JP2021147818A - Measurement method, measurement apparatus, measurement system, and measurement program - Google Patents

Measurement method, measurement apparatus, measurement system, and measurement program Download PDF

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JP2021147818A JP2020047137A JP2020047137A JP2021147818A JP 2021147818 A JP2021147818 A JP 2021147818A JP 2020047137 A JP2020047137 A JP 2020047137A JP 2020047137 A JP2020047137 A JP 2020047137A JP 2021147818 A JP2021147818 A JP 2021147818A
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Sachihiro Kobayashi
祥宏 小林
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Abstract

To provide a measurement method for accurately calculating a waveform of physical quantity of a structure regardless of a state of the structure or a moving body which moves on the structure.SOLUTION: A measurement method includes: a step S1 of acquiring first observation point information including the time when each of the sections of a moving body passes through a first observation point and physical quantity which is a response to an action; a step S2 of acquiring second observation point information including the time when the sections pass through a second observation point and physical quantity which is a response to an action; a step S3 of calculating a deflection waveform of a structure caused by the sections; a step S4 of calculating a moving body deflection waveform by adding the deflection waveform; a step S5 of calculating a measurement waveform of physical quantity of a third observation point; a step S6 of calculating a correlation function between the moving body deflection waveform and the measurement waveform; a step S7 of multiplying the correlation waveform by the moving body deflection waveform to calculate an estimated waveform; and a step S8 of selecting the measurement waveform or the estimated waveform on the basis of the magnitude of the measurement waveform.SELECTED DRAWING: Figure 23

Description

本発明は、計測方法、計測装置、計測システム及び計測プログラムに関する。 The present invention relates to a measuring method, a measuring device, a measuring system and a measuring program.

特許文献1には、橋梁の維持管理をする上で、橋梁を通過する大型車両の車軸重量が、橋梁の損傷を予測するために重要な情報であって、この軸重測定ため、橋梁の主桁に設置したひずみ計から車両通過時のひずみ値を連続測定し、軸重を算出する手法Weight In Motionが提案されており、橋梁の主桁に配置されたひずみ計で計測したひずみ波形に基づいて、橋梁を通過する車両の車重を計測する橋梁通過車両監視システムが記載されている。詳細には、橋梁通過車両監視システムは、ひずみ計を走行車線毎に、主桁部に配置して、ひずみ計で計測したひずみ波形から車軸の通過タイミングを検出して車両の軸間比率を算出し、算出した軸間比率と軸間距離データベースに登録された軸間距離から算出される軸間比率とを比較し、車両の軸間距離、車速および車種を特定する。また、橋梁通過車両監視システムは、車軸の通過タイミングに合わせて、基準軸重ひずみ波形を時間軸上に配置したひずみ波形を生成し、基準軸重ひずみ波形とひずみ計で計測したひずみ波形とを比較して各軸の軸重を算出する。そして、橋梁通過車両監視システムは、各軸の軸重を合計することにより車重を算出する。 In Patent Document 1, the axle load of a large vehicle passing through a bridge is important information for predicting damage to the bridge in maintaining the bridge, and the main body of the bridge is used to measure the axle load. Weight In Motion, a method for continuously measuring the strain value when the vehicle passes from a strain gauge installed on the girder and calculating the axle load, has been proposed, and is based on the strain waveform measured by the strain gauge placed on the main girder of the bridge. A bridge-passing vehicle monitoring system that measures the vehicle weight of a vehicle passing through a bridge is described. Specifically, the bridge-passing vehicle monitoring system arranges a strain gauge on the main girder for each traveling lane, detects the axle passage timing from the strain waveform measured by the strain gauge, and calculates the inter-axle ratio of the vehicle. Then, the calculated inter-axle ratio is compared with the inter-axle ratio calculated from the inter-axle distance registered in the inter-axle distance database, and the inter-axle distance, vehicle speed, and vehicle type of the vehicle are specified. In addition, the bridge passing vehicle monitoring system generates a strain waveform in which the reference axis heavy strain waveform is arranged on the time axis according to the passage timing of the axle, and the reference axis heavy strain waveform and the strain waveform measured by the strain gauge are combined. Calculate the axial weight of each axis by comparison. Then, the bridge passing vehicle monitoring system calculates the vehicle weight by summing the axle loads of each shaft.

特開2009−237805号公報JP-A-2009-237805

ひずみ波形と軸重との相関係数は、例えば、試験車両による荷重試験によってあらかじめ算出されるが、試験車両よりも重量の大きい車両が橋梁を走行した場合、相関係数による軸重への変換は外挿範囲となるため変換精度が保証されない。また、橋梁の劣化等によって橋梁の強度が変化すると相関係数も変化するため、変換精度が低下することになる。特許文献1に記載のシステムでは、軸間距離データベースを用いることにより橋梁の変位を計測せずに車両の車重を計測することはできるが、橋梁等の構造物や車両等の移動体の状態によっては構造物の変位や移動体による構造物への荷重等の物理量の波形を精度良く算出することができない。 The correlation coefficient between the strain waveform and the axle load is calculated in advance by, for example, a load test using a test vehicle, but when a vehicle heavier than the test vehicle runs on the bridge, conversion to the axle load by the correlation coefficient Is an extrapolation range, so conversion accuracy is not guaranteed. In addition, if the strength of the bridge changes due to deterioration of the bridge or the like, the correlation coefficient also changes, so that the conversion accuracy decreases. In the system described in Patent Document 1, it is possible to measure the vehicle weight without measuring the displacement of the bridge by using the inter-axis distance database, but the state of a structure such as a bridge or a moving body such as a vehicle. Depending on the situation, it is not possible to accurately calculate the waveform of physical quantities such as the displacement of the structure and the load on the structure by the moving body.

本発明に係る計測方法の一態様は、
移動体が構造物を移動する第1方向に沿って並ぶ前記構造物の第1の観測点、第2の観測点及び前記第1の観測点と前記第2の観測点との間の第3の観測点のうちの前記第1の観測点を観測する観測装置による観測情報に基づいて、前記移動体の複数の部位が前記第1の観測点をそれぞれ通過した時刻及び前記複数の部位のそれぞれの前記第1の観測点への作用に対する応答である物理量を含む第1観測点情報を取得する第1観測点情報取得ステップと、
前記第2の観測点を観測する観測装置による観測情報に基づいて、前記移動体の前記複数の部位が前記第2の観測点をそれぞれ通過した時刻及び前記複数の部位のそれぞれの前記第2の観測点への作用に対する応答である物理量を含む第2観測点情報を取得する第2観測点情報取得ステップと、
前記第1観測点情報及び前記第2観測点情報と、所定の係数と、前記構造物のたわみの近似式とに基づいて、前記移動体の前記複数の部位のそれぞれによる前記構造物のたわみ
波形を算出するたわみ波形算出ステップと、
前記たわみ波形算出ステップで算出した前記移動体の前記複数の部位のそれぞれによる前記構造物のたわみ波形を加算して、前記移動体による前記構造物のたわみ波形である移動体たわみ波形を算出する移動体たわみ波形算出ステップと、
前記第3の観測点を観測する観測装置による観測情報に基づいて、前記第3の観測点の物理量の計測波形を算出する計測波形算出ステップと、
前記移動体たわみ波形と前記計測波形との相関係数を算出する相関係数算出ステップと、
前記相関係数と前記移動体たわみ波形とを乗算し、前記第3の観測点の前記物理量の推定波形を算出する推定波形算出ステップと、
前記計測波形の大きさに基づいて、前記計測波形又は前記推定波形を選択する波形選択ステップと、を含む。
One aspect of the measurement method according to the present invention is
The first observation point, the second observation point, and the third observation point between the first observation point and the second observation point of the structure in which the moving body is arranged along the first direction in which the moving body moves through the structure. Based on the observation information by the observation device that observes the first observation point among the observation points of the above, the time when the plurality of parts of the moving body each pass through the first observation point and each of the plurality of parts. The first observation point information acquisition step for acquiring the first observation point information including the physical quantity which is the response to the action on the first observation point of
Based on the observation information by the observation device that observes the second observation point, the time when the plurality of parts of the moving body each pass through the second observation point and the second of each of the plurality of parts. The second observation point information acquisition step for acquiring the second observation point information including the physical quantity that is the response to the action on the observation point, and
Deflection waveform of the structure by each of the plurality of parts of the moving body based on the first observation point information, the second observation point information, a predetermined coefficient, and an approximate expression of the deflection of the structure. Deflection waveform calculation step to calculate
The movement to calculate the bending waveform of the moving body, which is the bending waveform of the structure by the moving body, by adding the bending waveforms of the structure by each of the plurality of parts of the moving body calculated in the bending waveform calculation step. Body deflection waveform calculation step and
A measurement waveform calculation step for calculating a measurement waveform of a physical quantity of the third observation point based on observation information by an observation device for observing the third observation point, and a measurement waveform calculation step.
A correlation coefficient calculation step for calculating the correlation coefficient between the moving body deflection waveform and the measured waveform, and
An estimated waveform calculation step of multiplying the correlation coefficient by the mobile deflection waveform to calculate an estimated waveform of the physical quantity at the third observation point.
A waveform selection step of selecting the measured waveform or the estimated waveform based on the magnitude of the measured waveform is included.

前記計測方法の一態様は、
前記波形選択ステップにおいて、
前記計測波形と前記推定波形との差と、所定の閾値とを比較し、比較結果に基づいて、前記計測波形又は前記推定波形を選択してもよい。
One aspect of the measurement method is
In the waveform selection step
The difference between the measured waveform and the estimated waveform may be compared with a predetermined threshold value, and the measured waveform or the estimated waveform may be selected based on the comparison result.

前記計測方法の一態様は、
前記相関係数算出ステップにおいて、
前記計測波形が第1の値と第2の値との間にある期間における前記移動体たわみ波形と前記計測波形とに基づいて、前記相関係数を算出してもよい。
One aspect of the measurement method is
In the correlation coefficient calculation step,
The correlation coefficient may be calculated based on the moving body deflection waveform and the measured waveform during the period when the measured waveform is between the first value and the second value.

前記計測方法の一態様は、
前記波形選択ステップにおいて、
前記計測波形と前記推定波形のいずれを選択したかを示す情報を生成してもよい。
One aspect of the measurement method is
In the waveform selection step
Information indicating whether the measured waveform or the estimated waveform is selected may be generated.

前記計測方法の一態様において、
前記第3の観測点の前記物理量は、変位、又は前記移動体による荷重であってもよい。
In one aspect of the measurement method
The physical quantity at the third observation point may be a displacement or a load due to the moving body.

前記計測方法の一態様において、
前記構造物のたわみの近似式は、前記構造物の構造モデルに基づく式であってもよい。
In one aspect of the measurement method
The approximate expression of the deflection of the structure may be an expression based on the structural model of the structure.

前記計測方法の一態様において、
前記構造モデルは、両端を支持した単純梁であってもよい。
In one aspect of the measurement method
The structural model may be a simple beam supporting both ends.

前記計測方法の一態様において、
前記構造物のたわみの近似式は、前記第1の観測点と前記第2の観測点との中央位置におけるたわみの最大振幅で規格化された式であってもよい。
In one aspect of the measurement method
The approximate expression of the deflection of the structure may be an expression normalized by the maximum amplitude of the deflection at the central position between the first observation point and the second observation point.

前記計測方法の一態様において、
前記第1の観測点は前記構造物の第1の端部に設定され、
前記第2の観測点は前記構造物の前記第1の端部とは異なる第2の端部に設定されてもよい。
In one aspect of the measurement method
The first observation point is set at the first end of the structure and
The second observation point may be set at a second end different from the first end of the structure.

前記計測方法の一態様において、
前記構造物は、橋梁の上部構造であって、
前記上部構造は、隣り合う橋台と橋脚、隣り合う2つの橋台、又は、隣り合う2つの橋脚のいずれか1つに渡された構造であり、
前記上部構造の両端部は、前記隣り合う橋台と橋脚の位置、前記隣り合う2つの橋台の
位置、又は、前記隣り合う2つの橋脚の位置にあり、
前記橋梁は、道路橋又は鉄道橋であってもよい。
In one aspect of the measurement method
The structure is a superstructure of a bridge and
The superstructure is a structure passed to any one of adjacent abutments and piers, two adjacent abutments, or two adjacent piers.
Both ends of the superstructure are located at the positions of the adjacent abutments and piers, the positions of the two adjacent abutments, or the positions of the two adjacent piers.
The bridge may be a road bridge or a railway bridge.

前記計測方法の一態様において、
前記移動体は、鉄道車両、自動車、路面電車、建設車両、又は軍用車両であり、
前記複数の部位のそれぞれは車軸又は車輪であってもよい。
In one aspect of the measurement method
The moving vehicle is a railroad vehicle, an automobile, a tram, a construction vehicle, or a military vehicle.
Each of the plurality of parts may be an axle or a wheel.

前記計測方法の一態様において、
前記第1の観測点を観測する前記観測装置、前記第2の観測点を観測する前記観測装置及び前記第3の観測点を観測する前記観測装置は、加速度センサーであってもよい。
In one aspect of the measurement method
The observation device for observing the first observation point, the observation device for observing the second observation point, and the observation device for observing the third observation point may be an acceleration sensor.

前記計測方法の一態様において、
前記第3の観測点を観測する前記観測装置は、接触式変位計、リング式変位計、レーザー変位計、感圧センサー、画像処理による変位計測機器又は光ファイバーによる変位計測機器であってもよい。
In one aspect of the measurement method
The observation device for observing the third observation point may be a contact type displacement meter, a ring type displacement meter, a laser displacement meter, a pressure sensitive sensor, a displacement measuring device by image processing, or a displacement measuring device by an optical fiber.

前記計測方法の一態様において、
前記第1の観測点を観測する前記観測装置及び前記第2の観測点を観測する前記観測装置は、衝撃センサー、マイクロホン、歪計又はロードセルであってもよい。
In one aspect of the measurement method
The observation device for observing the first observation point and the observation device for observing the second observation point may be an impact sensor, a microphone, a strain gauge, or a load cell.

前記計測方法の一態様において、
前記構造物は、BWIM(Bridge Weigh in Motion)が機能する構造であってもよい。
In one aspect of the measurement method
The structure may be a structure in which BWIM (Bridge Weigh in Motion) functions.

本発明に係る計測装置の一態様は、
移動体が構造物を移動する第1方向に沿って並ぶ前記構造物の第1の観測点、第2の観測点及び前記第1の観測点と前記第2の観測点との間の第3の観測点のうちの前記第1の観測点を観測する観測装置による観測情報に基づいて、前記移動体の複数の部位が前記第1の観測点をそれぞれ通過した時刻及び前記複数の部位のそれぞれの前記第1の観測点への作用に対する応答である物理量を含む第1観測点情報を取得する第1観測点情報取得部と、
前記第2の観測点を観測する観測装置による観測情報に基づいて、前記移動体の前記複数の部位が前記第2の観測点をそれぞれ通過した時刻及び前記複数の部位のそれぞれの前記第2の観測点への作用に対する応答である物理量を含む第2観測点情報を取得する第2観測点情報取得部と、
前記第1観測点情報及び前記第2観測点情報と、所定の係数と、前記構造物のたわみの近似式とに基づいて、前記移動体の前記複数の部位のそれぞれによる前記構造物のたわみ波形を算出するたわみ波形算出部と、
前記たわみ波形算出部が算出した前記移動体の前記複数の部位のそれぞれによる前記構造物のたわみ波形を加算して、前記移動体による前記構造物のたわみ波形である移動体たわみ波形を算出する移動体たわみ波形算出部と、
前記第3の観測点を観測する観測装置による観測情報に基づいて、前記第3の観測点の物理量の計測波形を算出する計測波形算出部と、
前記移動体たわみ波形と前記計測波形との相関係数を算出する相関係数算出部と、
前記相関係数と前記移動体たわみ波形とを乗算し、前記第3の観測点の前記物理量の推定波形を算出する推定波形算出部と、
前記計測波形の大きさに基づいて、前記計測波形又は前記推定波形を選択する波形選択部と、を含む。
One aspect of the measuring device according to the present invention is
The first observation point, the second observation point, and the third observation point between the first observation point and the second observation point of the structure in which the moving body is arranged along the first direction in which the moving body moves through the structure. Based on the observation information by the observation device that observes the first observation point among the observation points of the above, the time when the plurality of parts of the moving body each pass through the first observation point and each of the plurality of parts. The first observation point information acquisition unit that acquires the first observation point information including the physical quantity that is the response to the action on the first observation point of the above.
Based on the observation information by the observation device that observes the second observation point, the time when the plurality of parts of the moving body each pass through the second observation point and the second of each of the plurality of parts. The second observation point information acquisition unit that acquires the second observation point information including the physical quantity that is the response to the action on the observation point, and
Deflection waveform of the structure by each of the plurality of parts of the moving body based on the first observation point information, the second observation point information, a predetermined coefficient, and an approximate expression of the deflection of the structure. Deflection waveform calculation unit that calculates
The movement to calculate the bending waveform of the moving body, which is the bending waveform of the structure by the moving body, by adding the bending waveforms of the structure by each of the plurality of parts of the moving body calculated by the bending waveform calculation unit. Body deflection waveform calculation unit and
A measurement waveform calculation unit that calculates the measurement waveform of the physical quantity of the third observation point based on the observation information by the observation device that observes the third observation point.
A correlation coefficient calculation unit that calculates the correlation coefficient between the moving body deflection waveform and the measured waveform,
An estimated waveform calculation unit that multiplies the correlation coefficient by the moving body deflection waveform to calculate an estimated waveform of the physical quantity at the third observation point.
A waveform selection unit that selects the measured waveform or the estimated waveform based on the size of the measured waveform is included.

本発明に係る計測システムの一態様は、
前記計測装置の一態様と、
前記第1の観測点を観測する前記観測装置と、
前記第2の観測点を観測する前記観測装置と、
前記第3の観測点を観測する前記観測装置と、を備える。
One aspect of the measurement system according to the present invention is
One aspect of the measuring device and
The observation device for observing the first observation point and
The observation device for observing the second observation point and
The observation device for observing the third observation point is provided.

本発明に係る計測プログラムの一態様は、
移動体が構造物を移動する第1方向に沿って並ぶ前記構造物の第1の観測点、第2の観測点及び前記第1の観測点と前記第2の観測点との間の第3の観測点のうちの前記第1の観測点を観測する観測装置による観測情報に基づいて、前記移動体の複数の部位が前記第1の観測点をそれぞれ通過した時刻及び前記複数の部位のそれぞれの前記第1の観測点への作用に対する応答である物理量を含む第1観測点情報を取得する第1観測点情報取得ステップと、
前記第2の観測点を観測する観測装置による観測情報に基づいて、前記移動体の前記複数の部位が前記第2の観測点をそれぞれ通過した時刻及び前記複数の部位のそれぞれの前記第2の観測点への作用に対する応答である物理量を含む第2観測点情報を取得する第2観測点情報取得ステップと、
前記第1観測点情報及び前記第2観測点情報と、所定の係数と、前記構造物のたわみの近似式とに基づいて、前記移動体の前記複数の部位のそれぞれによる前記構造物のたわみ波形を算出するたわみ波形算出ステップと、
前記たわみ波形算出ステップで算出した前記移動体の前記複数の部位のそれぞれによる前記構造物のたわみ波形を加算して、前記移動体による前記構造物のたわみ波形である移動体たわみ波形を算出する移動体たわみ波形算出ステップと、
前記第3の観測点を観測する観測装置による観測情報に基づいて、前記第3の観測点の物理量の計測波形を算出する計測波形算出ステップと、
前記移動体たわみ波形と前記計測波形との相関係数を算出する相関係数算出ステップと、
前記相関係数と前記移動体たわみ波形とを乗算し、前記第3の観測点の前記物理量の推定波形を算出する推定波形算出ステップと、
前記計測波形の大きさに基づいて、前記計測波形又は前記推定波形を選択する波形選択ステップと、をコンピューターに実行させる。
One aspect of the measurement program according to the present invention is
The first observation point, the second observation point, and the third observation point between the first observation point and the second observation point of the structure in which the moving body is arranged along the first direction in which the moving body moves through the structure. Based on the observation information by the observation device that observes the first observation point among the observation points of the above, the time when the plurality of parts of the moving body each pass through the first observation point and each of the plurality of parts. The first observation point information acquisition step for acquiring the first observation point information including the physical quantity which is the response to the action on the first observation point of
Based on the observation information by the observation device that observes the second observation point, the time when the plurality of parts of the moving body each pass through the second observation point and the second of each of the plurality of parts. The second observation point information acquisition step for acquiring the second observation point information including the physical quantity that is the response to the action on the observation point, and
Deflection waveform of the structure by each of the plurality of parts of the moving body based on the first observation point information, the second observation point information, a predetermined coefficient, and an approximate expression of the deflection of the structure. Deflection waveform calculation step to calculate
The movement to calculate the bending waveform of the moving body, which is the bending waveform of the structure by the moving body, by adding the bending waveforms of the structure by each of the plurality of parts of the moving body calculated in the bending waveform calculation step. Body deflection waveform calculation step and
A measurement waveform calculation step for calculating a measurement waveform of a physical quantity of the third observation point based on observation information by an observation device for observing the third observation point, and a measurement waveform calculation step.
A correlation coefficient calculation step for calculating the correlation coefficient between the moving body deflection waveform and the measured waveform, and
An estimated waveform calculation step of multiplying the correlation coefficient by the mobile deflection waveform to calculate an estimated waveform of the physical quantity at the third observation point.
A computer is made to perform a waveform selection step of selecting the measured waveform or the estimated waveform based on the magnitude of the measured waveform.

計測システムの構成例を示す図。The figure which shows the configuration example of the measurement system. センサー及び観測点の配置例を示す図。The figure which shows the arrangement example of a sensor and an observation point. センサー及び観測点の配置例を示す図。The figure which shows the arrangement example of a sensor and an observation point. センサー及び観測点の配置例を示す図。The figure which shows the arrangement example of a sensor and an observation point. 加速度センサーが検出する加速度の説明図。Explanatory drawing of acceleration detected by an accelerometer. 車軸情報の一例を示す図。The figure which shows an example of axle information. センサー及び観測点の配置例を示す図。The figure which shows the arrangement example of a sensor and an observation point. センサー及び観測点の配置例を示す図。The figure which shows the arrangement example of a sensor and an observation point. センサー及び観測点の配置例を示す図。The figure which shows the arrangement example of a sensor and an observation point. 観測点に対して検出される加速度の一例を示す図。The figure which shows an example of the acceleration detected with respect to the observation point. 図10の各時刻の加速度振幅を加速度強度に変換した図。The figure which converted the acceleration amplitude of each time of FIG. 10 into the acceleration intensity. 図11の加速度強度を所定の閾値で2値化した図。FIG. 11 is a diagram in which the acceleration intensity of FIG. 11 is binarized at a predetermined threshold value. 図12に対して退出時刻のパターンをスライドさせた図。The figure which slid the pattern of the exit time with respect to FIG. 橋梁の上部構造の構造モデルの説明図。Explanatory drawing of the structural model of the superstructure of the bridge. 橋梁の上部構造の構造モデルの説明図。Explanatory drawing of the structural model of the superstructure of the bridge. 規格化たわみ量の波形の一例を示す図。The figure which shows an example of the waveform of the normalized deflection amount. 規格化たわみ量モデルの一例を示す図。The figure which shows an example of the standardized deflection amount model. 各車軸による橋梁のたわみ波形の一例を示す図。The figure which shows an example of the deflection waveform of a bridge by each axle. 車両たわみ波形の一例を示す図。The figure which shows an example of the vehicle deflection waveform. 所定の範囲の変位波形の一例を示す図。The figure which shows an example of the displacement waveform of a predetermined range. 荷重波形の一例を示す図。The figure which shows an example of a load waveform. 変位波形から算出される荷重波形と推定波形から算出される荷重波形との相関を示す図。The figure which shows the correlation between the load waveform calculated from the displacement waveform and the load waveform calculated from the estimated waveform. 第1実施形態の計測方法の手順の一例を示すフローチャート図。The flowchart which shows an example of the procedure of the measurement method of 1st Embodiment. たわみ波形算出ステップの手順の一例を示すフローチャート図。The flowchart which shows an example of the procedure of the deflection waveform calculation step. 第1実施形態における相関係数算出ステップの手順の一例を示すフローチャート図。The flowchart which shows an example of the procedure of the correlation coefficient calculation step in 1st Embodiment. 第1実施形態における波形選択ステップの手順の一例を示すフローチャート図。The flowchart which shows an example of the procedure of the waveform selection step in 1st Embodiment. 第1実施形態における計測装置の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the measuring apparatus in 1st Embodiment. 第2実施形態の計測方法の手順の一例を示すフローチャート図。The flowchart which shows an example of the procedure of the measurement method of 2nd Embodiment. 第2実施形態における相関係数算出ステップの手順の一例を示すフローチャート図。The flowchart which shows an example of the procedure of the correlation coefficient calculation step in 2nd Embodiment. 第2実施形態における波形選択ステップの手順の一例を示すフローチャート図。The flowchart which shows an example of the procedure of the waveform selection step in 2nd Embodiment. 第2実施形態における計測装置の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the measuring apparatus in 2nd Embodiment.

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The embodiments described below do not unreasonably limit the content of the present invention described in the claims. Moreover, not all of the configurations described below are essential constituent requirements of the present invention.

1.第1実施形態
1−1.計測システム
以下では、構造物が橋梁の上部構造であり、移動体が車両である場合を例に挙げ、本実施形態の計測方法を実現するための計測システムについて説明する。本実施形態に係る橋梁を通過する車両は、鉄道車両、自動車、路面電車、建設車両、又は軍用車両等の重量が大きく、BWIM(Bridge Weigh in Motion)で計測可能な車両である。BWIMは、橋梁を「はかり」に見立て、橋梁の変形を計測することにより、橋梁を通行する車両の重量、軸数などを測定する技術である。変形やひずみなどの応答から通行する車両の重量を解析可能な橋梁の上部構造は、BWIMが機能する構造物であり、橋梁の上部構造への作用と応答の間の物理的なプロセスを応用するBWIMシステムが通行する車両の重量の計測を可能にする。
1. 1. First Embodiment 1-1. Measurement system In the following, a measurement system for realizing the measurement method of the present embodiment will be described by taking as an example a case where the structure is the superstructure of a bridge and the moving body is a vehicle. The vehicle passing through the bridge according to the present embodiment is a vehicle having a large weight such as a railroad vehicle, an automobile, a tram, a construction vehicle, or a military vehicle, and can be measured by BWIM (Bridge Weigh in Motion). BWIM is a technology for measuring the weight, number of axes, etc. of a vehicle passing through a bridge by measuring the deformation of the bridge by using the bridge as a "scale". The bridge superstructure, which can analyze the weight of vehicles passing by from responses such as deformation and strain, is the structure on which BWIM functions and applies the physical process between the action and response of the bridge superstructure. The BWIM system enables the measurement of the weight of vehicles passing by.

図1は、本実施形態に係る計測システムの一例を示す図である。図1に示すように、本実施形態に係る計測システム10は、計測装置1と、橋梁5の上部構造7に設けられる少なくとも1つのセンサー21と、少なくとも1つのセンサー22と、少なくとも1つのセンサー23と、を有している。また、計測システム10は、サーバー2を有してもよい。 FIG. 1 is a diagram showing an example of a measurement system according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the measurement system 10 according to the present embodiment includes a measurement device 1, at least one sensor 21 provided in the superstructure 7 of the bridge 5, at least one sensor 22, and at least one sensor 23. And have. Further, the measurement system 10 may have a server 2.

橋梁5は上部構造7と下部構造8からなり、上部構造7は、床板F、主桁G、不図示の横桁等からなる橋床7aと、支承7bと、を含む。下部構造8は、橋脚8aと、橋台8bと、を含む。上部構造7は、隣り合う橋台8bと橋脚8a、隣り合う2つの橋台8b、又は、隣り合う2つの橋脚8aのいずれか1つに渡された構造である。上部構造7の両端部は、隣り合う橋台8bと橋脚8aの位置、隣り合う2つの橋台8bの位置、又は、隣り合う2つの橋脚8aの位置にある。 The bridge 5 includes an upper structure 7 and a lower structure 8, and the upper structure 7 includes a bridge floor 7a composed of a floor plate F, a main girder G, a horizontal girder (not shown), and a bearing 7b. The substructure 8 includes a pier 8a and an abutment 8b. The superstructure 7 is a structure passed to any one of an adjacent abutment 8b and a pier 8a, two adjacent abutments 8b, or two adjacent abutments 8a. Both ends of the superstructure 7 are located at the positions of the adjacent abutments 8b and the piers 8a, the positions of the two adjacent abutments 8b, or the positions of the two adjacent abutments 8a.

計測装置1と各センサー21,22,23とは、例えば、不図示のケーブルで接続され、CAN(Controller Area Network)等の通信ネットワークを介して通信を行う。あるいは、計測装置1と各センサー21,22,23とは、無線ネットワークを介して通信を
行ってもよい。
The measuring device 1 and the sensors 21, 22, and 23 are connected by, for example, a cable (not shown) and communicate with each other via a communication network such as CAN (Controller Area Network). Alternatively, the measuring device 1 and the sensors 21, 22, and 23 may communicate with each other via a wireless network.

例えば、各センサー21は、移動体である車両6の上部構造7への進入による衝撃を表すデータを出力し、各センサー22は、車両6の上部構造7からの退出による衝撃を表すデータを出力する。また、例えば、各センサー23は、移動体である車両6の移動による上部構造7の変位を算出するためのデータを出力する。本実施形態では、各センサー21,22,23は加速度センサーであり、例えば、水晶加速度センサーであってもよいし、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)加速度センサーであってもよい。 For example, each sensor 21 outputs data representing the impact of entering the superstructure 7 of the moving vehicle 6, and each sensor 22 outputs data representing the impact of exiting the superstructure 7 of the vehicle 6. do. Further, for example, each sensor 23 outputs data for calculating the displacement of the superstructure 7 due to the movement of the moving vehicle 6. In the present embodiment, each of the sensors 21, 22, and 23 is an acceleration sensor, and may be, for example, a crystal acceleration sensor or a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) acceleration sensor.

本実施形態では、各センサー21は上部構造7の長手方向の第1の端部に設置され、各センサー22は上部構造7の長手方向の第1の端部とは異なる第2の端部に設置されている。 In this embodiment, each sensor 21 is installed at the first longitudinal end of the superstructure 7, and each sensor 22 is at a second end different from the first longitudinal first end of the superstructure 7. is set up.

各センサー21は、車両6の上部構造7への進入の際に生じる上部構造7の加速度を検出し、各センサー22は、車両6の上部構造7からの退出の際に生じる上部構造7の加速度を検出する。すなわち、本実施形態では、各センサー21は、車両6の上部構造7への進入を検知する加速度センサーであり、各センサー22は、車両6の上部構造7からの退出を検知する加速度センサーである。 Each sensor 21 detects the acceleration of the superstructure 7 generated when the vehicle 6 enters the superstructure 7, and each sensor 22 detects the acceleration of the superstructure 7 generated when the vehicle 6 exits the superstructure 7. Is detected. That is, in the present embodiment, each sensor 21 is an acceleration sensor that detects the entry of the vehicle 6 into the superstructure 7, and each sensor 22 is an acceleration sensor that detects the exit of the vehicle 6 from the superstructure 7. ..

また、各センサー23は上部構造7の長手方向の中央部に設置されている。ただし、各センサー23は、上部構造7の変位を算出するための加速度を検出することができればよく、その設置位置は上部構造7の中央部に限定されない。 Further, each sensor 23 is installed in the central portion of the superstructure 7 in the longitudinal direction. However, each sensor 23 only needs to be able to detect the acceleration for calculating the displacement of the superstructure 7, and its installation position is not limited to the central portion of the superstructure 7.

上部構造7の床板Fや主桁G等は、上部構造7を走行する車両6による荷重によって、垂直方向下方に変形し、撓む。各センサー23は、上部構造7を走行する車両6の荷重による床板Fや主桁Gの撓みの加速度を検出する。 The floor plate F, main girder G, and the like of the superstructure 7 are deformed and bent downward in the vertical direction by the load of the vehicle 6 traveling on the superstructure 7. Each sensor 23 detects the acceleration of the deflection of the floor plate F and the main girder G due to the load of the vehicle 6 traveling on the superstructure 7.

計測装置1は、各センサー21,22,23から出力される加速度データに基づいて、車両6の走行による上部構造7の撓みの変位を算出する。また、計測装置1は、算出した変位から、上部構造7を走行する車両6による荷重を算出する。 The measuring device 1 calculates the displacement of the deflection of the superstructure 7 due to the traveling of the vehicle 6 based on the acceleration data output from each of the sensors 21, 22, and 23. Further, the measuring device 1 calculates the load of the vehicle 6 traveling on the superstructure 7 from the calculated displacement.

計測装置1とサーバー2とは、例えば、携帯電話の無線ネットワーク及びインターネット等の通信ネットワーク4を介して、通信を行うことができる。計測装置1は、車両6が上部構造7を走行した時刻や車両6の走行による上部構造7の変位や車両6による荷重等の情報をサーバー2に送信する。サーバー2は、当該情報を不図示の記憶装置に記憶し、例えば、当該情報に基づいて過積載の車両の監視や上部構造7の異常判定等の処理を行ってもよい。 The measuring device 1 and the server 2 can communicate with each other via, for example, a wireless network of a mobile phone and a communication network 4 such as the Internet. The measuring device 1 transmits information such as the time when the vehicle 6 travels on the superstructure 7, the displacement of the superstructure 7 due to the traveling of the vehicle 6, the load of the vehicle 6, and the like to the server 2. The server 2 may store the information in a storage device (not shown), and may perform processing such as monitoring an overloaded vehicle or determining an abnormality in the superstructure 7 based on the information.

なお、本実施形態では、橋梁5は、道路橋であり、例えば、鋼橋や桁橋、RC(Reinforced-Concrete)橋等である。 In the present embodiment, the bridge 5 is a road bridge, for example, a steel bridge, a girder bridge, an RC (Reinforced-Concrete) bridge, or the like.

図2、図3及び図4は、各センサー21,22,23の上部構造7への設置例を示す図である。なお、図2は、上部構造7をその上方から見た図であり、図3は、図2をA−A線で切断した断面図であり、図4は、図2をA−A線、B−B線又はC−C線で切断した断面図である。 2, 3 and 4 are diagrams showing an example of installation of each sensor 21, 22, 23 in the superstructure 7. Note that FIG. 2 is a view of the superstructure 7 viewed from above, FIG. 3 is a cross-sectional view of FIG. 2 cut along the line AA, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA. It is sectional drawing which cut at the line BB or the line CC.

図2、図3及び図4に示すように、上部構造7は、移動体である車両6が移動し得る第1〜第Nの経路としてのN個のレーンL〜L、及びK個の主桁G〜Gを有している。ここで、N,Kはそれぞれ1以上の整数である。なお、図2、図3及び図4の例では、主桁G〜Gの各位置がレーンL〜Lの各境界の位置と一致しており、N=K−
1であるが、主桁G〜Gの各位置がレーンL〜Lの各境界の位置と一致している必要はなく、N≠K−1であってもよい。
As shown in FIGS. 2, 3 and 4, the superstructure 7, N-number of lanes L 1 ~L N as first through path of the first N of the vehicle 6 is moving body can move, and the K It has a main digit G 1 ~G K of. Here, N and K are integers of 1 or more, respectively. Incidentally, FIG. 2, in the example of FIG. 3 and FIG. 4, in agreement with the position of each boundary of the main girder G 1 ~G each position lane L 1 ~L N of K, N = K-
1, but the position of the main girder G 1 ~G K are not required to match the position of each boundary of the lane L 1 ~L N, may be a N ≠ K-1.

図2、図3及び図4の例では、上部構造7の長手方向の第1の端部EA1において、主桁G〜GK−1のそれぞれにセンサー21が設けられ、上部構造7の長手方向の第2の端部EA2において、主桁G〜GK−1のそれぞれにセンサー22が設けられている。また、上部構造7の長手方向の中央部CAにおいて、主桁G〜GK−1のそれぞれにセンサー23が設けられている。図2、図3及び図4の例では、N=K−1であり、主桁Gにセンサー21,22,23が設けられていないが、主桁Gにセンサー21,22,23が設けられ、主桁G〜GK−1のいずれか1つにセンサー21,22,23が設けられていなくてもよい。あるいは、N=Kであり、主桁G〜Gのそれぞれにセンサー21,22,23が設けられていてもよい。 2, in the example of FIG. 3 and FIG. 4, at a first end EA1 in the longitudinal direction of the superstructure 7, the sensor 21 is provided in each of the main girder G 1 ~G K-1, the longitudinal upper structures 7 at the second end EA2 direction, and the sensor 22 is provided in each of the main girder G 1 ~G K-1. Further, in the longitudinal direction of the central portion CA of the superstructure 7, the sensor 23 is provided in each of the main girder G 1 ~G K-1. 2, in the example of FIG. 3 and FIG. 4, a N = K-1, sensors 21, 22 and 23 to the main girder G K is not provided, but sensors 21, 22 and 23 to the main girder G K provided, may not be the sensor 21, 22, 23 is provided on one of the main girder G 1 ~G K-1. Alternatively, an N = K, may be the sensor 21, 22, 23 are provided on each main beam G 1 ~G K.

なお、各センサー21,22,23を上部構造7の床板Fに設けると、走行車両によって破壊するおそれがあり、また橋床7aの局部的な変形により測定精度が影響を受けるおそれがあるため、図2、図3及び図4の例では、各センサー21,22,23は上部構造7の主桁G〜GK−1に設けられている。 If each of the sensors 21, 22, and 23 is provided on the floor plate F of the superstructure 7, it may be destroyed by a traveling vehicle, and the measurement accuracy may be affected by the local deformation of the bridge floor 7a. 2, in the example of FIG. 3 and FIG. 4, each sensor 21, 22, 23 are provided on the main girder G 1 ~G K-1 of the superstructure 7.

本実施形態では、N個のセンサー21に対応付けてN個の観測点P〜Pがそれぞれ設定されている。観測点P〜Pは、車両6が上部構造7を移動する第1方向と交差する第2方向に沿って並ぶ上部構造7のN個の観測点である。図2、図3及び図4の例では、1以上N以下の各整数jに対して、観測点Pは、第1の端部EA1において、主桁Gに設けられたセンサー21の鉛直上方向にある床板Fの表面の位置に設定されている。すなわち、主桁Gに設けられたセンサー21は、観測点Pを観測する観測装置である。観測点Pを観測するセンサー21は、車両6の走行により観測点Pに生じる加速度を検出可能な位置に設けられていればよいが、観測点Pに近い位置に設けられることが望ましい。このように、観測点P〜PはN個のセンサー21と1対1の関係にある。 In the present embodiment, in association with the N sensor 21 are N observation point P 1 to P N are set, respectively. Observation point P 1 to P N are the N observation points of the superstructure 7 arranged along the second direction intersecting the first direction in which the vehicle 6 moves the superstructure 7. In the examples of FIGS. 2, 3 and 4, for each integer j of 1 or more and N or less, the observation point P j is the vertical of the sensor 21 provided on the main girder G j at the first end EA1. It is set at the position of the surface of the floor plate F in the upward direction. That is, the sensor 21 provided on the main girder G j is an observation device for observing the observation point P j. Sensor 21 for observing the observation point P j can may be provided an acceleration occurring in the observation point P j by the running of the vehicle 6 to the detectable position, it is preferably provided in a position closer to the observation point P j .. Thus, the observation point P 1 to P N are the N-number of the sensor 21 and the one-to-one relationship.

また、本実施形態では、N個のセンサー22に対応付けてN個の観測点Q〜Qがそれぞれ設定されている。観測点Q〜Qは、車両6が上部構造7を移動する第1方向と交差する第3方向に沿って並ぶ上部構造7のN個の観測点である。図2、図3及び図4の例では、1以上N以下の各整数jに対して、観測点Qは、第2の端部EA2において、主桁Gに設けられたセンサー22の鉛直上方向にある床板Fの表面の位置に設定されている。すなわち、主桁Gに設けられたセンサー22は、観測点Qを観測する観測装置である。観測点Qを観測するセンサー22は、車両6の走行により観測点Qに生じる加速度を検出可能な位置に設けられていればよいが、観測点Qに近い位置に設けられることが望ましい。このように、観測点Q〜QはN個のセンサー22と1対1の関係にある。 Further, in the present embodiment, in association with the N sensor 22 are N observation point Q 1 to Q N are set, respectively. Observation point Q 1 to Q N is the N observation points of the superstructure 7 arranged along the third direction crossing the first direction in which the vehicle 6 moves the superstructure 7. In the examples of FIGS. 2, 3 and 4, for each integer j of 1 or more and N or less, the observation point Q j is the vertical of the sensor 22 provided on the main girder G j at the second end EA2. It is set at the position of the surface of the floor plate F in the upward direction. That is, the sensor 22 provided on the main girder G j is an observation device for observing the observation point Q j. Sensor 22 for observing the observation point Q j is may be provided an acceleration occurring in the observation point Q j by the running of the vehicle 6 to the detectable position, it is preferably provided at a position closer to the observation point Q j .. Thus, observation point Q 1 to Q N is the N pieces of sensor 22 with one-to-one relationship.

また、本実施形態では、N個のセンサー23に対応付けてN個の観測点R〜Rがそれぞれ設定されている。観測点R〜Rは、車両6が上部構造7を移動する第1方向と交差する第4方向に沿って並ぶ上部構造7のN個の観測点である。図2、図3及び図4の例では、1以上N以下の各整数jに対して、観測点Rは、中央部CAにおいて、主桁Gに設けられたセンサー23の鉛直上方向にある床板Fの表面の位置に設定されている。すなわち、主桁Gに設けられたセンサー23は、観測点Rを観測する観測装置である。観測点Rを観測するセンサー23は、車両6の走行により観測点Rに生じる加速度を検出可能な位置に設けられていればよいが、観測点Rに近い位置に設けられることが望ましい。このように、観測点R〜RはN個のセンサー23と1対1の関係にある。 Further, in the present embodiment, in association with the N sensor 23 are N observation points R 1 to R N are set, respectively. Observation point R 1 to R N is an N-number of observation points of the superstructure 7 arranged along the fourth direction intersecting the first direction in which the vehicle 6 moves the superstructure 7. In the examples of FIGS. 2, 3 and 4, for each integer j of 1 or more and N or less, the observation point R j is in the vertical direction of the sensor 23 provided on the main girder G j in the central portion CA. It is set at the position of the surface of a certain floor plate F. That is, the sensor 23 provided on the main girder G j is an observation device for observing the observation point R j. Sensor 23 for observing the observation point R j is, may be provided an acceleration occurring in the observation point R j by the running of the vehicle 6 to the detectable position, it is preferably provided in a position closer to the observation point R j .. Thus, observation points R 1 to R N is in the N sensor 23 and one-to-one relationship.

本実施形態では、N個の観測点P〜Pは、それぞれレーンL〜Lに対応付けら
れている。同様に、N個の観測点Q〜Qは、それぞれレーンL〜Lに対応付けられている。同様に、N個の観測点R〜Rは、それぞれレーンL〜Lに対応付けられている。1以上N以下の各整数jに対して、レーンLに対応付けて設定される観測点P、観測点Q、及び観測点Pと観測点Qとの間の観測点Rは、車両6が上部構造7のレーンLを移動する第1方向に沿って並んでいる。図2、図3及び図4の例では、第1方向は、上部構造7のレーンL〜Lに沿うX方向、すなわち、上部構造7の長手方向である。また、第2方向、第3方向及び第4方向は、車両6が走行する上部構造7の面内においてX方向と直交するY方向、すなわち、上部構造7の幅員方向である。ただし、レーンL〜Lがそれぞれ曲線状である場合等は、第2方向、第3方向及び第4方向は互いに一致しなくてもよい。また、第2方向、第3方向及び第4方向は、第1方向と直交していなくてもよく、例えば、上部構造7の車両6が進入する側の端から観測点P〜Pまでの距離や、上部構造7の車両6が退出する側の端から観測点Q〜Qまでの距離が異なっていてもよい。また、例えば、上部構造7の一方の端から観測点R〜Rまでの距離が異なっていてもよい。なお、1以上N以下の各整数jに対して、観測点Pは「第1の観測点」の一例であり、観測点Qは「第2の観測点」の一例であり、観測点Rは「第3の観測点」の一例である。
In this embodiment, N pieces of the observation point P 1 to P N are provided, respectively associated with the lane L 1 ~L N. Similarly, N-number of observation points Q 1 to Q N are provided, respectively associated with the lane L 1 ~L N. Similarly, N-number of observation points R 1 to R N are provided, respectively associated with the lane L 1 ~L N. For one or more N or less for each integer j, lane L observation point is set in association with the j P j, observation points R j between observation point Q j, and the observation point P j and the observation point Q j They are arranged along a first direction in which the vehicle 6 is moving lane L j of the superstructure 7. In the example of FIGS. 2, 3 and 4, the first direction, X direction along the lane L 1 ~L N of the superstructure 7, i.e., in the longitudinal direction of the superstructure 7. The second, third, and fourth directions are the Y direction orthogonal to the X direction in the plane of the superstructure 7 on which the vehicle 6 travels, that is, the width direction of the superstructure 7. However, like the case lane L 1 ~L N are each curved, the second direction, the third direction and the fourth direction may not coincide with each other. Further, the second direction, the third direction and the fourth direction may not be perpendicular to the first direction, for example, from the end side to the observation point P 1 to P N where the vehicle 6 of the superstructure 7 enters distance and the distance from the end on the side where the vehicle 6 of the superstructure 7 retreats to the observation point Q 1 to Q N may be different. Further, for example, it may be different from the distance from one end of the superstructure 7 to the observation point R 1 to R N. For each integer j of 1 or more and N or less, the observation point P j is an example of the "first observation point", and the observation point Q j is an example of the "second observation point". Rj is an example of a "third observation point".

なお、N個のセンサー21,22,23の数及び設置位置は、図2、図3及び図4に示した例には限定されず種々の変形実施が可能である。 The number and installation positions of the N sensors 21, 22 and 23 are not limited to the examples shown in FIGS. 2, 3 and 4, and various modifications can be performed.

計測装置1は、各センサー21,22,23から出力される加速度データに基づいて、第1方向であるX方向と、第2方向、第3方向及び第4方向であるY方向とそれぞれ交差する第5方向の加速度を取得する。観測点P〜P,Q〜Qは、衝撃によりX方向及びY方向と直交する方向に変位し、観測点R〜Rは、X方向及びY方向と直交する方向に撓むので、計測装置1は、衝撃の大きさや撓みの加速度の大きさを正確に算出するために、X方向及びY方向と直交する第5方向、すなわち、床板Fの法線方向の加速度を取得するのが望ましい。 The measuring device 1 intersects the X direction, which is the first direction, and the Y direction, which is the second, third, and fourth directions, based on the acceleration data output from each of the sensors 21, 22, and 23, respectively. Acquire the acceleration in the fifth direction. Observation point P 1 ~P N, Q 1 ~Q N is displaced in a direction perpendicular to the X and Y directions by an impact, observation points R 1 to R N is flexures in a direction perpendicular to the X and Y directions Therefore, the measuring device 1 acquires the acceleration in the fifth direction orthogonal to the X direction and the Y direction, that is, the normal direction of the floor plate F, in order to accurately calculate the magnitude of the impact and the magnitude of the acceleration of the deflection. It is desirable to do.

図5は、センサー21,22,23が検出する加速度を説明する図である。センサー21,22,23は、互いに直交する3軸の各軸方向に生じる加速度を検出する加速度センサーである。 FIG. 5 is a diagram for explaining the acceleration detected by the sensors 21, 22, and 23. Sensors 21, 22, and 23 are acceleration sensors that detect accelerations that occur in each of the three axes that are orthogonal to each other.

車両6の上部構造7への進入により観測点P〜Pに加わる衝撃を検出するために、各センサー21は、3つの検出軸であるx軸、y軸、z軸のうち、1軸が第1方向及び第2方向と交差する方向となるように設置される。同様に、車両6の上部構造7からの退出により観測点Q〜Qに加わる衝撃を検出するために、各センサー22は、3つの検出軸であるx軸、y軸、z軸のうち、1軸が第1方向及び第3方向と交差する方向となるように設置される。また、車両6の走行による観測点R〜Rの撓みの加速度を検出するために、各センサー23は、3つの検出軸であるx軸、y軸、z軸のうち、1軸が第1方向及び第4方向と交差する方向となるように設置される。図2、図3及び図4の例では、第1方向はX方向であり、第2方向、第3方向及び第4方向はY方向であるから、各センサー21,22,23は、1軸がX方向及びY方向と交差する方向となるように設置される。観測点P〜P,Q〜Qは、衝撃によりX方向及びY方向と直交する方向に変位するので、衝撃の大きさを正確に検出するために、理想的には、各センサー21,22は、1軸をX方向及びY方向と直交する方向、すなわち、床板Fの法線方向に合わせて設置される。また、観測点R〜Rは、X方向及びY方向と直交する方向に撓むので、撓みの加速度を正確に検出するために、理想的には、各センサー23は、1軸をX方向及びY方向と直交する方向、すなわち、床板Fの法線方向に合わせて設置される。 In order to detect an impact applied to the observation point P 1 to P N by entering the superstructure 7 of the vehicle 6, each sensor 21, x-axis is the three detection axes, y-axis, of the z-axis, one axis Is installed so as to intersect the first direction and the second direction. Similarly, in order to detect an impact applied to the observation point Q 1 to Q N by departure of the superstructure 7 of the vehicle 6, each sensor 22, x-axis is the three detection axes, y-axis, of the z-axis One axis is installed so as to intersect the first direction and the third direction. Further, in order to detect the acceleration of deflection of the running due to the observation point R 1 to R N of the vehicle 6, each sensor 23, x-axis is the three detection axes, y-axis, of the z-axis, one Axis It is installed so as to intersect the 1st direction and the 4th direction. In the examples of FIGS. 2, 3 and 4, the first direction is the X direction, and the second, third and fourth directions are the Y directions, so that each sensor 21, 22, 23 has one axis. Is installed so as to intersect the X direction and the Y direction. Since the observation points P 1 to PN and Q 1 to Q N are displaced by the impact in the directions orthogonal to the X and Y directions, ideally, each sensor is used to accurately detect the magnitude of the impact. 21 and 22 are installed so that one axis is orthogonal to the X direction and the Y direction, that is, the normal direction of the floor plate F. Further, observation points R 1 to R N are so bent in a direction orthogonal to the X and Y directions, in order to accurately detect the acceleration of deflection, ideally, each sensor 23, a one-axis X It is installed in a direction orthogonal to the direction and the Y direction, that is, in the normal direction of the floor plate F.

ただし、各センサー21,22,23を上部構造7に設置する場合、設置場所が傾いて
いる場合もある。計測装置1は、各センサー21,22,23の3つの検出軸の1軸が、床板Fの法線方向に合わせて設置されなくても、概ね法線方向に向いていることで誤差は小さく無視できる。また、計測装置1は、各センサー21,22,23の3つの検出軸の1軸が、床板Fの法線方向に合わせて設置されなくても、x軸、y軸、z軸の加速度を合成した3軸合成加速度によって、各センサー21,22,23の傾斜による検出誤差の補正を行うことができる。また、各センサー21,22,23は、少なくとも鉛直方向にほぼ平行な方向に生ずる加速度、あるいは、床板Fの法線方向の加速度を検出する1軸加速度センサーであってもよい。
However, when the sensors 21, 22, and 23 are installed in the superstructure 7, the installation location may be tilted. In the measuring device 1, even if one of the three detection axes of each sensor 21, 22, and 23 is not installed in the normal direction of the floor plate F, the error is small because the measurement device 1 is generally oriented in the normal direction. It can be ignored. Further, the measuring device 1 can accelerate the x-axis, y-axis, and z-axis even if one of the three detection axes of each sensor 21, 22, and 23 is not installed so as to be aligned with the normal direction of the floor plate F. The combined 3-axis combined acceleration can correct the detection error due to the inclination of each sensor 21, 22, 23. Further, each of the sensors 21, 22, and 23 may be a uniaxial acceleration sensor that detects acceleration generated in a direction substantially parallel to at least the vertical direction or acceleration in the normal direction of the floor plate F.

計測装置1は、観測点Rを観測するセンサー23が検出した加速度をローパスフィルター処理した後、2回積分することによって観測点Rの変位を算出し、観測点Rの変位に比例係数を乗算して車両6による観測点Rへの荷重に変換する。この荷重変換の比例係数は、例えば、車両による荷重試験によってあらかじめ算出されるが、車両よりも重量の大きい車両6が上部構造7を走行した場合、比例係数による荷重変換は外挿範囲となるため変換精度が保証されない。また、上部構造7の劣化等によって上部構造7の強度が変化すると比例係数も変化するため、荷重変換の精度が低下することになる。 The measuring device 1 calculates the displacement of the observation point R j by low-pass filtering the acceleration detected by the sensor 23 that observes the observation point R i and then integrating it twice, and a proportional coefficient to the displacement of the observation point R j. the multiplied into a load on the observation point R j by the vehicle 6. The proportionality coefficient of this load conversion is calculated in advance by, for example, a load test by a vehicle, but when a vehicle 6 heavier than the vehicle travels on the superstructure 7, the load conversion by the proportionality coefficient falls within the external range. Conversion accuracy is not guaranteed. Further, when the strength of the superstructure 7 changes due to deterioration of the superstructure 7, the proportional coefficient also changes, so that the accuracy of load conversion decreases.

ここで、観測点Rは上部構造7の中央部に設定されているのに対して、観測点P,Qは上部構造7の端部に設定されているため、車両6の通過による観測点P,Qの変位量は観測点Rの変位量よりも小さい。そのため、上部構造7の強度変化による変位量の変動は、観測点P,Qの方が観測点Rよりも小さく、かつ、作用に対する変位量の線形性が満たされる作用の範囲は、観測点P,Qの方が観測点Rよりも広い。そこで、本実施形態では、計測装置1は、観測点P,Qを観測するセンサー21,22による観測情報に基づいて観測点Rの変位を推定し、センサー23が検出した加速度から算出した観測点Rの変位の精度が低いと判断した場合には、推定した観測点Rの変位を選択して出力する。 Here, the observation points R j are set at the central portion of the superstructure 7, whereas the observation points P j and Q j are set at the ends of the superstructure 7, so that the vehicle 6 passes through. The displacement of observation points P j and Q j is smaller than the displacement of observation points R j. Therefore, the fluctuation of the displacement amount due to the change in the strength of the superstructure 7 is smaller at the observation points P j and Q j than at the observation point R j , and the range of the action in which the linearity of the displacement amount with respect to the action is satisfied is set. The observation points P j and Q j are wider than the observation points R j. Therefore, in this embodiment, the measuring device 1 is calculated from the observation point P j, based on the observation information by the sensor 21, 22 for observing Q j estimates the displacement of the observation point R j, the sensor 23 detects acceleration If it is determined that the displacement of the observed observation point R i is low in accuracy, the estimated displacement of the observation point R j is selected and output.

以下、計測装置1が実行する本実施形態の計測方法の詳細について説明する。 Hereinafter, the details of the measurement method of the present embodiment executed by the measurement device 1 will be described.

1−2.車軸情報の生成
本実施形態では、計測装置1は、観測装置としてのN個のセンサー21による観測情報である加速度データに基づいて、移動体である車両6の複数の部位が観測点Pをそれぞれ通過した時刻及び当該複数の部位のそれぞれの観測点Pへの作用に対する応答である物理量を含む第1観測点情報を取得する。同様に、本実施形態では、計測装置1は、観測装置としてのN個のセンサー22による観測情報である加速度データに基づいて、車両6の複数の部位が観測点Qをそれぞれ通過した時刻及び当該複数の部位のそれぞれの観測点Qへの作用に対する応答である物理量を含む第2観測点情報を取得する。ここで、jは1以上N以下の各整数である。
1-2. In generating this embodiment of the axle information measuring apparatus 1, based on the acceleration data which is observation information by the N sensors 21 as the observation device, a plurality of portions of the vehicle 6 is moving body observation point P j The first observation point information including the time of passage and the physical quantity which is the response to the action of the plurality of parts on each observation point Pj is acquired. Similarly, in the present embodiment, the measuring device 1 has the time and time when the plurality of parts of the vehicle 6 have passed the observation points Qj , respectively, based on the acceleration data which is the observation information by the N sensors 22 as the observation devices. acquiring second observation point information including the physical quantity is a response to the action of the respective observation points Q j of the plurality of sites. Here, j is each integer of 1 or more and N or less.

本実施形態では、車両6が備える複数の車軸又は車輪による荷重が上部構造7に印加されるものと考え、第1観測点情報及び第2観測点情報を取得する対象となる複数の部位のそれぞれは、車軸又は車輪である。以下、本実施形態では、複数の部位のそれぞれは車軸であるものとする。 In the present embodiment, it is considered that the load from the plurality of axles or wheels included in the vehicle 6 is applied to the superstructure 7, and the first observation point information and the second observation point information are acquired from each of the plurality of parts to be acquired. Is an axle or a wheel. Hereinafter, in the present embodiment, it is assumed that each of the plurality of parts is an axle.

また、本実施形態では、加速度センサーである各センサー21は、複数の車軸のそれぞれの観測点Pへの作用による加速度を検出する。同様に、加速度センサーである各センサー22は、複数の車軸のそれぞれの観測点Qへの作用による加速度を検出する。 Further, in the present embodiment, each sensor 21 which is an acceleration sensor detects the acceleration due to the action of the plurality of axles on the respective observation points Pj. Similarly, the sensors 22 in the acceleration sensor detects the acceleration by the action of the respective observation points Q j of the plurality of axles.

本実施形態では、図2に示したように、観測点P〜Pは第1の端部EA1に設定され、観測点Q〜Qは第2の端部EA2に設定される。したがって、車両6の複数の車
軸が観測点Pをそれぞれ通過した時刻を、各車軸の上部構造7への進入時刻、より詳細にはレーンLへの進入時刻とみなすことができる。また、車両6の複数の車軸が観測点Qをそれぞれ通過した時刻を、各車軸の上部構造7からの退出時刻、より詳細にはレーンLからの退出時刻とみなすことができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the observation point P 1 to P N is set to a first end EA1, observation point Q 1 to Q N is set to a second end EA2. Therefore, the time at which the plurality of axles of the vehicle 6 has passed each observation point P j, entry time into the superstructure 7 of each axle, and more particularly can be regarded as entry time to lane L j. Also, the time in which a plurality of axles of the vehicle 6 has passed each observation point Q j, exit time from the superstructure 7 of each axle, and more particularly can be regarded as exit time from the lane L j.

したがって、本実施形態では、第1観測点情報は、車両6の各車軸のレーンLへの進入時刻及び各車軸がレーンLに進入する時の作用に対する応答である物理量としての加速度強度を含む。また、第2観測点情報は、車両6の各車軸のレーンLからの退出時刻及び各車軸がレーンLから退出する時の作用に対する応答である物理量としての加速度強度を含む。 Therefore, in the present embodiment, the first observation point information, an acceleration strength of the physical quantity which is a response to the action of when entry time and the axles of the lanes L j of each axle of the vehicle 6 enters the lane L j include. The second observation point information includes an acceleration strength as a physical quantity, which is a response to the action when the exit time and the axles of the lanes L j of each axle of the vehicle 6 retreats from the lane L j.

さらに、車両6の各車軸の進入と退出は対応するから、第1観測点情報及び第2観測点情報を層別することができ、第1観測点情報、第2観測点情報及びこれらの層別情報を含めて車軸情報と呼ぶことにする。 Further, since the entry and exit of each axle of the vehicle 6 correspond to each other, the first observation point information and the second observation point information can be stratified, and the first observation point information, the second observation point information and these layers can be stratified. We will call it axle information including other information.

すなわち、車軸情報は、第1観測点情報及び第2観測点情報に加えて、車軸毎の、レーンLへの進入時刻、進入時の加速度強度、レーンLからの退出時刻及び退出時の加速度強度の対応情報や、車両6と車軸毎の当該対応情報との対応情報を含む。したがって、車軸情報により、上部構造7を通過した車両6毎に、各車軸が通過したレーンLや、観測点P,Qを通過した時刻及び通過時の加速度強度が特定される。 That is, in addition to the first observation point information and the second observation point information, the axle information includes the approach time to the lane L j , the acceleration intensity at the time of approach, the exit time from the lane L j, and the exit time for each axle. It includes correspondence information of acceleration intensity and correspondence information between the vehicle 6 and the corresponding information for each axle. Therefore, from the axle information, for each vehicle 6 that has passed the superstructure 7, the lane L j that each axle has passed, the time that the observation points P j and Q j have passed, and the acceleration intensity at the time of passing are specified.

図6に車軸情報の一例を示す。図6の例では、1列目〜4列目の情報は車両番号が1の車両6に関する情報である。1列目の情報は車軸番号が1である先頭の車軸に関する情報であり、2列目の情報は車軸番号が2である2番目の車軸に関する情報であり、3列目の情報は車軸番号が3である3番目の車軸に関する情報であり、4列目の情報は車軸番号が4である4番目の車軸に関する情報である。例えば、1列目の対応情報は、車両番号が1の車両6の車軸番号が1である先頭の車軸について、レーンLへの進入時刻がti11であり、進入時の加速度強度がpai11であり、レーンLからの退出時刻がto11であり、退出時の加速度強度がpao11であることを示している。 FIG. 6 shows an example of axle information. In the example of FIG. 6, the information in the first to fourth columns is information about the vehicle 6 having the vehicle number 1. The information in the first column is the information about the first axle with the axle number 1, the information in the second column is the information about the second axle with the axle number 2, and the information in the third column is the information about the axle number. It is the information about the third axle which is 3, and the information in the fourth column is the information about the fourth axle whose axle number is 4. For example, the correspondence information of the first column, the axle head of the axle numbers of vehicles 6 of the vehicle number 1 is 1, entry time to lane L 2 is TI11, acceleration strength upon entry is located in pai11 , exit time from the lane L 2 is TO11, acceleration strength at exit indicates that the Pao11.

また、5列目〜6列目の情報は車両番号が2の車両6に関する情報である。5列目の情報は車軸番号が1である先頭の車軸に関する対応情報であり、6列目の情報は車軸番号が2である2番目の車軸に関する対応情報である。例えば、5列目の対応情報は、車両番号が2の車両6の車軸番号が1である先頭の車軸について、レーンLへの進入時刻がti21であり、進入時の加速度強度がpai21であり、レーンLからの退出時刻がto21であり、退出時の加速度強度がpao21であることを示している。 Further, the information in the fifth to sixth columns is information about the vehicle 6 having the vehicle number 2. The information in the fifth column is the correspondence information about the first axle having the axle number 1, and the information in the sixth column is the correspondence information about the second axle having the axle number 2. For example, the correspondence information of the fifth column, the axle head of the axle numbers of vehicles 6 of the vehicle number 2 is 1, entry time to lane L 1 is Ti21, acceleration strength upon entry is located in pai21 , exit time from the lane L 1 is TO21, acceleration strength at exit indicates that the Pao21.

また、7列目〜8列目の情報は車両番号が3の車両6に関する情報である。7列目の情報は車軸番号が1である先頭の車軸に関する対応情報であり、8列目の情報は車軸番号が2である2番目の車軸に関する対応情報である。例えば、7列目の対応情報は、車両番号が3の車両6の車軸番号が1である先頭の車軸について、レーンLへの進入時刻がti31であり、進入時の加速度強度がpai31であり、レーンLからの退出時刻がto31であり、退出時の加速度強度がpao31であることを示している。 The information in the 7th to 8th columns is information about the vehicle 6 having the vehicle number 3. The information in the 7th column is the correspondence information about the first axle having the axle number 1, and the information in the 8th column is the correspondence information about the second axle having the axle number 2. For example, in the corresponding information in the seventh column, the approach time to the lane L1 is ti31 and the acceleration intensity at the time of approach is pai31 for the first axle in which the axle number of the vehicle 6 having the vehicle number 3 is 1. , exit time from the lane L 1 is To31, acceleration strength at exit indicates that the Pao31.

一例として、図7、図8及び図9に、N=2の場合の各センサー21,22及び観測点P,P,Q,Qの配置例を示し、図7、図8及び図9に示す配置例の場合に、計測装置1が車軸情報を生成する手順について説明する。 As an example, FIGS. 7, 8 and 9 show an arrangement example of each sensor 21 and 22 and observation points P 1 , P 2 , Q 1 and Q 2 when N = 2, and FIGS. 7, 8 and 9 show an example of arrangement. In the case of the arrangement example shown in FIG. 9, the procedure for the measuring device 1 to generate the axle information will be described.

図7は、上部構造7をその上方から見た図であり、図8は、図7をA−A線で切断した断面図であり、図9は、図7をB−B線又はC−C線で切断した断面図である。図7、図
8及び図9の例では、2個のセンサー21が、上部構造7の第1の端部EA1において主桁G,Gにそれぞれ設けられ、2個のセンサー22が、上部構造7の第2の端部EA2において主桁G,Gにそれぞれ設けられている。また、レーンLに対応する観測点P,Qがそれぞれ主桁Gに設けられたセンサー21,22の鉛直上方向にある床板Fの表面の位置に設定され、レーンLに対応する観測点P,Qがそれぞれ主桁Gに設けられたセンサー21,22の鉛直上方向にある床板Fの表面の位置に設定されている。主桁Gに設けられたセンサー21は観測点Pを観測し、主桁Gに設けられたセンサー21は観測点Pを観測する。また、主桁Gに設けられたセンサー22は観測点Qを観測し、主桁Gに設けられたセンサー22は観測点Qを観測する。さらに、2個のセンサー23が、上部構造7の中央部CAにおいて主桁G,Gにそれぞれ設けられている。また、レーンLに対応する観測点Rが、主桁Gに設けられたセンサー23の鉛直上方向にある床板Fの表面の位置に設定され、レーンLに対応する観測点Rが、主桁Gに設けられたセンサー23の鉛直上方向にある床板Fの表面の位置に設定されている。主桁Gに設けられたセンサー23は観測点Rを観測し、主桁Gに設けられたセンサー23は観測点Rを観測する。
7 is a view of the superstructure 7 viewed from above, FIG. 8 is a cross-sectional view of FIG. 7 cut along the line AA, and FIG. 9 is a cross-sectional view of FIG. 7 taken along the line BB or C-. It is sectional drawing cut along the C line. In the example of FIGS. 7, 8 and 9, two sensors 21 are respectively provided at the first end EA1 of the superstructure 7 on the main girder G 1, G 3, the two sensors 22, upper They are respectively provided on the main girder G 1, G 3 at the second end EA2 of structure 7. Further, the observation points P 1 and Q 1 corresponding to the lane L 1 are set at the positions of the surface of the floor plate F in the vertically upward direction of the sensors 21 and 22 provided on the main girder G 1 , respectively, and correspond to the lane L 2. observation point P 2, Q 2 is set to the position of the surface of the floor F in the vertically upward direction of the sensor 21, 22 provided on the main girder G 3 respectively of. The sensor 21 provided on the main girder G 1 observes the observation point P 1, and the sensor 21 provided on the main girder G 3 observes the observation point P 2 . The sensor 22 provided on the main girder G 1 observes the observation point Q 1, the main girder G sensor 22 provided in the 3 observes an observation point Q 2. Furthermore, two sensors 23 are provided respectively on the main girder G 1, G 3 at the center CA of the upper structure 7. Further, the observation point R 1 corresponding to the lane L 1 is set at the position of the surface of the floor plate F in the vertically upward direction of the sensor 23 provided on the main girder G 1 , and the observation point R 2 corresponding to the lane L 2 is set. but it is set to a position of the surface of the floor F in the vertically upward direction of the sensor 23 provided on the main girder G 3. The sensor 23 provided on the main girder G 1 observes the observation point R 1, and the sensor 23 provided on the main girder G 3 observes the observation point R 2 .

計測装置1は、車軸情報を生成するために、各センサー21,22が検出した各時刻の加速度を振幅に変換し、加速度強度を取得する。なお、各センサー22が検出した加速度は、車軸情報の取得には用いられない。 In order to generate axle information, the measuring device 1 converts the acceleration detected by each of the sensors 21 and 22 at each time into an amplitude and acquires the acceleration intensity. The acceleration detected by each sensor 22 is not used for acquiring axle information.

図10は、4軸の車両6がレーンLを走行した場合に観測点P,P,Q,Qに対して検出される加速度の一例を示す図である。また、図11は、図10の各時刻の加速度振幅を加速度強度に変換した図である。図10及び図11の例では、車両6がレーンLを走行しているので、車両6の4つの車軸が観測点P,Qをそれぞれ通過する時刻において大きな加速度強度が取得されている。4つの車軸が観測点Pをそれぞれ通過する時刻において取得される加速度強度は第1観測点情報に含まれる。また、4つの車軸が観測点Qをそれぞれ通過する時刻において取得される加速度強度は第2観測点情報に含まれる。 FIG. 10 is a diagram showing an example of acceleration detected with respect to observation points P 1 , P 2 , Q 1 and Q 2 when a 4-axis vehicle 6 travels in lane L 2. Further, FIG. 11 is a diagram in which the acceleration amplitude at each time in FIG. 10 is converted into an acceleration intensity. In the example of FIG. 10 and FIG. 11, since the vehicle 6 is traveling lane L 2, and large acceleration intensity is obtained at the time when the four axles of the vehicle 6 passes the observation point P 2, Q 2, respectively .. Four axle acceleration intensity acquired at the time of passing through the observation point P 2 respectively included in the first observation point information. The four axle acceleration intensity acquired at the time of passing through the observation point Q 2 respectively are included in the second observation point data.

そして、計測装置1は、取得した加速度強度が所定の閾値を超えた時刻を先頭の車軸から順に各車軸が観測点P,Qを通過した時刻、すなわち、各車軸のレーンLへの進入時刻及びレーンLからの退出時刻として取得する。 The measuring apparatus 1, the time when the obtained acceleration intensity each axle in order from the head of the axle the time exceeds a predetermined threshold value has passed the observation point P 2, Q 2, i.e., to the lane L 2 of each axle It is obtained as the exit time from the entry time and lane L 2.

図12は、図11の加速度強度を所定の閾値で2値化した図である。図12の例では、4つの車軸のそれぞれのレーンLへの進入時刻とレーンLからの退出時刻が取得されている。4つの車軸のそれぞれのレーンLへの進入時刻は第1観測点情報に含まれる。また、4つの車軸のそれぞれのレーンLからの退出時刻は第2観測点情報に含まれる。 FIG. 12 is a diagram in which the acceleration intensity of FIG. 11 is binarized at a predetermined threshold value. In the example of FIG. 12, each entry time and exit time from the lane L 2 to lane L 2 of the four axles are acquired. Each entry time to lane L 2 of the four axles are included in the first observation point information. Further, each of the exit time from the lane L 2 of the four axles are included in the second observation point data.

さらに、計測装置1は、4つの車軸のそれぞれのレーンLへの進入時刻のパターン1と、4つの車軸のそれぞれのレーンLからの退出時刻のパターン2とを比較し、当該2つのパターンが同一の車両6の通過によるものが否かを判定する。4つの車軸の間隔は変化しないので、車両6が上部構造7を走行する速度が一定であれば、パターン1,2は一致することになる。例えば、計測装置1は、先頭の車軸の進入時刻と退出時刻を一致させるように、パターン1,2のいずれかの時刻をスライドさせ、2番目〜4番目の各車軸の進入時刻と退出時刻の差が所定の閾値以下の場合はパターン1,2が同一の車両6の通過によるものと判定し、当該差が所定の閾値よりも大きい場合はパターン1,2が2台の車両6の通過によるものと判定する。なお、計測装置1は、2台の車両6が同じ速度で1つのレーンを連行する場合において先の車両6の複数の車軸と後の車両6の複数の車軸をすべて1台の車両6の車軸と誤判定しないように、2つの連続する車軸の進入時刻又は退出時刻の間隔が規定以上の時間差である場合には、当該2つの車軸の進入時刻及び退出時刻
を2つの車両6に分ければよい。
Furthermore, the measuring apparatus 1 has four pattern 1 of each entry time to lane L 2 of the axle, compared with the pattern 2 of the exit time from each lane L 2 of the four axles, the two patterns Determines whether or not is due to the passage of the same vehicle 6. Since the distance between the four axles does not change, the patterns 1 and 2 will match if the speed at which the vehicle 6 travels on the superstructure 7 is constant. For example, the measuring device 1 slides one of the times of patterns 1 and 2 so as to match the entry time and the exit time of the first axle, and sets the approach time and the exit time of each of the second to fourth axles. If the difference is less than or equal to a predetermined threshold value, it is determined that patterns 1 and 2 are due to the passage of the same vehicle 6, and if the difference is larger than the predetermined threshold value, patterns 1 and 2 are due to the passage of two vehicles 6. Judge as something. In the measuring device 1, when two vehicles 6 carry one lane at the same speed, the plurality of axles of the preceding vehicle 6 and the plurality of axles of the rear vehicle 6 are all the axles of one vehicle 6. If the interval between the entry time or exit time of two consecutive axles is more than the specified time difference, the entry time and exit time of the two axles may be divided into two vehicles 6. ..

図13は、図12に対して、先頭の車軸の進入時刻と退出時刻を一致させるように、4つの車軸のそれぞれのレーンLからの退出時刻のパターン2をスライドさせた図である。なお、図13は、図12に対して横軸方向が拡大されている。図13の例では、4つの車軸のそれぞれのレーンLへの進入時刻のパターン1と、4つの車軸のそれぞれのレーンLからの退出時刻のパターン2とがほぼ一致しており、パターン1,2が同一の車両6の通過によるものと判定される。 FIG. 13 is a view in which the pattern 2 of the exit time from the lane L 2 of each of the four axles is slid so as to match the entry time and the exit time of the leading axle with respect to FIG. Note that FIG. 13 is enlarged in the horizontal axis direction with respect to FIG. In the example of FIG. 13, the pattern 1 of the entry time to each lane L 2 of the four axles and the pattern 2 of the exit time from each lane L 2 of the four axles are substantially the same, and the pattern 1 , 2 are determined to be due to the passage of the same vehicle 6.

そして、計測装置1は、図12に示したレーンLへの4つの進入時刻、図11に示した観測点Pの4つの加速度強度のピーク値、図12に示したレーンLからの4つの退出時刻、及び、図11に示した観測点Qの4つの加速度強度のピーク値を、先頭から順に対応づけることにより、先頭の車軸の対応情報、2番目の車軸の対応情報、3番目の車軸の対応情報及び4番目の車軸の対応情報を取得する。さらに、計測装置1は、レーンLを走行した車両6と4つの車軸の対応情報とを対応付けた対応情報を取得する。これらの情報は、第1観測点情報及び第2観測点情報とともに、車軸情報に含まれる。 The measuring apparatus 1, the four entry time to lane L 2 shown in FIG. 12, the peak value of the four accelerations intensity of the observation point P 2 as shown in FIG. 11, from the lane L 2 shown in FIG. 12 four exit time, and the peak value of the four acceleration intensity observation point Q 2 to which shown in FIG. 11, by associating in sequence from the head, the corresponding information of the leading axle, correspondence information of the second axle, 3 Acquire the correspondence information of the fourth axle and the correspondence information of the fourth axle. Furthermore, the measuring apparatus 1 acquires the correspondence information that associates the vehicle 6 traveling on the lane L 2 and the correspondence information of the four axles. This information is included in the axle information together with the first observation point information and the second observation point information.

計測装置1は、車軸情報により、上部構造7のレーンLを通過した任意の車両6に対して、当該車両6の各車軸の観測点Pへの進入時刻、各車軸による観測点Pの加速度強度、各車軸の観測点Qからの退出時刻、及び、各車軸による観測点Qの加速度強度を特定することができる。 Based on the axle information, the measuring device 1 indicates, for any vehicle 6 that has passed through the lane L j of the superstructure 7, the approach time of each axle of the vehicle 6 to the observation point P j, and the observation point P j by each axle. acceleration strength, exit time from the observation point Q j of each axle, and can identify the acceleration intensity observation point Q j by each axle.

1−3.たわみ波形の生成
本実施形態では、橋梁5の上部構造7において、床板Fと主桁G〜Gなどで構成される橋床7aが1つ或いは複数の連続配置される構成として考え、計測装置1は、1つの橋床7aの変位を長手方向の中央部における変位として算出する。上部構造7に印加される荷重は上部構造7の一端から他端へ移動する。この時、荷重の上部構造7上の位置と荷重量を用いて、上部構造7の中央部の変位であるたわみ量を表すことができる。本実施形態では、車両6の車軸が上部構造7上を移動するときのたわみ変形を、1点荷重の梁上の移動によるたわみ量の軌跡として表すために、図14に示す構造モデルを考え、当該構造モデルにおいて、中央部におけるたわみ量を算出する。図14において、Pは荷重である。aは、車両6が進入する側の上部構造7の端からの荷重位置である。bは、車両6が退出する側の上部構造7の端からの荷重位置である。lは、上部構造7の両端の間の距離である。図14に示す構造モデルは、両端を支点とする両端を支持した単純梁である。
1-3. In generating this embodiment of the deflection waveform, the superstructure 7 of the bridges 5, considered as a configured bridge floor 7a like floor F and the main girder G 1 ~G K is to be one or more continuous arrangement, measurement The device 1 calculates the displacement of one bridge floor 7a as the displacement in the central portion in the longitudinal direction. The load applied to the superstructure 7 moves from one end to the other of the superstructure 7. At this time, the position on the superstructure 7 of the load and the amount of the load can be used to express the amount of deflection, which is the displacement of the central portion of the superstructure 7. In the present embodiment, in order to express the deflection deformation when the axle of the vehicle 6 moves on the superstructure 7 as a locus of the amount of deflection due to the movement on the beam of the one-point load, the structural model shown in FIG. 14 is considered. In the structural model, the amount of deflection at the central portion is calculated. In FIG. 14, P is a load. a is a load position from the end of the superstructure 7 on the side where the vehicle 6 enters. b is a load position from the end of the superstructure 7 on the side where the vehicle 6 exits. l is the distance between both ends of the superstructure 7. The structural model shown in FIG. 14 is a simple beam having both ends as fulcrums and supporting both ends.

図14に示す構造モデルにおいて、車両6が進入する側の上部構造7の端の位置をゼロとしてたわみ量の観測位置をxとしたとき、単純梁の曲げモーメントMは式(1)で表される。 In the structural model shown in FIG. 14, when the position of the end of the superstructure 7 on the side where the vehicle 6 enters is zero and the observation position of the amount of deflection is x, the bending moment M of the simple beam is expressed by the equation (1). NS.

Figure 2021147818
Figure 2021147818

式(1)において、関数Hは式(2)のように定義される。 In the formula (1), the function H a is defined as Equation (2).

Figure 2021147818
Figure 2021147818

式(1)を変形し、式(3)が得られる。 Equation (1) is modified to obtain Equation (3).

Figure 2021147818
Figure 2021147818

一方、曲げモーメントMは式(4)で表される。式(4)において、θは角度であり、Iは二次モーメントであり、Eはヤング率である。 On the other hand, the bending moment M is represented by the equation (4). In equation (4), θ is the angle, I is the moment of inertia, and E is Young's modulus.

Figure 2021147818
Figure 2021147818

式(4)を式(3)に代入し、式(5)が得られる。 By substituting the equation (4) into the equation (3), the equation (5) is obtained.

Figure 2021147818
Figure 2021147818

式(5)を観測位置xについて積分する式(6)を計算し、式(7)が得られる。式(7)において、Cは積分定数である。 The equation (6) that integrates the equation (5) with respect to the observation position x is calculated, and the equation (7) is obtained. In equation (7), C 1 is an integral constant.

Figure 2021147818
Figure 2021147818

Figure 2021147818
Figure 2021147818

さらに、式(7)を観測位置xについて積分する式(8)を計算し、式(9)が得られる。式(9)において、Cは積分定数である。 Further, the equation (8) that integrates the equation (7) with respect to the observation position x is calculated, and the equation (9) is obtained. In equation (9), C 2 is an integral constant.

Figure 2021147818
Figure 2021147818

Figure 2021147818
Figure 2021147818

式(9)において、θxはたわみ量を表し、θxをたわみ量wに置き換えて式(10)が得られる。 In the formula (9), θx represents the amount of deflection, and the formula (10) is obtained by replacing θx with the amount of deflection w.

Figure 2021147818
Figure 2021147818

図14より、b=l−aなので、式(10)は式(11)のように変形される。 From FIG. 14, since b = la, the equation (10) is transformed as the equation (11).

Figure 2021147818
Figure 2021147818

x=0でたわみ量w=0として、x≦aよりH=0であるから、式(11)にx=w=H=0を代入して整理すると、式(12)が得られる。 As the deflection amount w = 0 at x = 0, because it is H a = 0 than x ≦ a, and rearranging by substituting x = w = H a = 0 in equation (11), equation (12) is obtained ..

Figure 2021147818
Figure 2021147818

また、x=lでたわみ量w=0として、x>aよりH=1であるから、式(11)にx=l,w=0,H=1を代入して整理すると、式(13)が得られる。 Further, the deflection amount w = 0 at x = l, because it is H a = 1 than x> a, the equation (11) x = l, and rearranging by substituting w = 0, H a = 1 , the formula (13) is obtained.

Figure 2021147818
Figure 2021147818

式(13)にb=l−aを代入し、式(14)が得られる。 Substituting b = la into equation (13), equation (14) is obtained.

Figure 2021147818
Figure 2021147818

式(10)に式(12)の積分定数C及び式(13)の積分定数Cを代入し、式(15)が得られる。 By substituting the integral constant C 1 of the equation (12) and the integral constant C 2 of the equation (13) into the equation (10), the equation (15) is obtained.

Figure 2021147818
Figure 2021147818

式(15)を変形し、荷重Pが位置aに印加された時の観測位置xにおけるたわみ量wは、式(16)で表される。 The amount of deflection w at the observation position x when the load P is applied to the position a by modifying the equation (15) is expressed by the equation (16).

Figure 2021147818
Figure 2021147818

図15に、たわみ量の観測位置xが単純梁の中央位置に固定されている条件で、すなわちx=l/2の時に、荷重Pが単純梁の一端から他端へ移動する様子を示す。 FIG. 15 shows how the load P moves from one end to the other end of the simple beam under the condition that the observation position x of the amount of deflection is fixed at the center position of the simple beam, that is, when x = l / 2.

荷重位置aが観測位置x=l/2よりも左側にある時、x>aよりH=1であるから、式(16)にx=l/2,H=1を代入し、式(17)が得られる。 When the load position a is on the left side than the observation position x = l / 2, since it is H a = 1 than x> a, substituting x = l / 2, H a = 1 in Equation (16), wherein (17) is obtained.

Figure 2021147818
Figure 2021147818

式(17)にl=a+bを代入して整理すると式(18)が得られる。 Equation (18) can be obtained by substituting l = a + b into equation (17) and rearranging.

Figure 2021147818
Figure 2021147818

式(18)にa+b=lを代入し、荷重Pの位置が中央の観測位置x=l/2よりも左側にある場合の観測位置xのたわみ量wは式(19)のようになる。 Substituting a + b = l into equation (18), the amount of deflection w L of the observation position x when the position of the load P is on the left side of the central observation position x = l / 2 is as shown in equation (19). ..

Figure 2021147818
Figure 2021147818

一方、荷重位置aが観測位置x=l/2よりも右側にある時、x≦aよりH=0であるから、式(16)にx=l/2,H=0を代入し、式(20)が得られる。 Meanwhile, when the load position a is on the right side than the observation position x = l / 2, since it is H a = 0 than x ≦ a, substituting x = l / 2, H a = 0 in equation (16) , Equation (20) is obtained.

Figure 2021147818
Figure 2021147818

式(20)にl=a+bを代入して整理すると、荷重Pの位置が中央の観測位置x=l/2よりも右側にある場合の観測位置xのたわみ量wは式(21)のようになる。 By substituting l = a + b into equation (20) and rearranging, the amount of deflection w R of the observation position x when the position of the load P is on the right side of the central observation position x = l / 2 is given by equation (21). Will be.

Figure 2021147818
Figure 2021147818

また、荷重位置aが観測位置x=l/2と同じである時、x≦aよりH=0であるから、式(16)にH=0,a=b=l/2を代入して整理すると、式(22)が得られる。 Further, when the load position a is the same as the observed position x = l / 2, since it is H a = 0 than x ≦ a, substituting H a = 0, a = b = l / 2 in the equation (16) Then, the equation (22) is obtained.

Figure 2021147818
Figure 2021147818

さらに、式(22)にa=l/2を代入すると、荷重Pの位置が中央の観測位置と同じである場合の観測位置xのたわみ量wは式(23)のようになる。 Further, when a = l / 2 is substituted into the equation (22), the amount of deflection w of the observed position x when the position of the load P is the same as the central observed position becomes as shown in the equation (23).

Figure 2021147818
Figure 2021147818

両端支点の単純梁では、荷重Pが中央にある場合が最大たわみ変位となるので、式(23)より、最大たわみ量wmaxは式(24)で表される。 In a simple beam with fulcrums at both ends, the maximum deflection displacement is obtained when the load P is in the center. Therefore, from the equation (23), the maximum deflection amount w max is expressed by the equation (24).

Figure 2021147818
Figure 2021147818

荷重Pの位置が中央の観測位置x=l/2よりも左側にある場合の観測位置xのたわみ量wを最大たわみ量wmaxで除算して最大たわみ量wmaxで規格化すると、式(19)及び式(24)より、式(25)が得られる。 When the position of the load P is normalized by the maximum deflection of w max is divided by the maximum deflection amount w max the deflection amount w L of the observed position x when the left than the center of the observed position x = l / 2, the formula Equation (25) is obtained from equation (19) and equation (24).

Figure 2021147818
Figure 2021147818

式(25)においてa/l=rと置くと式(26)が得られる。 Equation (26) is obtained by setting a / l = r in equation (25).

Figure 2021147818
Figure 2021147818

一方、荷重Pの位置が中央の観測位置x=l/2よりも右側にある場合の観測位置xのたわみ量wを最大たわみ量wmaxで除算して最大たわみ量wmaxで規格化すると、式(21)及び式(24)より、式(27)が得られる。 On the other hand, when the position of the load P is normalized by the maximum deflection amount w max be divided by the maximum deflection amount w max the deflection amount w R of the observed position x when the right of the center of the observed position x = l / 2 , Equation (21) and Equation (24) give equation (27).

Figure 2021147818
Figure 2021147818

ここで、a/l=r,a+b=lより、b=l×(1−r)であるから、式(27)にb=l×(1−r)を代入し、式(28)が得られる。 Here, since b = l × (1-r) from a / l = r and a + b = l, b = l × (1-r) is substituted into the equation (27), and the equation (28) becomes can get.

Figure 2021147818
Figure 2021147818

式(25)、式(27)とまとめて、単純梁上を荷重Pが移動する際に中央部で観測される最大たわみ量で規格化された規格化たわみ量wstdは、式(29)で表される。 Summarized with equations (25) and (27), the normalized amount of deflection w std standardized by the maximum amount of deflection observed in the central part when the load P moves on the simple beam is given by equation (29). It is represented by.

Figure 2021147818
Figure 2021147818

式(29)において、r=a/l,1−r=b/lは、単純梁の支点間の距離lに対する荷重Pの位置の比を示し、式(30)に示すように変数Rを定義する。 In equation (29), r = a / l and 1-r = b / l indicate the ratio of the position of the load P to the distance l between the fulcrums of the simple beam, and the variable R is set as shown in equation (30). Define.

Figure 2021147818
Figure 2021147818

式(30)を用いて式(29)は式(31)に置き換えられる。 Using equation (30), equation (29) is replaced by equation (31).

Figure 2021147818
Figure 2021147818

式(30)及び式(31)は、単純梁の中央に観測位置がある場合、荷重Pの位置が中央よりも右側と左側でたわみ量が対称となることを示している。 Equations (30) and (31) show that when the observation position is in the center of the simple beam, the amount of deflection is symmetrical on the right side and the left side of the center of the load P.

図16に、観測位置x=l/2の場合の規格化たわみ量wstdの波形の一例を示す。図16において、横軸は荷重Pの位置であり、縦軸は規格化たわみ量wstdである。図16の例では、単純梁の支点間の距離l=1である。 FIG. 16 shows an example of the waveform of the normalized deflection amount wstd when the observation position x = l / 2. In FIG. 16, the horizontal axis is the position of the load P, and the vertical axis is the normalized amount of deflection w std . In the example of FIG. 16, the distance l = 1 between the fulcrums of the simple beam.

前述の車軸情報に含まれるのは、車両6の各車軸のレーンLへの進入時刻及びレーンLからの退出時刻、すなわち、車両6が上部構造7の両端の位置をそれぞれ通過した時刻であるので、上部構造7の両端の位置を車軸の進入時刻及び退出時刻に対応させて、荷重位置a,bを時間に置き換える。ただし、車両6の速度はほぼ一定で、位置と時刻はほぼ比例するものとする。 Included in the aforementioned axle information, exit time from entry time and Lane L j to lane L j of each axle of the vehicle 6, i.e., at the time the vehicle 6 has passed the respective positions of both ends of the superstructure 7 Therefore, the positions at both ends of the superstructure 7 are made to correspond to the entry time and the exit time of the axle, and the load positions a and b are replaced with time. However, it is assumed that the speed of the vehicle 6 is substantially constant and the position and time are substantially proportional.

上部構造7の左端の荷重位置を進入時刻tと対応させ、上部構造7の右端の荷重位置を退出時刻tと対応させると、左端からの荷重位置aは進入時刻tからの経過時刻tに置き換える。経過時刻tは式(32)で表される。 A load position of the left end of the upper structure 7 in correspondence with entry time t i, when the corresponding load position of the right end of the superstructure 7 and the exit time t o, the load position a from the left end time elapsed from entry time t i Replace with t p . The elapsed time t p is expressed by the equation (32).

Figure 2021147818
Figure 2021147818

また、支点間の距離lは、進入時刻tから退出時刻tまでの時間tに置き換えられる。時間tは式(33)で表される。 In addition, the distance l between the fulcrum is replaced by the time t s from the entry time t i until the exit time t o. The time t s is expressed by the equation (33).

Figure 2021147818
Figure 2021147818

車両6の速度は一定なので、荷重位置aが上部構造7の中央にある時刻tは式(34)で表される。 Since the speed of the vehicle 6 is constant, the time t c at which the load position a is in the center of the superstructure 7 is represented by the equation (34).

Figure 2021147818
Figure 2021147818

以上のように位置を時間に置き換えて、荷重Pの位置は、式(35)及び式(36)のようになる。 Replacing the position with time as described above, the position of the load P becomes as shown in equations (35) and (36).

Figure 2021147818
Figure 2021147818

Figure 2021147818
Figure 2021147818

式(35)及び式(36)を式(29)に代入し、時間に置き換えた規格化たわみ量wstdは、式(37)で表される。 The normalized deflection amount wstd in which the equations (35) and (36) are substituted into the equation (29) and replaced with time is expressed by the equation (37).

Figure 2021147818
Figure 2021147818

あるいは、式(30)及び式(31)より、変数Rを時間に置き換えて、最大振幅で規格化された規格化たわみ量wstdは、式(38)で表される。 Alternatively, from equations (30) and (31), the normalized deflection amount wstd normalized by the maximum amplitude is expressed by equation (38) by substituting the variable R with time.

Figure 2021147818
Figure 2021147818

時間経過と規格化たわみ量の関係付けを観測データとして扱うことを考慮して、規格化たわみ量wstdを、両端支点の単純梁上の単一集中荷重の移動による梁中央の観測位置の規格化たわみ量モデルwstd(t)に置き換えて、式(38)は式(39)のようになる。式(39)は、構造物である上部構造7のたわみの近似式であり、上部構造7の構造モデルに基づく式である。具体的には、式(39)は、車両6が移動するレーンLにおける観測点Pと観測点Qとの中央位置におけるたわみの最大振幅で規格化され、最大値が1となる式である。 Considering that the relationship between the passage of time and the standardized deflection amount is treated as observation data, the standardized deflection amount wstd is the standard for the observation position of the center of the beam by moving a single concentrated load on the simple beam at both ends. Substituting the deflection amount model w std (t), the equation (38) becomes as in the equation (39). Equation (39) is an approximate equation for the deflection of the superstructure 7 which is a structure, and is an equation based on the structural model of the superstructure 7. Specifically, the equation (39) is normalized by the maximum amplitude of the deflection at the central position between the observation point P j and the observation point Q j in the lane L j where the vehicle 6 moves, and the maximum value is 1. Is.

Figure 2021147818
Figure 2021147818

この規格化たわみ量モデルwstd(t)に必要な時間情報は、前述の車軸情報から得られる。規格化たわみ量モデルwstd(t)は、上部構造7の中央位置において最大たわみ量wmaxとなるので、式(40)が得られる。 The time information required for this standardized deflection amount model w std (t) can be obtained from the above-mentioned axle information. Since the normalized deflection amount model w std (t) has the maximum deflection amount w max at the central position of the superstructure 7, the equation (40) can be obtained.

Figure 2021147818
Figure 2021147818

また、前述の式(23)に示されるたわみ量wは、荷重Pの位置が中央の観測位置と同じである場合の観測位置x=l/2のたわみ量であり、最大たわみ量wmaxと一致するので、式(41)が得られる。 Further, the deflection amount w shown in the above equation (23) is the deflection amount of the observation position x = l / 2 when the position of the load P is the same as the central observation position, and is the maximum deflection amount w max . Since they match, equation (41) is obtained.

Figure 2021147818
Figure 2021147818

図17に、規格化たわみ量モデルwstd(t)の一例を示す。図17の例では、進入時刻t=4、退出時刻t=6であり、時刻t=(t+t)/2=5において、規格化たわみ量モデルwstd(t)は、上部構造7の中央位置において最大たわみ量wmax=1となっている。 FIG. 17 shows an example of the normalized deflection amount model w std (t). In the example of FIG. 17, entry time t i = 4, a exit time t o = 6, at time t c = (t i + t o) / 2 = 5, the normalized deflection of models w std (t) is The maximum amount of deflection w max = 1 at the central position of the superstructure 7.

仮に、構造物である上部構造7は、BWIM(Bridge Weigh in Motion)が機能すると仮定し、両端を支点とした単純梁に近似した変形をすると考える。また、移動体である車両6は上部構造7の一方の端部から上部構造7を概ね一定速度で通過し、もう一方の端部に移動するのであるから、上部構造7の中間部と上部構造7の端部は同じ荷重の作用を受けるので、観測される上部構造7の変位は、車軸情報から得られる車軸の加速度強度aに近似的に比例すると考えることができる。 It is assumed that the superstructure 7 which is a structure functions as BWIM (Bridge Weigh in Motion), and is considered to be deformed to resemble a simple beam with both ends as fulcrums. Further, since the vehicle 6 which is a moving body passes through the superstructure 7 from one end of the superstructure 7 at a substantially constant speed and moves to the other end, the intermediate portion and the superstructure of the superstructure 7 are moved. Since the end of 7 is subjected to the same load, the observed displacement of the superstructure 7 can be considered to be approximately proportional to the acceleration intensity ap of the axle obtained from the axle information.

比例係数を、車軸情報から得られる車軸の加速度強度aと所定の係数pとの積であるものとして、式(42)により、各車軸による上部構造7のたわみ波形H(t)が得られる。なお、加速度強度aは、車軸情報に含まれる進入時の加速度強度でもよいし、退出時の加速度強度でもよいし、進入時の加速度強度と退出時の加速度強度との平均値等の統計値でもよい。 Assuming that the proportional coefficient is the product of the acceleration intensity ap of the axle obtained from the axle information and the predetermined coefficient p, the deflection waveform H (t) of the superstructure 7 by each axle can be obtained by the equation (42). .. The acceleration intensity ap may be the acceleration intensity at the time of approach included in the axle information, the acceleration intensity at the time of exit, or a statistical value such as an average value of the acceleration intensity at the time of approach and the acceleration intensity at the time of exit. It may be.

Figure 2021147818
Figure 2021147818

式(39)を式(42)に代入し、たわみ波形H(t)は式(43)で表される。 Substituting the equation (39) into the equation (42), the deflection waveform H (t) is represented by the equation (43).

Figure 2021147818
Figure 2021147818

これまでは、上部構造7に単一荷重Pが印加されるものとしていたが、車両6が走行するレーンLには車両6の各車軸による荷重が印加されるので、式(43)は式(44)のようにたわみ波形Hjk(t)に置き換えられる。式(44)において、kは車軸番号を表す整数であり、jはレーン番号を表す整数である。式(44)に示すように、たわみ波形Hjk(t)は、所定の係数pと加速度強度apjkとの積に比例する。 Until now, a single load P was applied to the superstructure 7, but since the load from each axle of the vehicle 6 is applied to the lane Lj in which the vehicle 6 travels, the equation (43) is expressed by the equation (43). It is replaced with the deflection waveform H jk (t) as in (44). In equation (44), k is an integer representing the axle number and j is an integer representing the lane number. As shown in the equation (44), the deflection waveform H jk (t) is proportional to the product of a predetermined coefficient p and the acceleration intensity a pjk.

Figure 2021147818
Figure 2021147818

図18に、レーンLを走行する車両6に含まれる各車軸による上部構造7のたわみ波形の一例を示す。図18の例では、車両6は4軸車両であり、4つのたわみ波形Hj1(t),Hj2(t),Hj3(t),Hj4(t)が示されている。図18の例では、先頭と2番目の車軸による荷重は相対的に小さく、3番目と4番目の車軸による荷重は相対的に大きいため、たわみ波形Hj1(t),Hj2(t)の最大振幅は相対的に小さく、たわみ波形Hj3(t),Hj4(t)の最大振幅は相対的に大きくなっている。 18 shows an example of a deflection waveform of the superstructure 7 by each axle included in the vehicle 6 traveling on the lane L j. In the example of FIG. 18, the vehicle 6 is a 4-axis vehicle, and four deflection waveforms H j1 (t), H j2 (t), H j3 (t), and H j4 (t) are shown. In the example of FIG. 18, since the load from the first and second axles is relatively small and the load from the third and fourth axles is relatively large, the deflection waveforms H j1 (t) and H j2 (t) are shown. The maximum amplitude is relatively small, and the maximum amplitude of the deflection waveforms H j3 (t) and H j4 (t) is relatively large.

式(45)に示すように、レーンLを走行する車両6による上部構造7のたわみ波形である車両たわみ波形CPjm(t)は、各車軸による上部構造7のたわみ波形Hjk(t)を加算して得られる。式(45)において、mは車両番号を表す整数であり、kは車軸番号を表す整数であり、jはレーン番号を表す整数である。 Formula as shown in (45), a deflection waveform of the superstructure 7 by the vehicle 6 traveling on the lane L j vehicle deflection waveform CP jm (t) is the deflection waveform H jk superstructure 7 by each axle (t) Is obtained by adding. In equation (45), m is an integer representing a vehicle number, k is an integer representing an axle number, and j is an integer representing a lane number.

Figure 2021147818
Figure 2021147818

図19に、図18に示した4つのたわみ波形Hj1(t),Hj2(t),Hj3(t),Hj4(t)を加算して得られる、車両たわみ波形CPjm(t)を示す。 In FIG. 19, the vehicle deflection waveform CP jm (t) obtained by adding the four deflection waveforms H j1 (t), H j2 (t), H j3 (t), and H j4 (t) shown in FIG. ) Is shown.

1−4.変位の算出
観測点Rの変位の計測波形である変位波形CU(t)は、観測点Rを観測するセンサー23が検出した加速度をローパスフィルター処理した後、2回積分することによって得られる。変位波形CU(t)と車両たわみ波形CPjm(t)との間には相関があり、変位波形CU(t)のULow以上UHI以下の範囲Umid_periodにおいて相関係数がほぼ一定となる。範囲Umid_periodは、上部構造7の見かけ上
のヤング率が変動しない範囲であり、変位波形CU(t)の振幅が小さすぎず、かつ、大きすぎない中程度の範囲である。一般に、荷重試験に用いられる車両の重量は20t以内であることが多いので、範囲Umid_periodの上限値UHIは20tの荷重に相当する変位とし、例えば、範囲Umid_periodは、10t〜15t荷重に相当する範囲に設定される。
1-4. Displacement calculation The displacement waveform CU j (t), which is the measurement waveform of the displacement at the observation point R j , is obtained by low-pass filtering the acceleration detected by the sensor 23 observing the observation point R i and then integrating it twice. Be done. There is a correlation between the displacement waveform CU j (t) and the vehicle deflection waveform CP jm (t), and the correlation coefficient is almost constant in the range U mid_period of the displacement waveform CU j (t) between U Low and U HI. It becomes. The range U mid_period is a range in which the apparent Young's modulus of the superstructure 7 does not fluctuate, and the amplitude of the displacement waveform CU j (t) is not too small and not too large. In general, since it is often the weight of the vehicle used in the load test is within 20t, the upper limit U HI range U Mid_period is a displacement corresponding to the load of 20t, for example, range U Mid_period is the 10t~15t load It is set in the corresponding range.

図20に、ULow以上UHI以下の範囲Umid_periodの変位波形CU(t)の一例を示す。図20において、横軸は時間であり、縦軸は変位である。図20に示すように、変位波形CU(t)がULowとUHIとの間にある期間をtmid_periodとする。 FIG. 20 shows an example of the displacement waveform CU j (t) in the range U mid_period of U Low or more and U HI or less. In FIG. 20, the horizontal axis is time and the vertical axis is displacement. As shown in FIG. 20, the period during which the displacement waveform CU j (t) is between U Low and U HI is defined as t mid_period.

期間tmid_periodにおいて、車両たわみ波形CPjm(t)と変位波形CU(t)とは、式(46)のように近似的に比例関係にあるものとする。 In the period t mid_period, it is assumed that the vehicle deflection waveform CP jm (t) and the displacement waveform CU j (t) are approximately proportional to each other as shown in the equation (46).

Figure 2021147818
Figure 2021147818

式(46)の変位波形CU(tmid_period)及び車両たわみ波形CPjm(tmid_period)は、それぞれ式(47)及び式(48)で定義される。 The displacement waveform CU j (t mid_period ) of the equation (46) and the vehicle deflection waveform CP jm (t mid_period ) are defined by the equations (47) and (48), respectively.

Figure 2021147818
Figure 2021147818

Figure 2021147818
Figure 2021147818

期間tmid_periodを時刻tから時刻tまでの期間とし、計測装置1は、式(49)により、期間tmid_periodにおける比例係数hの平均値を算出し、車両たわみ波形CPjm(t)と変位波形CU(t)の相関係数hj_avgとする。 The period t mid_period is set to the period from time t 1 to time t 2 , and the measuring device 1 calculates the average value of the proportional coefficient h j in the period t mid_period by the equation (49), and the vehicle deflection waveform CP jm (t). And the correlation coefficient h j_avg of the displacement waveform CU j (t).

Figure 2021147818
Figure 2021147818

そして、計測装置1は、式(50)により、車両たわみ波形CPjm(t)と相関係数hj_avgとを乗算した波形である推定波形eU(t)を算出する。推定波形eU(t)は車両たわみ波形CPjm(t)から推定される観測点Rの変位の波形である。 Then, the measuring device 1 calculates an estimated waveform eU j (t) which is a waveform obtained by multiplying the vehicle deflection waveform CP jm (t) and the correlation coefficient h j_avg by the equation (50). The estimated waveform eU j (t) is a waveform of the displacement of the observation point R j estimated from the vehicle deflection waveform CP jm (t).

Figure 2021147818
Figure 2021147818

計測装置1は、式(51)のように、変位波形CU(t)と推定波形eU(t)との差が所定の閾値thU(t)よりも小さい場合は、変位波形CU(t)と推定波形eU(t)とが近似すると判断し、変位波形CU(t)を選択する。変位波形CU
(t)と推定波形eU(t)とが近似する場合は、観測点Rに対する実測に基づいて算出された変位波形CU(t)は推定波形eU(t)よりも精度が高いと考えられるため、計測装置1は、変位波形CU(t)を選択する。
When the difference between the displacement waveform CU j (t) and the estimated waveform eU j (t) is smaller than the predetermined threshold thU j (t), the measuring device 1 has the displacement waveform CU j. It is determined that (t) and the estimated waveform eU j (t) are close to each other, and the displacement waveform CU j (t) is selected. Displacement waveform CU j
When (t) and the estimated waveform eU j (t) are close to each other, the displacement waveform CU j (t) calculated based on the actual measurement with respect to the observation point R j is more accurate than the estimated waveform eU j (t). Therefore, the measuring device 1 selects the displacement waveform CU j (t).

Figure 2021147818
Figure 2021147818

また、計測装置1は、式(52)のように、変位波形CU(t)と推定波形eU(t)との差が所定の閾値thU(t)以上の場合は、変位波形CU(t)と推定波形eU(t)とが近似しないと判断し、推定波形eU(t)を選択する。変位波形CU(t)と推定波形eU(t)とが近似しない場合は、変位波形CU(t)は推定波形eU(t)よりも精度が低いと考えられるため、計測装置1は、推定波形eU(t)を選択する。 Further, in the measuring device 1, when the difference between the displacement waveform CU j (t) and the estimated waveform eU j (t) is equal to or greater than the predetermined threshold thU j (t) as in the equation (52), the displacement waveform CU It is determined that j (t) and the estimated waveform eU j (t) do not approximate, and the estimated waveform eU j (t) is selected. If the displacement waveform CU j (t) and the estimated waveform eU j (t) do not approximate, the displacement waveform CU j (t) is considered to be less accurate than the estimated waveform eU j (t). selects the estimated waveform eU j (t).

Figure 2021147818
Figure 2021147818

そして、計測装置1は、選択した変位波形CU(t)又は推定波形eU(t)を変位波形CUjest(t)とする。 Then, the measuring device 1 sets the selected displacement waveform CU j (t) or the estimated waveform eU j (t) as the displacement waveform CU gest (t).

1−5.荷重の算出
車両6がレーンLを走行するとき、観測点Rの変位と車両6による観測点Rへの荷重との間には相関がある。計測装置1は、相関式(53)により、変位波形CUjest(t)を荷重波形CW(t)に変換する。式(53)の1次係数Sc及び0次係数Icは、複数の車両による荷重試験によって得られる。
1-5. When calculating the vehicle 6 of the load to travel lane L j, there is a correlation between the load to the observation point R j by the displacement and the vehicle 6 observation point R j. The measuring device 1 converts the displacement waveform CU gest (t) into the load waveform CW j (t) by the correlation equation (53). The first-order coefficient Sc j and the fifth-order coefficient Ic j of the formula (53) are obtained by a load test using a plurality of vehicles.

Figure 2021147818
Figure 2021147818

式(53)において、Icが十分に小さいものとすると、式(54)が得られる。 In equation (53), assuming that Ic j is sufficiently small, equation (54) is obtained.

Figure 2021147818
Figure 2021147818

計測装置1は、相関式(53)又は相関式(54)により、変位波形CUjest(t)を荷重波形CW(t)に変換することができる。 The measuring device 1 can convert the displacement waveform CU gest (t) into the load waveform CW j (t) by the correlation equation (53) or the correlation equation (54).

図21に、上部構造7が正常な状態のときに変位波形CU(t)から算出される荷重波形CW(t)の一例を実線で示す。図21には、上部構造7の強度が低下した異常時において、変位波形CU(t)から算出される荷重波形も破線で示されている。図21において、横軸は時間であり、縦軸は荷重である。また、図22に、図21に実線で示した荷重波形CW(t)と推定波形eU(t)から算出される荷重波形との相関を実線で示す。図22には、図21に破線で示した荷重波形と推定波形eU(t)から算出される荷重波形との相関も破線で示されている。図22において、横軸は変位波形CU(t)から算出される計測荷重であり、縦軸は推定波形eU(t)から算出される推定荷重である。なお、図22には、計測荷重と推定荷重とが一致する場合の理想的な相関直線
も一点鎖線で示されている。
FIG. 21 shows an example of the load waveform CW j (t) calculated from the displacement waveform CU j (t) when the superstructure 7 is in a normal state with a solid line. In FIG. 21, the load waveform calculated from the displacement waveform CU j (t) at the time of abnormality when the strength of the superstructure 7 is lowered is also shown by a broken line. In FIG. 21, the horizontal axis is time and the vertical axis is load. Further, FIG. 22 shows the correlation between the load waveform CW j (t) shown by the solid line in FIG. 21 and the load waveform calculated from the estimated waveform eU j (t) by the solid line. 22 shows the correlation between the load waveform is calculated from the load waveform and the estimated waveform eU j (t) indicated by a broken line in FIG. 21 are indicated by broken lines. In FIG. 22, the horizontal axis is the measured load calculated from the displacement waveform CU j (t), and the vertical axis is the estimated load calculated from the estimated waveform eU j (t). In addition, in FIG. 22, the ideal correlation straight line when the measured load and the estimated load match is also shown by the alternate long and short dash line.

図21に示すように、上部構造7の強度が低下した異常時には正常時と比較して変位波形CU(t)が大きくなるため、仮に、変位波形CUjest(t)として変位波形CU(t)が選択されると、車両6の実際の荷重よりも大きな荷重波形CW(t)が算出されてしまう。実際には、図22において破線で示す相関曲線は特に荷重の大きい領域において理想的な相関直線から大きくずれており、異常時には、前述の式(52)が成立するため、変位波形CUjest(t)として変位波形CU(t)が選択されることになる。したがって、計測装置1は、上部構造7の異常時にも荷重波形CW(t)を高い精度で算出することができる。 As shown in FIG. 21, since the superstructure 7 of strength as compared to the normal at the time of abnormality of reduced displacement waveform CU j (t) increases, if the displacement waveform CU jest (t) as a displacement waveform CU j ( When t) is selected, a load waveform CW j (t) larger than the actual load of the vehicle 6 is calculated. Actually, the correlation curve shown by the broken line in FIG. 22 deviates greatly from the ideal correlation straight line especially in the region where the load is large, and in the case of an abnormality, the above equation (52) holds, so that the displacement waveform CU gest (t). The displacement waveform CU j (t) is selected as). Therefore, the measuring device 1 can calculate the load waveform CW j (t) with high accuracy even when the superstructure 7 is abnormal.

1−6.計測方法
図23は、第1実施形態の計測方法の手順の一例を示すフローチャート図である。本実施形態では、計測装置1が図23に示す手順を実行する。
1-6. Measurement Method FIG. 23 is a flowchart showing an example of the procedure of the measurement method of the first embodiment. In this embodiment, the measuring device 1 executes the procedure shown in FIG.

図23に示すように、まず、計測装置1は、1以上N以下の各整数jに対して、観測点Pを観測するセンサー21による観測情報に基づいて車両6の複数の車軸が観測点Pを通過した時刻及び複数の車軸のそれぞれの観測点Pへの作用に対する応答である物理量としての加速度強度を含む第1観測点情報を取得する(ステップS1)。前述の通り、観測点Pを観測するセンサー21は加速度センサーであり、センサー21による観測情報は、観測点Pに生じた加速度の検出情報である。計測装置1は、各センサー21がそれぞれ検出した加速度に基づいて第1観測点情報を取得する。このステップS1は、第1観測点情報取得ステップである。 As shown in FIG. 23, first, in the measuring device 1, for each integer j of 1 or more and N or less, a plurality of axles of the vehicle 6 are observed points based on the observation information by the sensor 21 that observes the observation point P j. The first observation point information including the time when the P j is passed and the acceleration intensity as a physical quantity which is a response to the action of the plurality of axles on the observation points P j is acquired (step S1). As described above, the sensor 21 for observing the observation point P j is an acceleration sensor, and the observation information by the sensor 21 is the detection information of the acceleration generated at the observation point P j. The measuring device 1 acquires the first observation point information based on the acceleration detected by each sensor 21. This step S1 is a first observation point information acquisition step.

次に、計測装置1は、観測点Qを観測するセンサー22による観測情報に基づいて、車両6の複数の車軸が観測点Qを通過した時刻及び複数の車軸のそれぞれの観測点Qへの作用に対する応答である物理量としての加速度強度を含む第2観測点情報を取得する(ステップS2)。前述の通り、観測点Qを観測するセンサー22は加速度センサーであり、センサー22による観測情報は、観測点Qに生じた加速度の検出情報である。計測装置1は、各センサー22がそれぞれ検出した加速度に基づいて、第2観測点情報を取得する。このステップS2は、第2観測点情報取得ステップである。 Next, the measuring device 1 is based on the observation information by the sensor 22 for observing the observation point Q j, each observation point Q j of the plurality of axles are time and multiple passes through the observation point Q j axle of the vehicle 6 The second observation point information including the acceleration intensity as a physical quantity which is a response to the action on is acquired (step S2). As described above, the sensor 22 for observing the observation point Q j is an acceleration sensor, and the observation information by the sensor 22 is the detection information of the acceleration generated at the observation point Q j. The measuring device 1 acquires the second observation point information based on the acceleration detected by each sensor 22. This step S2 is a second observation point information acquisition step.

次に、計測装置1は、ステップS1で取得した第1観測点情報及びステップS2で取得した第2観測点情報と、所定の係数pと、上部構造7のたわみの近似式とに基づいて、車両6の複数の車軸のそれぞれによる上部構造7のたわみ波形Hjk(t)を算出する(ステップS3)。具体的には、計測装置1は、第1観測点情報と第2観測点情報とを用いて前述の車軸情報を生成し、車軸情報と所定の係数pとを用いて、前述の式(44)により、車両6の各車軸による上部構造7のたわみ波形Hjk(t)を算出する。このステップS3は、たわみ波形算出ステップである。 Next, the measuring device 1 is based on the first observation point information acquired in step S1, the second observation point information acquired in step S2, a predetermined coefficient p, and an approximate expression of the deflection of the superstructure 7. The deflection waveform H jk (t) of the superstructure 7 due to each of the plurality of axles of the vehicle 6 is calculated (step S3). Specifically, the measuring device 1 generates the above-mentioned axle information by using the first observation point information and the second observation point information, and uses the axle information and a predetermined coefficient p to generate the above-mentioned equation (44). ), The deflection waveform H jk (t) of the superstructure 7 by each axle of the vehicle 6 is calculated. This step S3 is a deflection waveform calculation step.

次に、計測装置1は、前述の式(45)により、ステップS3で算出した車両6の複数の車軸のそれぞれによる上部構造7のたわみ波形Hjk(t)を加算して、車両たわみ波形CPjm(t)を算出する(ステップS4)。このステップS4は、移動体たわみ波形算出ステップである。 Next, the measuring device 1 adds the deflection waveform H jk (t) of the superstructure 7 by each of the plurality of axles of the vehicle 6 calculated in step S3 according to the above equation (45), and adds the deflection waveform H jk (t) of the vehicle deflection waveform CP. Calculate jm (t) (step S4). This step S4 is a step of calculating the deflection waveform of the moving body.

次に、計測装置1は、観測点Rを観測するセンサー23による観測情報に基づいて、観測点Rの物理量としての変位の計測波形である変位波形CU(t)を算出する(ステップS5)。前述の通り、観測点Rを観測するセンサー23は加速度センサーであり、センサー23による観測情報は、観測点Rに生じた加速度の検出情報である。計測装置1は、センサー23が検出した加速度をローパスフィルター処理した後、2回積分して
変位波形CU(t)を算出する。このステップS5は計測波形算出ステップである。
Next, the measuring device 1 is based on the observation information by the sensor 23 for observing the observation point R j, is the measurement waveform of the displacement of a physical quantity of the observation point R j calculates the displacement waveform CU j (t) (step S5). As described above, the sensor 23 for observing the observation point Rj is an acceleration sensor, and the observation information by the sensor 23 is the detection information of the acceleration generated at the observation point Rj. The measuring device 1 calculates the displacement waveform CU j (t) by low-pass filtering the acceleration detected by the sensor 23 and then integrating it twice. This step S5 is a measurement waveform calculation step.

次に、計測装置1は、ステップS4で算出した車両たわみ波形CPjm(t)とステップS5で算出した変位波形CU(t)との相関係数hj_avgを算出する(ステップS6)。このステップS6は、相関係数算出ステップである。 Next, the measuring device 1 calculates the correlation coefficient h j_avg between the vehicle deflection waveform CP jm (t) calculated in step S4 and the displacement waveform CU j (t) calculated in step S5 (step S6). This step S6 is a correlation coefficient calculation step.

次に、計測装置1は、ステップS6で算出した相関係数hj_avgとステップS4で算出した車両たわみ波形CPjm(t)とを乗算し、観測点Rの変位の推定波形eU(t)を算出する(ステップS7)。このステップS7は、推定波形算出ステップである。 Next, the measuring device 1 multiplies the correlation coefficient h j_avg calculated in step S6 and the vehicle deflection waveform CP jm (t) calculated in step S4 to estimate the displacement waveform eU j (t) of the observation point R j. ) Is calculated (step S7). This step S7 is an estimated waveform calculation step.

次に、計測装置1は、ステップS5で算出した変位波形CU(t)の大きさに基づいて、変位波形CUjest(t)として変位波形CU(t)又は推定波形eU(t)を選択する(ステップS8)。このステップS8は、波形選択ステップである。 Next, the measuring apparatus 1, based on the magnitude of the displacement waveform CU j calculated in step S5 (t), displacement waveforms CU j as displacement waveform CU jest (t) (t) or the estimated waveform eU j (t) Is selected (step S8). This step S8 is a waveform selection step.

次に、計測装置1は、前述の相関式(53)又は相関式(54)により、変位波形CUjest(t)を荷重波形CW(t)に変換する(ステップS9)。このステップS9は、荷重算出ステップである。 Next, the measuring device 1 converts the displacement waveform CU gest (t) into the load waveform CW j (t) by the above-mentioned correlation equation (53) or correlation equation (54) (step S9). This step S9 is a load calculation step.

次に、計測装置1は、ステップS8で選択した変位波形CUjest(t)及びステップS9で算出した荷重波形CW(t)をサーバー2に出力する(ステップS10)。このステップS10は、出力ステップである。 Next, the measuring device 1 outputs the displacement waveform CU gest (t) selected in step S8 and the load waveform CW j (t) calculated in step S9 to the server 2 (step S10). This step S10 is an output step.

計測装置1は、計測を終了するまで(ステップS11のN)、ステップS1〜S10の処理を繰り返し行う。 The measuring device 1 repeats the processes of steps S1 to S10 until the measurement is completed (N in step S11).

図24は、図23のステップS3であるたわみ波形算出ステップの手順の一例を示すフローチャート図である。 FIG. 24 is a flowchart showing an example of the procedure of the deflection waveform calculation step which is step S3 of FIG. 23.

図24に示すように、まず、計測装置1は、整数jを1に設定し(ステップS30)、第1観測点情報及び第2観測点情報を用いて、各車軸のレーンLへの進入時刻のパターン1と各車軸のレーンLからの退出時刻のパターン2とを比較する(ステップS31)。 As shown in FIG. 24, first, the measuring device 1 sets the integer j to 1 (step S30), and uses the first observation point information and the second observation point information to enter the lane L j of each axle. comparing the time pattern 1 of the pattern 2 of the exit time from the lane L j of each axle (step S31).

そして、計測装置1は、パターン1に含まれる各車軸の進入時刻とパターン2に含まれる各車軸の退出時刻との差が閾値以下の場合は(ステップS32のY)、パターン1に含まれる各車軸の進入時刻及び加速度強度とパターン2に含まれる各車軸の退出時刻及び加速度強度とを1台の車両6と対応づけて車軸情報を生成する(ステップS33)。 Then, when the difference between the entry time of each axle included in the pattern 1 and the exit time of each axle included in the pattern 2 is equal to or less than the threshold value (Y in step S32), the measuring device 1 includes each of the axles included in the pattern 1. Axle information is generated by associating the approach time and acceleration intensity of the axle with the exit time and acceleration intensity of each axle included in the pattern 2 with one vehicle 6 (step S33).

また、計測装置1は、パターン1に含まれる各車軸の進入時刻とパターン2に含まれる各車軸の退出時刻との差が閾値よりも大きい場合は(ステップS32のN)、ステップS33の処理を行わない。 Further, when the difference between the entry time of each axle included in the pattern 1 and the exit time of each axle included in the pattern 2 is larger than the threshold value (N in step S32), the measuring device 1 performs the process of step S33. Not performed.

計測装置1は、整数jがNでない場合は(ステップS34のN)、整数jに1を加算し(ステップS35)、ステップS31〜S33の処理を繰り返し行う。 When the integer j is not N (N in step S34), the measuring device 1 adds 1 to the integer j (step S35), and repeats the processes of steps S31 to S33.

そして、整数jがNになると(ステップS34のY)、計測装置1は、整数jを1に設定し(ステップS36)、ステップS33で生成した車軸情報と所定の係数pを用いて、レーンLを走行した各車両6について、各車軸による上部構造7のたわみ波形Hjk(t)を算出する(ステップS37)。 Then, when the integer j becomes N (Y in step S34), the measuring device 1 sets the integer j to 1 (step S36), and uses the axle information generated in step S33 and the predetermined coefficient p to lane L. For each vehicle 6 traveling on j , the deflection waveform H jk (t) of the superstructure 7 by each axle is calculated (step S37).

計測装置1は、整数jがNでない場合は(ステップS38のN)、整数jに1を加算し(ステップS39)、ステップS37の処理を繰り返し行う。 When the integer j is not N (N in step S38), the measuring device 1 adds 1 to the integer j (step S39), and repeats the process of step S37.

そして、整数jがNになると(ステップS38のY)、計測装置1はたわみ波形算出ステップの処理を終了する。 Then, when the integer j becomes N (Y in step S38), the measuring device 1 ends the processing of the deflection waveform calculation step.

図25は、図23のステップS6である相関係数算出ステップの手順の一例を示すフローチャート図である。 FIG. 25 is a flowchart showing an example of the procedure of the correlation coefficient calculation step which is step S6 of FIG. 23.

図25に示すように、まず、計測装置1は、整数jを1に設定し(ステップS61)、変位波形CU(t)が下限値ULOWと上限値UHIとの間にある期間tmid_periodにおける変位波形CU(tmid_period)を取得する(ステップS62)。なお、下限値ULOWは「第1の値」の一例であり、上限値UHIは「第2の値」の一例である。 As shown in FIG. 25, first, the measuring device 1 sets the integer j to 1 (step S61), and the period t during which the displacement waveform CU j (t) is between the lower limit value U LOW and the upper limit value U HI. obtaining a displacement waveform CU j (t mid_period) in Mid_period (step S62). The lower limit value U LOW is an example of the "first value", and the upper limit value U HI is an example of the "second value".

次に、計測装置1は、期間tmid_periodにおける車両たわみ波形CPjm(tmid_period)を取得する(ステップS63)。 Next, the measuring device 1 acquires the vehicle deflection waveform CP jm (t mid_period ) in the period t mid_period (step S63).

次に、計測装置1は、ステップS62で取得した変位波形CU(tmid_period)とステップS63で取得した車両たわみ波形CPjm(tmid_period)とに基づいて、前述の式(49)により、相関係数hj_avgを算出する(ステップS64)。 Next, the measuring device 1 is subjected to the phase according to the above equation (49) based on the displacement waveform CU j (t mid_period ) acquired in step S62 and the vehicle deflection waveform CP jm (t mid_period) acquired in step S63. The relationship number h j_avg is calculated (step S64).

計測装置1は、整数jがNでない場合は(ステップS65のN)、整数jに1を加算し(ステップS66)、ステップS62〜S64の処理を繰り返し行う。 When the integer j is not N (N in step S65), the measuring device 1 adds 1 to the integer j (step S66), and repeats the processes of steps S62 to S64.

そして、整数jがNになると(ステップS65のY)、計測装置1は相関係数算出ステップの処理を終了する。 Then, when the integer j becomes N (Y in step S65), the measuring device 1 ends the process of the correlation coefficient calculation step.

図26は、図23のステップS8である波形選択ステップの手順の一例を示すフローチャート図である。 FIG. 26 is a flowchart showing an example of the procedure of the waveform selection step which is step S8 of FIG. 23.

図26に示すように、まず、計測装置1は、整数jを1に設定し(ステップS81)、変位波形CU(t)と推定波形eU(t)との差|CU(t)−eU(t)|を計算する(ステップS82)。 As shown in FIG. 26, first, the measuring device 1 sets the integer j to 1 (step S81), and the difference between the displacement waveform CU j (t) and the estimated waveform eU j (t) | CU j (t). -EU j (t) | is calculated (step S82).

次に、計測装置1は、ステップS82で計算した差|CU(t)−eU(t)|と、所定の閾値thU(t)とを比較する(ステップS83)。 Next, the measuring device 1 compares the difference | CU j (t) -eU j (t) | calculated in step S82 with the predetermined threshold value thU j (t) (step S83).

そして、計測装置1は、ステップS83の比較結果に基づいて、変位波形CUjest(t)として変位波形CU(t)又は推定波形eU(t)を選択する。 The measuring apparatus 1, based on the comparison result of the step S83, the selecting displacement waveform CU j (t) or the estimated waveform eU j (t) as a displacement waveform CU jest (t).

具体的には、計測装置1は、差|CU(t)−eU(t)|が閾値thU(t)よりも小さい場合は(ステップS84のY)、変位波形CUjest(t)として変位波形CU(t)を選択し、推定波形選択フラグをオフに設定する(ステップS85)。 Specifically, in the measuring device 1, when the difference | CU j (t) -eU j (t) | is smaller than the threshold value thU j (t) (Y in step S84), the displacement waveform CU gest (t) The displacement waveform CU j (t) is selected as, and the estimated waveform selection flag is set to off (step S85).

また、計測装置1は、差|CU(t)−eU(t)|が閾値thU(t)以上の場合は(ステップS84のN)、変位波形CUjest(t)として推定波形eU(t)を選択し、推定波形選択フラグをオンに設定する(ステップS86)。 Further, the measuring apparatus 1, the difference | CU j (t) -eU j (t) | If is greater than or equal to the threshold thU j (t) (N in step S84), the estimated waveform eU as displacement waveform CU jest (t) j (t) is selected and the estimated waveform selection flag is set to ON (step S86).

このように、推定波形選択フラグがオンであれば計測装置1が変位波形CU(t)を選択したことを示し、推定波形選択フラグがオフであれば計測装置1が推定波形eU(t)を選択したことを示す。すなわち、計測装置1は、変位波形CU(t)と推定波形eU(t)のいずれを選択したかを示す情報として推定波形選択フラグを生成する。 As described above, when the estimated waveform selection flag is on, it indicates that the measuring device 1 has selected the displacement waveform CU j (t), and when the estimated waveform selection flag is off, the measuring device 1 indicates the estimated waveform eU j (t). ) Is selected. That is, the measuring device 1 generates an estimated waveform selection flag as information indicating whether the displacement waveform CU j (t) or the estimated waveform eU j (t) is selected.

計測装置1は、整数jがNでない場合は(ステップS87のN)、整数jに1を加算し(ステップS88)、ステップS82〜S86の処理を繰り返し行う。 When the integer j is not N (N in step S87), the measuring device 1 adds 1 to the integer j (step S88), and repeats the processes of steps S82 to S86.

そして、整数jがNになると(ステップS87のY)、計測装置1は波形選択ステップの処理を終了する。 Then, when the integer j becomes N (Y in step S87), the measuring device 1 ends the processing of the waveform selection step.

なお、計測装置1は、変位波形CUjest(t)や荷重波形CWjest(t)と推定波形選択フラグとを対応付けてサーバー2に送信する。サーバー2は、推定波形選択フラグがオンであれば、過積載の車両6が上部構造7を走行し、あるいは、上部構造7が異常である可能性があるため、例えば、上部構造7の検査を促す情報を出力してもよい。 The measuring device 1 transmits the displacement waveform CU gest (t) and the load waveform CW gest (t) to the server 2 in association with the estimated waveform selection flag. If the estimated waveform selection flag is on, the server 2 may inspect the superstructure 7 because the overloaded vehicle 6 may be traveling in the superstructure 7 or the superstructure 7 may be abnormal. Prompting information may be output.

1−7.計測装置の構成
図27は、第1実施形態における計測装置1の構成例を示す図である。図27に示すように、計測装置1は、制御部110と、第1通信部120と、記憶部130と、第2通信部140と、操作部150と、を有している。
1-7. Configuration of Measuring Device FIG. 27 is a diagram showing a configuration example of the measuring device 1 according to the first embodiment. As shown in FIG. 27, the measuring device 1 includes a control unit 110, a first communication unit 120, a storage unit 130, a second communication unit 140, and an operation unit 150.

制御部110は、上部構造7に設置された各センサー21,22,23から出力される加速度データに基づいて、上部構造7の変位や車両6による荷重等を算出する。 The control unit 110 calculates the displacement of the superstructure 7, the load of the vehicle 6, and the like based on the acceleration data output from the sensors 21, 22, and 23 installed in the superstructure 7.

第1通信部120は、各センサー21,22,23から、加速度データを受信する。各センサー21,22から出力される加速度データは、例えば、デジタル信号である。第1通信部120は、各センサー21,22,23から受信した加速度データを制御部110に出力する。 The first communication unit 120 receives acceleration data from each of the sensors 21, 22, and 23. The acceleration data output from each of the sensors 21 and 22 is, for example, a digital signal. The first communication unit 120 outputs the acceleration data received from each of the sensors 21, 22, and 23 to the control unit 110.

記憶部130は、制御部110が計算処理や制御処理を行うためのプログラムやデータ等を記憶するメモリーである。また、記憶部130は、制御部110が所定のアプリケーション機能を実現するためのプログラムやデータ等を記憶している。記憶部130は、例えば、ROM(Read Only Memory)やフラッシュROM、RAM(Random Access Memory)等の各種IC(Integrated Circuit)メモリーやハードディスク、メモリーカードなどの記録媒体等により構成される。 The storage unit 130 is a memory for storing programs, data, and the like for the control unit 110 to perform calculation processing and control processing. In addition, the storage unit 130 stores programs, data, and the like for the control unit 110 to realize a predetermined application function. The storage unit 130 is composed of, for example, various IC (Integrated Circuit) memories such as ROM (Read Only Memory), flash ROM, and RAM (Random Access Memory), and a recording medium such as a hard disk and a memory card.

記憶部130は、コンピューターにより読み取り可能な装置や媒体である不揮発性の情報記憶装置を含み、各種のプログラムやデータ等は当該情報記憶装置に記憶されていてもよい。情報記憶装置は、光ディスクDVD、CD等の光ディスク、ハードディスクドライブ、或いはカード型メモリーやROM等の各種のメモリー等であってもよい。また、制御部110が通信ネットワーク4を介して各種のプログラムやデータ等を受信して記憶部130に記憶させてもよい。 The storage unit 130 includes a non-volatile information storage device that is a device or medium that can be read by a computer, and various programs, data, and the like may be stored in the information storage device. The information storage device may be an optical disk such as an optical disk DVD or a CD, a hard disk drive, or various types of memory such as a card-type memory or a ROM. Further, the control unit 110 may receive various programs, data, and the like via the communication network 4 and store them in the storage unit 130.

第2通信部140は、通信ネットワーク4を介して、制御部110の計算結果等の情報をサーバー2に送信する。 The second communication unit 140 transmits information such as a calculation result of the control unit 110 to the server 2 via the communication network 4.

操作部150は、ユーザーからの操作データを取得し、制御部110に送信する処理を行う。 The operation unit 150 performs a process of acquiring operation data from the user and transmitting it to the control unit 110.

制御部110は、第1観測点情報取得部111と、第2観測点情報取得部112と、たわみ波形算出部113と、移動体たわみ波形算出部114と、計測波形算出部115と、相関係数算出部116と、推定波形算出部117と、波形選択部118と、荷重算出部119と、出力処理部161と、を備えている。 The control unit 110 has a correlation between the first observation point information acquisition unit 111, the second observation point information acquisition unit 112, the deflection waveform calculation unit 113, the moving body deflection waveform calculation unit 114, and the measurement waveform calculation unit 115. It includes a number calculation unit 116, an estimation waveform calculation unit 117, a waveform selection unit 118, a load calculation unit 119, and an output processing unit 161.

第1観測点情報取得部111は、1以上N以下の各整数jに対して、観測点Pを観測するセンサー21による観測情報に基づいて車両6の複数の車軸が観測点Pを通過した時刻及び複数の車軸のそれぞれの観測点Pへの作用に対する応答である物理量としての加速度強度を含む第1観測点情報を取得する処理を行う。すなわち、第1観測点情報取得部111は、図23における第1観測点情報取得ステップの処理を行う。第1観測点情報取得部111が取得した第1観測点情報は、記憶部130に記憶される。 The first observation point information acquisition unit 111 passes to one or more N or less for each integer j, a plurality of axles of the vehicle 6 based on the observation information by the sensor 21 for observing the observation point P j is the observation point P j was time and process of acquiring first observation point information including an acceleration strength as a physical quantity which is a response to the action of the respective observation point P j of the plurality of axles performed. That is, the first observation point information acquisition unit 111 performs the processing of the first observation point information acquisition step in FIG. 23. The first observation point information acquired by the first observation point information acquisition unit 111 is stored in the storage unit 130.

第2観測点情報取得部112は、観測点Qを観測するセンサー22による観測情報に基づいて、車両6の複数の車軸が観測点Qを通過した時刻及び複数の車軸のそれぞれの観測点Qへの作用に対する応答である物理量としての加速度強度を含む第2観測点情報を取得する処理を行う。すなわち、第2観測点情報取得部112は、図23における第2観測点情報取得ステップの処理を行う。第2観測点情報取得部112が取得した第2観測点情報は、記憶部130に記憶される。 The second observation point information obtaining unit 112, based on the observation information by the sensor 22 for observing the observation point Q j, each observation point of the plurality of axles are time and multiple passes through the observation point Q j axle of the vehicle 6 It performs a process of acquiring the second observation point information including acceleration strength as a physical quantity which is a response to the action of the Q j. That is, the second observation point information acquisition unit 112 performs the processing of the second observation point information acquisition step in FIG. 23. The second observation point information acquired by the second observation point information acquisition unit 112 is stored in the storage unit 130.

たわみ波形算出部113は、第1観測点情報取得部111が取得した第1観測点情報及び第2観測点情報取得部112が取得した第2観測点情報と、所定の係数pと、上部構造7の構造モデルに基づく上部構造7のたわみの近似式とに基づいて、車両6の複数の車軸のそれぞれによる上部構造7のたわみ波形Hjk(t)を算出する処理を行う。すなわち、たわみ波形算出部113は、図23におけるたわみ波形算出ステップの処理を行う。たわみ波形算出部113が算出したたわみ波形Hjk(t)は、記憶部130に記憶される。また、所定の係数p及び上部構造7のたわみの近似式は、あらかじめ記憶部130に記憶されている。 The deflection waveform calculation unit 113 includes the first observation point information acquired by the first observation point information acquisition unit 111, the second observation point information acquired by the second observation point information acquisition unit 112, a predetermined coefficient p, and an upper structure. Based on the approximate expression of the deflection of the upper structure 7 based on the structural model of 7, the processing of calculating the deflection waveform H jk (t) of the upper structure 7 by each of the plurality of axles of the vehicle 6 is performed. That is, the deflection waveform calculation unit 113 performs the processing of the deflection waveform calculation step in FIG. 23. The deflection waveform H jk (t) calculated by the deflection waveform calculation unit 113 is stored in the storage unit 130. Further, the approximate expression of the predetermined coefficient p and the deflection of the superstructure 7 is stored in the storage unit 130 in advance.

移動体たわみ波形算出部114は、たわみ波形算出部113が算出した車両6の複数の車軸のそれぞれによる上部構造7のたわみ波形Hjk(t)を加算して、車両たわみ波形CPjm(t)を算出する処理を行う。すなわち、移動体たわみ波形算出部114は、図23における移動体たわみ波形算出ステップの処理を行う。移動体たわみ波形算出部114が算出した車両たわみ波形CPjm(t)は、記憶部130に記憶される。 The moving body deflection waveform calculation unit 114 adds the deflection waveform H jk (t) of the superstructure 7 by each of the plurality of axles of the vehicle 6 calculated by the deflection waveform calculation unit 113, and adds the deflection waveform H jk (t) of the vehicle deflection waveform CP jm (t). Is calculated. That is, the moving body deflection waveform calculation unit 114 performs the processing of the moving body deflection waveform calculation step in FIG. 23. The vehicle deflection waveform CP jm (t) calculated by the moving body deflection waveform calculation unit 114 is stored in the storage unit 130.

計測波形算出部115は、観測点Rを観測するセンサー23による観測情報に基づいて、観測点Rの物理量としての変位の計測波形である変位波形CU(t)を算出する処理を行う。すなわち、計測波形算出部115は、図23における計測波形算出ステップの処理を行う。計測波形算出部115が算出した変位波形CU(t)は、記憶部130に記憶される。 Measurement waveform calculation unit 115, based on the observation information by the sensor 23 for observing the observation point R j, processing for calculating the observation point R j of physical quantities as the displacement of the measurement waveform and a displacement waveform CU j (t) .. That is, the measurement waveform calculation unit 115 performs the processing of the measurement waveform calculation step in FIG. 23. The displacement waveform CU j (t) calculated by the measurement waveform calculation unit 115 is stored in the storage unit 130.

相関係数算出部116は、移動体たわみ波形算出部114が算出した車両たわみ波形CPjm(t)と計測波形算出部115が算出した変位波形CU(t)との相関係数hj_avgを算出する処理を行う。すなわち、相関係数算出部116は、図23における相関係数算出ステップの処理を行う。相関係数算出部116が算出した相関係数hj_avgは、記憶部130に記憶される。 The correlation coefficient calculation unit 116 calculates the correlation coefficient h j_avg between the vehicle deflection waveform CP jm (t) calculated by the moving body deflection waveform calculation unit 114 and the displacement waveform CU j (t) calculated by the measurement waveform calculation unit 115. Perform the calculation process. That is, the correlation coefficient calculation unit 116 performs the processing of the correlation coefficient calculation step in FIG. The correlation coefficient h j_avg calculated by the correlation coefficient calculation unit 116 is stored in the storage unit 130.

推定波形算出部117は、相関係数算出部116が算出した相関係数hj_avgと移動体たわみ波形算出部114が算出した車両たわみ波形CPjm(t)とを乗算し、観測点Rの変位の推定波形eU(t)を算出する処理を行う。すなわち、推定波形算出部117は、図23における推定波形算出ステップの処理を行う。推定波形算出部117が
算出した推定波形eU(t)は、記憶部130に記憶される。
The estimation waveform calculation unit 117 multiplies the correlation coefficient h j_avg calculated by the correlation coefficient calculation unit 116 with the vehicle deflection waveform CP jm (t) calculated by the moving body deflection waveform calculation unit 114, and determines the observation point R j . the process of calculating the displacement of the estimate waveform eU j a (t) carried out. That is, the estimated waveform calculation unit 117 performs the processing of the estimated waveform calculation step in FIG. 23. Estimation estimation waveform calculation unit 117 calculates waveform eU j (t) is stored in the storage unit 130.

波形選択部118は、計測波形算出部115が算出した変位波形CU(t)の大きさに基づいて、変位波形CUjest(t)として変位波形CU(t)又は推定波形eU(t)を選択する処理を行う。すなわち、波形選択部118は、図23における波形選択ステップの処理を行う。波形選択部118が選択した変位波形CUjest(t)は、記憶部130に記憶される。 Waveform selection unit 118, based on the size of the measurement waveform calculation unit 115 calculates the displacement waveform CU j (t), displacement waveforms CU j as displacement waveform CU jest (t) (t) or the estimated waveform eU j (t ) Is selected. That is, the waveform selection unit 118 performs the processing of the waveform selection step in FIG. The displacement waveform CU gest (t) selected by the waveform selection unit 118 is stored in the storage unit 130.

荷重算出部119は、波形選択部118が選択した変位波形CUjest(t)を荷重波形CW(t)に変換する処理を行う。すなわち、荷重算出部119は、図23における荷重算出ステップの処理を行う。荷重算出部119が算出した荷重波形CW(t)は、記憶部130に記憶される。 The load calculation unit 119 performs a process of converting the displacement waveform CU gest (t) selected by the waveform selection unit 118 into the load waveform CW j (t). That is, the load calculation unit 119 processes the load calculation step in FIG. 23. The load waveform CW j (t) calculated by the load calculation unit 119 is stored in the storage unit 130.

出力処理部161は、波形選択部118が選択した変位波形CUjest(t)及び荷重算出部119が算出した荷重波形CW(t)を、第2通信部140を介してサーバー2に出力する処理を行う。すなわち、出力処理部161は、図23における出力ステップの処理を行う。 The output processing unit 161 outputs the displacement waveform CU gest (t) selected by the waveform selection unit 118 and the load waveform CW j (t) calculated by the load calculation unit 119 to the server 2 via the second communication unit 140. Perform processing. That is, the output processing unit 161 processes the output step in FIG. 23.

本実施形態では、制御部110は、記憶部130に記憶された各種のプログラムを実行するプロセッサーであり、記憶部130に記憶された計測プログラム131を実行することにより、第1観測点情報取得部111、第2観測点情報取得部112、たわみ波形算出部113、移動体たわみ波形算出部114、計測波形算出部115、相関係数算出部116、推定波形算出部117、波形選択部118、荷重算出部119、出力処理部161の各機能を実現する。換言すれば、計測プログラム131は、図23に示したフローチャートの各手順を、コンピューターである計測装置1に実行させるプログラムである。 In the present embodiment, the control unit 110 is a processor that executes various programs stored in the storage unit 130, and by executing the measurement program 131 stored in the storage unit 130, the first observation point information acquisition unit 111, 2nd observation point information acquisition unit 112, deflection waveform calculation unit 113, moving body deflection waveform calculation unit 114, measurement waveform calculation unit 115, correlation coefficient calculation unit 116, estimation waveform calculation unit 117, waveform selection unit 118, load Each function of the calculation unit 119 and the output processing unit 161 is realized. In other words, the measurement program 131 is a program that causes the measuring device 1 which is a computer to execute each procedure of the flowchart shown in FIG. 23.

プロセッサーは、例えば各部の機能が個別のハードウェアで実現されてもよいし、或いは各部の機能が一体のハードウェアで実現されてもよい。例えば、プロセッサーはハードウェアを含み、そのハードウェアは、デジタル信号を処理する回路及びアナログ信号を処理する回路の少なくとも一方を含むことができる。プロセッサーは、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、或いはDSP(Digital Signal Processor)等であってもよい。ただし、制御部110は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)などのカスタムIC(Integrated Circuit)として構成され、各部の機能を実現してもよいし、CPUとASICとによって各部の機能を実現してもよい。 In the processor, for example, the functions of each part may be realized by individual hardware, or the functions of each part may be realized by integrated hardware. For example, a processor includes hardware, which hardware can include at least one of a circuit that processes a digital signal and a circuit that processes an analog signal. The processor may be a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), or the like. However, the control unit 110 may be configured as a custom IC (Integrated Circuit) such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) to realize the functions of each part, or may realize the functions of each part by the CPU and the ASIC. good.

1−8.作用効果
以上に説明した第1実施形態の計測方法では、計測装置1は、観測点P〜Pを観測するN個のセンサー21による観測情報に基づいて、車両6の各車軸について観測点P〜Pのいずれかを通過した時刻および加速度強度を含む第1観測点情報を取得する。また、計測装置1は、観測点Q〜Qを観測するN個のセンサー22による観測情報に基づいて、車両6の各車軸について観測点Q〜Qのいずれかを通過した時刻および加速度強度を含む第2観測点情報を取得する。また、計測装置1は、第1観測点情報及び第2観測点情報と、所定の係数pと、上部構造7の構造モデルに基づく上部構造7のたわみの近似式(39)とに基づいて、式(44)により各車軸による上部構造7のたわみ波形Hjk(t)を算出し、たわみ波形Hjk(t)を加算して車両たわみ波形CPjm(t)を算出する。さらに、計測装置1は、観測点R〜Rを観測するN個のセンサー23による観測情報に基づいて、観測点R〜Rの変位波形CU(t)〜CU(t)を算出する。また、計測装置1は、式(49)により、車両たわみ波形CPjm(t)と変位波形CU(t)との相関係数hj_avgを算出し、式(50)により、相関係数h
_avgと車両たわみ波形CPjm(t)とを乗算し、観測点Rの変位の推定波形eU(t)を算出する。そして、計測装置1は、変位波形CU(t)の大きさに基づいて、変位波形CUjest(t)として変位波形CU(t)又は推定波形eU(t)を選択する。具体的には、計測装置1は、変位波形CU(t)と推定波形eU(t)との差と、所定の閾値thU(t)とを比較し、比較結果に基づいて、変位波形CU(t)又は推定波形eU(t)を選択する。すなわち、計測装置1は、変位波形CU(t)と推定波形eU(t)との差が所定の閾値thU(t)よりも小さい場合は、変位波形CU(t)と推定波形eU(t)とが近似すると判断し、推定波形eU(t)よりも精度が高いと考えられる変位波形CU(t)を選択し、変位波形CUjest(t)とする。また、計測装置1は、変位波形CU(t)と推定波形eU(t)との差が所定の閾値thU(t)以上の場合は、変位波形CU(t)と推定波形eU(t)とが近似しないと判断し、変位波形CU(t)よりも精度が高いと考えられる推定波形eU(t)を選択し、変位波形CUjest(t)とする。したがって、第1実施形態の計測方法によれば、計測装置1は、上部構造7や車両6の状態によらずに上部構造7の変位の波形を精度良く算出することができる。
1-8. In the measurement method of the first embodiment described above advantageous effects, the measuring device 1 is based on the observation information by the N sensors 21 for observing the observation point P 1 to P N, the observation point for each axle of the vehicle 6 The first observation point information including the time when passing any one of P 1 to PN and the acceleration intensity is acquired. Further, the measuring apparatus 1, based on the observation information by the N sensors 22 for observing the observation point Q 1 to Q N, the time has passed one of the observation point Q 1 to Q N each axle of the vehicle 6, and The second observation point information including the acceleration intensity is acquired. Further, the measuring device 1 is based on the first observation point information and the second observation point information, a predetermined coefficient p, and an approximate expression (39) of the deflection of the superstructure 7 based on the structural model of the superstructure 7. The deflection waveform H jk (t) of the superstructure 7 by each axle is calculated by the equation (44), and the deflection waveform H jk (t) is added to calculate the vehicle deflection waveform CP jm (t). Furthermore, the measuring device 1 is based on the observation information by the N sensors 23 for observing the observation point R 1 to R N, the displacement waveform CU 1 observation point R 1 ~R N (t) ~CU N (t) Is calculated. Further, the measuring device 1 calculates the correlation coefficient h j_avg between the vehicle deflection waveform CP jm (t) and the displacement waveform CU j (t) by the equation (49), and the correlation coefficient h by the equation (50). j
By multiplying _avg and the vehicle deflection waveform CP jm (t), the estimated waveform eU j (t) of the displacement of the observation point R j is calculated. The measuring apparatus 1, based on the magnitude of the displacement waveform CU j (t), selects a displacement waveform CU j (t) or the estimated waveform eU j (t) as a displacement waveform CU jest (t). Specifically, the measuring device 1 compares the difference between the displacement waveform CU j (t) and the estimated waveform eU j (t) with the predetermined threshold value thU j (t), and displaces based on the comparison result. Select the waveform CU j (t) or the estimated waveform eU j (t). That is, when the difference between the displacement waveform CU j (t) and the estimated waveform eU j (t) is smaller than the predetermined threshold thU j (t), the measuring device 1 determines the displacement waveform CU j (t) and the estimated waveform. It is determined that the eU j (t) is close to the displacement waveform CU j (t), which is considered to have higher accuracy than the estimated waveform eU j (t), and the displacement waveform CU gest (t) is used. When the difference between the displacement waveform CU j (t) and the estimated waveform eU j (t) is equal to or greater than the predetermined threshold thU j (t), the measuring device 1 determines the displacement waveform CU j (t) and the estimated waveform eU. It is determined that j (t) does not match, and the estimated waveform eU j (t), which is considered to have higher accuracy than the displacement waveform CU j (t), is selected and used as the displacement waveform CU gest (t). Therefore, according to the measurement method of the first embodiment, the measuring device 1 can accurately calculate the displacement waveform of the superstructure 7 regardless of the state of the superstructure 7 and the vehicle 6.

また、第1実施形態の計測方法では、計測装置1は、変位波形CU(t)が下限値ULOWと上限値UHIとの間にある期間tmid_periodにおける車両たわみ波形CPjm(t)と変位波形CU(t)とに基づいて、相関係数hj_avgを算出する。したがって、第1実施形態の計測方法によれば、計測装置1は、上部構造7の見かけ上のヤング率が変動せず、相関係数がほぼ一定となる範囲Umid_periodの変位波形CU(t)と車両たわみ波形CPjm(t)とを用いて、精度の高い相関係数hj_avgを算出することができる。 Further, in the measurement method of the first embodiment, the measuring device 1 has the vehicle deflection waveform CP jm (t) in the period t mid_period in which the displacement waveform CU j (t) is between the lower limit value U LOW and the upper limit value U HI. And the displacement waveform CU j (t), the correlation coefficient h j_avg is calculated. Therefore, according to the measurement method of the first embodiment, in the measuring device 1, the displacement waveform CU j (t) of the Umid_period in the range in which the apparent Young's modulus of the superstructure 7 does not fluctuate and the correlation coefficient is substantially constant. ) And the vehicle deflection waveform CP jm (t) can be used to calculate the highly accurate correlation coefficient h j_avg.

また、第1実施形態の計測方法では、計測装置1は、変位波形CUjest(t)や荷重波形CWjest(t)とともに、変位波形CU(t)と推定波形eU(t)のいずれを選択したかを示す推定波形選択フラグをサーバー2に送信する。したがって、第1実施形態の計測方法によれば、サーバー2は、推定波形選択フラグに基づいて、過積載の車両6の走行の有無や上部構造7の異常の有無を推測することができる。 Further, in the measurement method of the first embodiment, the measuring device 1, together with the displacement waveform CU jest (t) and the load waveform CW jest (t), one of the displacement waveform CU j (t) and the estimated waveform eU j (t) An estimated waveform selection flag indicating whether or not is selected is transmitted to the server 2. Therefore, according to the measurement method of the first embodiment, the server 2 can estimate whether or not the overloaded vehicle 6 is running and whether or not there is an abnormality in the superstructure 7 based on the estimated waveform selection flag.

また、第1実施形態の計測方法によれば、計測装置1は、上部構造7を通過する車両6の車軸重量による上部構造7の変形である変位波形を算出することができるため、上部構造7の損傷を予測するための橋梁5の維持管理のために十分な情報を提供することができる。 Further, according to the measurement method of the first embodiment, the measuring device 1 can calculate the displacement waveform which is a deformation of the superstructure 7 due to the axle weight of the vehicle 6 passing through the superstructure 7, so that the superstructure 7 can be calculated. Sufficient information can be provided for the maintenance of the bridge 5 for predicting the damage of the bridge.

2.第2実施形態
第1実施形態の計測方法では、計測装置1は、車両たわみ波形CPjm(t)に基づいて上部構造7の変位の推定波形eU(t)を算出するのに対して、第2実施形態の計測方法では、車両たわみ波形CPjm(t)に基づいて車両6による荷重の推定波形eW(t)を算出する。以下、第2実施形態について、第1実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付して第1実施形態と重複する説明を省略又は簡略し、主に第1実施形態と異なる内容について説明する。
2. 2nd Embodiment In the measuring method of the 1st embodiment, the measuring device 1 calculates the estimated displacement waveform eU j (t) of the superstructure 7 based on the vehicle deflection waveform CP jm (t). In the measurement method of the second embodiment, the estimated waveform eW j (t) of the load by the vehicle 6 is calculated based on the vehicle deflection waveform CP jm (t). Hereinafter, with respect to the second embodiment, the same components as those of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description overlapping with the first embodiment will be omitted or simplified, and the contents different from those of the first embodiment will be mainly described. do.

本実施形態では、計測装置1は、観測点Rを観測するセンサー23が検出した加速度をローパスフィルター処理した後、2回積分し、観測点Rの変位波形CU(t)を算出する。そして、計測装置1は、式(55)により、変位波形CU(t)を荷重波形CW(t)に変換する。式(55)の1次係数Sc及び0次係数Icは、複数の車両による荷重試験によって得られる。 In the present embodiment, the measuring device 1 calculates the displacement waveform CU j (t) of the observation point R j by integrating the acceleration detected by the sensor 23 observing the observation point R i twice after low-pass filtering. .. Then, the measuring device 1 converts the displacement waveform CU j (t) into the load waveform CW j (t) according to the equation (55). The first-order coefficient Sc j and the fifth-order coefficient Ic j of the formula (55) are obtained by a load test using a plurality of vehicles.

Figure 2021147818
Figure 2021147818

式(55)において、Icが十分に小さいものとすると、式(56)が得られる。 Assuming that Ic j is sufficiently small in the formula (55), the formula (56) is obtained.

Figure 2021147818
Figure 2021147818

計測装置1は、相関式(55)又は相関式(56)により、変位波形CU(t)を荷重波形CW(t)に変換することができる。荷重波形CW(t)と車両たわみ波形CPjm(t)との間には相関があり、荷重波形CW(t)のWLow以上WHI以下の範囲Wmid_periodにおいて相関係数がほぼ一定となる。範囲Wmid_periodは、上部構造7の見かけ上のヤング率が変動しない範囲であり、荷重波形CW(t)の振幅が小さすぎず、かつ、大きすぎない中程度の範囲である。一般に、荷重試験に用いられる車両の重量は20t以内であることが多いので、範囲Wmid_periodの上限値WHIは20tとし、例えば、範囲Wmid_periodは10t〜15tの範囲に設定される。 The measuring device 1 can convert the displacement waveform CU j (t) into the load waveform CW j (t) by the correlation equation (55) or the correlation equation (56). There is a correlation between the load waveform CW j (t) and the vehicle deflection waveform CP jm (t), and the correlation coefficient is almost constant in the range W mid_period of the load waveform CW j (t) between W Low and W HI. It becomes. The range W mid_period is a range in which the apparent Young's modulus of the superstructure 7 does not fluctuate, and the amplitude of the load waveform CW j (t) is not too small and not too large. In general, since it is often the weight of the vehicle used in the load test is within 20t, the upper limit value W HI range W Mid_period and 20t, for example, range W Mid_period is set in the range of 10T~15t.

荷重波形CW(t)がWLowとWHIとの間にある期間をtmid_periodとし、期間tmid_periodにおいて、車両たわみ波形CPjm(t)と荷重波形CW(t)とは、式(57)のように近似的に比例関係にあるものとする。 Load waveform CW j (t) is a period that is between the W Low and W HI and t mid_period, in the period t mid_period, and the vehicle deflection waveform CP jm (t) and the load waveform CW j (t), the formula ( It is assumed that there is an approximately proportional relationship as in 57).

Figure 2021147818
Figure 2021147818

式(57)の荷重波形CW(tmid_period)及び車両たわみ波形CPjm(tmid_period)は、それぞれ式(58)及び式(59)で定義される。 The load waveform CW j (t mid_period ) of the equation (57) and the vehicle deflection waveform CP jm (t mid_period ) are defined by the equations (58) and (59), respectively.

Figure 2021147818
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Figure 2021147818
Figure 2021147818

期間tmid_periodを時刻tから時刻tまでの期間とし、計測装置1は、式(60)により、期間tmid_periodにおける比例係数hの平均値を算出し、車両たわみ波形CPjm(t)と荷重波形CW(t)の相関係数hj_avgとする。 The period t mid_period is set to the period from time t 1 to time t 2 , and the measuring device 1 calculates the average value of the proportional coefficient h j in the period t mid_period by the equation (60), and the vehicle deflection waveform CP jm (t). And the correlation coefficient h j_avg of the load waveform CW j (t).

Figure 2021147818
Figure 2021147818

そして、計測装置1は、式(61)により、車両たわみ波形CPjm(t)と相関係数
j_avgとを乗算した波形である推定波形eW(t)を算出する。推定波形eW(t)は車両たわみ波形CPjm(t)から推定される車両6の観測点Rへの荷重の波形である。
Then, the measuring device 1 calculates an estimated waveform eW j (t) which is a waveform obtained by multiplying the vehicle deflection waveform CP jm (t) and the correlation coefficient h j_avg by the equation (61). The estimated waveform eW j (t) is a waveform of the load on the observation point R j of the vehicle 6 estimated from the vehicle deflection waveform CP jm (t).

Figure 2021147818
Figure 2021147818

計測装置1は、式(62)のように、荷重波形CW(t)と推定波形eW(t)との差が所定の閾値thW(t)よりも小さい場合は、荷重波形CW(t)と推定波形eW(t)とが近似すると判断し、荷重波形CW(t)を選択する。荷重波形CW(t)と推定波形eW(t)とが近似する場合は、観測点Rに対する実測に基づいて算出された荷重波形CW(t)は推定波形eW(t)よりも精度が高いと考えられるため、計測装置1は、荷重波形CW(t)を選択する。 When the difference between the load waveform CW j (t) and the estimated waveform eW j (t) is smaller than the predetermined threshold thW j (t), the measuring device 1 has the load waveform CW j. It is determined that (t) and the estimated waveform eW j (t) are close to each other, and the load waveform CW j (t) is selected. When the load waveform CW j (t) and the estimated waveform eW j (t) are close to each other, the load waveform CW j (t) calculated based on the actual measurement with respect to the observation point R j is obtained from the estimated waveform eW j (t). Since it is considered that the accuracy is high, the measuring device 1 selects the load waveform CW j (t).

Figure 2021147818
Figure 2021147818

また、計測装置1は、式(63)のように、荷重波形CW(t)と推定波形eW(t)との差が所定の閾値thW(t)以上の場合は、荷重波形CW(t)と推定波形eW(t)とが近似しないと判断し、推定波形eW(t)を選択する。荷重波形CW(t)と推定波形eW(t)とが近似しない場合は、荷重波形CW(t)は推定波形eW(t)よりも精度が低いと考えられるため、計測装置1は、推定波形eW(t)を選択する。 Further, in the measuring device 1, when the difference between the load waveform CW j (t) and the estimated waveform eW j (t) is equal to or greater than the predetermined threshold thW j (t) as in the equation (63), the load waveform CW It is determined that j (t) and the estimated waveform eW j (t) do not approximate, and the estimated waveform eW j (t) is selected. If the load waveform CW j (t) and the estimated waveform eW j (t) do not approximate, the load waveform CW j (t) is considered to be less accurate than the estimated waveform eW j (t). Selects the estimated waveform eW j (t).

Figure 2021147818
Figure 2021147818

そして、計測装置1は、選択した荷重波形CW(t)又は推定波形eW(t)を荷重波形CWjest(t)とする。 Then, the measuring device 1 sets the selected load waveform CW j (t) or the estimated waveform eW j (t) as the load waveform CW gest (t).

図28は、第2実施形態の計測方法の手順の一例を示すフローチャート図である。本実施形態では、計測装置1が図28に示す手順を実行する。 FIG. 28 is a flowchart showing an example of the procedure of the measurement method of the second embodiment. In this embodiment, the measuring device 1 executes the procedure shown in FIG. 28.

図28に示すように、まず、計測装置1は、図23のステップS1〜S4と同様のステップS101〜S104の処理を行う。 As shown in FIG. 28, first, the measuring device 1 performs the processing of steps S101 to S104 similar to steps S1 to S4 of FIG. 23.

次に、計測装置1は、観測点Rを観測するセンサー23による観測情報に基づいて、観測点Rの物理量としての車両6による荷重の計測波形である荷重波形CW(t)を算出する(ステップS105)。計測装置1は、センサー23が検出した加速度をローパスフィルター処理した後、2回積分して変位波形CU(t)を算出し、相関式(55)又は相関式(56)により、変位波形CU(t)を荷重波形CW(t)に変換する。このステップS105は計測波形算出ステップである。 Next, the measuring device 1 is calculated based on the observation information by the sensor 23 for observing the observation point R j, the load waveform CW j by the vehicle 6 as a physical quantity of the observation point R j is the measurement waveform of the load (t) of (Step S105). The measuring device 1 calculates the displacement waveform CU j (t) by integrating twice after low-pass filtering the acceleration detected by the sensor 23, and uses the correlation equation (55) or the correlation equation (56) to calculate the displacement waveform CU. Convert j (t) to the load waveform CW j (t). This step S105 is a measurement waveform calculation step.

次に、計測装置1は、ステップS104で算出した車両たわみ波形CPjm(t)とステップS105で算出した荷重波形CW(t)との相関係数hj_avgを算出する(ステップS106)。このステップS106は、相関係数算出ステップである。 Next, the measuring device 1 calculates the correlation coefficient h j_avg between the vehicle deflection waveform CP jm (t) calculated in step S104 and the load waveform CW j (t) calculated in step S105 (step S106). This step S106 is a correlation coefficient calculation step.

次に、計測装置1は、ステップS106で算出した相関係数hj_avgとステップS104で算出した車両たわみ波形CPjm(t)とを乗算し、車両6の観測点Rへの荷重の推定波形eW(t)を算出する(ステップS107)。このステップS107は、推定波形算出ステップである。 Next, the measuring device 1 multiplies the correlation coefficient h j_avg calculated in step S106 by the vehicle deflection waveform CP jm (t) calculated in step S104, and estimates the load waveform on the observation point R j of the vehicle 6. eW j (t) is calculated (step S107). This step S107 is an estimated waveform calculation step.

次に、計測装置1は、ステップS105で算出した荷重波形CW(t)の大きさに基づいて、荷重波形CWjest(t)として荷重波形CW(t)又は推定波形eW(t)を選択する(ステップS108)。このステップS108は、波形選択ステップである。 Next, the measuring device 1 sets the load waveform CW jest (t) as the load waveform CW j (t) or the estimated waveform eW j (t) based on the magnitude of the load waveform CW j (t) calculated in step S105. Is selected (step S108). This step S108 is a waveform selection step.

次に、計測装置1は、ステップS108で選択した荷重波形CWjest(t)をサーバー2に出力する(ステップS109)。このステップS109は、出力ステップである。 Next, the measuring device 1 outputs the load waveform CW gest (t) selected in step S108 to the server 2 (step S109). This step S109 is an output step.

計測装置1は、計測を終了するまで(ステップS110のN)、ステップS101〜S109の処理を繰り返し行う。 The measuring device 1 repeats the processes of steps S101 to S109 until the measurement is completed (N in step S110).

図29は、図28のステップS106である相関係数算出ステップの手順の一例を示すフローチャート図である。 FIG. 29 is a flowchart showing an example of the procedure of the correlation coefficient calculation step which is step S106 of FIG. 28.

図29に示すように、まず、計測装置1は、整数jを1に設定し(ステップS161)、荷重波形CW(t)が下限値WLOWと上限値WHIとの間にある期間tmid_periodにおける荷重波形CW(tmid_period)を取得する(ステップS162)。なお、下限値WLOWは「第1の値」の一例であり、上限値WHIは「第2の値」の一例である。 As shown in FIG. 29, first, the measuring device 1 sets the integer j to 1 (step S161), and the period t during which the load waveform CW j (t) is between the lower limit value W LOW and the upper limit value W HI. obtaining a load waveform CW j (t mid_period) in Mid_period (step S162). The lower limit value W LOW is an example of the "first value", and the upper limit value W HI is an example of the "second value".

次に、計測装置1は、期間tmid_periodにおける車両たわみ波形CPjm(tmid_period)を取得する(ステップS163)。 Next, the measuring device 1 acquires the vehicle deflection waveform CP jm (t mid_period ) in the period t mid_period (step S163).

次に、計測装置1は、ステップS162で取得した荷重波形CW(tmid_period)とステップS163で取得した車両たわみ波形CPjm(tmid_period)とに基づいて、式(60)により、相関係数hj_avgを算出する(ステップS164)。 Next, the measuring device 1 has a correlation coefficient according to the equation (60) based on the load waveform CW j (t mid_period ) acquired in step S162 and the vehicle deflection waveform CP jm (t mid_period) acquired in step S163. h j_avg is calculated (step S164).

計測装置1は、整数jがNでない場合は(ステップS165のN)、整数jに1を加算し(ステップS166)、ステップS162〜S164の処理を繰り返し行う。 When the integer j is not N (N in step S165), the measuring device 1 adds 1 to the integer j (step S166), and repeats the processes of steps S162 to S164.

そして、整数jがNになると(ステップS165のY)、計測装置1は相関係数算出ステップの処理を終了する。 Then, when the integer j becomes N (Y in step S165), the measuring device 1 ends the process of the correlation coefficient calculation step.

図30は、図28のステップS108である波形選択ステップの手順の一例を示すフローチャート図である。 FIG. 30 is a flowchart showing an example of the procedure of the waveform selection step which is step S108 of FIG. 28.

図30に示すように、まず、計測装置1は、整数jを1に設定し(ステップS181)、荷重波形CW(t)と推定波形eW(t)との差|CW(t)−eW(t)|を計算する(ステップS182)。 As shown in FIG. 30, first, the measuring device 1 sets the integer j to 1 (step S181), and the difference between the load waveform CW j (t) and the estimated waveform eW j (t) | CW j (t). -EW j (t) | is calculated (step S182).

次に、計測装置1は、ステップS182で計算した差|CW(t)−eW(t)|と、所定の閾値thW(t)とを比較する(ステップS183)。 Next, the measuring device 1 compares the difference | CW j (t) -eW j (t) | calculated in step S182 with the predetermined threshold value thW j (t) (step S183).

そして、計測装置1は、ステップS183の比較結果に基づいて、荷重波形CWjest(t)として荷重波形CW(t)又は推定波形eW(t)を選択する。 The measuring apparatus 1, based on the comparison result of the step S183, selects the load waveform CW j (t) or the estimated waveform eW j (t) as a load waveform CW jest (t).

具体的には、計測装置1は、差|CW(t)−eW(t)|が閾値thW(t)よりも小さい場合は(ステップS184のY)、荷重波形CWjest(t)として荷重波形CW(t)を選択し、推定波形選択フラグをオフに設定する(ステップS185)。 Specifically, in the measuring device 1, when the difference | CW j (t) -eW j (t) | is smaller than the threshold value thW j (t) (Y in step S184), the load waveform CW gest (t) The load waveform CW j (t) is selected as, and the estimated waveform selection flag is set to off (step S185).

また、計測装置1は、差|CW(t)−eW(t)|が閾値thW(t)以上の場合は(ステップS184のN)、荷重波形CWjest(t)として推定波形eW(t)を選択し、推定波形選択フラグをオンに設定する(ステップS186)。 Further, the measuring apparatus 1, the difference | CW j (t) -eW j (t) | is the estimated waveform eW if less than the threshold value THW j (t) as (N in step S184), the load waveform CW jest (t) j (t) is selected and the estimated waveform selection flag is set to ON (step S186).

このように、推定波形選択フラグがオンであれば計測装置1が荷重波形CW(t)を選択したことを示し、推定波形選択フラグがオフであれば計測装置1が推定波形eW(t)を選択したことを示す。すなわち、計測装置1は、荷重波形CW(t)と推定波形eW(t)のいずれを選択したかを示す情報として推定波形選択フラグを生成する。 As described above, when the estimated waveform selection flag is on, it indicates that the measuring device 1 has selected the load waveform CW j (t), and when the estimated waveform selection flag is off, the measuring device 1 indicates the estimated waveform eW j (t). ) Is selected. That is, the measuring device 1 generates an estimated waveform selection flag as information indicating whether the load waveform CW j (t) or the estimated waveform eW j (t) is selected.

計測装置1は、整数jがNでない場合は(ステップS187のN)、整数jに1を加算し(ステップS188)、ステップS182〜S186の処理を繰り返し行う。 When the integer j is not N (N in step S187), the measuring device 1 adds 1 to the integer j (step S188), and repeats the processes of steps S182 to S186.

そして、整数jがNになると(ステップS187のY)、計測装置1は波形選択ステップの処理を終了する。 Then, when the integer j becomes N (Y in step S187), the measuring device 1 ends the processing of the waveform selection step.

なお、計測装置1は、荷重波形CWjest(t)や変位波形CU(t)と推定波形選択フラグとを対応付けてサーバー2に送信する。サーバー2は、推定波形選択フラグがオンであれば、過積載の車両6が上部構造7を走行し、あるいは、上部構造7が異常である可能性があるため、例えば、上部構造7の検査を促す情報を出力してもよい。 The measuring device 1 transmits the load waveform CW gest (t) and the displacement waveform CU j (t) to the server 2 in association with the estimated waveform selection flag. If the estimated waveform selection flag is on, the server 2 may inspect the superstructure 7 because the overloaded vehicle 6 may be traveling in the superstructure 7 or the superstructure 7 may be abnormal. Prompting information may be output.

図31は、第2実施形態における計測装置1の構成例を示す図である。図31において、図27と同様の構成要素には同じ符号が付されている。図31に示すように、第1実施形態と同様、計測装置1は、制御部110と、第1通信部120と、記憶部130と、第2通信部140と、操作部150と、を有している。 FIG. 31 is a diagram showing a configuration example of the measuring device 1 according to the second embodiment. In FIG. 31, the same components as those in FIG. 27 are designated by the same reference numerals. As shown in FIG. 31, the measuring device 1 includes a control unit 110, a first communication unit 120, a storage unit 130, a second communication unit 140, and an operation unit 150, as in the first embodiment. doing.

第1通信部120、記憶部130、第2通信部140及び操作部150がそれぞれ行う処理は、第1実施形態と同様であるため、その説明を省略する。 Since the processes performed by the first communication unit 120, the storage unit 130, the second communication unit 140, and the operation unit 150 are the same as those in the first embodiment, the description thereof will be omitted.

制御部110は、上部構造7に設置された各センサー21,22,23から出力される加速度データに基づいて、上部構造7の変位や車両6による荷重等を算出する。 The control unit 110 calculates the displacement of the superstructure 7, the load of the vehicle 6, and the like based on the acceleration data output from the sensors 21, 22, and 23 installed in the superstructure 7.

制御部110は、第1観測点情報取得部111と、第2観測点情報取得部112と、たわみ波形算出部113と、移動体たわみ波形算出部114と、計測波形算出部115と、相関係数算出部116と、推定波形算出部117と、波形選択部118と、出力処理部161と、を備えている。 The control unit 110 has a correlation between the first observation point information acquisition unit 111, the second observation point information acquisition unit 112, the deflection waveform calculation unit 113, the moving body deflection waveform calculation unit 114, and the measurement waveform calculation unit 115. It includes a number calculation unit 116, an estimation waveform calculation unit 117, a waveform selection unit 118, and an output processing unit 161.

第1観測点情報取得部111、第2観測点情報取得部112、たわみ波形算出部113及び移動体たわみ波形算出部114がそれぞれ行う処理は、第1実施形態と同様であるため、その説明を省略する。 The processes performed by the first observation point information acquisition unit 111, the second observation point information acquisition unit 112, the deflection waveform calculation unit 113, and the moving body deflection waveform calculation unit 114 are the same as those in the first embodiment. Omit.

計測波形算出部115は、観測点Rを観測するセンサー23による観測情報に基づいて、観測点Rの物理量としての車両6による荷重の計測波形である荷重波形CW(t
)を算出する処理を行う。すなわち、計測波形算出部115は、図28における計測波形算出ステップの処理を行う。計測波形算出部115が算出した荷重波形CW(t)は、記憶部130に記憶される。
Measurement waveform calculation unit 115, based on the observation information by the sensor 23 for observing the observation point R j, by the vehicle 6 as a physical quantity of the observation point R j is the measurement waveform of the load the load waveform CW j (t
) Is calculated. That is, the measurement waveform calculation unit 115 performs the processing of the measurement waveform calculation step in FIG. 28. The load waveform CW j (t) calculated by the measurement waveform calculation unit 115 is stored in the storage unit 130.

相関係数算出部116は、移動体たわみ波形算出部114が算出した車両たわみ波形CPjm(t)と計測波形算出部115が算出した荷重波形CW(t)との相関係数hj_avgを算出する処理を行う。すなわち、相関係数算出部116は、図28における相関係数算出ステップの処理を行う。相関係数算出部116が算出した相関係数hj_avgは、記憶部130に記憶される。 The correlation coefficient calculation unit 116 calculates the correlation coefficient h j_avg between the vehicle deflection waveform CP jm (t) calculated by the moving body deflection waveform calculation unit 114 and the load waveform CW j (t) calculated by the measurement waveform calculation unit 115. Perform the calculation process. That is, the correlation coefficient calculation unit 116 performs the processing of the correlation coefficient calculation step in FIG. 28. The correlation coefficient h j_avg calculated by the correlation coefficient calculation unit 116 is stored in the storage unit 130.

推定波形算出部117は、相関係数算出部116が算出した相関係数hj_avgと移動体たわみ波形算出部114が算出した車両たわみ波形CPjm(t)とを乗算し、車両6の観測点Rへの荷重の推定波形eW(t)を算出する処理を行う。すなわち、推定波形算出部117は、図28における推定波形算出ステップの処理を行う。推定波形算出部117が算出した推定波形eW(t)は、記憶部130に記憶される。 The estimated waveform calculation unit 117 multiplies the correlation coefficient h j_avg calculated by the correlation coefficient calculation unit 116 with the vehicle deflection waveform CP jm (t) calculated by the moving body deflection waveform calculation unit 114, and the observation point of the vehicle 6. A process of calculating the estimated waveform eW j (t) of the load on R j is performed. That is, the estimated waveform calculation unit 117 performs the processing of the estimated waveform calculation step in FIG. 28. The estimated waveform eW j (t) calculated by the estimated waveform calculation unit 117 is stored in the storage unit 130.

波形選択部118は、計測波形算出部115が算出した荷重波形CW(t)の大きさに基づいて、荷重波形CWjest(t)として荷重波形CW(t)又は推定波形eW(t)を選択する処理を行う。すなわち、波形選択部118は、図28における波形選択ステップの処理を行う。波形選択部118が選択した荷重波形CWjest(t)は、記憶部130に記憶される。 Waveform selection unit 118, based on the magnitude of the load waveform CW j the measurement waveform calculation unit 115 has calculated (t), the load waveform CW jest load waveform CW as (t) j (t) or the estimated waveform eW j (t ) Is selected. That is, the waveform selection unit 118 performs the processing of the waveform selection step in FIG. 28. The load waveform CW gest (t) selected by the waveform selection unit 118 is stored in the storage unit 130.

出力処理部161は、波形選択部118が選択した荷重波形CWjest(t)を、第2通信部140を介してサーバー2に出力する処理を行う。すなわち、出力処理部161は、図28における出力ステップの処理を行う。 The output processing unit 161 performs a process of outputting the load waveform CW gest (t) selected by the waveform selection unit 118 to the server 2 via the second communication unit 140. That is, the output processing unit 161 processes the output step shown in FIG. 28.

第1実施形態と同様、制御部110は、記憶部130に記憶された各種のプログラムを実行するプロセッサーであり、記憶部130に記憶された計測プログラム131を実行することにより、第1観測点情報取得部111、第2観測点情報取得部112、たわみ波形算出部113、移動体たわみ波形算出部114、計測波形算出部115、相関係数算出部116、推定波形算出部117、波形選択部118、出力処理部161の各機能を実現する。換言すれば、計測プログラム131は、図28に示したフローチャートの各手順を、コンピューターである計測装置1に実行させるプログラムである。ただし、制御部110は、ASICなどのカスタムICとして構成され、各部の機能を実現してもよいし、CPUとASICとによって各部の機能を実現してもよい。 Similar to the first embodiment, the control unit 110 is a processor that executes various programs stored in the storage unit 130, and by executing the measurement program 131 stored in the storage unit 130, the first observation point information Acquisition unit 111, second observation point information acquisition unit 112, deflection waveform calculation unit 113, moving body deflection waveform calculation unit 114, measurement waveform calculation unit 115, correlation coefficient calculation unit 116, estimation waveform calculation unit 117, waveform selection unit 118 , Each function of the output processing unit 161 is realized. In other words, the measurement program 131 is a program that causes the measuring device 1 which is a computer to execute each procedure of the flowchart shown in FIG. 28. However, the control unit 110 may be configured as a custom IC such as an ASIC to realize the functions of each unit, or the CPU and the ASIC may realize the functions of each unit.

以上に説明した第2実施形態の計測方法では、計測装置1は、観測点R〜Rを観測するN個のセンサー23による観測情報に基づいて、観測点R〜Rの荷重波形CW(t)〜CW(t)を算出する。また、計測装置1は、式(60)により、車両たわみ波形CPjm(t)と荷重波形CW(t)との相関係数hj_avgを算出し、式(61)により、相関係数hj_avgと車両たわみ波形CPjm(t)とを乗算し、車両6の観測点Rへの荷重の推定波形eW(t)を算出する。そして、計測装置1は、荷重波形CW(t)の大きさに基づいて、荷重波形CWjest(t)として荷重波形CW(t)又は推定波形eW(t)を選択する。具体的には、計測装置1は、荷重波形CW(t)と推定波形eW(t)との差と、所定の閾値thW(t)とを比較し、比較結果に基づいて、荷重波形CW(t)又は推定波形eW(t)を選択する。すなわち、計測装置1は、荷重波形CW(t)と推定波形eW(t)との差が所定の閾値thW(t)よりも小さい場合は、荷重波形CW(t)と推定波形eW(t)とが近似すると判断し、推定波形eW(t)よりも精度が高いと考えられる荷重波形CW(t)を選択し、荷重波形CWjest(t)とする。また、計測装置1は、荷重波形CW
(t)と推定波形eW(t)との差が所定の閾値thW(t)以上の場合は、荷重波形CW(t)と推定波形eW(t)とが近似しないと判断し、荷重波形CW(t)よりも精度が高いと考えられる推定波形eW(t)を選択し、荷重波形CWjest(t)とする。したがって、第2実施形態の計測方法によれば、計測装置1は、上部構造7や車両6の状態によらずに上部構造7の変位の波形を精度良く算出することができる。
The measuring method of the second embodiment described above, the measuring apparatus 1, based on the observation information by the N sensors 23 for observing the observation point R 1 to R N, a load waveform observation point R 1 to R N Calculate CW 1 (t) to CW N (t). Further, the measuring device 1 calculates the correlation coefficient h j_avg between the vehicle deflection waveform CP jm (t) and the load waveform CW j (t) by the equation (60), and the correlation coefficient h by the equation (61). By multiplying j_avg and the vehicle deflection waveform CP jm (t), the estimated waveform eW j (t) of the load on the observation point R j of the vehicle 6 is calculated. The measuring apparatus 1, based on the magnitude of the load waveform CW j (t), selects a load waveform CW j (t) or the estimated waveform eW j (t) as a load waveform CW jest (t). Specifically, the measuring device 1 compares the difference between the load waveform CW j (t) and the estimated waveform eW j (t) with the predetermined threshold value thW j (t), and based on the comparison result, loads. Select the waveform CW j (t) or the estimated waveform eW j (t). That is, when the difference between the load waveform CW j (t) and the estimated waveform eW j (t) is smaller than the predetermined threshold thW j (t), the measuring device 1 sets the load waveform CW j (t) and the estimated waveform. It is determined that the eW j (t) is close to the load waveform CW j (t), which is considered to have higher accuracy than the estimated waveform eW j (t), and the load waveform CW gest (t) is used. Further, the measuring device 1 has a load waveform CW.
When the difference between j (t) and the estimated waveform eW j (t) is equal to or greater than the predetermined threshold thW j (t), it is determined that the load waveform CW j (t) and the estimated waveform eW j (t) do not approximate each other. Then, the estimated waveform eW j (t), which is considered to have higher accuracy than the load waveform CW j (t), is selected and used as the load waveform CW gest (t). Therefore, according to the measurement method of the second embodiment, the measuring device 1 can accurately calculate the displacement waveform of the superstructure 7 regardless of the state of the superstructure 7 and the vehicle 6.

また、第2実施形態の計測方法では、計測装置1は、荷重波形CW(t)が下限値WLOWと上限値WHIとの間にある期間tmid_periodにおける車両たわみ波形CPjm(t)と荷重波形CW(t)とに基づいて、相関係数hj_avgを算出する。したがって、第2実施形態の計測方法によれば、計測装置1は、上部構造7の見かけ上のヤング率が変動せず、相関係数がほぼ一定となる範囲Wmid_periodの荷重波形CW(t)と車両たわみ波形CPjm(t)とを用いて、精度の高い相関係数hj_avgを算出することができる。 Further, in the measurement method of the second embodiment, the measuring device 1 has the vehicle deflection waveform CP jm (t) in the period t mid_period in which the load waveform CW j (t) is between the lower limit value W LOW and the upper limit value W HI. And the load waveform CW j (t), the correlation coefficient h j_avg is calculated. Therefore, according to the measurement method of the second embodiment, the measuring device 1 has a load waveform CW j (t) in the range W mid_period in which the apparent Young's modulus of the superstructure 7 does not fluctuate and the correlation coefficient is substantially constant. ) And the vehicle deflection waveform CP jm (t) can be used to calculate the highly accurate correlation coefficient h j_avg.

また、第2実施形態の計測方法では、計測装置1は、荷重波形CWjest(t)や変位波形CU(t)とともに、荷重波形CWjest(t)と推定波形eW(t)のいずれを選択したかを示す推定波形選択フラグをサーバー2に送信する。したがって、第2実施形態の計測方法によれば、サーバー2は、推定波形選択フラグに基づいて、過積載の車両6の走行の有無や上部構造7の異常の有無を推測することができる。 Further, in the measurement method of the second embodiment, the measuring device 1 has either the load waveform CW gest (t) or the displacement waveform CU j (t), as well as the load waveform CW gest (t) or the estimated waveform eW j (t). Sends an estimated waveform selection flag indicating whether or not is selected to the server 2. Therefore, according to the measurement method of the second embodiment, the server 2 can estimate whether or not the overloaded vehicle 6 is running and whether or not there is an abnormality in the superstructure 7 based on the estimated waveform selection flag.

3.変形例
本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
3. 3. Modifications The present invention is not limited to the present embodiment, and various modifications can be carried out within the scope of the gist of the present invention.

上記の各実施形態では、観測点P〜Pを観測する観測装置及び観測点Q〜Qを観測する観測装置は、それぞれ加速度センサーであるが、これに限られず、例えば、衝撃センサー、マイクロホン、歪計又はロードセルであってもよい。観測装置と観測点が1対1に対応している必要はなく、1つの観測装置が観測点P〜P,Q〜Qの一部又は全部を観測してもよい。 In each of the embodiments described above, the observation apparatus and observation apparatus for observing the observation point Q 1 to Q N observing observation point P 1 to P N, which respectively the acceleration sensor is not limited to this, for example, the impact sensor , Microphone, accelerometer or load cell. It is not necessary that the observation device and the observation point have a one-to-one correspondence, and one observation device may observe a part or all of the observation points P 1 to PN and Q 1 to Q N.

衝撃センサーは、車両6の各車軸の観測点P〜P,Q〜Qへの作用に対する応答として衝撃加速度を検出する。計測装置1は、観測点P〜Pに対する衝撃加速度に基づいて第1観測点情報を取得し、観測点Q〜Qに対する衝撃加速度に基づいて第2観測点情報を取得する。マイクロホンは、車両6の各車軸の観測点P〜P,Q〜Qへの作用に対する応答として音響を検出する。計測装置1は、観測点P〜Pに対する音響に基づいて第1観測点情報を取得し、観測点Q〜Qに対する音響に基づいて第2観測点情報を取得する。歪計、ロードセルは、車両6の各車軸の観測点P〜P,Q〜Qへの作用に対する応答として応力変化を検出する。計測装置1は、観測点P〜Pの応力変化に基づいて第1観測点情報を取得し、観測点Q〜Qの応力変化に基づいて第2観測点情報を取得する。 The impact sensor detects the impact acceleration as a response to the action on the observation points P 1 to PN and Q 1 to Q N of each axle of the vehicle 6. Measuring apparatus 1 obtains a first observation point information based on impact acceleration with respect to the observation point P 1 to P N, and acquires a second observation point information based on impact acceleration with respect to the observation point Q 1 to Q N. The microphone detects sound as a response to the action on the observation points P 1 to PN and Q 1 to Q N of each axle of the vehicle 6. Measuring apparatus 1 obtains a first observation point information based on sound for observation point P 1 to P N, and acquires a second observation point information based on sound for observation point Q 1 to Q N. The strain gauge and the load cell detect the stress change as a response to the action on the observation points P 1 to PN and Q 1 to Q N of each axle of the vehicle 6. Measuring apparatus 1 obtains a first observation point information based on the stress changes in the observation point P 1 to P N, and acquires a second observation point information based on the stress changes in observation point Q 1 to Q N.

また、上記の各実施形態では、観測点R〜Rを観測する観測装置は、それぞれ加速度センサーであるが、これに限られず、例えば、接触式変位計、リング式変位計、レーザー変位計、感圧センサー、画像処理による変位計測機器又は光ファイバーによる変位計測機器であってもよい。観測装置と観測点が1対1に対応している必要はなく、1つの観測装置が観測点R〜Rの一部又は全部を観測してもよい。 In the embodiments described above, the observation apparatus for observing the observation point R 1 to R N is respectively the acceleration sensor is not limited to this, for example, the contact displacement sensor, a ring-type displacement meter, laser displacement meter , A pressure sensor, a displacement measuring device by image processing, or a displacement measuring device by an optical fiber. It is not necessary to the observation apparatus and observation point corresponds to one-to-one, may be a single observation device observes a part or the whole of the observation point R 1 to R N.

接触式変位計、リング式変位計、レーザー変位計、画像処理による変位計測機器、光ファイバーによる変位計測機器は、車両6の観測点R〜Rの作用に対する応答として変位を計測する。計測装置1は、観測点R〜Rの変位に基づいて、観測点R〜R
変位波形を算出する。感圧センサーは、車両6の観測点R〜Rへの作用に対する応答として応力変化を検出する。計測装置1は、観測点R〜Rの応力変化に基づいて、観測点R〜Rの変位波形を算出する。
Contact displacement meter, the ring-type displacement meter, laser displacement meter, a displacement measuring device by image processing, a displacement measuring apparatus according to the optical fiber, measures the displacement in response to the action of observation points R 1 to R N of the vehicle 6. Measuring apparatus 1, based on the displacement of the observation point R 1 to R N, calculates the displacement waveform of the observation point R 1 to R N. Pressure-sensitive sensor detects the change in stress in response to action on the observation point R 1 to R N of the vehicle 6. Measuring device 1 on the basis of the change in stress observation point R 1 to R N, calculates the displacement waveform of the observation point R 1 to R N.

また、上記の各実施形態では、車両6がレーンL〜Lを走行する方向はすべて同じであるが、レーンL〜Lのうちの少なくとも1つのレーンと他のレーンとは車両6の走行方向が異なっていてもよい。例えば、車両6がレーンLでは観測点Pから観測点Qに向かう方向に走行し、レーンLでは観測点Qから観測点Pに向かう方向に走行してもよい。この場合、計測装置1は、観測点Pを観測するセンサー21から出力される加速度データに基づいて、車両6のレーンLへの進入時刻を取得し、観測点Qを観測するセンサー22から出力される加速度データに基づいて、車両6のレーンLからの退出時刻を取得する。また、計測装置1は、観測点Qを観測するセンサー22から出力される加速度データに基づいて、車両6のレーンLへの進入時刻を取得し、観測点Pを観測するセンサー21から出力される加速度データに基づいて、車両6のレーンLからの退出時刻を取得する。 In the embodiments described above, all directions in which the vehicle 6 is traveling lane L 1 ~L N are the same, the vehicle 6 with at least one lane and the other lanes of the lane L 1 ~L N The traveling direction may be different. For example, the vehicle 6 is traveling in a direction from the lane L 1 in the observation point P 1 to the observation point Q 1, may be traveling in a direction towards the observation point P 2 from the lane L 2 in the observation point Q 2. In this case, the measuring device 1, based on the acceleration data output from the sensor 21 for observing the observation point P 1, the sensor 22 acquires the entry time into the lane L 1 of the vehicle 6, to observe the observation point Q 1 based on the acceleration data output from acquires exit time from the lane L 1 of the vehicle 6. Further, the measuring apparatus 1, based on the acceleration data output from the sensor 22 for observing the observation point Q 2, the sensor 21 obtains an entry time to lane L 2 of the vehicle 6, to observe the observation point P 2 based on the acceleration data output, it acquires the exit time from the lane L 2 of the vehicle 6.

また、上記の各実施形態では、各センサー21,22,23は、それぞれ上部構造7の主桁Gに設けられているが、上部構造7の表面や内部、床板Fの下面、橋脚8a等に設けられていてもよい。また、上記の各実施形態では、橋梁5として道路橋を例に挙げたが、これに限られず、例えば、橋梁5は鉄道橋であってもよい。また、上記の各実施形態では、構造物として橋梁の上部構造を例に挙げたが、これに限られず、構造物は移動体の移動によって変形するものであればよい。 Further, in each of the above embodiments, the sensors 21, 22, and 23 are provided on the main girder G of the superstructure 7, respectively, but are provided on the surface and inside of the superstructure 7, the lower surface of the floor plate F, the pier 8a, and the like. It may be provided. Further, in each of the above embodiments, the road bridge is taken as an example of the bridge 5, but the present invention is not limited to this, and the bridge 5 may be a railway bridge, for example. Further, in each of the above embodiments, the superstructure of the bridge is taken as an example of the structure, but the structure is not limited to this, and the structure may be deformed by the movement of the moving body.

上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。 The above-described embodiments and modifications are merely examples, and the present invention is not limited thereto. For example, each embodiment and each modification can be combined as appropriate.

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成、例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。 The present invention includes a configuration substantially the same as the configuration described in the embodiment, for example, a configuration having the same function, method and result, or a configuration having the same purpose and effect. The present invention also includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. The present invention also includes a configuration that exhibits the same effects as the configuration described in the embodiment or a configuration that can achieve the same object. Further, the present invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.

1…計測装置、2…サーバー、4…通信ネットワーク、5…橋梁、6…車両、7…上部構造、7a…橋床、7b…支承、G…主桁、F…床板、8…下部構造、8a…橋脚、8b…橋台、10…計測システム、21…センサー、22…センサー、23…センサー、110…制御部、111…第1観測点情報取得部、112…第2観測点情報取得部、113…たわみ波形算出部、114…移動体たわみ波形算出部、115…計測波形算出部、116…相関係数算出部、117…推定波形算出部、118…波形選択部、119…荷重算出部、120…第1通信部、130…記憶部、131…計測プログラム、140…第2通信部、150…操作部、161…出力処理部 1 ... Measuring device, 2 ... Server, 4 ... Communication network, 5 ... Bridge, 6 ... Vehicle, 7 ... Superstructure, 7a ... Bridge floor, 7b ... Bearing, G ... Main girder, F ... Floor board, 8 ... Substructure, 8a ... Bridge pedestal, 8b ... Bridge, 10 ... Measurement system, 21 ... Sensor, 22 ... Sensor, 23 ... Sensor, 110 ... Control unit, 111 ... First observation point information acquisition unit, 112 ... Second observation point information acquisition unit, 113 ... Deflection waveform calculation unit, 114 ... Moving body deflection waveform calculation unit, 115 ... Measurement waveform calculation unit, 116 ... Correlation coefficient calculation unit, 117 ... Estimated waveform calculation unit, 118 ... Waveform selection unit, 119 ... Load calculation unit, 120 ... 1st communication unit, 130 ... storage unit, 131 ... measurement program, 140 ... 2nd communication unit, 150 ... operation unit, 161 ... output processing unit

Claims (18)

移動体が構造物を移動する第1方向に沿って並ぶ前記構造物の第1の観測点、第2の観測点及び前記第1の観測点と前記第2の観測点との間の第3の観測点のうちの前記第1の観測点を観測する観測装置による観測情報に基づいて、前記移動体の複数の部位が前記第1の観測点をそれぞれ通過した時刻及び前記複数の部位のそれぞれの前記第1の観測点への作用に対する応答である物理量を含む第1観測点情報を取得する第1観測点情報取得ステップと、
前記第2の観測点を観測する観測装置による観測情報に基づいて、前記移動体の前記複数の部位が前記第2の観測点をそれぞれ通過した時刻及び前記複数の部位のそれぞれの前記第2の観測点への作用に対する応答である物理量を含む第2観測点情報を取得する第2観測点情報取得ステップと、
前記第1観測点情報及び前記第2観測点情報と、所定の係数と、前記構造物のたわみの近似式とに基づいて、前記移動体の前記複数の部位のそれぞれによる前記構造物のたわみ波形を算出するたわみ波形算出ステップと、
前記たわみ波形算出ステップで算出した前記移動体の前記複数の部位のそれぞれによる前記構造物のたわみ波形を加算して、前記移動体による前記構造物のたわみ波形である移動体たわみ波形を算出する移動体たわみ波形算出ステップと、
前記第3の観測点を観測する観測装置による観測情報に基づいて、前記第3の観測点の物理量の計測波形を算出する計測波形算出ステップと、
前記移動体たわみ波形と前記計測波形との相関係数を算出する相関係数算出ステップと、
前記相関係数と前記移動体たわみ波形とを乗算し、前記第3の観測点の前記物理量の推定波形を算出する推定波形算出ステップと、
前記計測波形の大きさに基づいて、前記計測波形又は前記推定波形を選択する波形選択ステップと、を含む、計測方法。
The first observation point, the second observation point, and the third observation point between the first observation point and the second observation point of the structure in which the moving body is arranged along the first direction in which the moving body moves through the structure. Based on the observation information by the observation device that observes the first observation point among the observation points of the above, the time when the plurality of parts of the moving body each pass through the first observation point and each of the plurality of parts. The first observation point information acquisition step for acquiring the first observation point information including the physical quantity which is the response to the action on the first observation point of
Based on the observation information by the observation device that observes the second observation point, the time when the plurality of parts of the moving body each pass through the second observation point and the second of each of the plurality of parts. The second observation point information acquisition step for acquiring the second observation point information including the physical quantity that is the response to the action on the observation point, and
Deflection waveform of the structure by each of the plurality of parts of the moving body based on the first observation point information, the second observation point information, a predetermined coefficient, and an approximate expression of the deflection of the structure. Deflection waveform calculation step to calculate
The movement to calculate the bending waveform of the moving body, which is the bending waveform of the structure by the moving body, by adding the bending waveforms of the structure by each of the plurality of parts of the moving body calculated in the bending waveform calculation step. Body deflection waveform calculation step and
A measurement waveform calculation step for calculating a measurement waveform of a physical quantity of the third observation point based on observation information by an observation device for observing the third observation point, and a measurement waveform calculation step.
A correlation coefficient calculation step for calculating the correlation coefficient between the moving body deflection waveform and the measured waveform, and
An estimated waveform calculation step of multiplying the correlation coefficient by the mobile deflection waveform to calculate an estimated waveform of the physical quantity at the third observation point.
A measurement method including a waveform selection step of selecting the measurement waveform or the estimated waveform based on the size of the measurement waveform.
前記波形選択ステップにおいて、
前記計測波形と前記推定波形との差と、所定の閾値とを比較し、比較結果に基づいて、前記計測波形又は前記推定波形を選択する、請求項1に記載の計測方法。
In the waveform selection step
The measurement method according to claim 1, wherein the difference between the measurement waveform and the estimated waveform is compared with a predetermined threshold value, and the measurement waveform or the estimated waveform is selected based on the comparison result.
前記相関係数算出ステップにおいて、
前記計測波形が第1の値と第2の値との間にある期間における前記移動体たわみ波形と前記計測波形とに基づいて、前記相関係数を算出する、請求項1又は2のいずれか一項に記載の計測方法。
In the correlation coefficient calculation step,
Either of claims 1 or 2, which calculates the correlation coefficient based on the moving body deflection waveform and the measured waveform during a period in which the measured waveform is between the first value and the second value. The measurement method described in item 1.
前記波形選択ステップにおいて、
前記計測波形と前記推定波形のいずれを選択したかを示す情報を生成する、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の計測方法。
In the waveform selection step
The measurement method according to any one of claims 1 to 3, which generates information indicating which of the measurement waveform and the estimated waveform is selected.
前記第3の観測点の前記物理量は、変位、又は前記移動体による荷重である、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の計測方法。 The measuring method according to any one of claims 1 to 4, wherein the physical quantity at the third observation point is a displacement or a load due to the moving body. 前記構造物のたわみの近似式は、前記構造物の構造モデルに基づく式である、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の計測方法。 The measuring method according to any one of claims 1 to 5, wherein the approximate expression of the deflection of the structure is an expression based on the structural model of the structure. 前記構造モデルは、両端を支持した単純梁である、請求項6に記載の計測方法。 The measuring method according to claim 6, wherein the structural model is a simple beam supporting both ends. 前記構造物のたわみの近似式は、前記第1の観測点と前記第2の観測点との中央位置におけるたわみの最大振幅で規格化された式である、請求項1乃至7のいずれか一項に記載
の計測方法。
The approximate expression of the deflection of the structure is any one of claims 1 to 7, which is an expression standardized by the maximum amplitude of the deflection at the central position between the first observation point and the second observation point. The measurement method described in the section.
前記第1の観測点は前記構造物の第1の端部に設定され、
前記第2の観測点は前記構造物の前記第1の端部とは異なる第2の端部に設定される、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の計測方法。
The first observation point is set at the first end of the structure and
The measurement method according to any one of claims 1 to 8, wherein the second observation point is set at a second end different from the first end of the structure.
前記構造物は、橋梁の上部構造であって、
前記上部構造は、隣り合う橋台と橋脚、隣り合う2つの橋台、又は、隣り合う2つの橋脚のいずれか1つに渡された構造であり、
前記上部構造の両端部は、前記隣り合う橋台と橋脚の位置、前記隣り合う2つの橋台の位置、又は、前記隣り合う2つの橋脚の位置にあり、
前記橋梁は、道路橋又は鉄道橋である、請求項1乃至9のいずれか一項に記載の計測方法。
The structure is a superstructure of a bridge and
The superstructure is a structure passed to any one of adjacent abutments and piers, two adjacent abutments, or two adjacent piers.
Both ends of the superstructure are located at the positions of the adjacent abutments and piers, the positions of the two adjacent abutments, or the positions of the two adjacent piers.
The measurement method according to any one of claims 1 to 9, wherein the bridge is a road bridge or a railway bridge.
前記移動体は、鉄道車両、自動車、路面電車、建設車両、又は軍用車両であり、
前記複数の部位のそれぞれは車軸又は車輪である、請求項1乃至10のいずれか一項に記載の計測方法。
The moving vehicle is a railroad vehicle, an automobile, a tram, a construction vehicle, or a military vehicle.
The measuring method according to any one of claims 1 to 10, wherein each of the plurality of parts is an axle or a wheel.
前記第1の観測点を観測する前記観測装置、前記第2の観測点を観測する前記観測装置及び前記第3の観測点を観測する前記観測装置は、加速度センサーである、請求項1乃至11のいずれか一項に記載の計測方法。 The observation device for observing the first observation point, the observation device for observing the second observation point, and the observation device for observing the third observation point are acceleration sensors, claims 1 to 11. The measurement method according to any one of the above. 前記第3の観測点を観測する前記観測装置は、接触式変位計、リング式変位計、レーザー変位計、感圧センサー、画像処理による変位計測機器又は光ファイバーによる変位計測機器である、請求項1乃至11のいずれか一項に記載の計測方法。 The observation device for observing the third observation point is a contact type displacement meter, a ring type displacement meter, a laser displacement meter, a pressure sensitive sensor, a displacement measuring device by image processing, or a displacement measuring device using an optical fiber. The measuring method according to any one of 11 to 11. 前記第1の観測点を観測する前記観測装置及び前記第2の観測点を観測する前記観測装置は、衝撃センサー、マイクロホン、歪計又はロードセルである、請求項1乃至11のいずれか一項又は請求項13に記載の計測方法。 The observation device for observing the first observation point and the observation device for observing the second observation point are an impact sensor, a microphone, a strain gauge, or a load cell, whichever one of claims 1 to 11 or The measurement method according to claim 13. 前記構造物は、BWIM(Bridge Weigh in Motion)が機能する構造である、請求項1乃至14のいずれか一項に記載の計測方法。 The measuring method according to any one of claims 1 to 14, wherein the structure is a structure in which BWIM (Bridge Weigh in Motion) functions. 移動体が構造物を移動する第1方向に沿って並ぶ前記構造物の第1の観測点、第2の観測点及び前記第1の観測点と前記第2の観測点との間の第3の観測点のうちの前記第1の観測点を観測する観測装置による観測情報に基づいて、前記移動体の複数の部位が前記第1の観測点をそれぞれ通過した時刻及び前記複数の部位のそれぞれの前記第1の観測点への作用に対する応答である物理量を含む第1観測点情報を取得する第1観測点情報取得部と、
前記第2の観測点を観測する観測装置による観測情報に基づいて、前記移動体の前記複数の部位が前記第2の観測点をそれぞれ通過した時刻及び前記複数の部位のそれぞれの前記第2の観測点への作用に対する応答である物理量を含む第2観測点情報を取得する第2観測点情報取得部と、
前記第1観測点情報及び前記第2観測点情報と、所定の係数と、前記構造物のたわみの近似式とに基づいて、前記移動体の前記複数の部位のそれぞれによる前記構造物のたわみ波形を算出するたわみ波形算出部と、
前記たわみ波形算出部が算出した前記移動体の前記複数の部位のそれぞれによる前記構造物のたわみ波形を加算して、前記移動体による前記構造物のたわみ波形である移動体たわみ波形を算出する移動体たわみ波形算出部と、
前記第3の観測点を観測する観測装置による観測情報に基づいて、前記第3の観測点の
物理量の計測波形を算出する計測波形算出部と、
前記移動体たわみ波形と前記計測波形との相関係数を算出する相関係数算出部と、
前記相関係数と前記移動体たわみ波形とを乗算し、前記第3の観測点の前記物理量の推定波形を算出する推定波形算出部と、
前記計測波形の大きさに基づいて、前記計測波形又は前記推定波形を選択する波形選択部と、を含む、計測装置。
The first observation point, the second observation point, and the third observation point between the first observation point and the second observation point of the structure in which the moving body is arranged along the first direction in which the moving body moves through the structure. Based on the observation information by the observation device that observes the first observation point among the observation points of the above, the time when the plurality of parts of the moving body each pass through the first observation point and each of the plurality of parts. The first observation point information acquisition unit that acquires the first observation point information including the physical quantity that is the response to the action on the first observation point of the above.
Based on the observation information by the observation device that observes the second observation point, the time when the plurality of parts of the moving body each pass through the second observation point and the second of each of the plurality of parts. The second observation point information acquisition unit that acquires the second observation point information including the physical quantity that is the response to the action on the observation point, and
Deflection waveform of the structure by each of the plurality of parts of the moving body based on the first observation point information, the second observation point information, a predetermined coefficient, and an approximate expression of the deflection of the structure. Deflection waveform calculation unit that calculates
The movement to calculate the bending waveform of the moving body, which is the bending waveform of the structure by the moving body, by adding the bending waveforms of the structure by each of the plurality of parts of the moving body calculated by the bending waveform calculation unit. Body deflection waveform calculation unit and
A measurement waveform calculation unit that calculates the measurement waveform of the physical quantity of the third observation point based on the observation information by the observation device that observes the third observation point.
A correlation coefficient calculation unit that calculates the correlation coefficient between the moving body deflection waveform and the measured waveform,
An estimated waveform calculation unit that multiplies the correlation coefficient by the moving body deflection waveform to calculate an estimated waveform of the physical quantity at the third observation point.
A measuring device including a waveform selection unit that selects the measured waveform or the estimated waveform based on the magnitude of the measured waveform.
請求項16に記載の計測装置と、
前記第1の観測点を観測する前記観測装置と、
前記第2の観測点を観測する前記観測装置と、
前記第3の観測点を観測する前記観測装置と、を備えた、計測システム。
The measuring device according to claim 16 and
The observation device for observing the first observation point and
The observation device for observing the second observation point and
A measurement system including the observation device for observing the third observation point.
移動体が構造物を移動する第1方向に沿って並ぶ前記構造物の第1の観測点、第2の観測点及び前記第1の観測点と前記第2の観測点との間の第3の観測点のうちの前記第1の観測点を観測する観測装置による観測情報に基づいて、前記移動体の複数の部位が前記第1の観測点をそれぞれ通過した時刻及び前記複数の部位のそれぞれの前記第1の観測点への作用に対する応答である物理量を含む第1観測点情報を取得する第1観測点情報取得ステップと、
前記第2の観測点を観測する観測装置による観測情報に基づいて、前記移動体の前記複数の部位が前記第2の観測点をそれぞれ通過した時刻及び前記複数の部位のそれぞれの前記第2の観測点への作用に対する応答である物理量を含む第2観測点情報を取得する第2観測点情報取得ステップと、
前記第1観測点情報及び前記第2観測点情報と、所定の係数と、前記構造物のたわみの近似式とに基づいて、前記移動体の前記複数の部位のそれぞれによる前記構造物のたわみ波形を算出するたわみ波形算出ステップと、
前記たわみ波形算出ステップで算出した前記移動体の前記複数の部位のそれぞれによる前記構造物のたわみ波形を加算して、前記移動体による前記構造物のたわみ波形である移動体たわみ波形を算出する移動体たわみ波形算出ステップと、
前記第3の観測点を観測する観測装置による観測情報に基づいて、前記第3の観測点の物理量の計測波形を算出する計測波形算出ステップと、
前記移動体たわみ波形と前記計測波形との相関係数を算出する相関係数算出ステップと、
前記相関係数と前記移動体たわみ波形とを乗算し、前記第3の観測点の前記物理量の推定波形を算出する推定波形算出ステップと、
前記計測波形の大きさに基づいて、前記計測波形又は前記推定波形を選択する波形選択ステップと、をコンピューターに実行させる、計測プログラム。
The first observation point, the second observation point, and the third observation point between the first observation point and the second observation point of the structure in which the moving body is arranged along the first direction in which the moving body moves through the structure. Based on the observation information by the observation device that observes the first observation point among the observation points of the above, the time when the plurality of parts of the moving body each pass through the first observation point and each of the plurality of parts. The first observation point information acquisition step for acquiring the first observation point information including the physical quantity which is the response to the action on the first observation point of
Based on the observation information by the observation device that observes the second observation point, the time when the plurality of parts of the moving body each pass through the second observation point and the second of each of the plurality of parts. The second observation point information acquisition step for acquiring the second observation point information including the physical quantity that is the response to the action on the observation point, and
Deflection waveform of the structure by each of the plurality of parts of the moving body based on the first observation point information, the second observation point information, a predetermined coefficient, and an approximate expression of the deflection of the structure. Deflection waveform calculation step to calculate
The movement to calculate the bending waveform of the moving body, which is the bending waveform of the structure by the moving body, by adding the bending waveforms of the structure by each of the plurality of parts of the moving body calculated in the bending waveform calculation step. Body deflection waveform calculation step and
A measurement waveform calculation step for calculating a measurement waveform of a physical quantity of the third observation point based on observation information by an observation device for observing the third observation point, and a measurement waveform calculation step.
A correlation coefficient calculation step for calculating the correlation coefficient between the moving body deflection waveform and the measured waveform, and
An estimated waveform calculation step of multiplying the correlation coefficient by the mobile deflection waveform to calculate an estimated waveform of the physical quantity at the third observation point.
A measurement program that causes a computer to execute a waveform selection step of selecting the measurement waveform or the estimated waveform based on the size of the measurement waveform.
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