JP2016057102A - Monitoring device, monitoring system, and monitoring method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、橋梁やビル等の建造物の損傷等にかかる状態をモニタリングする技術に関する。 The present invention relates to a technique for monitoring a state of damage to a building such as a bridge or a building.
従来、橋梁やビル等の様々な種類の建造物においては、温度センサ、湿度センサ、加速度センサ、変位センサ、赤外線イメージセンサ等、様々な種類のセンサを用いて、建造物の状態(損傷等にかかる状態)をモニタリングすることが行われている。 Conventionally, various types of buildings such as bridges and buildings use temperature sensors, humidity sensors, acceleration sensors, displacement sensors, infrared image sensors, etc. Such a state) is monitored.
例えば、特許文献1には、建造物に取り付けた加速度センサから入力されたセンシング信号を処理して取得したセンシングデータ用いて、建造物の損傷の有無を判定する技術が開示されている。
For example,
また、特許文献2には、FBG(Fiber Bragg Grating)傾斜計、FBG変位計、FBG温度計等の複数のセンサから入力されたセンシング信号を処理して取得したセンシングデータを用いて、建造物の状態を診断する技術が開示されている。 In addition, Patent Document 2 describes the use of sensing data obtained by processing sensing signals input from a plurality of sensors such as an FBG (Fiber Bragg Grating) inclinometer, FBG displacement meter, and FBG thermometer. Techniques for diagnosing conditions are disclosed.
各種センサは、状態をモニタリングする対称の建造物に取り付けられる。一方、各種センサのセンシングデータによって建造物の状態を診断する情報処理装置は、センタ等に設置される。このため、各種センサから入力されたセンシング信号を処理してセンシングデータを取得し、且つ、取得した各種センサのセンシングデータを無線通信で情報処理装置に送信(入力)するモニタリング装置を建造物に取り付けている。 The various sensors are attached to a symmetrical building that monitors the condition. On the other hand, an information processing apparatus that diagnoses the state of a building based on sensing data of various sensors is installed in a center or the like. For this reason, a monitoring device that processes sensing signals input from various sensors to acquire sensing data and transmits (inputs) the acquired sensing data of the various sensors to the information processing device by wireless communication is attached to the building. ing.
モニタリング装置、上述したように、建造物に取り付けて使用するので、商用電源に接続する構成ではなく、バッテリを電源とする構成のものがある。バッテリを電源とする構成のモニタリング装置は、例えば、送電線がモニタリングする建造物の周辺に引かれていない環境や、送電線がモニタリングする建造物の周辺に引かれているが、モニタリング装置に接続する商用電源の引き込みが何らかの理由によって制限されている状況においても使用できる。また、モニタリング装置は、装置本体各部だけでなく、接続されている各種センサに対しても電源を供給する。 As described above, since the monitoring device is used by being attached to a building, there is a configuration in which a battery is used as a power source instead of a configuration connected to a commercial power source. A monitoring device with a battery-powered configuration is connected to the monitoring device, for example, in an environment that is not drawn around the building monitored by the transmission line, or around the building monitored by the transmission line. It can also be used in situations where the pull-in of commercial power is limited for some reason. The monitoring device supplies power not only to each part of the device body but also to various connected sensors.
一方で、モニタリング装置は、上述したようにモニタリングする建造物に取り付けることから、バッテリ切れにともなうバッテリ交換作業が高所作業等の特殊な作業であることが多い。このため、モニタリング装置の消費電力を抑え、バッテリ交換作業の頻度を低減することが望まれている。 On the other hand, since the monitoring device is attached to the building to be monitored as described above, the battery replacement work that accompanies battery exhaustion is often a special work such as an aerial work. For this reason, it is desired to suppress the power consumption of the monitoring device and reduce the frequency of battery replacement work.
なお、商用電源に接続する構成のモニタリング装置であっても、消費電力を抑制することは望まれている。 Note that it is desired to suppress power consumption even in a monitoring device configured to be connected to a commercial power source.
この発明の目的は、消費電力を抑制し、且つ橋梁やビル等の建造物の損傷等にかかる状態のモニタリングが適正に行える技術を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a technique capable of suppressing power consumption and appropriately monitoring a state of damage to a building such as a bridge or a building.
この発明のモニタリング装置は、上述の目的を達するために、以下のように構成している。 In order to achieve the above object, the monitoring device of the present invention is configured as follows.
状態検知センサ制御部は、建造物に取り付けられて建造物の状態をセンシングする状態検知センサが接続可能であり、前記状態検知センサから入力したセンシング信号を処理してセンシングデータを取得する。記憶部は、状態検知センサにおいてセンシングを行う状態センシングタイミングを規定するための状態センシング条件を記憶する。そして、電源部は、記憶部が記憶する状態センシング条件によって規定される状態センシングタイミングになると、状態検知センサに対して一時的に電源を供給する。 The state detection sensor control unit can be connected to a state detection sensor that is attached to the building and senses the state of the building, and acquires sensing data by processing the sensing signal input from the state detection sensor. A memory | storage part memorize | stores the state sensing conditions for prescribing | regulating the state sensing timing which performs sensing in a state detection sensor. Then, the power supply unit temporarily supplies power to the state detection sensor when the state sensing timing specified by the state sensing condition stored in the storage unit is reached.
この構成では、状態検知センサに対して電源を常時供給するのではなく、状態センシング条件によって規定される状態センシングタイミングになると、状態検知センサに対して電源を一時的に供給する。これにより、状態検知センサで消費される電力が抑制されるので、モニタリング装置本体の消費電力が抑制される。状態検知センサは、建造物の揺れにかかる振動を検知する加速度センサや、変位センサ、さらには建造物の赤外線画像を撮像する赤外線イメージセンサ等である。また、モニタリング装置本体に接続されている状態検知センサは、1つに限らず、複数であってもよい。 In this configuration, power is not always supplied to the state detection sensor, but power is temporarily supplied to the state detection sensor at the state sensing timing defined by the state sensing condition. Thereby, since the power consumed by the state detection sensor is suppressed, the power consumption of the monitoring apparatus main body is suppressed. The state detection sensor is an acceleration sensor that detects vibration applied to the shaking of the building, a displacement sensor, and an infrared image sensor that picks up an infrared image of the building. Moreover, the number of state detection sensors connected to the monitoring apparatus main body is not limited to one, and may be plural.
また、状態検知センサ制御部についても、状態センシング条件によって規定される状態センシングタイミングになると、電源を一時的に供給する構成にするのが好ましい。 The state detection sensor control unit is also preferably configured to temporarily supply power at the state sensing timing defined by the state sensing conditions.
特に、バッテリを電源とする構成のモニタリング装置では、バッテリ切れにともなうバッテリ交換の頻度が抑えられるので、運用コストの低減が図れる。 In particular, in a monitoring apparatus configured to use a battery as a power source, the frequency of battery replacement due to battery exhaustion can be suppressed, so that the operation cost can be reduced.
また、橋梁やビル等の建造物は、大きな外力(例えば地震による外力)が加わらない限り、損傷等にかかる状態が急激に変化することはない。したがって、状態検知センサによるセンシングを常時行わなくても、橋梁やビル等の建造物の損傷等にかかる状態のモニタリングは、適正に行える。 In addition, in a building such as a bridge or a building, unless a large external force (for example, an external force due to an earthquake) is applied, the state of damage or the like does not change abruptly. Therefore, it is possible to appropriately monitor a state related to damage to a building such as a bridge or a building without always performing sensing by the state detection sensor.
例えば、建造物は、温度変化(周辺の気温や、建造物の表面や内部の温度の変化)によって伸縮することから、ある程度温度が変化したときに、損傷等にかかる状態が変化している可能性が高い。このため、温度の変化に応じて、状態検知センサにおいてセンシング行う状態センシングタイミングを規定することで、消費電力を効果的に抑えながら、建造物の損傷等にかかる状態の変化にかかるモニタリングを適正に行うことができる。 For example, because a building expands and contracts due to changes in temperature (ambient temperature, changes in the surface of the building, and internal temperature), the state of damage may change when the temperature changes to some extent. High nature. Therefore, by regulating the state sensing timing for sensing in the state detection sensor according to the temperature change, it is possible to appropriately monitor the change in the state related to damage to the building while effectively suppressing power consumption. It can be carried out.
また、温度の違いによって、建造物の状態を判断するための特徴量が、状態検知センサのセンシング信号を処理して取得したセンシングデータに殆どあらわれなかったり、顕著にあらわれたりすることがある。すなわち、温度がある程度変化したときに、状態検知センサにおいてセンシングを行うことで、建造物の状態を判断するための特徴量の取得が適正に行える。 In addition, depending on the temperature difference, the characteristic amount for determining the state of the building may hardly appear in the sensing data acquired by processing the sensing signal of the state detection sensor, or may appear significantly. That is, when the temperature changes to some extent, sensing is performed by the state detection sensor, so that the feature amount for determining the state of the building can be appropriately acquired.
温度の測定は、温度センサを用いればよい。また、温度センサによる温度のセンシングについては、常時行ってもよいが、消費電力を低減するという観点から、予め定めた時刻等に定期的に行うほうが好ましい。 The temperature may be measured using a temperature sensor. Further, the temperature sensing by the temperature sensor may be performed constantly, but it is preferable to perform the sensing periodically at a predetermined time or the like from the viewpoint of reducing power consumption.
なお、温度センサは、気温を測定するように建造物に取り付けてもよいし、建造物の表面や内部の温度を測定するように建造物に取り付けてもよい。建造物の表面や内部の温度は、建造物の周囲の気温の変化に応じて変化する。 The temperature sensor may be attached to the building so as to measure the air temperature, or may be attached to the building so as to measure the temperature of the surface of the building or the inside. The temperature of the surface and the interior of the building changes according to the change in the ambient temperature around the building.
また、電源部は、状態検知センサに対して供給している電源を、状態検知センサ制御部が状態検知センサから入力したセンシング信号を処理して取得しているセンシングデータに基づいて切断する、構成としてもよい。このようにすれば、建造物に加わっている外力の大きさが変動し、この建造物が振動しているときに、状態検知センサでセンシングしたセンシングデータを取得することができる。建造物が鉄道橋である場合には、列車の進入時、通過時に加わっている外力の大きさが変動する。また、建造物が自動車専用道路の高架橋である場合には、車両の進入時、通過時に加わっている外力の大きさ変動する。これにより、建造物の損傷等にかかる状態のモニタリングが一層適正に行える。 In addition, the power supply unit is configured to disconnect the power supplied to the state detection sensor based on the sensing data acquired by processing the sensing signal input from the state detection sensor by the state detection sensor control unit. It is good. In this way, when the magnitude of the external force applied to the building fluctuates and the building vibrates, sensing data sensed by the state detection sensor can be acquired. When the building is a railway bridge, the magnitude of the external force applied when the train enters and passes is changed. In addition, when the building is a viaduct on an automobile-only road, the magnitude of the external force applied when the vehicle enters and passes is changed. Thereby, monitoring of the state concerning the damage of a building, etc. can be performed more appropriately.
また、モニタリング装置は、状態検知センサでセンシングを行う時刻を規定した構成としてもよい。 In addition, the monitoring device may be configured to define the time at which sensing is performed by the state detection sensor.
さらに、モニタリング装置は、状態検知センサ制御部が取得したセンシングデータを上位装置に送信する無線通信部を備える構成とすればよい。 Furthermore, the monitoring device may be configured to include a wireless communication unit that transmits sensing data acquired by the state detection sensor control unit to the host device.
この発明によれば、消費電力を抑制し、且つ橋梁やビル等の建造物の損傷等にかかる状態のモニタリングが適正に行える。 According to the present invention, power consumption can be suppressed and monitoring of a state related to damage to a building such as a bridge or a building can be appropriately performed.
以下、この発明の実施形態であるモニタリンスシステムについて説明する。 Hereinafter, a monitor rinsing system according to an embodiment of the present invention will be described.
図1は、この例にかかるモニタリングシステムの構成を示す概略図である。このモニタリングシステムは、電車が走行する橋梁(所謂、鉄道橋)の状態を診断するものである。鉄道橋の状態とは、侵食や腐食等による損傷の程度であり、言いかえれば健全性の程度である。この例にかかるモニタリングシステムは、モニタリング装置1と、温度センサ2と、状態検知センサ3と、診断装置4と、を備える。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a monitoring system according to this example. This monitoring system diagnoses the state of a bridge on which a train travels (a so-called railway bridge). The state of the railway bridge is the degree of damage due to erosion or corrosion, in other words, the degree of soundness. The monitoring system according to this example includes a
モニタリング装置1は、鉄道橋の橋脚や橋げた等の複数の箇所に取り付けられている。すなわち、この例にかかるモニタリングシステムは、複数のモニタリング装置1を備える。図1では、橋脚に取り付けられている1つのモニタリング装置1を例示しているだけである。
The
モニタリング装置1には、温度センサ2と、1または複数の状態検知センサ3がケーブルで接続されている。温度センサ2、および状態検知センサ3は、鉄道橋の橋脚や橋げた等に取り付けてもよいし、鉄道橋に取り付けたモニタリング装置1の筐体に取り付けてもよい。温度センサ2、および状態検知センサ3取付位置は、接続されているモニタリング装置1の取付位置の近辺である。
A temperature sensor 2 and one or a plurality of
温度センサ2は、取付位置周辺の気温をセンシングするように取り付けてもよいし、鉄道橋の表面温度や、鉄道橋の内部温度をセンシングするように取り付けてもよい。状態検知センサ3は、例えば湿度センサ、加速度センサ、変位センサ、赤外線イメージセンサである。湿度センサは、取付位置周辺の湿度をセンシングするように取り付けられる。加速度センサは、取付位置における鉄道橋の振動の加速度をセンシングするように取り付けられる。変位センサは、取付位置における鉄道橋の変位量をセンシングするように取り付けられる。赤外線イメージセンサは、予め定めた鉄道橋のセンシング領域の赤外線画像を撮像するように取り付けられる。
The temperature sensor 2 may be attached so as to sense the air temperature around the attachment position, or may be attached so as to sense the surface temperature of the railway bridge and the internal temperature of the railway bridge. The
なお、各モニタリング装置1に接続される状態検知センサ3は、上述した種類のセンサに限らず、他の種類のセンサを用いてもよい。
Note that the
診断装置4は、パーソナルコンピュータ等で構成される情報処理装置であり、管理事務所や、センタ等に設置されている。モニタリング装置1と診断装置4とは、無線ネットワークを介して、無線通信が行える構成である。
The
図2は、モニタリング装置の主要部の構成を示すブロック図である。モニタリング装置1は、制御部10と、温度センサ制御回路11と、状態検知センサ制御回路12、13、14と、タイマ15と、記憶部16と、無線通信部17と、電源部18とを備えている。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a main part of the monitoring apparatus. The
制御部10は、モニタリング装置1本体各部の動作を制御する。
The
温度センサ制御回路11には、温度センサ2が接続される。温度センサ制御回路11は、接続されている温度センサ2に対して電源を供給する電源回路や、温度センサ2の検知信号(温度センサ2から入力したセンシング信号)を処理し、センシングデータ(計測された温度)を取得する処理回路を備える。温度センサ制御回路11が、この発明で言う温度センサ制御部に相当する。
The temperature sensor 2 is connected to the temperature
状態検知センサ制御回路12、13、14には、状態検知センサ3が接続される。状態検知センサ制御回路12、13、14は、接続されている状態検知センサ3に対して電源を供給する電源回路や、状態検知センサ3の検知信号(状態検知センサ3から入力したセンシング信号)を処理しセンシングデータを取得する処理回路を備える。上述したように、状態検知センサ3は、特定の種類のセンサではなく、例えば湿度センサ、加速度センサ、変位センサ、赤外線イメージセンサである。このため、状態検知センサ制御回路12、13、14は、同一の回路ではなく、接続される状態検知センサ3に応じた回路である。状態検知センサ制御回路12、13、14は、接続されている状態検知センサ3の種類に応じて、湿度、加速度、変位量、赤外線画像等をセンシングデータとして取得する。状態検知センサ制御回路12、13、14が、この発明で言う状態検知センサ制御部に相当する。
The
なお、この例では、3つの状態検知センサ制御回路12、13、14を備えるモニタリング装置1を例にしているが、モニタリング装置1が備える状態検知センサ制御回路12、13、14は、3つでなくてもよい。すなわち、モニタリング装置1は、接続する状態検知センサ3毎に、その状態検知センサ3に応じた状態検知センサ制御回路を備えていればよい。
In this example, the
タイマ15は、現在の日時を計時する。
The
記憶部16は、モニタリング装置1本体の動作時に用いる各種設定パラメータを記憶する。設定パラメータには、後述する第1のタイミング、第2のタイミング、送信タイミング、比較温度、継続回数、閾値温度、閾値回数等にかかるデータがある。また、記憶部16は、モニタリング装置1本体の動作時に発生したデータを一時的に記憶する記憶領域も有している。記憶部16は、温度センサ2、および状態検知センサ3の検知信号を処理して取得したセンシングデータを一時的に記憶する。
The
無線通信部17は、診断装置4との間における無線通信を制御する。
The
電源部18は、バッテリ18aを備えている。バッテリ18aは、モニタリング装置1本体の駆動電源である。電源部18は、モニタリング装置1本体各部に対して動作に必要な電力をバッテリ18aから供給する。上述したように、温度センサ制御回路11は、接続されている温度センサ2に対して電源を供給し、状態検知センサ制御回路12、13、14は、接続されている状態検知センサ3に対して電源を供給する。すなわち、温度センサ2、および状態検知センサ3に対する電源供給もバッテリ18aにより行われる。
The
また、この例では、モニタリング装置1本体の動作時においては、制御部10、タイマ15、および記憶部16には、電源部18によるバッテリ18aからの電源供給が常時行われるが、温度センサ制御回路11、状態検知センサ制御回路12、13、14、および無線通信部17には、電源部18によるバッテリ18aからの電源供給が必要に応じて間欠的に行われる。具体的には、電源部18は、温度センサ制御回路11、状態検知センサ制御回路12、13、14、および無線通信部17に対するバッテリ18aからの電源供給を、制御部10からの指示にしたがってオン/オフする。
Further, in this example, during operation of the
なお、この例にかかるモニタリング装置1では、バッテリ18aがモニタリング装置1本体の駆動電源であるとしたが、商用電源がモニタリング装置1本体の駆動電源であってもよい。
In the
図3は、診断装置の主要部の構成を示すブロック図である。診断装置4は、制御部41と、操作部42と、表示部43と、記憶部44と、無線通信部45と、を備えている。診断装置4は、一般的なパーソナルコンピュータである。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a main part of the diagnostic apparatus. The
制御部41は、診断装置4本体各部の動作を制御するとともに、温度センサ2、および状態検知センサ3のセンシングデータを用いて、建造物である鉄道橋の状態を診断する。
The
操作部42は、キーボードやマウス等の入力デバイスを有し、診断装置4本体に対するオペレータの入力操作を受け付ける。
The
表示部43は、表示器を有し、診断装置4に対する入力に応じた画面の表示や、診断装置4本体で実行した処理の処理結果に応じた画面の表示等を行う。
The
記憶部44は、診断装置4本体の動作時に使用するパラメータや、モニタリング装置1から送信されてきた温度センサ2、および状態検知センサ3のセンシングデータを記憶する。
The
無線通信部45は、無線通信デバイスを有し、鉄道橋に取り付けられているモニタリング装置1との無線通信を制御する。無線通信部45は、モニタリング装置1から送信されてきた、温度センサ2や、状態検知センサ3のセンシングデータを受信する。
The
なお、診断装置4は、商用電源に接続され、この商用電源が診断装置4本体の駆動電源である。
The
鉄道橋等の建造物は、大きな外力(例えば地震による外力)が加わらない限り、損傷等にかかる状態が急激に変化することはない。したがって、橋梁やビル等の建造物の損傷等にかかる状態のモニタリングは、状態検知センサ3によるセンシングを常時行わなくても、適正に行える。建造物は、温度変化(気温の変化)によって伸縮することから、気温がある程度変化したときに、損傷等にかかる状態が変化している可能性が高い。
In a building such as a railway bridge, damage or the like does not change abruptly unless a large external force (for example, an external force due to an earthquake) is applied. Therefore, monitoring of a state related to damage to a building such as a bridge or a building can be properly performed without always performing sensing by the
また、気温の違いによって、建造物の状態を判断するための特徴量が、状態検知センサ3の検知信号を処理して取得したセンシングデータに殆どあらわれなかったり、顕著にあらわれたりすることがある。すなわち、気温がある程度変化したときに、状態検知センサ3においてセンシングを行うことで、建造物の状態を判断するための特徴量の取得が適正に行える。
In addition, depending on the temperature difference, the characteristic amount for determining the state of the building may hardly appear in the sensing data acquired by processing the detection signal of the
したがって、気温の変化に応じて、状態検知センサ3においてセンシング行う状態センシングタイミングを規定することで、消費電力を効果的に抑えながら、建造物の損傷等にかかる状態の変化にかかるモニタリングを適正に行うことができる。
Therefore, by regulating the state sensing timing to be sensed by the
ここで、モニタリング装置1が記憶部16に記憶する第1のタイミング、第2のタイミング、送信タイミング、閾値温度、閾値回数、比較温度、継続回数について説明する。
Here, the first timing, the second timing, the transmission timing, the threshold temperature, the threshold count, the comparison temperature, and the continuation count that the
第1のタイミングは、後述する第1のセンシング処理を行うタイミングである。第1のセンシング処理は、接続されている温度センサ2、および状態検知センサ3においてセンシングを行い、センシングデータを取得することによって、接続されている温度センサ2、状態検知センサ3、温度センサ制御回路11、および状態検知センサ制御回路12、13、14等に破損が生じていないか等を確認する処理である。この例では、第1のタイミングは、午前0時00分に設定している。
The first timing is a timing at which a first sensing process described later is performed. In the first sensing process, the connected temperature sensor 2, the
第2のタイミングは、接続されている温度センサ2においてセンシングを行い、センシングデータを取得するタイミングであり、この発明で言う温度センシングタイミングに相当する。この例では、第2のタイミングは、日中の最高気温が観測される可能性が高い時間帯である午後2時00分に設定している。 The second timing is a timing at which sensing is performed in the connected temperature sensor 2 to acquire sensing data, and corresponds to the temperature sensing timing referred to in the present invention. In this example, the second timing is set to 2:00 pm, which is a time zone in which the highest temperature during the day is likely to be observed.
上述した第1のタイミング、および第2のタイミングは、一例であって、この時間に設定しなければならないというものではない。また、第1のタイミング、および第2のタイミングは、1日に1回としたが、1日に数回(2〜3回)であってもよいし、数日(2〜3日)に1回であってもよい。ただし、第1のタイミング、および第2のタイミングは、モニタリング装置1の消費電力を抑えることを考慮すると、多くても1日に3回以下の頻度にするのが好ましい。また、第1のタイミング、および第2のタイミングは、鉄道橋の状態の診断を適正に行う観点から、少なくとも3日に1回以上の頻度にするのが好ましい。
The first timing and the second timing described above are examples and do not have to be set at this time. The first timing and the second timing are once a day, but may be several times a day (2 to 3 times) or several days (2 to 3 days). It may be once. However, it is preferable that the first timing and the second timing have a frequency of at most three times a day in consideration of suppressing power consumption of the
送信タイミングは、モニタリング装置1が無線通信ネットワークを介して診断装置4との無線通信が行える時間帯である。この例にかかるモニタリングシステムは、上述したように、無線通信ネットワークを介して診断装置4と無線通信を行うモニタリング装置1を複数備える。また、複数のモニタリング装置1が同じチャンネルを使用して診断装置4と無線通信を行う。したがって、複数のモニタリング装置1が、同じタイミングで診断装置4と無線通信を行うと、データの衝突による通信エラーが発生する。すなわち、モニタリング装置1毎に、送信タイミングを決めることで、複数のモニタリング装置1が同じタイミングで診断装置4と無線通信を行うのを防止している。
The transmission timing is a time period in which the
閾値温度、および閾値回数は、後述する第2のセンシング処理を行うタイミング(この発明で言う状態センシングタイミングに相当する。)であるかどうかの判定に用いるパラメータである。すなわち、閾値温度、および閾値回数は、この発明で言う状態センシング条件にかかるパラメータである。閾値温度は、その時点で記憶部16に記憶している比較温度と、温度センサ2が第2のタイミングでセンシングした温度との差の絶対値の下限を示す。この例では、閾値温度は5℃である。閾値回数は、温度センサ2が第2のタイミングでセンシングした温度と、その時点で記憶している比較温度との差の絶対値が閾値温度以上であった連続回数の下限を示す。この例では、閾値回数は5回である。
The threshold temperature and the number of thresholds are parameters used for determining whether or not it is a timing for performing a second sensing process described later (corresponding to a state sensing timing in the present invention). That is, the threshold temperature and the number of thresholds are parameters related to the state sensing condition referred to in the present invention. The threshold temperature indicates the lower limit of the absolute value of the difference between the comparison temperature stored in the
なお、閾値温度は、5℃に限らず、3℃や7℃等であってもよい。また、閾値回数も、5回に限らず、1回、3回、7回等であってもよい。 The threshold temperature is not limited to 5 ° C., and may be 3 ° C., 7 ° C., or the like. Further, the threshold number is not limited to 5, and may be 1 time, 3 times, 7 times, or the like.
また、比較温度は、前回第2のセンシング処理を実行したときに、温度センサ2のセンシングにより取得した温度である。継続回数は、その時点において、温度センサ2が第2のタイミングでセンシングした温度と、その時点で記憶している比較温度との差の絶対値が閾値温度以上であった連続回数である。 The comparison temperature is a temperature acquired by sensing of the temperature sensor 2 when the second sensing process was executed last time. The number of continuations is the number of continuations at which the absolute value of the difference between the temperature sensed by the temperature sensor 2 at the second timing and the comparison temperature stored at that time is equal to or greater than the threshold temperature.
以下、この例にかかるモニタリングシステムの動作について説明する。 The operation of the monitoring system according to this example will be described below.
図4は、モニタリング装置の動作を示すフローチャートである。モニタリング装置1は、記憶部16に記憶している第1のタイミング、第2のタイミング、または送信タイミングのいずれかになるのを待っている(s1、s2、s3)。モニタリング装置1は、第1のタイミングになると、後述する第1のセンシング処理を実行し(s4)、s1に戻る。また、モニタリング装置1は、第2のタイミングになると、後述する第2のセンシング処理の実行判定処理を実行し(s5)、s1に戻る。また、モニタリング装置1は、送信タイミングになると、後述する送信処理を実行し(s6)、s1に戻る。
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the monitoring apparatus. The
ここで、s4にかかる第1のセンシング処理、s5にかかる第2のセンシング処理の実行判定処理、およびs6にかかる送信処理について詳細に説明する。 Here, the first sensing process according to s4, the execution determination process of the second sensing process according to s5, and the transmission process according to s6 will be described in detail.
図5は、第1のセンシング処理を示すフローチャートである。モニタリング装置1は、温度センサ2、および状態検知センサ3の駆動を開始する(s11)。s11では、電源部18が、温度センサ制御回路11、および状態検知センサ制御回路12、13、14に対する電源供給を開始する。これにより、温度センサ2、および状態検知センサ3は、センシングを開始する。但し、モニタリング装置1は、この時点において状態検知センサ3が接続されていない状態検知センサ制御回路12、13、14に対する電源供給を行わない。
FIG. 5 is a flowchart showing the first sensing process. The
モニタリング装置1は、温度センサ2、および状態検知センサ3によるセンシングデータを取得する(s12)。s12では、温度センサ制御回路11が、駆動を開始した温度センサ2の検知信号(温度センサ2から入力されたセンシング信号)を処理してセンシングデータを取得する。また、状態検知センサ制御回路12、13、14が、駆動を開始した状態検知センサ3の検知信号(接続されている状態検知センサ3から入力されたセンシング信号)を処理してセンシングデータを取得する。s12で取得するセンシングデータは、温度センサ2、および状態検知センサ3をs11で駆動してから、予め定めた時間経過後(例えば、1秒後)における瞬時値である。これにより、温度センサ2や、状態検知センサ3の動作状態が安定したときのセンシングデータを取得している。
The
モニタリング装置1は、s12で取得したセンシングデータに取得日時を対応付けて記憶部16に記憶する(s13)。s13では、取得日時を対応付けたセンシングデータを診断装置4への送信データとして記憶部16に記憶する。
The
また、モニタリング装置1は、s11で開始した温度センサ2、および状態検知センサ3の駆動を停止し(s14)、本処理を終了する。s14では、電源部18が、温度センサ制御回路11、および状態検知センサ制御回路12、13、14に対する電源供給を停止する。これにより、温度センサ2、および状態検知センサ3は、センシングを停止する。
In addition, the
このように、モニタリング装置1は、第1のセンシング処理を定期的に(第1のタイミングになる毎に)繰り返すので、接続されている温度センサ2や状態検知センサ3の検知信号によって、これらの温度センサ2や状態検知センサ3が破損していないかどうかを確認することができる。また、温度センサ2、および状態検知センサ3によるセンシングを常時行うのではなく、間欠的に行う構成であるので、モニタリング装置1本体の消費電力が抑えられる。また、温度センサ2を駆動していないときには、温度センサ制御回路11に対する電源供給を停止しており、状態検知センサ3を駆動していないときには、状態検知センサ制御回路12、13、14に対する電源供給を停止しているので、モニタリング装置1本体における無駄な電力消費が抑えられる。したがって、バッテリ18aの延命化を図り、バッテリ18aの交換頻度を低減することができる。
As described above, the
なお、第1のセンシング処理で取得した、温度センサ2や状態検知センサ3のセンシングによるセンシングデータは、後述する鉄道橋の状態の診断に用いてもよいし、用いなくてもよい。
Note that the sensing data obtained by the sensing of the temperature sensor 2 and the
次に、s5にかかる第2のセンシング処理の実行判定処理について説明する。図6は、この第2のセンシング処理の実行判定処理を示すフローチャートである。モニタリング装置1は、温度センサ2の駆動を開始する(s21)。s21では、電源部18が、温度センサ制御回路11に対する電源供給を開始する。これにより、温度センサ2は、センシングを開始する。但し、21では、電源部18は、状態検知センサ制御回路12、13、14に対する電源供給を開始しない(停止状態を維持する。)。モニタリング装置1は、駆動を開始した温度センサ2によりセンシングされたセンシングデータ(温度)を取得し(s22)、記憶部16に記憶している比較温度との差の絶対値を算出する(s23)。s22では、温度センサ制御回路11が、駆動を開始した温度センサ2の検知信号(温度センサ2から入力されたセンシング信号)を処理してセンシングデータを取得する。比較温度は、第2のセンシング処理を前回実行したときに、温度センサ2によってセンシングされた温度である。
Next, the execution determination process of the 2nd sensing process concerning s5 is demonstrated. FIG. 6 is a flowchart showing the execution determination process of the second sensing process. The
モニタリング装置1は、s23で算出した温度差(絶対値)が、記憶部16に記憶している閾値温度以上であるかどうかを判定する(s24)。モニタリング装置1は、s24で閾値温度未満であると判定すると、記憶部16に記憶している継続回数をリセットする(継続回数を0にする。)(s25)。モニタリング装置1は、s21で開始した温度センサ2の駆動を停止し(s26)、本処理を終了する。s26では、電源部18が、温度センサ制御回路11に対する電源供給を停止する。
The
モニタリング装置1は、s24において、s23で算出した温度差(絶対値)が、記憶部16に記憶している閾値温度以上であると判定すると、記憶部16に記憶している計測回数を1カウントアップする(s27)。モニタリング装置1は、記憶部16に記憶している継続回数(s27で1カウントアップした値)が、記憶部16に記憶している閾値回数以上であるかどうかを判定する(s28)。モニタリング装置1は、s28で閾値回数未満であると判定すると、s26に進んで、s21で開始した温度センサ2の駆動を停止し、本処理を終了する。
When the
モニタリング装置1は、s28で閾値回数以上であると判定すると、図7に示す第2のセンシング処理を実行し(s29)、本処理を終了する。
If the
図7は、第2のセンシング処理を示すフローチャートである。モニタリング装置1は、状態検知センサ3の駆動を開始する(s31)。s31では、電源部18が、状態検知センサ制御回路12、13、14に対する電源供給を開始する。これにより、状態検知センサ3は、センシングを開始する。但し、s31では、電源部18は、温度センサ制御回路11に対する電源供給を停止しない(電源供給状態を維持する。)。
FIG. 7 is a flowchart showing the second sensing process. The
モニタリング装置1は、センシングタイミングを待つ(s32)。s32では、予め定めている特定の状態検知センサ3の検知信号が大きく変動するのを待っている。すなわち、s32では、列車が鉄道橋に進入してくるタイミングを待っている。特定の状態検知センサ3は、加速度センサであってもよいし、変位センサであってもよい。すなわち、列車が鉄道橋に進入したことを検知できるセンサであれば、どのようなセンサであってもよい。
The
モニタリング装置1は、s32でセンシングタイミングであると判定すると、各状態検知センサ3によるセンシングデータの取得を行う(s33)。s33では、状態検知センサ制御回路12、13、14が、接続されている状態検知センサ3の検知信号(接続されている状態検知センサ3から入力されたセンシング信号)を処理してセンシングデータを取得する。このように、s33では、列車が鉄道橋を走行しているときに、状態検知センサ3でセンシングしたセンシングデータを取得する。また、s33で取得するセンシングデータは、瞬時値ではなく、ある程度の時間幅の連続データである。この時間幅は、s32でセンシングタイミングであると判定してから、列車が鉄道橋を通過し終えるまでの時間としてもよいし、s32でセンシングタイミングであると判定してから、一定時間経過するまでの時間としてもよい。列車が鉄道橋を通過し終えたかどうかは、特定の状態検知センサ3の検知信号の変動から判断できる。
If the
モニタリング装置1は、s33で取得したセンシングデータ、および上述のs22で今回の温度センサ2によるセンシングで取得したセンシングデータ(温度データ)に取得日時を対応付けて記憶部16に記憶する(s34)。s34では、上述のs13と同様に、診断装置4への送信データとして、取得日時を対応付けたセンシングデータを記憶部16に記憶する。
The
モニタリング装置1は、記憶部16に記憶している比較温度を、上述のs22で今回の温度センサ2によるセンシングで取得した温度に更新する(s36)、また、モニタリング装置1は、記憶部16に記憶している継続回数をリセットし(s37)、この第2のセンシング処理を終了する。s34〜s37にかかる処理は、上述の順番に限らず、どのような順番で行ってもよい。
The
このように、第2のセンシング処理では、列車が鉄道橋を走行しているときに、この鉄道橋の状態を状態検知センサ3でセンシングしたセンシングデータを取得している。
Thus, in the second sensing process, sensing data obtained by sensing the state of the railway bridge with the
また、この第2のセンシング処理は、図8に示すように、鉄道橋の周辺温度が前回の実行時から閾値温度以上変化したタイミングで行う。図8では、閾値温度を5℃にした場合を例示している。このように、第2のセンシング処理は、気温の変化に応じて、その実行タイミングを規定しているので、消費電力を効果的に抑えながら、建造物の損傷等にかかる状態の変化にかかるモニタリングを適正に行うことができる。 Moreover, this 2nd sensing process is performed at the timing when the surrounding temperature of a railway bridge changed more than threshold temperature from the time of last execution, as shown in FIG. FIG. 8 illustrates a case where the threshold temperature is set to 5 ° C. As described above, the second sensing process regulates the execution timing in accordance with the change in the temperature. Therefore, the monitoring related to the change in the state of damage to the building or the like while effectively suppressing the power consumption. Can be performed properly.
なお、第2のセンシング処理は、上述したように、温度センサ2でセンシングした温度と比較温度との温度差の絶対値が閾値温度以上であったときが、閾値回数以上連続したときに実行するのであって、温度センサ2でセンシングした温度と比較温度との温度差の絶対値が閾値温度よりも大きかったときに実行するわけではない。すなわち、図8に示している第2のセンシング処理の実行タイミングは、単に温度センサ2でセンシングした温度と比較温度との温度差の絶対値が閾値温度以上であったときではなく、温度センサ2でセンシングした温度と比較温度との温度差の絶対値が閾値温度以上であったときが、閾値回数以上連続したときである。
Note that, as described above, the second sensing process is executed when the absolute value of the temperature difference between the temperature sensed by the temperature sensor 2 and the comparison temperature is equal to or higher than the threshold temperature, and continues for the threshold number of times or more. This is not the case when the absolute value of the temperature difference between the temperature sensed by the temperature sensor 2 and the comparison temperature is greater than the threshold temperature. That is, the execution timing of the second sensing process shown in FIG. 8 is not the time when the absolute value of the temperature difference between the temperature sensed by the temperature sensor 2 and the comparison temperature is equal to or higher than the threshold temperature, but the temperature sensor 2. When the absolute value of the temperature difference between the temperature sensed in
次に、s6にかかる送信処理について説明する。図9は、送信処理を示すフローチャートである。モニタリング装置1は、記憶部16に送信データを記憶しているかどうかを判定する。モニタリング装置1は、上述したs13、およびs34で送信データを記憶部16に記憶している。
Next, the transmission process concerning s6 is demonstrated. FIG. 9 is a flowchart showing the transmission process. The
モニタリング装置1は、s41で送信データを記憶部16に記憶していないと判定すると、本処理を終了する。
If the
モニタリング装置1は、s16で送信データを記憶していると判定すると、無線通信部17に対する電源供給を開始し、無線通信部17を駆動する(s42)。モニタリング装置1は、無線ネットワークを介して、診断装置4との間で無線通信を実行し、記憶部16に記憶している送信データを診断装置4に送信する(s43)。
When determining that the transmission data is stored in s16, the
モニタリング装置1は、s43にかかる無線通信が終了すると、無線通信部17の駆動を停止する(s44)。すなわち、s44では、無線通信部17に対する電源部18からの電源供給を停止する。モニタリング装置1は、記憶部16に記憶している送信データを消去し、本処理を終了する。
When the wireless communication related to s43 ends, the
なお、モニタリング装置1は、s43にかかる無線通信が適正に実行できなかった場合には(すなわち、診断装置4との間において通信エラーが発生した場合には)、s44で無線通信部17の駆動を停止するが、s45で記憶部16に記憶している送信データを消去しない。したがって、モニタリング装置1は、s43にかかる無線通信が適正に実行できず、送信データを診断装置4に送信できなかったときには、s3で次に送信タイミングであると判定したときに、送信データを診断装置4に送信する無線通信をリトライする。
The
このように、モニタリング装置1は、温度センサ2、および状態検知センサ3でセンシングしたセンシングデータ(送信データ)を診断装置4に対して送信するときに、無線通信部17を駆動する構成にしているので、無線通信部17における消費電力を低減できる。
As described above, the
図10は、診断装置の受信処理を示すフローチャートである。診断装置4は、いずれかのモニタリング装置1から送信されてきた送信データを無線通信部45で受信すると、受信した送信データを記憶部44に記憶する(s51、52)。診断装置4は、この受信処理を常時繰り返すことで、モニタリング装置1毎に、そのモニタリング装置1から送信されてきた送信データを蓄積的に記憶する。
FIG. 10 is a flowchart showing the reception process of the diagnostic device. When receiving the transmission data transmitted from any of the
図11は、診断装置の診断処理を示すフローチャートである。診断装置4は、この診断処理を記憶部44に記憶しているセンシングデータを読み出し(s61)、損傷等にかかる鉄道橋の診断を行う(s62)。s62では、センシングデータを送信してくるモニタリング装置1毎に、そのモニタリング装置1に接続されている各状態検知センサ3でセンシングされたセンシングデータを解析し、適正な状態からの偏差を算出する。この偏差は、状態検知センサ3毎に予め記憶している関数で算出する。この関数の入力変数は、状態検知センサ3によってセンシングされたセンシングデータにかかる値と適正値である。そして、診断装置4は、算出した偏差の大きさから、鉄道橋の損傷等の度合いを推定する。
FIG. 11 is a flowchart showing the diagnostic processing of the diagnostic apparatus. The
診断装置4は、s62の診断結果を出力し(s63)、本処理を終了する。
The
この診断処理は、モニタリング装置1から、第2のセンシング処理にかかるセンシングデータを受信したときに行えばよい。
This diagnostic process may be performed when sensing data related to the second sensing process is received from the
また、上記の例では、第1のセンシング処理を一定期間毎に繰り返すとしたが、一定期間毎に、第1のセンシング処理、または第2のセンシング処理のいずれかを行う構成としてもよい。具体的には、図12に示すように、図6に示すs26を、s71〜s74の処理に置き換えてもよい。s71は、状態検知センサ3を駆動する処理であり、s72〜s74は、図5に示すs12〜s14と同様の処理である。
In the above example, the first sensing process is repeated every fixed period. However, either the first sensing process or the second sensing process may be performed every fixed period. Specifically, as shown in FIG. 12, s26 shown in FIG. 6 may be replaced with the processing of s71 to s74. s71 is a process for driving the
また、図12に示すセンシング処理は、上述した第1のタイミングになる毎に行えばよい。この場合、s2、およびs5にかかる処理は、不要になる。 Further, the sensing process shown in FIG. 12 may be performed every time the first timing described above is reached. In this case, the process concerning s2 and s5 becomes unnecessary.
また、上記の例では、第2のセンシング処理は、温度センサ2でセンシングした温度と比較温度との温度差の絶対値が閾値温度以上であったときが、閾値回数以上連続したときに実行するとしたが、例えば、30日や40日等の予め定めた期間経過する毎に、実行する構成としてもよい。このようにすれば、温度センサ2を駆動する頻度を低減でき、モニタリング装置1の消費電力を一層抑えられる。
Further, in the above example, the second sensing process is executed when the absolute value of the temperature difference between the temperature sensed by the temperature sensor 2 and the comparison temperature is equal to or higher than the threshold temperature, but continues for the threshold number of times or more. However, for example, it may be configured to be executed every time a predetermined period such as 30 days or 40 days elapses. In this way, the frequency of driving the temperature sensor 2 can be reduced, and the power consumption of the
また、無線通信部17については、診断装置4側から通知が行えるように、常時電源を供給しておいてもよい。例えば、上述の閾値温度や、閾値回数を診断装置4からモニタリング装置1に通知する構成としてもよい。このようにすれば、閾値温度や、閾値回数の変更が簡単に行える。
In addition, the
また、上記の説明では、鉄道橋の状態をモニタリングするモニタリング装置1を例にして本願発明を説明したが、高架橋、横断歩道橋、ビル等の他の構造物の状態をモニタリングすることも可能である。
In the above description, the present invention has been described by taking the
1…モニタリング装置
2…温度センサ
3…状態検知センサ
4…診断装置
10…制御部
11…温度センサ制御回路
12…状態検知センサ制御回路
15…タイマ
16…記憶部
17…無線通信部
18…電源部
18a…バッテリ
41…制御部
42…操作部
43…表示部
44…記憶部
45…無線通信部
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記状態検知センサにおいてセンシングを行う状態センシングタイミングを規定するための状態センシング条件を記憶する記憶部と、
前記記憶部が記憶する前記状態センシング条件によって規定される前記状態センシングタイミングになると、前記状態検知センサに対して一時的に電源を供給する電源部と、を備えたモニタリング装置。 A state detection sensor that is attached to a building and senses the state of the building is connectable, a state detection sensor control unit that acquires sensing data by processing a sensing signal input from the state detection sensor, and
A storage unit for storing state sensing conditions for defining state sensing timing for sensing in the state detection sensor;
A monitoring device comprising: a power supply unit that temporarily supplies power to the state detection sensor at the state sensing timing defined by the state sensing conditions stored in the storage unit.
前記記憶部は、前記温度センサにおいてセンシングされた温度の変化によって、前記状態センシングタイミングを規定するための前記状態センシング条件を記憶する、請求項1に記載のモニタリング装置。 A temperature sensor that is attached to the building and senses temperature is connectable, and includes a temperature sensor control unit that acquires sensing data by processing a sensing signal input from the temperature sensor,
The monitoring device according to claim 1, wherein the storage unit stores the state sensing condition for defining the state sensing timing based on a change in temperature sensed by the temperature sensor.
前記電源部は、前記記憶部が記憶する前記温度センシング条件によって規定される前記温度センシングタイミングになると、前記温度センサに対して一時的に電源を供給する、請求項2に記載のモニタリング装置。 The storage unit stores temperature sensing conditions for defining temperature sensing timing for sensing in the temperature sensor,
The monitoring device according to claim 2, wherein the power supply unit temporarily supplies power to the temperature sensor at the temperature sensing timing defined by the temperature sensing condition stored in the storage unit.
前記モニタリング装置は、
建造物に取り付けられて前記建造物の状態をセンシングする状態検知センサが接続可能であり、前記状態検知センサから入力したセンシング信号を処理してセンシングデータを取得する状態検知センサ制御部と、
前記状態検知センサにおいてセンシングを行う状態センシングタイミングを規定するための状態センシング条件を記憶する記憶部と、
前記記憶部が記憶する前記状態センシング条件によって規定される前記状態センシングタイミングになると、前記状態検知センサに対して一時的に電源を供給する電源部と、を備えている、
モニタリングシステム。 A monitoring system in which a monitoring device and a diagnostic device are connected via a wireless network so that wireless communication is possible,
The monitoring device includes:
A state detection sensor that is attached to a building and senses the state of the building is connectable, a state detection sensor control unit that acquires sensing data by processing a sensing signal input from the state detection sensor, and
A storage unit for storing state sensing conditions for defining state sensing timing for sensing in the state detection sensor;
A power supply unit that temporarily supplies power to the state detection sensor at the state sensing timing defined by the state sensing conditions stored in the storage unit;
Monitoring system.
記憶部に記憶している状態センシング条件によって規定される状態センシングタイミングになると、電源部から前記状態検知センサに対して一時的に電源を供給する第2のステップと、を備えたモニタリング方法。 A first step of connecting a state detection sensor attached to a building to sense the state of the building and connecting the sensing signal input from the state detection sensor to obtain sensing data;
A monitoring method comprising: a second step of temporarily supplying power from a power supply unit to the state detection sensor at a state sensing timing defined by a state sensing condition stored in a storage unit.
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