JP2017068781A - 計測装置、計測方法、計測システム、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】小規模かつシンプルなシステム構成で、移動体の構造物上の運動を解析し、コスト低減またはセンサー設置の手間を低減する。【解決手段】取得部は、移動体が移動する構造物に設けられた加速度センサーから、構造物の移動体が移動する面の垂直方向加速度および幅員方向加速度の少なくとも一方を取得する。解析部は、垂直方向加速度および幅員方向加速度の少なくとも一方に基づいて、構造物上を移動する前記移動体の運動を解析する。【選択図】図４

Description

本発明は、計測装置、計測方法、計測システム、およびプログラムに関する。

特許文献１には、橋梁通過車両の重量計測手段において、走行路に沿って複数の速度検知用センサーを設置して通過車両の走行速度を検出するとともに、走行路に車軸検知用センサーを設置して通過車両の車軸位置および車軸数を検出し、走行速度と車軸位置により通過車両の車両認識を行い、橋梁に変形量計測手段を設置して橋梁の変形量を設定された計測時間内に複数回、かつ少なくとも車両認識された通過車両の車軸に対応して計測し、車両認識データと車軸に対応した変形量の計測データに基づき前記通過車両の重量を算出することが記載されている。

特開２００５−３０７８６号公報

特許文献１では、速度検知用センサー、車軸検知センサー、および歪ケージを用いて、橋梁上を走行する車両の速度や重量、車両認識等を行っている。そのため、特許文献１では、多種のセンサーを用いるためコストがかかり、またセンサーの設置等に手間がかかるという問題がある。

そこで本発明は、小規模かつシンプルなシステム構成で、移動体の構造物上の運動を解析し、コスト低減またはセンサー設置の手間を低減することを目的とする。

上記の課題を解決するための本発明の第一の態様は、移動体が移動する構造物に設けられた加速度センサーから、前記構造物の前記移動体が移動する面の幅員方向加速度を取得する取得部と、前記幅員方向加速度に基づいて、前記構造物上を移動する前記移動体の運動を解析する解析部とを有する計測装置である。第一の態様によれば、小規模かつシンプルなシステム構成で、移動体の構造物上の運動を解析し、コスト低減またはセンサー設置の手間を低減することすることができる。

前記加速度センサーは、前記構造物に設けられた前記移動体の移動方向規制手段の規制方向と平行な前記構造物の端部であって、前記端部の前記規制方向の中央部に設けられていることを特徴としてもよい。これにより、加速度センサーは、幅員方向加速度を明瞭に検出することができきる。

前記取得部は、前記構造物の前記移動体が移動する面の垂直方向加速度を取得し、前記垂直方向加速度に基づいて、前記構造物の垂直方向変位を算出する変位算出部を有し、前記解析部は、前記垂直方向変位に基づいて、前記構造物上を移動する前記移動体の通過時間を算出することを特徴としてもよい。これにより、計測装置は、小規模かつシンプルなシステム構成で、構造物上の移動体の通過時間を算出することができ、コスト低減またはセンサー設置の手間を低減することができる。

前記解析部は、前記移動体の前記構造物上の移動によって発生した前記垂直方向変位の波幅に基づいて、前記移動体の通過時間を算出することを特徴としてもよい。これにより、計測装置は、移動体の通過時間を精度よく算出することが可能となる。

前記解析部は、前記波幅を複数の区間に分割し、前記区間に対応する前記構造物上を移動する前記移動体の通過時間を算出することを特徴としてもよい。これにより、計測装置は、移動体の構造物上の通過時間を詳細に算出することが可能となる。

前記取得部は、前記構造物の前記移動体が移動する面の垂直方向加速度を取得し、前記垂直方向加速度に基づいて、前記構造物の垂直方向変位を算出する変位算出部を有し、前記解析部は、前記幅員方向加速度および前記垂直方向変位に基づいて、前記構造物上における前記移動体の停止を判定することを特徴としてもよい。これにより、計測装置は、小規模かつシンプルなシステム構成で、構造物上の移動体の停止を判定することができ、コスト低減またはセンサー設置の手間を低減することができる。

前記解析部は、前記移動体の前記構造物上の移動によって発生した前記幅員方向加速度の波幅と、前記移動体の前記構造物上の移動によって発生した前記垂直方向変位の波幅とに基づいて、前記構造物上における前記移動体の停止を判定することを特徴としてもよい。これにより、計測装置は、移動体の停止を精度よく判定することが可能となる。

前記解析部は、前記幅員方向加速度の波幅が、前記垂直方向加速度の波幅に対し所定値より大きい場合、前記移動体の停止を判定することを特徴としてもよい。これにより、計測装置は、移動体の停止を精度よく判定することが可能となる。

前記解析部は、前記垂直方向変位のピーク時刻と、前記幅員方向加速度の波幅の終了する時刻とに基づいて、前記移動体の前記構造物上における停止時間を算出することを特徴としてもよい。これにより、計測装置は、小規模かつシンプルなシステム構成で、構造物上の移動体の停止時間を算出することができ、コスト低減またはセンサー設置の手間を低減することができる。

前記解析部は、前記幅員方向加速度に基づいて、前記移動体の前記構造物上での進路変更を判定することを特徴としてもよい。これにより、計測装置は、小規模かつシンプルなシステム構成で、構造物上の移動体の進路変更を判定することができ、コスト低減またはセンサー設置の手間を低減することができる。

前記解析部は、前記幅員方向加速度の波高値の大きさおよび符号に基づいて、前記移動体の進路変更を判定することを特徴としてもよい。これにより、計測装置は、移動体の進路変更を精度よく判定することが可能となる。

前記解析部は、前記幅員方向加速度と前記幅員方向加速度の包絡線とに基づいて、前記移動体の前記構造物への進入方向を判定することを特徴としてもよい。これにより、計測装置は、小規模かつシンプルなシステム構成で、構造物への移動体の進入方向を判定することができ、コスト低減またはセンサー設置の手間を低減することができる。

前記解析部は、前記幅員方向加速度に対する前記包絡線の出現時期に基づいて、前記移動体の進入方向を判定することを特徴としてもよい。これにより、計測装置は、移動体の進入方向を精度よく判定することが可能となる。

前記解析部は、前記幅員方向加速度が出現するより前から前記包絡線が出現しているか、または前記幅員方向加速度が出現しなくなった後も前記包絡線が出現しているかに基づいて、前記移動体の進入方向を判定することを特徴としてもよい。これにより、計測装置は、移動体の進入方向を精度よく判定することが可能である。

前記包絡線が算出される前記幅員方向加速度に含まれる、前記移動体の前記構造物上の移動によって生じる加速度成分を抑制するフィルター部を有することを特徴としてもよい。これにより、計測装置は、移動体の進入方向を精度よく判定することが可能となる。

前記幅員方向加速度の波形の特徴情報を取得して記憶する加速度波形取得部を有することを特徴としてもよい。これにより、計測装置は、記憶装置の記憶容量を低減することができる。

前記取得部は、前記構造物の前記移動体が移動する面の垂直方向加速度を取得し、前記垂直方向加速度に基づいて、前記構造物の垂直方向変位を算出する変位算出部と、前記垂直方向変位の波形の特徴情報を取得して記憶する変位波形取得部を有することを特徴としてもよい。これにより、計測装置は、記憶装置の記憶容量を低減することができる。

前記移動体の運動の解析結果を出力する出力部を有することを特徴としてもよい。これにより、ユーザーは、移動体の運動の解析結果を知ることができる。

前記幅員方向加速度に含まれる、前記構造物が有する固有共振周波数成分を抑制するフィルター部を有することを特徴としてもよい。これにより、計測装置は、構造物上の移動体の運動を精度よく解析することができる。

前記構造物は、橋梁であることを特徴としてもよい。これにより、計測装置は、小規模かつシンプルなシステム構成で、移動体の橋梁上の運動を解析し、コスト低減またはセンサー設置の手間を低減することすることができる。

前記幅員方向加速度は、前記構造物の傾きによる重力加速度の成分であることを特徴としてもよい。これにより、計測装置は、構造物上の移動体の運動を精度よく解析することができる。

前記解析部は、前記幅員方向加速度に基づいて、前記構造物上を移動する前記移動体の通過時間を算出することを特徴としてもよい。これにより、計測装置は、計測装置は、移動体の通過時間を精度よく算出することが可能となる。

上記の課題を解決するための本発明の第二の態様は、移動体が移動する構造物に設けられた加速度センサーから、幅員方向加速度を取得する工程と、前記幅員方向加速度に基づいて、前記構造物上を移動する前記移動体の運動を解析する工程とを含む計測方法である。第二の態様によれば、小規模かつシンプルなシステム構成で、移動体の構造物上の運動を解析し、コスト低減またはセンサー設置の手間を低減することすることができる。

上記の課題を解決するための本発明の第三の態様は、移動体が移動する構造物に設けられた加速度センサーと、前記加速度センサーから出力される幅員方向加速度を取得する取得部と、前記幅員方向加速度に基づいて、前記構造物上を移動する前記移動体の運動を解析する解析部とを有する計測システムである。第三の態様によれば、小規模かつシンプルなシステム構成で、移動体の構造物上の運動を解析し、コスト低減またはセンサー設置の手間を低減することすることができる。

上記の課題を解決するための本発明の第四の態様は、移動体が移動する構造物に設けられた加速度センサーから、幅員方向加速度を取得する手順と、前記幅員方向加速度に基づいて、前記構造物上を移動する前記移動体の運動を解析する手順とを計測装置に実行させるプログラムである。第四の態様によれば、小規模かつシンプルなシステム構成で、移動体の構造物上の運動を解析し、コスト低減またはセンサー設置の手間を低減することすることができる。

第１の実施の形態に係る計測システムの構成例を示した図である。 加速度センサーの設置方法の一例を説明する図である。 床版の変形の仕方の一例を説明する図である。 計測装置の機能ブロックの構成例を示した図である。 取得部によって取得された垂直方向加速度および幅員方向加速度とそれに基づいて行われる処理との関係を説明する図である。 包絡線の例を示した図である。 車両が床版を通過したときの加速度の周波数特性の例を示した図である。 車両の通過によって発生する床版の幅員方向加速度および垂直方向変位を説明する図のその１である。 車両の通過によって発生する床版の幅員方向加速度および垂直方向変位を説明する図のその２である。 車両の通過時間を説明する図のその１である。 車両の通過時間を説明する図のその２である。 車両が床版上で停止せずに通過した場合の幅員方向加速度と垂直方向変位との例を示した図である。 車両が床版上で停止した場合の幅員方向加速度と垂直方向変位との例を示した図である。 床版上での車両の進路変更を説明する図のその１である。 図１４の進路変更における幅員方向加速度の変化を示した図である。 床版上での車両の進路変更を説明する図のその２である。 図１６の進路変更における幅員方向加速度の変化を示した図である。 車両の床版への進入方向を説明する図である。 加速度センサーが取り付けられた床版へ車両が直接進入した場合の幅員方向加速度とその包絡線とを示した図である。 加速度センサーが取り付けられていない隣接する床版から車両が進入した場合の幅員方向加速度とその包絡線を示した図である。 計測装置の動作例を示したフローチャートである。 第２の実施の形態に係る計測装置の機能ブロックの例を示した図である。 幅員方向加速度の特徴情報およびその特徴情報からの幅員方向加速度の復元を説明する図である。 垂直方向変位の特徴情報およびその特徴情報からの垂直方向変位の復元を説明する図である。 第３の実施の形態に係る床版の進行方向加速度を説明する図である。 進行方向加速度の時間変化を示した図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態に係る計測システムの構成例を示した図である。図１に示すように、計測システムは、計測装置１と、加速度センサー２とを有している。また、図１には、橋梁４が示してある。

橋梁４は、橋梁４の中央部（略中央を含む）に位置する橋脚４ａと、両端に位置する２つの橋台４ｂ，４ｃと、橋台４ｂから橋脚４ａまでの上を渡される床版４ｄと、橋台４ｃから橋脚４ａまでの上を渡される床版４ｅとを有している。橋脚４ａと橋台４ｂ，４ｃはそれぞれ、地盤に施設された基礎（図示せず）の上に固定される。

加速度センサー２は、構造物が橋梁４の場合、橋梁４の床版４ｄに設けられるのが好ましい。ここで、床版４ｄは移動体が移動する面を構成する部分のことをいう。加速度センサー２は、例えば、床版４ｄの側面に設置される。加速度センサー２は、車両５（本発明の移動体に相当する）の通過によって生じる、床版４ｄの変形による加速度を計測し、その加速度データを出力する。計測装置１と加速度センサー２は、通信ネットワーク３を介して通信可能に接続されており、加速度センサー２は、計測した加速度データを、通信ネットワーク３を介して、計測装置１に送信する。加速度センサー２には、加速度および角速度を出力する慣性センサーも含まれる。以下では、加速度センサー２から出力される加速度データを単に加速度と表現する場合がある。

なお、加速度センサー２は、例えば無線通信インターフェイスを有し、あるいは無線通信インターフェイスに接続され、当該無線通信インターフェイスを介して通信ネットワーク３に接続される。

計測装置１は、加速度センサー２から送信された加速度を受信する。計測装置１は、加速度センサー２から送信された加速度に基づいて、床版４ｄ上の車両５の通過を検出する。すなわち、計測装置１は、床版４ｄ上を、車両５が通過したか否か検出する。以下では、床版４ｄ上の車両５の通過を「イベント」と呼ぶ。

計測装置１は、イベントを検出すると、床版４ｄを通過した車両５の運動を解析する。例えば、計測装置１は、床版４ｄを通過した車両５の通過時間、床版４ｄ上での停止、進路変更、および進入方向等を解析する。

このように、計測装置１は、加速度センサー２から得られる加速度に基づいて、イベントを検出し、車両５の運動を解析する。これにより、計測装置１は、多種のセンサーを用いて、車両５の運動を解析しなくて済み、コスト低減を図ることができる。また、計測装置１は、少なくとも１個の加速度センサー２から、車両５の運動を解析でき、センサーの床版４ｄへの設置の手間が低減される。

図２は、加速度センサー２の設置方法の一例を説明する図である。図２には、図１に示した床版４ｄ，４ｅの斜視図が示してある。

図２には、図１に図示していない主桁４ｆ〜４ｉが示してある。主桁４ｆ〜４ｉは、橋脚４ａと橋台４ｂ，４ｃの上部に掛けられ、床版４ｄ，４ｅは、主桁４ｆ〜４ｉの上部に設置される。以下では、説明を分かり易くするため、床版４ｄの路面は水平であるものとし、路面の垂直方向は鉛直方向に一致するものとする。

加速度センサー２は、平面視で略４辺形である構造物に設けられた移動体の移動方向規制手段の規制方向に略平行な辺（端部）の中央部に設けられている。例えば、加速度センサー２は、床版４ｄに設けられている、車両５の移動方向規制手段（例えば、車線や縁石、欄干等）の規制方向と平行（略平行を含む）な側面４ｄａ（本発明の端部に相当する）の、規制方向の中央部（略中央部を含む）に取り付けられる。加速度センサー２は、互いに直交する３軸の各軸方向に生じる加速度を計測可能である。加速度センサー２は、例えば、３つの検出軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）のうち、１軸（例えばｘ軸）を床版４ｄの路面の垂直方向に合わせ、他の１軸（例えばｚ軸）を床版４ｄの路面の幅員方向に合わせて、床版４ｄの側面４ｄａに設置される。加速度センサー２は、例えば設定されたサンプリング周波数で３軸の加速度を検知し、検知した加速度データを、通信ネットワーク３を介して計測装置１に送信する。

図３は、床版４ｄの変形の仕方の一例を説明する図である。図３には、図２の床版４ｄの、加速度センサー２の部分で切断した斜視図が示してある。

図３に示すように、床版４ｄは、その上を車両５が通過した場合、車両５の荷重Ｌにより、下方向に撓むように変形する。加速度センサー２の取り付け位置２Ｐは、橋脚４ａと橋台４ｂから最も離れた位置であるため、床版４ｄの垂直方向の位置（ｘ軸上の位置）の変化が他の位置と比べて大きく現れやすい。また、加速度センサー２の取り付け位置２Ｐは、床版４ｄの側面４ｄａであるため、床版４ｄの水平方向に対する傾き（ｚ軸の傾き）が、他の位置と比べて大きく現れやすい。従って、加速度センサー２は、床版４ｄの取り付け位置２Ｐに取り付けられると、車両５の通過によって生じる、床版４ｄの垂直方向の加速度や幅員方向の加速度を明瞭に検出できる。

図４は、計測装置１の機能ブロックの構成例を示した図である。図４に示すように、計測装置１は、制御部１１と、通信部１２と、記憶部１３と、表示部（本発明の出力部に相当する）１４と、操作部１５とを有している。

制御部１１は、以下で詳述するが、イベントを検出する。制御部１１は、イベントを検出すると、床版４ｄ上を通過した車両５の運動を解析する。

通信部１２は、通信ネットワーク３を介して、加速度センサー２から、加速度を受信する。通信部１２は、加速度センサー２から受信した加速度を制御部１１に出力する。

記憶部１３は、制御部１１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している。また、記憶部１３は、制御部１１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。各種のプログラムやデータ等は、あらかじめ不揮発性の記録媒体に記憶されていてもよいし、制御部１１が通信ネットワーク３を介してサーバーから受信して記憶部１３に記憶させてもよい。記憶部１３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。

表示部１４は、制御部１１の制御結果等を表示装置に出力する。

操作部１５は、ユーザーからの操作データを取得し、制御部１１に送る処理を行う。

制御部１１は、取得部２１と、イベント検出部２２と、固有共振遮断フィルター部２３と、変位算出部２４と、車両成分遮断フィルター部２５と、解析部２６とを有している。制御部１１の各部は、例えば、記憶部１３に記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）によって、その機能が実現される。なお、制御部１１の各部は、ＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit）などのカスタムＩＣ（Integrated Circuit）でその機能を実現してもよいし、ＣＰＵとＡＳＩＣとによって、その機能を実現してもよい。

取得部２１は、通信部１２によって受信された加速度センサー２の加速度を取得する。取得部２１によって取得された加速度には、少なくとも垂直方向加速度（ｘ軸方向加速度）と、幅員方向加速度（ｚ軸方向加速度）とが含まれている。垂直方向加速度と幅員方向加速度は、制御部１１の各部に出力され、所定の処理が行われる。

図５は、取得部２１によって取得された垂直方向加速度および幅員方向加速度とそれに基づいて行われる処理との関係を説明する図である。図５のブロックＢＬ１に示すように、取得部２１によって取得された垂直方向加速度ａ_ｖは、その包絡線が算出される。垂直方向加速度ａ_ｖの包絡線は、ブロックＢＬ２に示すようにイベント検出に用いられる。ブロックＢＬ１に示す包絡線算出と、ブロックＢＬ２に示すイベント検出は、後述するイベント検出部２２によって行われる。

ブロックＢＬ１１に示すように、取得部２１によって取得された垂直方向加速度ａ_ｖは、高周波成分が抑制される。高周波成分が抑制された垂直方向加速度ａ_ｖは、ブロックＢＬ１２に示すように、変位（床版４ｄの垂直方向の変位）算出に用いられる。垂直方向変位は、例えば、垂直方向加速度ａ_ｖを２回積分することによって算出される。ブロックＢＬ１１に示す垂直方向加速度ａ_ｖの高周波成分の抑制は、後述する固有共振遮断フィルター部２３によって行われ、ブロックＢＬ１２に示す変位算出は、後述する変位算出部２４によって行われる。

ブロックＢＬ１３に示すように、取得部２１によって取得された幅員方向加速度ａ_ｗは、高周波成分が抑制される。ブロックＢＬ１３に示す幅員方向加速度ａ_ｗの高周波成分の抑制は、後述する固有共振遮断フィルター部２３によって行われる。

ブロックＢＬ１４に示すように、取得部２１によって取得された幅員方向加速度ａ_ｗは、低周波成分が抑制される。ブロックＢＬ１４に示す幅員方向加速度ａ_ｗの低周波成分の抑制は、後述する車両成分遮断フィルター部２５によって行われる。

ブロックＢＬ２０に示すように、高周波成分が抑制された垂直方向加速度ａ_ｖから算出された垂直方向変位（ＢＬ１２）と、高周波成分が抑制された幅員方向加速度ａ_ｗ（ＢＬ１３）と、低周波成分が抑制された幅員方向加速度ａ_ｗ（ＢＬ１４）は、車両５の運動解析に用いられる。車両５の運動解析は、ブロックＢＬ２によってイベントが検出されると行われる。

車両５の運動解析には、車両５が床版４ｄに進入して退出する通過時間算出、車両５の床版４ｄ上での停止判定、車両５の床版４ｄ上での進路変更判定、および車両５の床版４ｄへの進入方向判定がある。ブロックＢＬ２０に示す車両５の運動解析は、後述する解析部２６によって行われる。

ブロックＢＬ２１に示すように、ブロックＢＬ１２で算出された床版４ｄの垂直方向変位は、車両５の床版４ｄ上の通過時間算出に用いられる。ブロックＢＬ２１に示す通過時間算出は、後述する通過時間算出部３１によって行われる。

ブロックＢＬ２２に示すように、ブロックＢＬ１２で算出された床版４ｄの垂直方向変位と、ブロックＢＬ１３で高周波成分が抑制された幅員方向加速度ａ_ｗは、車両５の停止判定に用いられる。ブロックＢＬ２２に示す車両５の停止判定は、後述する停止判定部３２によって行われる。

ブロックＢＬ２３に示すように、ブロックＢＬ１３で高周波成分が抑制された幅員方向加速度ａ_ｗは、車両５の進路変更判定に用いられる。ブロックＢＬ２３に示す車両５の進路変更判定は、後述する進路変更判定部３３によって行われる。

ブロックＢＬ２４に示すように、ブロックＢＬ１３で高周波成分が抑制された幅員方向加速度ａ_ｗと、ブロックＢＬ１４で低周波成分が抑制された幅員方向加速度ａ_ｗは、車両５の進入方向判定に用いられる。ブロックＢＬ２４に示す車両５の進入方向判定は、後述する進入方向判定部３４によって行われる。

図４の説明に戻る。イベント検出部２２には、取得部２１が取得した垂直方向加速度が入力される（図５のブロックＢＬ１を参照）。イベント検出部２２は、入力された垂直方向加速度の絶対値を算出し、算出した絶対値の包絡線（信号）を算出する。

図６は、包絡線の例を示した図である。図６に示すグラフＧ１の横軸は時間を示し、縦軸は加速度を示す。

グラフＧ１に示す波形Ｗ１ａは、イベント検出部２２に入力されるオフセットの除去された垂直方向加速度を示している。点線で示す波形Ｗ１ｂは、イベント検出部２２によって絶対値計算がされた垂直方向加速度を示している。すなわち、波形Ｗ１ｂは、波形Ｗ１ａの負の部分を正にしたものである。波形Ｗ１ｃは、イベント検出部２２によって算出された包絡線を示している。

イベント検出部２２には、固有共振遮断フィルター部２３および車両成分遮断フィルター部２５を介さずに、取得部２１が取得した垂直方向加速度が入力され、イベント検出部２２は、その垂直方向加速度の包絡線を算出する。

イベント検出部２２は、算出した包絡線の振幅が所定の閾値を超えているか否か判定する。イベント検出部２２は、算出した包絡線の振幅が所定の閾値を超えている場合に、イベントを検出する（図５のブロックＢＬ２を参照）。

図４の説明に戻る。固有共振遮断フィルター部２３には、取得部２１が取得した垂直方向加速度と、幅員方向加速度とが入力される（図５のブロックＢＬ１１，ＢＬ１３を参照）。固有共振遮断フィルター部２３は、入力された垂直方向加速度と幅員方向加速度とに含まれている、床版４ｄの固有共振周波数を抑制する。

図７は、車両５が床版４ｄを通過したときの加速度の周波数特性の例を示した図である。図７に示すグラフＧ２の横軸は周波数を示し、縦軸はパワースペクトル密度を示す。加速度の周波数特性を測定した床版４ｄの長さは「３０ｍ」である。

グラフＧ２に示す波形Ｗ２ａは、床版４ｄの側面４ｄａに取り付けられた加速度センサー２の、ｘ軸方向（図２参照）の加速度の周波数特性を示している。波形Ｗ２ｂは、加速度センサー２のｙ軸方向の加速度の周波数特性を示している。波形Ｗ２ｃは、加速度センサー２のｚ軸方向の加速度の周波数特性を示している。

グラフＧ２に示すように、各軸の加速度は、「５Ｈｚから３０Ｈｚ」辺りにピークを有している。この「１０Ｈｚ」辺りのいくつかのピークは、床版４ｄの固有共振によるものと考えられる。

グラフＧ２に示す「０．１Ｈｚ〜１Ｈｚ」の加速度は、床版４ｄを通過し得る車両５の速度を「３ｍ／ｓ〜１７ｍ／ｓ」と仮定し、その速度の車両５の通過によって生じる、床版４ｄの変形による加速度とする。例えば、車両５の通過によって生じる、床版４ｄの変形による振動周期（下方に撓んで元の位置に戻ってくる時間）は、床版４ｄを通過する車両５の速度を「３ｍ／ｓ〜１７ｍ／ｓ」とすると、概ねその車両５の通過時間と同じ「１０ｓ〜１．８ｓ」（０．１Ｈｚ〜０．６Ｈｚ）になると考えられるためである。

「０．１Ｈｚ」より低い周波数成分は、温度や風等の環境による床版４ｄの長周期的変変動や、地表の常微動（環境振動）、またはセンサーの１／ｆ揺らぎノイズ等によるものと考えられる。

以上より、床版４ｄの加速度の周波数特性は、一般的に、床版４ｄの固有共振周波数を含む高域部分と、車両５の通過によって生じる加速度の周波数分を含む低域部分とに分けられる。例えば、グラフＧ２に示す加速度の周波数特性では、少なくとも「１Ｈｚ」より大きい周波数において、床版４ｄの固有共振周波数が含まれ、「１Ｈｚ」以下の周波数において、車両５の通過による、床版４ｄの変形による加速度の周波数成分が含まれている。

なお、床版４ｄの固有共振周波数は、橋梁４の構造や材質等によって異なる。また、車両５の通過によって生じる、床版４ｄの変形による加速度の周波数成分は、床版４ｄの長さおよび床版４ｄを通過する車両５の仮定する速度によって異なる。

以下で説明するように、解析部２６は、床版４ｄ上における車両５の運動を解析する。従って、垂直方向加速度および幅員方向加速度に含まれる、床版４ｄの固有共振周波数成分は、車両５の運動を解析するのに不要な情報である（後述するが、進入方向判定では、固有共振周波数成分も用いる（図５のＢＬ１４））。そこで、固有共振遮断フィルター部２３は、垂直方向加速度および幅員方向加速度に含まれる、床版４ｄの固有共振周波数成分を抑制する。

上記したように、床版４ｄの加速度の周波数特性は、一般的に、床版４ｄの固有共振周波数を含む高域部分と、車両５の通過によって生じる加速度の周波数分を含む低域部分とに分けられる。従って、固有共振遮断フィルター部２３は、例えば、ＬＰＦ（Low pass Filter）で構成する。ＬＰＦのカットオフ周波数は、車両５の通過によって生じる、床版４ｄの変形による加速度周波数より大きくし、床版４ｄの固有共振周波数より小さくする。例えば、図７のグラフＧ２に示す周波数特性の例の場合、カットオフ周波数は、「１Ｈｚ」にする。これにより、固有共振遮断フィルター部２３を通過する垂直方向加速度および幅員方向加速度は、床版４ｄの固有共振周波数成分が遮断され、車両５の通過によって生じる、床版４ｄの変形による加速度の周波数成分が通過する。

なお、固有共振遮断フィルター部２３は、加速度の波形が持つ情報が失われないよう、ベッセルフィルターで構成するのが望ましい。

また、床版４ｄの固有共振周波数は、上記したように、橋梁４の種類や構造によって異なり、車両５の通過によって生じる、床版４ｄの変形による加速度の周波数に近いところに現れる場合がある。例えば、図７のグラフＧ２において、３Ｈｚ周辺に固有共振周波数が現れる場合がある。この場合、固有共振周波数が十分に抑制されるよう、フィルターのカットオフ周波数を下げたり、フィルター次数を大きくしたりする。

図４の説明に戻る。変位算出部２４には、固有共振遮断フィルター部２３によって、床版４ｄの固有共振周波数成分が抑制された垂直方向加速度が入力される（図５のブロックＢＬ１２を参照）。変位算出部２４は、入力された垂直方向加速度から、床版４ｄの垂直方向変位（ｘ軸方向変位）を算出する。例えば、変位算出部２４は、垂直方向加速度を２回積分して、床版４ｄの垂直方向変位を算出する。

車両成分遮断フィルター部２５には、取得部２１によって取得された幅員方向加速度が入力される（図５のブロックＢＬ１４を参照）。車両成分遮断フィルター部２５は、入力された幅員方向加速度に含まれる、車両５の通過によって発生した床版４ｄの加速度成分を抑制する。

上記したように、床版４ｄの加速度の周波数特性は、一般的に、床版４ｄの固有共振周波数を含む高域部分と、車両５の通過によって生じる床版の変形成分を含む低域部分とに分けられる。従って、車両成分遮断フィルター部２５は、例えば、ＨＰＦ（High pass Filter）で構成する。ＨＰＦのカットオフ周波数は、車両５の通過によって生じる、床版４ｄの変形による加速度周波数より大きくし、床版４ｄの固有共振周波数より小さくする。例えば、図７のグラフＧ２に示す周波数特性の例の場合、カットオフ周波数は、「１Ｈｚ」にする。これにより、車両成分遮断フィルター部２５を通過する幅員方向加速度は、車両５の通過によって生じる、床版４ｄの変形による加速度の周波数成分が遮断され、床版４ｄの固有共振周波数成分が通過する。

なお、車両成分遮断フィルター部２５は、幅員方向加速度の波形が持つ情報が失われないよう、ベッセルフィルターで構成するのが望ましい。

また、床版４ｄの固有共振周波数は、上記したように、橋梁４の種類や構造によって異なり、車両５の通過によって生じる、床版４ｄの変形による加速度の周波数に近いところに現れる場合がある。例えば、図７のグラフＧ２において、１〜１０Ｈｚの間に固有共振周波数が現れる場合がある。この場合、車両５の通過によって生じる、床版４ｄの変形による加速度周波数成分が十分に抑制されるよう、フィルターカットオフ周波数を下げたりフィルター次数を大きくしたりする。

解析部２６は、イベント検出部２２によって、イベントが検出されると、垂直方向加速度から算出される垂直方向変位と、幅員方向加速度との少なくとも一方に基づいて、床版４ｄ上を移動する車両５の運動を解析する（図５のブロックＢＬ２０を参照）。解析部２６は、図４に示すように、通過時間算出部３１と、停止判定部３２と、進路変更判定部３３と、進入方向判定部３４とを有している。

解析部２６の各部を説明する前に、車両５の通過によって発生する、床版４ｄの幅員方向加速度および垂直方向変位について説明する。

図８は、車両５の通過によって発生する床版４ｄの幅員方向加速度および垂直方向変位を説明する図のその１である。

図８には、図２に示した床版４ｄと、主桁４ｆ〜４ｉとの断面が示してある。また、図８には、床版４ｄに取り付けられた加速度センサー２が示してある。

図８に示す一点鎖線のモデルＭ１は、車両５が床版４ｄ上を通過していないときの床版４ｄの位置を示している。実線のモデルＭ２は、車両５が床版４ｄ上の矢印Ａ１ａに示す車線を通過（例えば、紙面奥側から紙面手前側に向かって走行）したときの床版４ｄの位置を示している。

車両５が、床版４ｄ上の矢印Ａ１ａに示す車線を走行すると、床版４ｄは、車両５の荷重によって、モデルＭ２に示すように、図中右側の端が左側の端より鉛直下方に傾く。そのため、床版４ｄに取り付けられた加速度センサー２のｚ軸は、点線矢印Ａ１ｂに示すように、水平方向から、下方に傾く。幅員方向加速度は、床版４ｄの幅員方向の傾きによる重力加速度の成分である。

図９は、車両５の通過によって発生する床版４ｄの幅員方向加速度および垂直方向変位を説明する図のその２である。図９において、図８と同じものには、同じ符号が付してある。図９に示す実線のモデルＭ３は、車両５が床版４ｄ上の矢印Ａ２ａに示す車線を通過（例えば、紙面手前側から紙面億側に向かって走行）したときの床版４ｄの位置を示している。

車両５が、床版４ｄ上の矢印Ａ２ａに示す車線を走行すると、床版４ｄは、車両５の荷重によって、モデルＭ３に示すように、左側の端が右側の端より鉛直下方に傾く。そのため、床版４ｄに取り付けられた加速度センサー２のｚ軸は、点線矢印Ａ２ｂに示すように、水平方向から、上方に傾く。

加速度センサー２のｚ軸は、図８の点線矢印Ａ１ｂおよび図９の点線矢印Ａ２ｂに示すように、床版４ｄ上を走行する車両５の位置によって、水平方向に対し、下方および上方を向く。すなわち、加速度センサー２から出力される幅員方向加速度は、床版４ｄ上を走行する車両５の位置（走行車線）によって、符号が変わる。例えば、図８の矢印Ａ１ａに示す車線を、車両５が走行した場合、加速度センサー２から出力される幅員方向加速度の符号は、負となる。一方、図９の矢印Ａ２ａに示す車線を、車両５が走行した場合、加速度センサー２から出力される幅員方向加速度の符号は、正となる。

また、加速度センサー２のｚ軸は、床版４ｄ上を通過する車両５の車重によって、水平方向に対する傾きの角度が変わる。例えば、図８において、矢印Ａ１ａに示す車線を走行する車両５の車重が重いほど、水平方向に対して下方に傾いた点線矢印Ａ１ｂの角度は大きくなる。また、図９において、矢印Ａ２ａに示す車線を走行する車両５の車重が重いほど、水平方向に対して上方に傾いた点線矢印Ａ１ｂの角度は大きくなる。

車両５が床版４ｄ上を通過したときの、床版４ｄの垂直方向変位は、正負のどちらか一方の符号をとる。例えば、車両５が床版４ｄ上を通過すると、床版４ｄは、図８の矢印Ａ１ｃおよび図９の矢印Ａ２ｃに示すように、車両５の走行車線に関わらず下方に撓む。従って、例えば、鉛直上向きを正とすると、垂直方向変位は、負の値をとる。

また、垂直方向変位の大きさは、車両５の車重に比例する。例えば、車両５の車重が重いほど、床版４ｄの下方の撓みは大きくなり、垂直方向変位は大きくなる。

解析部２６の各部について説明する。まず、通過時間算出部３１について説明する。通過時間算出部３１には、変位算出部２４によって算出された床版４ｄの垂直方向変位が入力される（図５のブロックＢＬ２１を参照）。通過時間算出部３１は、入力された垂直方向変位に基づいて、床版４ｄを通過する車両５の通過時間を算出する。

図１０は、車両５の通過時間を説明する図のその１である。図１０に示すグラフＧ３の横軸は時間を示し、縦軸は変位を示す。グラフＧ３の波形Ｗ３は、イベントによって発生した床版４ｄの垂直方向変位を示している。

車両５が、床版４ｄに進入し、中央部（加速度センサー２が取り付けられている位置）に向かって走行すると、垂直方向変位の波高値は徐々に大きくなる。車両５が、中央部を走行したときに、垂直方向変位の波高値は最大となる。そして、車両５が、中央部から離れていくと、垂直方向変位の波高値は徐々に小さくなり、床版４ｄから退出するとほぼ「０」となる。従って、床版４ｄを通過する車両５の通過時間は、例えば、波形Ｗ３の矢印Ａ３に示す波幅から推定することができる。

すなわち、通過時間算出部３１は、垂直方向変位の波幅から、床版４ｄを通過する車両５の通過時間を算出する。つまり、通過時間算出部３１は、垂直方向変位の波幅時間を、床版４ｄを通過する車両５の通過時間とする。なお、グラフＧ３の例では、時刻ｔ_０において、垂直方向変位の波高値は、最大となっている。従って、車両５は、時刻ｔ_０において、床版４ｄの中央部を通過したことが分かる。

垂直方向変位の波幅は、例えば、イベント時の垂直方向変位が最小となった時刻ｔ_０より前の時刻おける、垂直方向変位が極値ｈ_１をとったときの時刻ｔ_１と、垂直方向変位が最小となった時刻ｔ_０より後の時刻における、垂直方向変位が極値ｈ_２をとったときの時刻ｔ_２との差を、垂直方向変位の波幅とする。なお、垂直方向変位の波幅の定義は、前記に限定されない。例えば、イベントによって発生した垂直方向変位において、所定の閾値ｈ_３を下回った時刻ｔ_３１から、所定の閾値ｈ_３を上回る時刻ｔ_３２の差を、垂直方向変位の波幅としてもよい。

なお、床版４ｄを通過する車両５の通過時間が算出できれば、車両５の速度も推定できる。例えば、通過時間算出部３１は、床版４ｄの長さを、算出した通過時間で除算することにより、床版４ｄを通過する車両５の速度を算出することができる。

通過時間算出部３１は、イベントによって発生した垂直方向変位の波幅を複数の区間に分割し、分割した区間に対応する床版４ｄ上の車両５の通過時間を算出してもよい。例えば、通過時間算出部３１は、車両５が床版４ｄに進入して、床版４ｄの中央部を通過するまでの通過時間と、床版４ｄの中央部から、床版４ｄを抜けるまでの通過時間とを算出してもよい。

図１１は、車両５の通過時間を説明する図のその２である。図１１に示すグラフＧ４の横軸は時間を示し、縦軸は変位を示す。グラフＧ４の波形Ｗ４は、イベントによって発生した床版４ｄの垂直方向変位を示している。

通過時間算出部３１は、イベントによって発生した垂直方向変位の波幅を複数の区間に分割する。例えば、通過時間算出部３１は、矢印Ａ４ａ，Ａ４ｂに示すように、垂直方向変位の波高値が最大となったときの時刻ｔ_０を境に、波幅を分割する。なお、イベントによって発生した垂直方向変位の波幅の定義は、図１０で説明した波幅の定義と同様である。

通過時間算出部３１は、波幅を分割すると、分割した波幅に対応する床版４ｄ上の車両５の通過時間を算出する。例えば、グラフＧ４の時刻ｔ_０は、上記したように、車両５が床版４ｄの中央部を通過した時刻である。従って、通過時間算出部３１は、波幅を、垂直方向変位の波高値が最大となったときの時刻ｔ_０を境に分割した場合、車両５が床版４ｄに進入して、床版４ｄの中央部を通過するまでの通過時間と、床版４ｄの中央部から床版４ｄを抜けるまでの通過時間とを算出することになる。

このように、波幅を分割すると、車両５が床版４ｄ上で速度を変えたか否かが分かる。例えば、グラフＧ４の例では、矢印Ａ４ａ，Ａ４ｂに示すように、床版４ｄの中央部から床版４ｄを退出するまでの通過時間は、床版４ｄに進入して中央部を通過するまでの通過時間より長くなっており、車両５が床版４ｄの中央部で速度を落としたことが分かる。

次に、停止判定部３２について説明する。停止判定部３２には、変位算出部２４から出力される床版４ｄの垂直方向変位と、固有共振遮断フィルター部２３から出力される幅員方向加速度とが入力される（図５のブロックＢＬ２２を参照）。停止判定部３２は、入力された垂直方向変位と幅員方向加速度とに基づいて、床版４ｄ上における車両５の停止を判定する。

図１２は、車両５が床版４ｄ上で停止せずに通過した場合の幅員方向加速度と垂直方向変位との例を示した図である。図１２に示すグラフＧ５の横軸は時間を示す。グラフＧ５の左側の縦軸は加速度を示し、右側の縦軸は変位を示す。

グラフＧ５の波形Ｗ５ａは、幅員方向加速度の時間的変化の例を示している。グラフＧ５の波形Ｗ５ｂは、垂直方向変位の時間的変化の例を示している。なお、加速度センサー２のｚ軸が、水平方向より上方を向いたときの幅員方向加速度の符号を「正」とすると、波形５ａは、図９に示す矢印Ａ２ａの車線を、車両５が走行した場合の幅員方向加速度を示している。

車両５が床版４ｄ上に進入すると、床版４ｄは、車両５の車重によって、下方に撓む。そのため、床版４ｄには、幅員方向加速度と垂直方向加速度（垂直方向変位）とが生じる。例えば、グラフＧ５の幅員方向加速度と垂直方向変位は、時刻ｔ_１の直後において、ともに変化している（幅員方向加速度が増加するとともに、垂直方向変位は減少している）。従って、時刻ｔ_１は、床版４ｄ上に車両５が進入した時刻を示している。

車両５が床版４ｄ上を走行している間は、床版４ｄには、幅員方向加速度と垂直方向変位とが発生し続けている。そして、車両５が床版４ｄを退出すると、床版４ｄには、車両５の車重がかからなくなるので、幅員方向加速度と垂直方向変位は、ほぼ「０」となる。例えば、時刻ｔ_２は、車両５が床版４ｄを退出した時刻を示し、時刻ｔ_２以降は、幅員方向加速度と垂直方向変位は、ほぼ「０」となっている。

すなわち、車両５が床版４ｄ上で停止せずに走行した場合、床版４ｄには、車両５が床版４ｄ上を走行している間、幅員方向加速度と垂直方向変位とが生じる。そのため、車両５が床版４ｄ上で停止せずに走行した場合、幅員方向加速度の波幅と、垂直方向変位の波幅は、ほぼ同じとなる。

イベントによって発生した幅員方向加速度の波幅は、例えば、幅員方向加速度の波高値が上昇し始めた時刻ｔ_１と、幅員方向加速度の波高値が下降し終えた時刻ｔ_２との差とする。なお、波幅の定義は、前記に限定されない。例えば、イベントによって発生した幅員方向加速度の波高値が、所定の閾値ｈ_１を超えた時刻と、所定の閾値ｈ_１を下回った時刻との差を波幅としてもよい。

図１３は、車両５が床版４ｄ上で停止した場合の幅員方向加速度と垂直方向変位との例を示した図である。図１３に示すグラフＧ６の横軸は時間を示す。グラフＧ６の左側の縦軸は加速度を示し、右側の縦軸は変位を示す。

グラフＧ６の波形Ｗ６ａは、幅員方向加速度の時間的変化の例を示している。グラフＧ６の波形Ｗ６ｂは、垂直方向変位の時間的変化の例を示している。

車両５が床版４ｄ上に進入すると、床版４ｄは、車両５の車重によって、下方に撓む。そのため、床版４ｄには、幅員方向加速度と垂直方向加速度（垂直方向変位）とが生じる。例えば、グラフＧ６の幅員方向加速度と垂直方向変位は、時刻ｔ_１の直後において、ともに変化している（幅員方向加速度が増加するとともに、垂直方向変位は減少している）。従って、時刻ｔ_１は、床版４ｄ上に車両５が進入した時刻を示している。

車両５が床版４ｄ上で停止しても、幅員方向加速度は、車両５が床版４ｄを退出するまで発生し続ける。例えば、時刻ｔ_４は、車両５が床版４ｄを退出した時刻を示し、幅員方向加速度は、車両５が床版４ｄに進入した時刻ｔ_１と、退出した時刻ｔ_４との間で発生し続けている。

一方、垂直方向変位は、車両５が床版４ｄ上で停止すると、波形Ｗ６ｂに示すように、ある程度元（０）に戻る。例えば、垂直方向変位は、時刻ｔ_２に示すように、ピークを迎えると、その後（例えば時刻ｔ_３）、ある程度元に戻る。なお、垂直方向変位のピークの時刻ｔ_２が、車両５の停止した時刻である。

すなわち、車両５が床版４ｄ上で停止した場合、幅員方向加速度は、車両５が床版４ｄ上で停止しない場合と同様に、車両５が退出するまで発生し続ける。一方、垂直方向変位は、車両５が床版４ｄ上で停止しない場合とは異なり、車両５が停止した後、ほぼ元に戻る。つまり、車両５が床版４ｄ上で停止した場合、幅員方向加速度の波幅と、垂直方向変位の波幅は、異なる。例えば、グラフＧ６の矢印Ａ５ａに示す幅員方向加速度の波幅と、矢印Ａ５ｂに示す垂直方向変位の波幅は、大きく異なっている。

以上より、停止判定部３２は、幅員方向加速度の波幅と、垂直方向変位の波幅とに基づいて、床版４ｄ上における車両５の停止を判定する。例えば、停止判定部３２は、幅員方向加速度の波幅が、垂直方向変位の波幅に対し、所定値より大きい場合、床版４ｄ上における車両５の停止を判定する。具体的には、停止判定部３２は、幅員方向加速度の波幅が、垂直方向変位の波幅に対し、２倍以上であった場合、床版４ｄ上における車両５の停止を判定する。

なお、上記したように、垂直方向変位のピークの時刻ｔ_２は、車両５が床版４ｄ上で停止した時刻を示す。また、幅員方向加速度の波高値が降下し終えた時刻ｔ_４（幅員方向加速度の波幅が終了する時刻）は、車両５が床版４ｄを退出した時刻を示す。従って、停止判定部３２は、垂直方向変位のピークの時刻ｔ_２と、幅員方向加速度の波高値が降下し終えた時刻ｔ_４との差を、車両５が床版４ｄ上で停止した停止時間として算出（推定）することができる。

次に、進路変更判定部３３について説明する。進路変更判定部３３には、固有共振遮断フィルター部２３から出力される幅員方向加速度が入力される（図５のブロックＢＬ２３を参照）。進路変更判定部３３は、入力された幅員方向加速度に基づいて、車両５の床版４ｄ上での進路変更を判定する。

図１４は、床版４ｄ上での車両５の進路変更を説明する図のその１である。図１４には、図２に示した床版４ｄと、床版４ｄの側面４ｄａに取り付けられた加速度センサー２とが示してある。車両５は、図１４の矢印Ａ６に示すように、床版４ｄの規制方向と直角に交わる方向の中央部（例えば、中央車線）を超えて、加速度センサー２から遠い車線から、加速度センサー２に近い車線へと進路変更したとする。

図１５は、図１４の進路変更における幅員方向加速度の変化を示した図である。図１５に示すグラフＧ７の横軸は時間を示し、縦軸は加速度を示す。グラフＧ７の波形Ｗ７は、イベントによって発生した床版４ｄの幅員方向加速度を示している。

車両５は、進路変更前においては、加速度センサー２から遠い車線を走行している。従って、床版４ｄに発生する幅員方向加速度は、矢印Ａ７ａに示すように、正の波高値（例えば、図９を参照）が続く。そして、車両５の加速度センサー２に近い車線への進路変更に伴って、床版４ｄに発生する幅員方向加速度は、矢印Ａ７ｂに示すように、負の波高値（例えば、図８を参照）が続く。そして、車両５が床版４ｄから退出すると、幅員方向加速度は、ほぼ「０」となる。

幅員方向加速度の波高値は、例えば、イベント前の幅員方向加速度の波高値がほぼ一定のときの値ｈ_１と、イベント時の幅員方向加速度の波高値がピークのときの値ｈ_２，ｈ_３との差とする。値ｈ_１は、「０」としてもよい。なお、幅員方向加速度の波高値の定義は、前記に限定されない。

図１６は、床版４ｄ上での車両５の進路変更を説明する図のその２である。図１６には、図２に示した床版４ｄと、床版４ｄの側面４ｄａに取り付けられた加速度センサー２とが示してある。車両５は、図１６の矢印Ａ８に示すように、床版４ｄの規制方向と直角に交わる方向の中央部を超えないで、進路変更したとする。

図１７は、図１６の進路変更における幅員方向加速度の変化を示した図である。図１７に示すグラフＧ８の横軸は時間を示し、縦軸は加速度を示す。グラフＧ８の波形Ｗ８は、イベントによって発生した床版４ｄの幅員方向加速度を示している。

車両５は、進路変更前においては、加速度センサー２から遠い車線を走行している。従って、床版４ｄに発生する幅員方向加速度は、矢印Ａ９ａに示すように、正の波高値が続く。

その後、車両５は、進路を加速度センサー２から近い側に変更するが、床版４ｄの規制方向と直角に交わる方向の中央部を超えないで変更する。そのため、床版４ｄに発生する幅員方向加速度は、矢印Ａ９ｂに示すように、その符号が正のままであり、波高値が小さくなる。そして、車両５が床版４ｄから退出すると、幅員方向加速度は、ほぼ「０」となる。

図１４〜図１７で説明したように、車両５が床版４ｄ上で進路を変更すると、幅員方向加速度の波高値の符号が変わる。また、車両５が床版４ｄ上で進路を変更すると、幅員方向加速度の波高値が変わる。そこで、進路変更判定部３３は、幅員方向加速度の波高値およびその符号に基づいて、車両５の床版４ｄ上の進路変更を判定する。

具体的には、図１５の波形Ｗ７の例では、矢印Ａ７ａ，７ｂに示すように、波高値の符号が変わる。従って、進路変更判定部３３は、床版４ｄ上において、車両５が進路変更したと判定する。また、図１７の波形Ｗ８の例では、矢印Ａ９ａに示すように、第１の波高値が続いた後、矢印Ａ９ｂに示すように、第１の波高値より小さい同じ符号の第２の波高値が続く。従って、進路変更判定部３３は、床版４ｄ上において、車両５が進路変更したと判定する。

なお、進路変更判定部３３は、幅員方向加速度の波高値の符号および波高値の大きさの変化により、車両５がどのように進路変更したか判定することができる。例えば、車両５が、加速度センサー２に近い車線から、床版４ｄの規制方向と直角に交わる方向の中央部を超えて遠い車線へ変更した場合、幅員方向加速度は、最初、負の波高値が続き、その後、正の波高値が続く。また、車両５が、加速度センサー２に近い車線において、床版４ｄの規制方向と直角に交わる方向の中央部を超えずに加速度センサー２から遠い方へ進路変更した場合、幅員方向加速度の符号は負のままで、波高値が小さくなる。このように、車両５の進路変更によって、幅員方向加速度の波高値の符号およびその大きさが変わるので、進路変更判定部３３は、車両５が変更した進路方向を判定することができる。

また、波高値の定義は、図１５で説明したのと同様である。

次に、進入方向判定部３４について説明する。進入方向判定部３４には、固有共振遮断フィルター部２３から出力される幅員方向加速度と、車両成分遮断フィルター部２５から出力される幅員方向加速度が入力される（図５のブロックＢＬ２４を参照）。進入方向判定部３４は、車両成分遮断フィルター部２５から出力される幅員方向加速度の絶対値を算出し、算出した絶対値の包絡線を算出する。そして、進入方向判定部３４は、算出した包絡線と、固有共振遮断フィルター部２３から出力される幅員方向加速度とに基づいて、車両５の床版４ｄへの進入方向を判定する。

図１８は、車両５の床版４ｄへの進入方向を説明する図である。図１８には、図２に示した床版４ｄ，４ｅと、床版４ｄの側面４ｄａに取り付けられた加速度センサー２とが示してある。

車両５の床版４ｄへの進入方向は、矢印Ａ１０ａに示すように、隣接する床版４ｅを通過しないで（例えば、道路から直接）床版４ｄへ進入する方向と、矢印Ａ１０ｂに示すように、隣接する床版４ｅから床版４ｄへ進入する方向とがある。

図１９は、加速度センサー２が取り付けられた床版４ｄへ車両５が直接進入した場合の幅員方向加速度とその包絡線とを示した図である。図１９に示すグラフＧ９ａの横軸は時間を示し、縦軸は加速度を示す。グラフＧ９ｂの横軸は時間を示し、縦軸は振幅を示す。

グラフＧ９ａの波形Ｗ９ａは、固有共振遮断フィルター部２３から出力される幅員方向加速度を示す。グラフＧ９ｂの波形Ｗ９ｂは、進入方向判定部３４が算出する包絡線を示している。

車両５が、図１８に示す矢印Ａ１０ａの方向から床版４ｄに進入すると、床版４ｄは、車両５の車重によって下方に撓み、幅員方向に加速度が生じる。波形Ｗ９ａの時刻ｔ_１から時刻ｔ_２は、車両５が、図１８に示す矢印Ａ１０ａの方向から床版４ｄに進入し、床版４ｄを退出するまでの幅員方向加速度を示している。

車両５は、図１８の矢印Ａ１０ａの方向から床版４ｄに進入した場合、床版４ｄを退出すると、加速度センサー２が取り付けられていない隣の床版４ｅに進入することになる。車両５が、隣の床版４ｅに進入すると、床版４ｄには、車両５の車重による下方の撓みが生じないので、時刻ｔ_２以後は、波形Ｗ９ａの時刻ｔ_１から時刻ｔ-_２に示すような、車両５の車重による幅員方向加速度は発生しない。

しかし、車両５が、床版４ｄに隣接する床版４ｅを走行している間、車両５の走行による床版４ｅの振動は、床版４ｄに伝わる。隣接する床版４ｅから床版４ｄに伝わった振動は、床版４ｄに取り付けられた加速度センサー２によって検知され、波形Ｗ９ａの時刻ｔ_２から時刻ｔ_３に示すように、幅員方向加速度として現れる。波形Ｗ９ａの時刻ｔ_２から時刻ｔ_３の幅員方向加速度は、床版４ｅから伝わった振動により発生した、床版４ｄの固有共振によるものと考えられる。

時刻ｔ_３は、車両５が床版４ｅを退出した時刻を示す。時刻ｔ_３以後は、幅員方向加速度はほぼ「０」となっている。

なお、波形Ｗ９ａは、固有共振遮断フィルター部２３から出力される幅員方向加速度を示している。すなわち、波形Ｗ９ａは、床版４ｄの固有共振による周波数成分が抑制された幅員方向加速度を示している。従って、床版４ｄには、波形Ｗ９ａの時刻ｔ_２から時刻ｔ_３に示す幅員方向加速度より大きな幅員方向加速度が生じている。

上記したように、進入方向判定部３４は、車両成分遮断フィルター部２５から出力される幅員方向加速度の絶対値を算出し、算出した絶対値の包絡線を算出する。車両成分遮断フィルター部２５から出力される幅員方向加速度は、車両５の通過によって発生した加速度成分が抑制され、床版４ｄの固有共振による加速度成分が通過する。従って、進入方向判定部３４が算出する包絡線は、少なくとも床版４ｄの固有共振に基づく加速度の包絡線となり、車両５の床版４ｄに隣接する床版４ｅ上の走行は、波形Ｗ９ｂの時刻ｔ_２から時刻ｔ_３に示すように、幅員方向加速度の包絡線の大きな振幅として検知されることができる。

つまり、車両５が、加速度センサー２が取り付けられた床版４ｄから、加速度センサー２が取り付けられていない床版４ｅへ走行した場合、波形Ｗ９ｂは、波形Ｗ９ａの波高値が小さくなった後（時刻ｔ_２後）でも、車両５が隣接する床版４ｅを走行している間（時刻ｔ_２から時刻ｔ_３の間）は、所定の振幅を有する。

図２０は、加速度センサー２が取り付けられていない隣接する床版４ｅから車両５が進入した場合の幅員方向加速度とその包絡線を示した図である。図２０に示すグラフＧ１０ａの横軸は時間を示し、縦軸は加速度を示す。グラフＧ１０ｂの横軸は時間を示し、縦軸は振幅を示す。

グラフＧ１０ａの波形Ｗ１０ａは、固有共振遮断フィルター部２３から出力される幅員方向加速度を示す。グラフＧ１０ｂの波形Ｗ１０ｂは、進入方向判定部３４が算出する包絡線を示している。

車両５が、図１８に示す矢印Ａ１０ｂの方向から床版４ｅに進入すると、床版４ｄには、車両５の走行によって生じる床版４ｅの振動が伝わる。床版４ｅから床版４ｄに伝わった振動は、床版４ｄに取り付けられた加速度センサー２によって検知され、波形Ｗ１０ａの時刻ｔ_１から時刻ｔ_２に示すように、幅員方向加速度として現れる。波形Ｗ１０ａの時刻ｔ_１から時刻ｔ_２の幅員方向加速度は、床版４ｅから伝わった振動により発生した、床版４ｄの固有共振によるものと考えられる。

車両５は、図１８の矢印Ａ１０ｂの方向から床版４ｅに進入した場合、床版４ｅを退出すると、加速度センサー２が取り付けられた床版４ｄに進入することになる。車両５が、床版４ｄに進入すると、床版４ｄには、車両５の車重による下方の撓みが生じる。そのため、床版４ｄには、波形Ｗ１０ａの時刻ｔ_２から時刻ｔ_３に示すような、車両５の車重による幅員方向加速度が発生する。

時刻ｔ_３は、車両５が床版４ｄを退出した時刻を示す。時刻ｔ_３以後は、幅員方向加速度はほぼ「０」となっている。

上記したように、進入方向判定部３４は、車両成分遮断フィルター部２５から出力される幅員方向加速度の絶対値を算出し、算出した絶対値の包絡線を算出する。車両成分遮断フィルター部２５から出力される幅員方向加速度は、車両５の通過によって発生した加速度成分が抑制され、床版４ｄの固有共振による加速度成分は通過する。従って、進入方向判定部３４が算出する包絡線は、少なくとも床版４ｄの固有共振に基づく加速度の包絡線となり、車両５の床版４ｄに隣接する床版４ｅ上の走行は、波形Ｗ１０ｂの時刻ｔ_２から時刻ｔ_３に示すように、幅員方向加速度の包絡線の大きな振幅として検知されることができる。

つまり、車両５が、加速度センサー２が取り付けられていない床版４ｅから、加速度センサー２が取り付けられた床版４ｄへ走行した場合、波形Ｗ１０ｂは、車両５が床版４ｅに進入したことによって、波形Ｗ１０ａの波高値が大きくなる前（時刻ｔ_２前）でも、所定の振幅を有する。

以上から、進入方向判定部３４は、固有共振遮断フィルター部２３から出力される幅員方向加速度に対する、包絡線の出現時期に基づいて、車両５の床版４ｄへの進入方向を判定できる。例えば、進入方向判定部３４は、幅員方向加速度が出現するより前から包絡線が出現しているか、または、幅員方向加速度が出現しなくなった後も包絡線が出現しているか、によって進入方向を判定できる。

例えば、図１９に示すように、イベントによる幅員方向加速度（波形Ｗ９ａの時刻ｔ_１から時刻ｔ_２の幅員方向加速度）が出現しなくなった後（時刻ｔ_２後）でも、幅員方向加速度の包絡線（波形Ｗ９ｂ）が出現している場合、進入方向判定部３４は、図１８の矢印Ａ１０ａの方向から、車両５が進入したと判定する。具体的には、進入方向判定部３４は、イベントによる幅員方向加速度が出現しなくなった後でも、幅員方向加速度の包絡線が、所定時間、所定の閾値以上の振幅を有している場合、隣接する床版４ｅとは反対側の方向から、車両５が床版４ｄに進入したと判定する。

また、図２０に示すように、イベントによる幅員方向加速度（波形Ｗ１０ａの時刻ｔ_２から時刻ｔ_３の幅員方向加速度）が発生する前（時刻ｔ_２前）から、幅員方向加速度の包絡線（波形Ｗ１０ｂ）が出現している場合、進入方向判定部３４は、図１８の矢印Ａ１０ｂの方向から、車両５が進入したと判定する。具体的には、進入方向判定部３４は、イベントによる幅員方向加速度が発生する前から、幅員方向加速度の包絡線が、所定時間、所定の閾値以上の振幅を有している場合、隣接する床版４ｅから、車両５が床版４ｄに進入したと判定する。

以下、計測装置１の動作を、フローチャートを用いて説明する。

図２１は、計測装置１の動作例を示したフローチャートである。計測装置１は、例えば、加速度センサー２が加速度を出力するタイミングで、図２１に示すフローチャートの処理を繰り返し実行する。

まず、取得部２１は、通信部１２が受信した加速度センサー２の加速度を取得する（ステップＳ１）。

次に、イベント検出部２２は、ステップＳ１にて取得された加速度に含まれる垂直方向加速度に基づいて、イベントを検出する（ステップＳ２）。イベント検出部２２は、イベントを検出した場合（Ｓ２の「Ｙｅｓ」）、処理をステップＳ３に移行する。イベント検出部２２は、イベントを検出しない場合（Ｓ２の「Ｎｏ」）、フローチャートの処理を終了する。そして、計測装置１は、加速度センサー２が加速度を出力するタイミングで、再びステップＳ１の処理を実行する。

ステップＳ２にて、イベントが検出されたと判定された場合（Ｓ２の「Ｙｅｓ」）、固有共振遮断フィルター部２３は、幅員方向加速度および垂直方向加速度に含まれる床版４ｄの固有共振周波数を抑制する（ステップＳ３）。

次に、変位算出部２４は、ステップＳ３にて、床版４ｄの固有共振周波数が抑制された垂直方向加速度から、床版４ｄの垂直方向変位を算出する（ステップＳ４）。例えば、変位算出部２４は、床版４ｄの固有共振周波数が抑制された垂直方向加速度を２回積分して、床版４ｄの垂直方向変位を算出する。

次に、通過時間算出部３１は、車両５が床版４ｄを通過した通過時間を算出する（ステップＳ５）。例えば、通過時間算出部３１は、ステップＳ４にて算出された床版４ｄの垂直方向変位の波幅時間に基づいて、車両５が床版４ｄを通過した通過時間を算出する（例えば、図１０、図１１を参照）。

次に、停止判定部３２は、車両５の床版４ｄ上での停止を判定する（ステップＳ６）。例えば、停止判定部３２は、ステップＳ３にて床版４ｄの固有共振成分が抑制された幅員方向加速度の波幅と、ステップＳ４にて算出された床版４ｄの垂直方向変位の波幅とに基づいて、車両５の床版４ｄ上での停止を判定する（例えば、図１３を参照）。

次に、進路変更判定部３３は、車両５の床版４ｄ上での進路変更を判定する（ステップＳ７）。例えば、進路変更判定部３３は、ステップＳ３にて床版４ｄの固有共振成分が抑制された幅員方向加速度の振幅の変化に基づいて、車両５の床版４ｄ上での進路変更を判定する（例えば、図１５、図１７を参照）。

次に、車両成分遮断フィルター部２５は、幅員方向加速度に含まれる、車両５の通過による撓みによって生じた加速度成分を抑制する（ステップＳ８）。

次に、進入方向判定部３４は、車両５の床版４ｄへの進入方向を判定する（ステップＳ９）。例えば、進入方向判定部３４は、ステップＳ３にて床版４ｄの固有共振成分が抑制された幅員方向加速度と、ステップＳ８にて車両５の通過による撓みによって生じた加速度成分が抑制された幅員方向加速度の包絡線とに基づいて、車両５の床版４ｄへの進入方向を判定する（例えば、図１９、図２０を参照）。計測装置１は、ステップＳ９の処理が終了すると、当該フローチャートの処理を終了し、加速度センサー２が加速度を出力するタイミングで、再びステップＳ１の処理を実行する。

なお、計測装置１の処理順は、図２１のフローチャートに限定されない。例えば、ステップＳ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ９の処理は、図２１のフローチャートの順に限定されない。また、ステップＳ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ９の処理は、並列に行われてもよい。ただし、ステップＳ８のフィルター処理は、少なくともステップＳ９の進入方向判定処理の前に行われるようにする。

このように、計測装置１の取得部２１は、車両５が通過する床版４ｄに設けられた加速度センサー２から、床版４ｄの垂直方向加速度および幅員方向加速度の少なくとも一方を取得する。そして、解析部２６は、取得部２１によって取得された垂直方向加速度および幅員方向加速度の少なくとも一方に基づいて、床版４ｄ上を通過する車両５の運動を解析する。これにより、計測装置１は、小規模かつシンプルなシステム構成で、移動体の構造物上の運動を解析し、コスト低減またはセンサー設置の手間を低減することができる。例えば、計測装置１は、多種のセンサーを用いて、車両５の運動を解析しなくて済み、コスト低減を図ることができる。また、計測装置１は、少なくとも１個の加速度センサー２から、車両５の運動を解析でき、センサーの床版４ｄへの設置の手間が低減される。

また、固有共振遮断フィルター部２３は、幅員方向加速度と垂直方向加速度とに含まれる、車両５の運動の解析に関係しない床版４ｄの固有共振周波数を抑制する。これにより、解析部２６は、適切に車両５の運動を解析できる。

また、車両成分遮断フィルター部２５は、幅員方向加速度に含まれる、車両５による加速度成分を抑制し、床版４ｄの固有共振周波数を通過させる。これにより、解析部２６は、適切に車両５の進入方向を判定できる。

また、解析部２６は、イベント検出部２２のイベント検出に応じて、車両５の運動を解析する。これにより、解析部２６は、処理負荷を低減することができる。

なお、表示部１４は、イベント検出部２２が検出したイベント検出の結果や、解析部２６が解析した車両５の運動の解析結果等を表示装置に出力してもよい。これにより、ユーザーは、例えば、床版４ｄ上を通過した車両５の運動を知ることができる。

また、上記では、片側１車線の例について、車両５の運動の解析について説明したが、これに限られない。例えば、車線なしの床版であっても、計測装置１は、車両５の運動の解析を行うことができる。また、片側２車線以上の床版であっても、計測装置１は、車両５の運動の解析を行うことができる。

また、計測装置１は、床版４ｄが片側一車線の場合、幅員方向加速度の符号から、車両５がどの車線を走行しているか判定することができる。例えば、幅員方向加速度の符号が「負」の場合、計測装置１は、加速度センサー２から遠い車線を車両５は通過していると判定できる（例えば、図８を参照）。また、幅員方向加速度の符号が「正」の場合、計測装置１は、加速度センサー２から近い車線を車両５は通過していると判定できる（例えば、図９を参照）。

また、計測装置１は、床版４ｄが片側一車線であって、車両５が左右の車線のどちらを通行するか決まっている場合、幅員方向加速度の符号から、車両５の進入方向が分かる。例えば、車両５は、左側通行であるとする。この場合、計測装置１は、幅員方向加速度の符号が「負」の場合、例えば、隣接する床版４ｅの方向から車両５が進入してきたと判定できる。また、計測装置１は、幅員方向加速度の符号が「正」の場合、例えば、隣接する床版４ｅとは反対の方向から車両５が進入してきたと判定できる。なお、計測装置１は、床版４ｄが片側一車線であって、車両５が左右の車線のどちらを通過するか決まっている場合、隣接する床版４ｅが存在しなくても（例えば、床版４ｄが１つであっても）、車両５の進入方向を判定できる。

また、解析部２６は、垂直方向変位に基づいて車両５の通過時間を算出したが、幅員方向加速度に基づいて車両５の通過時間を算出してもよい。例えば、解析部２６は、幅員方向加速度の波幅に基づいて、車両５の通過時間を算出してもよい。

また、解析部２６は、垂直方向変位と幅員方向加速度の波形のそれぞれの波幅を比較し、通過時間を算出してもよい。例えば、解析部２６は、垂直方向変位と幅員方向加速度との波幅が重なる時間を通過時間として算出してもよい。

［第２の実施の形態］
第２の実施の形態では、イベントが発生したときの幅員方向加速度と垂直方向変位との保存（記憶）について説明する。

図２２は、第２の実施の形態に係る計測装置１の機能ブロックの例を示した図である。図２２において、図４と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。図２２に示すように、計測装置１は、加速度波形取得部４１と、変位波形取得部４２とを有している。

加速度波形取得部４１は、イベント検出部２２によってイベントが検出された場合、イベントによって発生した幅員方向加速度の波形の特徴情報を取得する。特徴情報は、以下で詳述するが、例えば、幅員方向加速度の波高値、波幅、波形係数、および車両５が加速度センサー２を通過した時刻である。加速度波形取得部４１は、取得した幅員方向加速度の特徴情報を記憶部１３に記憶する。

イベントによって発生する幅員方向加速度の波形は、概ね台形状である。従って、イベントによって発生した幅員方向加速度の全てのデータを記憶部１３に記憶しなくても、前記の特徴情報を記憶部１３に記憶することにより、幅員方向加速度の波形を、台形として近似復元することができる。すなわち、解析部２６は、記憶部１３に記憶された特徴情報から、台形の幅員方向加速度を復元でき、例えば、後からでも、ユーザーの要求等に応じて、車両５の運動を解析することができる。

図２３は、幅員方向加速度の特徴情報およびその特徴情報からの幅員方向加速度の復元を説明する図である。図２３に示すグラフＧ２１，Ｇ２２の横軸は時間を示し、縦軸は加速度を示す。

グラフＧ２１に示す波形Ｗ２１は、イベントによって発生した幅員方向加速度を示す。グラフＧ２２に示す波形Ｗ２２は、記憶部１３に記憶された特徴情報から復元した幅員方向加速度を示す。

加速度波形取得部４１は、波形Ｗ２１の特徴情報を取得する。例えば、加速度波形取得部４１は、グラフＧ２１の矢印Ａ２１ａに示す波高値と、矢印Ａ２１ｂに示す波幅とを取得する。また、加速度波形取得部４１は、矢印Ａ２１ｃに示す波形係数（幅員方向加速度の立上り時の傾き）と、矢印Ａ２１ｄに示す波形係数（幅員方向加速度の立下り時の傾き）とを取得する。また、加速度波形取得部４１は、車両５が加速度センサー２を通過した時刻ｔ_０を取得する。

幅員方向加速度の波高値は、例えば、イベント前の幅員方向加速度の波高値がほぼ一定のときの値ｈ_１１と、イベント時の幅員方向加速度の波高値がほぼ一定のときの値ｈ_１２との差とし、次の式で示される。

波高値＝ｈ_１２−ｈ_１１

なお、値ｈ_１１は、「０」としてもよい。

波幅は、例えば、幅員方向加速度の波高値が上昇し始めた時刻ｔ_１１と、幅員方向加速度の波高値が下降し終えた時刻ｔ_１４との差とし、次の式で示される。

波幅＝ｔ_１４−ｔ_１１

立上り時の波形係数は、例えば、幅員方向加速度の波高値が上昇し始めた時刻ｔ_１１と、幅員方向加速度が値ｈ_１２となった時の時刻ｔ_１２と、波高値とから求まる幅員方向加速度の傾きとし、次の式で示される。

波形係数＝（ｈ_１２−ｈ_１１）／（ｔ_１２−ｔ_１１）

立下り時の波形係数は、例えば、イベント時の幅員方向加速度の波高値が下降し始めた時刻ｔ_１３と、幅員方向加速度が値ｈ_１１となった時の時刻ｔ_１４と、波高値とから求まる幅員方向加速度の傾きとし、次の式で示される。

波形係数＝（ｈ_１１−ｈ_１２）／（ｔ_１４−ｔ_１３）

車両５が加速度センサー２を通過した時刻ｔ_０は、例えば、垂直方向変位の波高値が最大となった時の時刻とする（例えば、図１０、図１１の時刻ｔ_０参照）。

なお、各特徴情報の定義は、上記に限定されない。例えば、波高値は、イベントによって発生した幅員方向加速度の波高値の最大値を波高値としてもよい。また、波幅は、イベントによって発生した幅員方向加速度の波高値が、所定の閾値ｈ_１３を超えた時刻と、所定の閾値ｈ_１３を下回った時刻との差を波幅としてもよい。

加速度波形取得部４１は、取得したこれらの特徴情報を、記憶部１３に記憶する。これにより、解析部２６は、記憶部１３に記憶された特徴情報から、イベントによって発生した幅員方向加速度を、波形Ｗ２２に示すような台形波形で復元することができる。例えば、解析部２６は、時刻ｔ_０から、波幅の半分の時間遡った時刻ｔ_１１を出発点として、幅員方向加速度を立上り時の波形係数で、波高値「ｈ_１２−ｈ_１１」まで上昇させる。また、解析部２６は、時刻ｔ_０から、波幅の半分の時間経過した時刻ｔ_１４を出発点として、幅員方向加速度を時間が遡るように立下り時の波形係数で、波高値「ｈ_１２−ｈ_１１」まで上昇させる。そして、解析部２６は、波高値まで上昇させた２つの幅員方向加速度の２点間を結び、イベントによって発生した幅員方向加速度を復元する。

なお、加速度波形取得部４１は、図１５に示す波形Ｗ７や図１９に示す波形Ｗ９ｂの特徴情報を取得して記憶部１３に記憶することもできる。例えば、加速度波形取得部４１は、波形Ｗ７や波形Ｗ９ｂを２つの台形が組み合わさった波形として捉え、特徴情報を取得し、記憶部１３に記憶する。

図２２の説明に戻る。変位波形取得部４２は、イベント検出部２２によってイベントが検出された場合、イベントによって発生した垂直方向変位の波形の特徴情報を取得する。特徴情報は、以下で詳述するが、例えば、垂直方向変位の波高値、波幅、および車両５が加速度センサー２を通過した時刻である。変位波形取得部４２は、取得した垂直方向変位の特徴情報を記憶部１３に記憶する。

イベントによって発生した垂直方向変位の波形は、次の式（１）で近似する。

式（１）の「ｈ_ｕ」は、垂直方向変位の波高値であり、「ｗ_ｕ」は、垂直方向変位の波幅である。「ｔ_０」は、車両５が加速度センサー２を通過した時刻であり、例えば、イベント時の垂直方向変位が最小値となったときの時刻である。「ａ」は、波形係数であり、床版４ｄによって決まる定数である。

従って、イベントによって発生した垂直方向変位の全てのデータを記憶部１３に記憶しなくても、前記の特徴情報を記憶部１３に記憶することにより、垂直方向変位の波形を、式（１）から復元することができる。すなわち、解析部２６は、記憶部１３に記憶された特徴情報から、垂直方向変位を復元でき、例えば、後からでも、ユーザーの要求等に応じて、車両５の運動を解析することができる。

図２４は、垂直方向変位の特徴情報およびその特徴情報からの垂直方向変位の復元を説明する図である。図２４に示すグラフＧ２３，Ｇ２４の横軸は時間を示し、縦軸は変位を示す。

グラフＧ２３に示す波形Ｗ２３は、イベントによって発生した垂直方向変位を示す。グラフＧ２４に示す波形Ｗ２４は、記憶部１３に記憶された特徴情報から復元した垂直方向変位を示す。

変位波形取得部４２は、波形Ｗ２３の特徴情報を取得する。例えば、変位波形取得部４２は、グラフＧ２３の矢印Ａ２２ａに示す波高値と、矢印Ａ２２ｂに示す波幅とを取得する。また、変位波形取得部４２は、車両５が加速度センサー２を通過した時刻ｔ_０を取得する。

垂直方向変位の波高値は、例えば、イベント時の垂直方向変位が最小となった時刻ｔ_０より前の時刻における、垂直方向変位の極値ｈ_１と、垂直方向変位が最小となった時刻ｔ_０より後の時刻にける、垂直方向変位の極値ｈ_２との大きい方の極値ｈ_２と、イベント時の垂直方向変位の最小値ｈ_０との差を、波高値とする。なお、垂直方向変位の波高値の定義は、前記に限定されず、例えば、イベント時の垂直方向変位の最小値ｈ_０を波高値としてもよい。垂直方向変位における波幅は、図１０で説明した波幅と同様であり、その説明を省略する。

変位波形取得部４２は、取得したこれらの特徴情報を、記憶部１３に記憶する。これにより、解析部２６は、記憶部１３に記憶された特徴情報と式（１）とを用いて、イベントによって発生した垂直方向変位を、波形Ｗ２４に示すような波形で復元することができる。例えば、解析部２６は、記憶部１３に記憶された波高値「ｈ_ｕ」、波幅「ｗ_ｕ」、および車両５が加速度センサー２を通過した時刻「ｔ_０」を、上記の式（１）に代入する。これにより、解析部２６は、イベントによって発生した垂直方向変位を復元でき、例えば、後からでも、ユーザーの要求等に応じて、車両５の運動を解析することができる。

なお、式（１）の波形係数「ａ」は、床版４ｄごとにおいて予め算出する。例えば、垂直方向変位の波高値、波幅、および車両５が加速度センサー２を通過した時刻の実測値を式（１）に代入する。そして、式（１）によって示される波形と、実測値を取得したときの実際の垂直方向変位の波形とを比較し、式（１）の波形が、実際の垂直方向変位の波形に対し、最も一致するように、波形係数「ａ」を予め算出する。

変位波形取得部４２は、図１１に示すような非対称の波形Ｗ４の特徴情報を取得して記憶部１３に記憶することもできる。例えば、加速度波形取得部４１は、波形Ｗ４を、時刻ｔ_０を境に２つの波形に分割し、それぞれの特徴情報を取得して、記憶部１３に記憶する。

第２の実施の形態に係る計測装置１のフローチャートは、図２１と同様になる。ただし、少なくともステップＳ２の処理の後に、加速度波形取得部４１および変位波形取得部４２による、波形の特徴情報の記憶処理が実行される。

第２の実施の形態に係る計測装置１では、ステップＳ５〜Ｓ９の車両運動解析の処理は省略されてもよい。車両運動解析の処理は、例えば、ユーザーからの要求等に応じて、実行されてもよい。例えば、解析部２６は、ユーザーから解析要求があると、記憶部１３に記憶された特徴情報を取得し、取得した特徴情報から、イベントによって発生した水平方向加速度および垂直方向変位を復元する。そして、解析部２６は、復元した水平方向加速度および垂直方向変位から、車両５の運動を解析してもよい。

このように、加速度波形取得部４１は、イベントによって発生した幅員方向加速度の波形の特徴情報を取得する。また、変位波形取得部４２は、イベントによって発生した垂直方向変位の波形の特徴情報を取得する。これにより、記憶部１３は、記憶容量を低減することができる。

また、解析部２６は、記憶部１３に記憶された特徴情報から、幅員方向加速度または垂直方向変位を復元できるので、例えば、後からでも、ユーザーの要求等に応じて、床版４ｄ上での車両５の運動を解析することができる。

なお、加速度波形取得部４１は、加速度センサー２から出力される幅員方向加速度の特徴情報を取得して、記憶部１３に記憶してもよいし、固有共振遮断フィルター部２３および車両成分遮断フィルター部２５によってフィルタリング処理された幅員方向加速度の特徴情報を取得して、記憶部１３に記憶してもよい。また、加速度波形取得部４１は、固有共振遮断フィルター部２３および車両成分遮断フィルター部２５によってフィルタリング処理された一方の幅員方向加速度の特徴情報を取得して、記憶部１３に記憶してもよい。

［第３の実施の形態］
取得部２１は、加速度センサー２から出力される床版４ｄの進行方向加速度（ｙ軸方向加速度）を取得してもよい。そして、解析部２６は、取得部２１によって取得された進行方向加速度に基づいて、車両５の運動を解析してもよい。

図２５は、第３の実施の形態に係る床版の進行方向加速度を説明する図である。図２５には、水平方向から見た床版４ｄが示してある。また、図２５には、床版４ｄに取り付けられた加速度センサー２が示してある。

図２５に示す実線の波形Ｗ３１は、図２５中において、車両５が床版４ｄの中央（加速度センサー２）より左側を通過しているときの、床版４ｄの撓みを示している。点線の波形Ｗ３２は、図２５中において、車両５が床版４ｄの中央を通過しているときの、床版４ｄの撓みを示している。一点鎖線の波形Ｗ３３は、図２５中において、車両５が床版４ｄの中央より右側を通過しているときの、床版４ｄの撓みを示している。

図２６は、進行方向加速度の時間変化を示した図である。図２６に示すグラフＧ３１，Ｇ３２の横軸は時間を示し、縦軸は加速度を示す。

グラフＧ３１の波形Ｗ４１は、図２５中において、車両５が床版４ｄ上を左側から右側に向かって通過したときの進行方向加速度の変化を示している。グラフＧ３２の波形Ｗ４２は、図２５中において、車両５が床版４ｄ上を右側から左側へ向かって通過したときの進行方向加速度の変化を示している。グラフＧ３１，Ｇ３２では、加速度センサー２のｙ軸が、水平方向より上方を向いたときの進行方向加速度の符号を「正」としている。

図２５において、車両５が、床版４ｄの左側から進入して、右側から出ていく場合を考える。車両５が床版４ｄの左端から中央に向かって走行すると、床版４ｄは、図２５の波形Ｗ３１のように撓む。従って、加速度センサー２のｙ軸は、水平方向より上方を向き、「正」の値をとる。続いて、車両５が床版４ｄの中央を通過すると、床版４ｄは、図２５の波形Ｗ３２のように撓む。従って、加速度センサー２のｙ軸は、水平方向を向き、「０」の値をとる。続いて、車両５が床版４ｄの中央から右端に向かって走行すると、床版４ｄは、図２５の波形Ｗ３３のように撓む。従って、加速度センサー２のｙ軸は、水平方向より下方を向き、「負」の値をとる。すなわち、車両５が、床版４ｄの左側から進入して、右側から出ていく場合、進行方向加速度は、波形Ｗ４１のように変化する。

図２５において、車両５が、床版４ｄの右側から進入して、左側から出ていく場合を考える。車両５が床版４ｄの右端から中央に向かって走行すると、床版４ｄは、図２５の波形Ｗ３３のように撓む。従って、加速度センサー２のｙ軸は、水平方向より下方を向き、「負」の値をとる。続いて、車両５が床版４ｄの中央を通過すると、床版４ｄは、図２５の波形Ｗ３２のように撓む。従って、加速度センサー２のｙ軸は、水平方向を向き、「０」の値をとる。続いて、車両５が床版４ｄの中央から左端に向かって走行すると、床版４ｄは、図２５の波形Ｗ３１のように撓む。従って、加速度センサー２のｙ軸は、水平方向より上方を向き、「正」の値をとる。すなわち、車両５が、床版４ｄの右側から進入して、左側から出ていく場合、進行方向加速度は、波形Ｗ４２のように変化する。

波形Ｗ４１，Ｗ４２に示すように、進行方向加速度は、車両５の床版４ｄへの進入方向によって、その符号の変化が異なる。従って、解析部２６は、進行方向加速度の符号に基づいて、車両５の床版４ｄへの進入方向を解析できる。

また、進行方向加速度の波幅は、車両５の床版４ｄ上の通過時間によって異なる。例えば、車両５の床版４ｄ上の通過時間が長いほど、進行方向加速度の山谷または谷山の波幅は長くなる。従って、解析部２６は、進行方向加速度の波幅に基づいて、車両５の床版４ｄ上の通過時間を解析できる。

このように、解析部２６は、進行方向加速度に基づいて、車両５の運動を解析することができる。

以上、本発明について実施形態を用いて説明したが、計測装置の機能構成は、計測装置の構成を理解容易にするために、主な処理内容に応じて分類したものである。構成要素の分類の仕方や名称によって、本願発明が制限されることはない。計測装置の構成は、処理内容に応じて、さらに多くの構成要素に分類することもできる。また、１つの構成要素がさらに多くの処理を実行するように分類することもできる。また、各構成要素の処理は、１つのハードウェアで実行されてもよいし、複数のハードウェアで実行されてもよい。

また、本発明の技術的範囲は、上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者には明らかである。また、そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。また、本発明は、計測方法、計測装置のプログラム、当該プログラムを記憶した記憶媒体として提供することもできる。

１…計測装置、２…加速度センサー、３…通信ネットワーク、４…橋梁、４ａ…橋脚、４ｂ，４ｃ…橋台、４ｄ，４ｅ…床版、４ｄａ…側面、５…車両、４ｆ〜４ｉ…主桁、１１…制御部、１２…通信部、１３…記憶部、１４…表示部、１５…操作部、２１…取得部、２２…イベント検出部、２３…固有共振遮断フィルター部、２４…変位算出部、２５…車両成分遮断フィルター部、２６…解析部、３１…通過時間算出部、３２…停止判定部、３３…進路変更判定部、３４…進入方向判定部、４１…加速度波形取得部、４２…変位波形取得部。

Claims (25)

1. 移動体が移動する構造物に設けられた加速度センサーから、前記構造物の前記移動体が移動する面の幅員方向加速度を取得する取得部と、
   前記幅員方向加速度に基づいて、前記構造物上を移動する前記移動体の運動を解析する解析部と
   を有する計測装置。
2. 請求項１に記載の計測装置であって、
   前記加速度センサーは、前記構造物に設けられた前記移動体の移動方向規制手段の規制方向と平行な前記構造物の端部であって、前記端部の前記規制方向の中央部に設けられている
   計測装置。
3. 請求項１または２に記載の計測装置であって、
   前記取得部は、前記構造物の前記移動体が移動する面の垂直方向加速度を取得し、
   前記垂直方向加速度に基づいて、前記構造物の垂直方向変位を算出する変位算出部を有し、
   前記解析部は、前記垂直方向変位に基づいて、前記構造物上を移動する前記移動体の通過時間を算出する
   計測装置。
4. 請求項３に記載の計測装置であって、
   前記解析部は、前記移動体の前記構造物上の移動によって発生した前記垂直方向変位の波幅に基づいて、前記移動体の通過時間を算出する
   計測装置。
5. 請求項４に記載の計測装置であって、
   前記解析部は、前記波幅を複数の区間に分割し、前記区間に対応する前記構造物上を移動する前記移動体の通過時間を算出する
   計測装置。
6. 請求項１または２に記載の計測装置であって、
   前記取得部は、前記構造物の前記移動体が移動する面の垂直方向加速度を取得し、
   前記垂直方向加速度に基づいて、前記構造物の垂直方向変位を算出する変位算出部を有し、
   前記解析部は、前記幅員方向加速度および前記垂直方向変位に基づいて、前記構造物上における前記移動体の停止を判定する
   計測装置。
7. 請求項６に記載の計測装置であって、
   前記解析部は、前記移動体の前記構造物上の移動によって発生した前記幅員方向加速度の波幅と、前記移動体の前記構造物上の移動によって発生した前記垂直方向変位の波幅とに基づいて、前記構造物上における前記移動体の停止を判定する
   計測装置。
8. 請求項７に記載の計測装置であって、
   前記解析部は、前記幅員方向加速度の波幅が、前記垂直方向加速度の波幅に対し所定値より大きい場合、前記移動体の停止を判定する
   計測装置。
9. 請求項７または８に記載の計測装置であって、
   前記解析部は、前記垂直方向変位のピーク時刻と、前記幅員方向加速度の波幅の終了する時刻とに基づいて、前記移動体の前記構造物上における停止時間を算出する
   計測装置。
10. 請求項１または２に記載の計測装置であって、
    前記解析部は、前記幅員方向加速度に基づいて、前記移動体の前記構造物上での進路変更を判定する
    計測装置。
11. 請求項１０に記載の計測装置であって、
    前記解析部は、前記幅員方向加速度の波高値の大きさおよび符号に基づいて、前記移動体の進路変更を判定する
    計測装置。
12. 請求項１または２に記載の計測装置であって、
    前記解析部は、前記幅員方向加速度と前記幅員方向加速度の包絡線とに基づいて、前記移動体の前記構造物への進入方向を判定する
    計測装置。
13. 請求項１２に記載の計測装置であって、
    前記解析部は、前記幅員方向加速度に対する前記包絡線の出現時期に基づいて、前記移動体の進入方向を判定する
    計測装置。
14. 請求項１３に記載の計測装置であって、
    前記解析部は、前記幅員方向加速度が出現するより前から前記包絡線が出現しているか、または前記幅員方向加速度が出現しなくなった後も前記包絡線が出現しているかに基づいて、前記移動体の進入方向を判定する
    計測装置。
15. 請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の計測装置であって、
    前記包絡線が算出される前記幅員方向加速度に含まれる、前記移動体の前記構造物上の移動によって生じる加速度成分を抑制するフィルター部
    を有する計測装置。
16. 請求項１または２に記載の計測装置であって、
    前記幅員方向加速度の波形の特徴情報を取得して記憶する加速度波形取得部
    を有する計測装置。
17. 請求項１または２に記載の計測装置であって、
    前記取得部は、前記構造物の前記移動体が移動する面の垂直方向加速度を取得し、
    前記垂直方向加速度に基づいて、前記構造物の垂直方向変位を算出する変位算出部と、
    前記垂直方向変位の波形の特徴情報を取得して記憶する変位波形取得部
    を有する計測装置。
18. 請求項１または２に記載の計測装置であって、
    前記移動体の運動の解析結果を出力する出力部
    を有する計測装置。
19. 請求項１〜１８のいずれか一項に記載の計測装置であって、
    前記幅員方向加速度に含まれる、前記構造物が有する固有共振周波数成分を抑制するフィルター部
    を有する計測装置。
20. 請求項１〜１８のいずれか一項に記載の計測装置であって、
    前記構造物は、橋梁である
    計測装置。
21. 請求項１〜１８のいずれか一項に記載の計測装置であって、
    前記幅員方向加速度は、前記構造物の傾きによる重力加速度の成分である
    計測装置。
22. 請求項１または２に記載の計測装置であって、
    前記解析部は、前記幅員方向加速度に基づいて、前記構造物上を移動する前記移動体の通過時間を算出する
    計測装置。
23. 移動体が移動する構造物に設けられた加速度センサーから、幅員方向加速度を取得する工程と、
    前記幅員方向加速度に基づいて、前記構造物上を移動する前記移動体の運動を解析する工程と
    を含む計測方法。
24. 移動体が移動する構造物に設けられた加速度センサーと、
    前記加速度センサーから出力される幅員方向加速度を取得する取得部と、
    前記幅員方向加速度に基づいて、前記構造物上を移動する前記移動体の運動を解析する解析部と
    を有する計測システム。
25. 移動体が移動する構造物に設けられた加速度センサーから、幅員方向加速度を取得する手順と、
    前記幅員方向加速度に基づいて、前記構造物上を移動する前記移動体の運動を解析する手順と
    を計測装置に実行させるプログラム。

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