予測するよう設計されており、技術者や当局が潜在的なリスクを経時的に監視できるようにすると述べた。

このシステムはどのように機能するのか？

「現場に設置された電子部品に大きく依存する従来のセンサーとは異なり、このシステムは光ファイバーを通じて伝達される光を使用して周囲環境の変化を測定します。

「地盤がずれたり、傾いたり、変形したりすると、ファイバーを伝わる光信号が変化します。

「これらの変化を分析することで、斜面内の動きを特定できます」と、シャミルはマレー・メールに語った。

システムについてさらに説明し、センシングポイント自体にはアクティブな電子部品が不要だと述べた。

「情報は監視ステーションに送信され、そこでデータをリモートかつ継続的に分析できます」と彼は言った。

既存の監視システムとどう違うのか？

マレーシアはすでに地盤工学機器、雨量計、LiDAR（光検出測距）など、さまざまな斜面監視技術を使用している。しかしシャミルは、光ファイバーセンシングは監視ポイント自体での電子機器への依存を減らすことで、異なるアプローチを提供すると述べた。

熱帯環境では、電子部品は湿気、熱、落雷、電気サージの影響を受けやすく、これらすべてが信頼性に影響し、メンテナンスの必要性を高める可能性がある。

「屋外環境、特にマレーシアのような熱帯諸国では、電子機器は湿気、熱、電気サージへの長時間の露出後に最初に故障するコンポーネントとなることが多い」と彼は言った。

斜面上の電子部品を最小化することで、このシステムは落雷や電磁干渉に対してより耐性があり、メンテナンスの頻度も少なくて済む。

「データも『リアルタイム』で収集され、これがもう一つの違いであり、災害が発生する前に事前警告を送ることができます」と彼は付け加えた。

なぜ継続的な監視が重要なのか？

シャミルによれば、斜面監視の価値は地滑りが発生する正確な瞬間を予測することではなく、数週間、数ヶ月、あるいは数年にわたって現れる可能性のある警戒サインを特定することにある。

「小さな地盤の動きは最初は危険に見えないかもしれませんが、長期的な監視により、状況が悪化する前により注意が必要なパターンが明らかになることがあります」と彼は言った。

これにより、技術者は斜面状況の緩やかな変化を観察し、さらなる調査や対策が必要かどうかを判断することができる。

システムはリモートで監視することもでき、人員が危険な可能性のある区域に繰り返し入る必要性を減らす。

「災害リスクのある多くの地域では、技術者がデータ収集のために現地に赴くこと自体がリスクです。

「私たちが開発したものは、被災地域で人が物理的にデータを収集する必要がありません」と彼は言った。

実環境での試験

この技術はすでに研究室外でテストされている。

主要なパイロットサイトの一つはキャメロン・ハイランドのブルーバレーで、研究者たちはPintas Utama Sdn Bhdと協力して、実際の地形と気象条件下でシステムの性能を評価した。

「このサイトは、システムを実際の地形と環境条件にさらしたため、重要なテスト場になりました。

「このプロジェクトにより、技術は大雨、不安定な地盤、電力供給の中断、リモートデータ伝送要件など、斜面監視システムが一般的に直面する課題にさらされました」とシャミルは述べた。

その後、医学部とマレー研究アカデミー付近を含む、マラヤ大学キャンパス内の複数の場所に追加の監視システムが設置された。

「これらの設置により、変化する気象条件や近隣の建設活動のもとで、センサーがより長期間にわたってどのように機能するかを観察することができました」と彼は付け加えた。

「システムを設置したもう一つのサイトはブキット・ナナスの斜面区域です」とシャミルは述べた。

なぜ地元技術を開発するのか？

技術そのものを超えて、シャミルはマレーシアの条件に合わせた監視システムを開発することに価値があると考えている。

輸入システムは他の環境では良好に機能するかもしれないが、頻繁な降雨と困難なメンテナンス条件にさらされる熱帯の斜面で信頼性高く動作するには、多くの場合改修が必要となる。

「輸入システムに完全に依存するのではなく、マレーシアの条件を中心に設計された地元の監視技術を開発することの価値が高まっています」と彼は言った。

現場で働く研究者にとって、課題は精巧なセンサーを開発することだけでなく、設置後も長期にわたって信頼性高く機能し続けることを確保することだと彼は付け加えた。

「より重要な課題は、設置後数ヶ月、数年にわたって信頼性高く機能し続けるシステムを構築することです」と彼は言った。

今後の展望

現在、シャミルのチームは斜面監視を改善するためにそのようなシステムが必要な場所を全国各地で特定している。

「私たちはいくつかの地方自治体と協議中であり、うまくいけばシステムが特定のサイトに設置される予定です。

「ブキット・ナナスはその一例であり、まだ監視システムが設置されていないと特定した場所のひとつです」と彼は述べた。

「リアルタイム」のデータ収集を提供する優れた機能に加え、シャミルは輸入されている既存機器にかかるコストの削減にも役立つと述べた。

「これが地元製品を開発しようとした理由の一つでもあり、すべての地方自治体や民間施設にとって斜面監視をより身近なものにするためです」と彼は言った。