JP2017133844A - Utility pole soundness determining device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電柱の長期的な変位量に基づいて電柱の健全性を判定する電柱健全性判定装置に関する。 The present invention relates to a utility pole soundness determination device that determines the soundness of a power pole based on a long-term displacement of the power pole.
電柱は、架線された電線により決められた方向へ引っ張られることで、長い年月をかけてその方向へ変形していく。その際に、電柱は、曲げモーメントに対する耐力を保持していること及び地際が固定されていることから、電柱全体が傾斜するのではなく、図9(a)に示すように、電柱11の上部が電線12の方向に緩やかに曲がっていく。
The utility poles are deformed in that direction over a long period of time by being pulled in the direction determined by the wired wires. At that time, the utility pole retains the resistance to bending moment and the ground is fixed, so that the entire utility pole is not inclined, but as shown in FIG. The upper part is gently bent in the direction of the
このように電柱11が変形していく過程では、引っ張られる面が圧縮され、その背面側が伸張することで、図9(b)に示すように、電柱11のコンクリートにひび割れ13が生じていく。このひび割れ13が大きくなると、ひび割れ13の箇所から雨水等による水分が電柱11の内部に侵入し、電柱11を構成する内部の鉄筋が湿潤状態となることで錆が生じる。このような状態を長期間放置すると、内部鉄筋は錆による劣化が進むことで破断し、最終的には電柱が折損に至る。
In the process in which the
このようなリスクを回避するために、定期的に目視により電柱のひび割れ様相を点検し、ひび割れ幅が或る閾値以上となった場合は、電柱の建替えを行っている。また、トータルステーションを用いて電柱の輪郭線データを取得して画像解析を行い、曲率が突出した部分についてのモデル解析によって、電柱の健全度が低下した状態で荷重が作用したときの変形量及び曲率を算出し、健全度の低下した部位の健全度の度合いを判定するようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。 In order to avoid such a risk, the cracking aspect of the utility pole is periodically inspected visually, and if the crack width exceeds a certain threshold, the utility pole is rebuilt. Moreover, the contour data of the power pole is obtained using the total station, image analysis is performed, and the amount of deformation and curvature when the load is applied in a state where the soundness of the power pole is reduced by model analysis of the part where the curvature protrudes. Is calculated, and the degree of soundness of the part where the soundness is lowered is determined (for example, see Patent Document 1).
特開2005−337901号公報 JP 2005-337901 A
しかし、電力設備には多数の電柱が存在することから、目視による点検は、多くの労力を必要としている。一方、トータルステーションを用いた場合には、機器の設置場所が必要であり、トータルステーションと測量点との間は見通しが良くなければならず、建造物や樹木などで見通しが遮られる地域、狭隘地域、交通量の多い地域などでは測量が難しい。また、測量前に水平方向などのキャリブレーションが必要であり、測量ポイントも事前に決めておく必要があるなど事前のセッティングが煩雑であり、1箇所での測量にも多くの時間を要する。さらには、時間のかかる測量を人手で行うため人件費も増えることから、目視によるひび割れ点検に比べてトータルコストが大幅に増加する。 However, since many electric poles exist in electric power equipment, visual inspection requires a lot of labor. On the other hand, when a total station is used, the installation location of the equipment is necessary, and the line of sight must be good between the total station and the survey point, and the area where the line of sight is blocked by buildings and trees, narrow areas, Surveying is difficult in areas with heavy traffic. In addition, calibration in the horizontal direction or the like is necessary before surveying, and it is necessary to set the survey point in advance, so that prior settings are complicated, and surveying at one place requires a lot of time. In addition, since the time-consuming surveying is performed manually, the labor cost also increases, so that the total cost is greatly increased compared to visual crack inspection.
本発明の目的は、人手によることなくしかも電柱の設置箇所を問わずに電柱の健全性を判定できる電柱健全性判定装置を提供することである。 The objective of this invention is providing the utility pole soundness determination apparatus which can determine the soundness of a utility pole irrespective of the installation location of a utility pole, without relying on a human hand.
請求項1の発明に係る電柱健全性判定装置は、電柱頂部に設置され衛星からのデータに基づいて位置データを取得する高精度GPSと、前記高精度GPSで取得した位置データを記憶する位置データ記憶部と、前記高精度GPSで取得した位置データのうち前記高精度GPSが設置された当初に取得した位置データを初期位置データとして取り出すとともに、最新に取得した位置データを現在位置データとして取り出す位置データ取出部と、前記現在位置データと前記初期位置データとの変位量を算出する変位量算出部と、前記変位量算出部で算出された前記変位量に基づいて電柱の健全性を判定する健全性判定部とを備えたことを特徴とする。 The utility pole health judgment device according to the invention of claim 1 is a high-accuracy GPS that is installed at the top of a utility pole and acquires position data based on data from satellites, and position data that stores position data acquired by the high-accuracy GPS. The position where the storage unit and the position data acquired by the high-accuracy GPS are initially acquired as the initial position data, and the latest position data is extracted as the current position data. A data extraction unit; a displacement amount calculation unit that calculates a displacement amount between the current position data and the initial position data; and a sound state that determines the soundness of the utility pole based on the displacement amount calculated by the displacement amount calculation unit And a sex determination unit.
請求項2の発明に係る電柱健全性判定装置は、電柱頂部に設置され衛星からのデータに基づいて位置データを取得するGPSと、異なる衛星からのデータに基づく位置データを取得できる時間間隔で前記GPSから位置データを収集する位置データ収集部と、前記位置データ収集部で収集した位置データを記憶する位置データ記憶部と、前記位置データ収集部で収集した位置データのうち前記GPSが設置された当初に収集した一定期間の位置データを読み込み異常値を除去して得られた一定期間の正常値の位置データを平均化処理して初期位置データを算出する初期位置データ算出部と、前記位置データ収集部で収集した位置データのうち最新の一定期間の位置データを読み込み異常値を除去して得られた一定期間の正常値の位置データを平均化処理して現在位置データを算出する現在位置データ算出部と、前記現在位置データと前記初期位置データとの変位量を算出する変位量算出部と、前記変位量算出部で算出された前記変位量に基づいて電柱の健全性を判定する健全性判定部とを備えたことを特徴とする。
The utility pole health judgment device according to the invention of
請求項3の発明に係る電柱健全性判定装置は、請求項1の発明において、前記位置データ記憶部は電柱頂部に設置され、前記変位量算出部、前記健全性判定部は基地局に設置されたことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, the utility pole soundness determination device according to the first aspect of the invention is characterized in that the position data storage unit is installed at the top of the utility pole, and the displacement amount calculation unit and the soundness determination unit are installed at the base station. It is characterized by that.
請求項4の発明に係る電柱健全性判定装置は、請求項2の発明において、前記位置データ記憶部は電柱頂部に設置され、前記初期位置データ算出部、前記現在位置データ算出部、前記変位量算出部、前記健全性判定部は、基地局に設置されたことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a utility pole soundness determination device according to the second aspect of the invention, wherein the position data storage unit is installed at the top of the utility pole, and the initial position data calculation unit, the current position data calculation unit, and the displacement amount. The calculation unit and the soundness determination unit are installed in a base station.
請求項5の発明に係る電柱健全性判定装置は、請求項3または請求項4の発明において、前記電柱頂部及び前記基地局に通信部を設置し、前記通信部は、前記位置データ記憶部に記憶した位置データを前記基地局に送信することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a utility pole soundness determination apparatus according to the third or fourth aspect, wherein a communication unit is installed at the top of the utility pole and the base station, and the communication unit is stored in the position data storage unit. The stored position data is transmitted to the base station.
請求項1の発明によれば、電柱の位置データを電柱上部に設置した高精度GPSにより取得するので、人手によらず電柱の設置箇所を問わずに電柱の位置データを取得できる。そして、取得した電柱の位置データを用いて電柱の変位量を算出するので、電柱の健全性を判定できる。 According to the first aspect of the present invention, since the position data of the power pole is acquired by the high-precision GPS installed on the upper part of the power pole, the position data of the power pole can be acquired regardless of the installation location of the power pole regardless of the hand. And since the displacement amount of a utility pole is calculated using the acquired position data of a utility pole, the soundness of a utility pole can be determined.
請求項2の発明によれば、電柱の位置データを電柱上部に設置したGPSにより取得するので、人手によらずコストが安くしかも電柱の設置箇所を問わずに電柱の位置データを取得できる。また、異なる衛星からのデータに基づく位置データを取得できる時間間隔でGPSから位置データを収集し、その収集した一定期間の位置データを読み込み異常値を除去して得られた一定期間の正常値の位置データを平均化処理して初期位置データや現在位置データを求めるので、初期位置データや現在位置データの精度が向上する。そして、得られた初期位置データや現在位置データから電柱の変位量を求め、変位量に基づいて電柱の健全性を判定するので判定精度が向上する。
According to the invention of
請求項3及び請求項4の発明によれば、位置データ記憶部は電柱頂部に設置されるので、高精度GPSまたはGPSで取得した電柱の位置データを保持でき、電柱の長期的な変位量を求めることができるので電柱の健全性を判定できる。 According to invention of Claim 3 and Claim 4, since a position data storage part is installed in a utility pole top part, it can hold | maintain the position data of the utility pole acquired by high precision GPS or GPS, and the long-term displacement amount of a utility pole can be hold | maintained. Since it can be obtained, the soundness of the utility pole can be determined.
請求項5の発明によれば、電柱頂部及び基地局は通信部を有するので、基地局は、電柱頂部に設置の位置データ記憶部から容易に位置データを取得でき、またリアルタイムでの取得も可能となる。 According to the invention of claim 5, since the top of the power pole and the base station have the communication section, the base station can easily acquire the position data from the position data storage section installed at the top of the power pole, and can also be acquired in real time. It becomes.
以下、本発明の実施形態を説明する。図1は本発明の第1実施形態に係る電柱健全性判定装置の構成図であり、図1(a)は電柱健全性判定装置を電柱に適用した場合の全体構成図、図1(b)は電柱頂部に設置される現場局の構成図、図1(c)は基地局における電柱健全性判定装置の構成図である。 Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a configuration diagram of a utility pole soundness determination device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 1A is an overall configuration diagram when the power pole soundness determination device is applied to a power pole, FIG. Is a configuration diagram of a field station installed at the top of a utility pole, and FIG. 1C is a configuration diagram of a utility pole soundness judgment device in a base station.
図1(a)において、電柱11の頂部には現場局14が設置され、基地局15にはパーソナルコンピュータ(以下パソコンという)16が設置される。現場局14には高精度GPSが設置され、高精度GPSは複数個の衛星17からのデータを受信する。高精度GPSは、通常、複数個の衛星17のうちの4個以上の衛星17からのデータで位置データを取得する。4個以上の衛星は固定ではなく地球の自転及び衛星の軌道位置によって変化する。高精度GPSとしては、RTK−GPS(Real Time Kinematic GPS)あるいはDGPS(Differential GPS)を用いる。
In FIG. 1A, a
図1(b)は電柱頂部に設置される現場局14における電柱健全性判定装置の構成図であり、図1(b)に示すように、現場局14は、高精度GPS18、高精度GPS18で所得した位置データを保存するメモリ19、基地局15と通信を行う通信部20を有する。高精度GPS18は、通常、1秒周期で位置データを取得し、メモリ19の位置データ記憶部21に時系列的に記憶する。
FIG. 1B is a configuration diagram of the utility pole soundness judgment device in the
図1(c)は基地局15における電柱健全性判定装置の構成図であり、パソコン16で構成される。すなわち、操作部22、表示部23、記憶装置24、演算部25、メモリ26、通信部27から構成される。操作部22は、例えば、キーボードやマウスなどであり、演算部25に操作指令を入力するものである。表示部23は、例えば液晶表示装置であり、演算部25の演算結果や記憶装置24に記憶された内容を表示するものである。メモリ26は演算部25での演算に使用するデータを一時的に記憶するものである。
FIG. 1C is a configuration diagram of a utility pole soundness determination device in the
通信部27は現場局14の通信部20と通信を行い、通信部20から送信された現場局14のメモリ19に記憶された位置データを受信し、基地局15におけるパソコン16の記憶装置24の位置データ保存部28に時系列的に記憶する。
The
この場合、データ送信のタイミングは、一定時間ごとに自動送信してもよいし、基地局15からのリクエストに応じて送信してもよい。現場局14のメモリ19の記憶容量が不足しないように位置データを基地局15に送信する。また、通信部20や通信部27の通信機能としては、例えば、WiFi等のインターネット回線や携帯電話回線などの無線を用いる。
In this case, the data transmission timing may be automatically transmitted at regular intervals, or may be transmitted in response to a request from the
次に、演算部25は、位置データ取出部29、変位量算出部30、健全性判定部31を有する。位置データ取出部29は、高精度GPS18で取得した位置データのうち高精度GPS18が設置された当初に取得した位置データを初期位置データとして取り出し初期位置データ記憶部32に記憶する。また、高精度GPS18で取得した位置データのうち、最新に取得した位置データを現在位置データとして取り出し現在位置データ記憶部33に記憶する。
Next, the
位置データ取出部29が取り出す位置データは、現場局14の通信部20と基地局15の通信部27との通信により、現場局14の位置データ記憶部21から基地局15の記憶装置24の位置データ保存部28に伝送されてきた位置データである。従って、現場局14の通信部20と基地局15の通信部27との通信のタイミングにより、位置データ取出部29が取り出す位置データは、厳密には現場局14の位置データ記憶部21に記憶された最新の位置データと一致しない場合がある。これは高精度GPS18が1秒周期で取得する位置データのタイミングと、現場局14の通信部20と基地局15の通信部27との間の伝送遅延によるものであり、第1実施形態においては天災のような特異事象が発生しない限り数秒で位置の変位がないため問題はない。そこで、以下の説明では、現場局14から送信されてきた最新の位置データを高精度GPS18で取得した最新の位置データと言うことにする。
The position data extracted by the position
次に、変位量算出部30は、初期位置データ記憶部32に記憶された初期位置データを読み込み、現在位置データ記憶部33に記憶された最新の位置データである現在位置データを読み込み、現在位置データと初期位置データとの変位量を算出し記憶装置24の変位量記憶部34に記憶する。健全性判定部31は、変位量算出部30で算出された変位量に基づいて電柱の健全性を判定し、判定結果を記憶装置24の判定結果記憶部35に記憶する。
Next, the displacement
このように、本発明の第1実施の形態では、電柱11のひび割れ13は電柱11が曲がることによって発生することから、ひび割れ13の度合いと電柱頂部の変位量との間には相関関係があることに着目し、電柱頂部の変位量を測定し、ひび割れ13の度合い、つまり電柱の健全性を判定することとしたものである。
As described above, in the first embodiment of the present invention, the
図2は、本発明の第1実施の形態で電柱の健全性を判定する際に用いる電柱が曲がることに伴う電柱頂部の位置変化の説明図である。前述したように、電柱11は電線12により引っ張られ曲げモーメントを受けているので、長期間のうちに電線12の方向に緩やかに曲がっていく。電柱11が変形していく過程では、電柱11の背面側が伸張することで、電柱11にひび割れ13が生じる。そこで、本発明の第1実施の形態では、電柱頂部の変位量を測定し電柱の健全性を判定する。電柱頂部の変位量が大きいときはひび割れ13の度合いも大きいと判定する。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a change in the position of the top of the utility pole as the utility pole bends when determining the soundness of the utility pole in the first embodiment of the present invention. As described above, the
図3は、本発明の第1実施形態に係る電柱健全性判定装置の基地局におけるパソコンの演算部での演算処理内容を示すフローチャートであり、図3(a)は演算部25での初期位置データを取り出す処理内容を示すフローチャート、図3(b)は演算部25での変位量の算出処理及び電柱の健全性の判定処理の処理内容を示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing the contents of the calculation process in the calculation unit of the personal computer in the base station of the utility pole soundness determination apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. FIG. 3B is a flowchart showing the contents of processing for extracting data, and FIG. 3B is a flowchart showing the contents of displacement amount calculation processing and utility pole soundness determination processing in the
図3(a)において、位置データ取出部29は、位置データのうち高精度GPS18が設置された当初に取得した位置データを取り出す(S1)。そして、取り出した位置データを初期位置データとして記憶する(S2)。これは、記憶装置24の位置データ保存部28に記憶された位置データは、高精度GPS18で取得した時系列的な位置データであり、高精度GPS18が設置された当初に取得した位置データは、電柱11が設置された当初の電柱11の頂部のデータであるので、これを初期位置データとして取り出し、記憶装置24の初期位置データ記憶部32に記憶する。
In FIG. 3A, the position
図3(b)において、まず、位置データ取出部29は、位置データのうち最新の位置データを現在位置データとして取り出し記憶する(S11)。これは、記憶装置24の位置データ保存部28に記憶された位置データは、高精度GPS18で取得した時系列的な位置データであり、最新の位置データが現在位置データであるからである。取り出した現在位置データは記憶装置24の現在位置データ記憶部33に記憶される。
In FIG. 3B, first, the position
次に、変位量算出部30は初期位置データを読み込むとともに現在位置データを読み込む(S12)。すなわち、記憶装置24の初期位置データ記憶部32から初期位置データを読み込むとともに、現在位置データ記憶部33から現在位置データを読み込む。
Next, the displacement
そして、変位量算出部30は、現在位置データと初期位置データとの変位量を算出する(S13)。変位量算出部30は、下記の(1)式により電柱頂部の変位量zを算出する。xt,ytは電柱頂部の測定時点の位置座標、x0,y0は電柱頂部の初期位置座標である。
Then, the displacement
そして、健全性判定部31は変位量が予め定めた閾値より小さいか否かを判定する(S14)。変位量が閾値より小さいときは、変位量及び判定結果を記憶する(S15)。変位量は記憶装置24の変位量記憶部34に記憶し、判定結果は判定結果記憶部35に記憶する。一方、ステップS14の判定で、変位量が閾値より大きいときは注意喚起メッセージを出力する(S16)。この注意喚起メッセージは、例えば、表示部23に表示出力する。そして、変位量及び判定結果を記憶する(S15)。
And the
ここで、閾値として複数個の閾値を設けてもよい。例えば、第1閾値と第2閾値(第1閾値<第2閾値)の2つの閾値を設けた場合は、変位量が第1閾値より大きいときは、注意喚起メッセージとして、例えば、「1年以内に建て替え要」を出力し、変位量が第2閾値より大きいときは、注意喚起メッセージとして「早急に建て替え要」を出力する。 Here, a plurality of threshold values may be provided as threshold values. For example, when two threshold values of the first threshold value and the second threshold value (first threshold value <second threshold value) are provided, if the displacement amount is larger than the first threshold value, for example, “within one year” If the amount of displacement is greater than the second threshold value, “Need to rebuild” is output as an alert message.
図4は、本発明の第1実施形態に係る電柱健全性判定装置の基地局におけるパソコンの記憶装置に記憶されたデータの表示の一例を示す平面図である。図4では、記憶装置24の初期位置データ記憶部32、現在位置データ記憶部33、変位量記憶部34、判定結果記憶部35に記憶されたデータの表示の一例を示している。すなわち、電柱番号ごとに、初期位置データ、現在位置データ、変位量、判定結果を纏めて表示した一例を示している。
FIG. 4 is a plan view showing an example of display of data stored in the storage device of the personal computer in the base station of the utility pole soundness determination device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 shows an example of display of data stored in the initial position
初期位置データ及び現在位置データは、計測日、緯度,経度で示している。変位量は、初期位置データの計測日から現在位置データの計測日までの経過日数、変位量で示している。判定結果は、2つの閾値(第1閾値<第2閾値)を設けた場合を示しており、変位量が第1閾値以下の場合は○、変位量が第1閾値を超え第2閾値以下の場合は△、変位量が第2閾値を超えている場合は×で示している。 The initial position data and the current position data are indicated by measurement date, latitude, and longitude. The displacement amount is indicated by the number of days elapsed from the measurement date of the initial position data to the measurement date of the current position data, and the displacement amount. The determination result shows a case where two threshold values (first threshold value <second threshold value) are provided. When the displacement amount is equal to or less than the first threshold value, “◯”, and the displacement amount exceeds the first threshold value and equal to or less than the second threshold value. In this case, Δ is indicated, and when the displacement amount exceeds the second threshold value, × is indicated.
ここで、記憶装置24の初期位置データ記憶部32に記憶された初期位置データは、通常は一つのデータである。初期位置データは、電柱11を建柱したときの電柱11の頂部の位置データであるからである。
Here, the initial position data stored in the initial position
現在位置データ記憶部33に記憶される現在位置データは、現在位置データの計算の周期で得られるので複数のデータである。現在位置データの計算の周期は、位置データの取得周期(例えば1秒)としてもよいし、それより長い周期としてもよい。位置データの取得周期(例えば1秒)としておくことにより、天災(地震、津波、火山噴火など)が発生した場合の電柱11の頂部の短時間の変位量を評価できる。位置データの取得周期(例えば1秒)より長くしておいても、電柱11の頂部の変位量は、長い時間をかけて緩やかに進行するから問題はない。
The current position data stored in the current position
変位量記憶部34及び判定結果記憶部35に記憶される変位量及び判定結果は、変位量を計算し健全性を評価判定した周期で得られるので複数のデータである。通常は現在位置データの計算の周期で変位量の計算や健全性の判定は行われるので、現在位置データと同じ数となる。
The displacement amount and the determination result stored in the displacement
以上の説明では、現場局14に通信部20を設け、基地局15に通信部27を設け、現場局14のメモリ19の位置データ記憶部21に記憶した位置データは、通信部20及び通信部27により基地局15のパソコン16に送信するようにしたが、基地局15と有線で接続して送信するようにしてもよい。また、通信機能を使わずに、現場局14のメモリ19を人手で交換し、直接、基地局15のパソコン16へメモリ19を差し込んで位置データを記憶するようにしてもよい。
In the above description, the
本発明の第1実施形態によれば、電柱11の位置データを電柱上部に設置した高精度GPS18により取得するので、人手によらず電柱11の位置データを取得できる。また、上空の衛星からのデータにより高精度GPS18は電柱11の位置データを取得するので、電柱11の設置箇所を問わずに電柱11の位置データを取得できる。高精度GPS18から取得した電柱11の位置データを用いて電柱11の変位量を算出するので、電柱11の変位量も高精度であり、高精度に電柱11の健全性を判定できる。さらには、注意喚起メッセージを出力するので、電柱の建て替えの計画を円滑に立案できる。また、変位量の評価判定周期を位置データの取得周期と同じとすることにより、天災(地震、津波、火山噴火など)が発生した場合の電柱11の頂部の短時間の変位量を評価できる。
According to 1st Embodiment of this invention, since the position data of the
次に、本発明の第2実施形態を説明する。図5は、本発明の第2実施形態に係る電柱健全性判定装置の構成図であり、図5(a)は電柱頂部に設置される現場局の構成図、図5(b)は基地局における電柱健全性判定装置の構成図である。この第2実施形態は、図1に示した第1実施形態に対し、高精度GPSに代えて、通常のGPSとし、GPSは、異なる衛星からのデータに基づく位置データを取得できる時間間隔で、GPSの位置データを取得するようにしたものである。図1と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a configuration diagram of a utility pole soundness determination device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 5A is a configuration diagram of a field station installed at the top of the utility pole, and FIG. 5B is a base station. It is a block diagram of the utility pole soundness determination apparatus in FIG. This second embodiment is a normal GPS instead of a high-accuracy GPS with respect to the first embodiment shown in FIG. 1, and the GPS is a time interval at which position data based on data from different satellites can be acquired. GPS position data is acquired. The same elements as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図5(a)は、本発明の第2実施形態に係る電柱健全性判定装置の現場局の構成図であり、GPS36は位置データ収集部37を有している。通常、GPS36は位置データ収集部37により1[s]周期で位置データを取得するが、本発明の第2実施形態では、位置データ収集部37は、異なる衛星からのデータに基づく位置データを取得できる時間間隔(周期)で位置データを取得する。例えば60分毎に位置データを取得する。これは、GPS36の位置データとして精度の良い位置データを収集するためである。GPS36の位置データ収集部37により取得した異なる衛星からのデータに基づく位置データは、現場局14のメモリ19の位置データ記憶部21に記憶される。
FIG. 5A is a configuration diagram of a field station of the utility pole soundness determination device according to the second embodiment of the present invention, and the
ここで、衛星17は、高度約2万kmの上空を、約12時間かけて地球上を円軌道で周回しており、現在、28個の衛星が存在する。このことから、受信間隔が短すぎると、利用する衛星17の種類が同じとなり、また、衛星17の位置があまり変化しないため、同一の測位誤差を保持したデータが集まる可能性がある。そこで、第2実施形態では、異なる衛星からのデータに基づく位置データを取得できる時間間隔(周期)で位置データを取得するようにした。これにより、精度の良い位置データが収集できる。なお、低仰角の衛星17は、地上や建造物のマルチパスを受けやすいため、例えば、仰角15度以下は使わないなど、ある程度の仰角を保持した衛星17を利用する。
Here, the
図5(b)は、本発明の第2実施形態に係る電柱健全性判定装置の基地局の構成図であり、図1(c)に示した第1実施形態に対し、位置データ取出部29に代えて、初期位置データ算出部38、現在位置データ算出部39が設けられている。図1(c)と同一要素には、同一符号を付し重複する説明は省略する。
FIG.5 (b) is a block diagram of the base station of the utility pole soundness determination apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention, and position
図5(b)において、通信部27は現場局14の通信部20と通信を行い、通信部20から送信された現場局14のメモリ19に記憶された位置データを受信し、基地局15におけるパソコン16の記憶装置24の位置データ保存部28に時系列的に記憶する。
In FIG. 5B, the
この場合、データ送信のタイミングは、第1実施形態と同様に、一定時間ごとに自動送信してもよいし、基地局15からのリクエストに応じて送信してもよいし、現場局14のメモリ19を人手で交換し、直接、基地局15のパソコン16へメモリ19を差し込んで位置データを記憶するようにしてもよい。
In this case, as in the first embodiment, the data transmission timing may be automatically transmitted at regular intervals, may be transmitted in response to a request from the
次に、演算部25は、初期位置データ算出部38、現在位置データ算出部39、変位量算出部30、健全性判定部31を有する。初期位置データ算出部38は、GPS36の位置データ収集部37で収集した位置データ、すなわち、位置データ保存部28に記憶された位置データのうち、GPS36が設置された当初に収集した一定期間の位置データを読み込み、異常値を除去して得られた一定期間の正常値の位置データを平均化処理して初期位置データを算出する。初期位置データ算出部38で算出された初期位置データは初期位置データ記憶部32に記憶される。
Next, the
現在位置データ算出部39は、GPS36の位置データ収集部37で収集した位置データのうち、最新の一定期間の位置データを読み込み、初期位置データ算出部38の場合と同様に、異常値を除去して得られた一定期間の正常値の位置データを平均化処理して現在位置データを算出する。現在位置データ算出部39で算出された現在位置データは現在位置データ記憶部33に記憶される。
The current position
ここで、初期位置データ算出部38及び現在位置データ算出部39において、一定期間の正常値の位置データを平均化処理して初期位置データを算出するのは、精度の良い位置データを得るためである。また、一定期間とは、例えば1週間とか1ヶ月といった単位である。電柱11の頂部の変位量は、長い時間をかけて緩やかに進行するため、ある程度の一定期間内でならば電柱11の頂部の位置は同値だと考えても差し支えないためである。
Here, the initial position
変位量算出部30は、初期位置データ記憶部32に記憶された初期位置データを読み込み、現在位置データ記憶部33に記憶された最新の位置データである現在位置データを読み込み、現在位置データと初期位置データとの変位量を算出し記憶装置24の変位量記憶部34に記憶する。健全性判定部31は、変位量算出部30で算出された変位量に基づいて電柱の健全性を判定し、判定結果を記憶装置24の判定結果記憶部35に記憶する。
The displacement
次に、初期位置データ算出部38での初期位置データの算出の仕方について説明する。図6は、本発明の第2実施形態に係る電柱健全性判定装置での初期位置データを算出する処理内容を示すフローチャートである。建柱したばかりの新しい電柱11について、GPS36の位置データ収集部37はGPS36の位置データを収集開始する。
Next, how the initial position
まず、GPS36の位置データ収集部37は、異なる衛星からのデータに基づく位置データ時間間隔で位置データを取り出し位置データとして収集する(T1)。位置データ収集部37は、前述したように、通常、1[s]周期で位置データを取得するが、本発明の第2実施形態では、位置データ収集部37は、異なる衛星からのデータに基づく位置データを取得できる時間間隔(周期)、例えば60分毎に位置データを取得する。これは、GPS36の位置データとして、異なる衛星群からのデータを取得することで衛星の偏りによる誤差の発生を抑えるためである。
First, the position
そして、取得した位置データを現場局14のメモリ19の位置データ記憶部21に記憶する(T2)。現場局14のメモリ19の位置データ記憶部21に記憶された位置データは基地局15に送信され、基地局15の記憶装置24の位置データ保存部28に保存される。
Then, the acquired position data is stored in the position
次に、基地局15の初期位置データ算出部38は、GPS36が設置された当初に取得した一定期間の位置データを読み込む(T3)。すなわち、初期位置データ算出部38は、記憶装置24の位置データ保存部28に保存された位置データのうち、GPS36が設置された当初に取得した一定期間の位置データを読み込む(T3)。GPS36が設置された当初に取得した位置データを読み込むのは、GPS36が設置された当初に取得した位置データは電柱11が設置された当初の電柱11の頂部のデータであるからである。また、一定期間の位置データを読み込むのは、異なる衛星群からのデータを取得することで衛星の偏りによる誤差の発生を抑えるためであり、前述したように、一定期間とは、例えば1週間とか1ヶ月といった単位である。
Next, the initial position
初期位置データ算出部38は、読み込んだ位置データから異常値を除去する(T4)。異常値を除去するのは精度の良い位置データを得るためである。GPS36が取得した位置データには、衛星17からデータを受信するまでに、電離層の水蒸気による反射遅延、マルチパス、クロック誤差などの誤差要因が含まれているため、通常、5〜10m程度の誤差を含んでいる。このことから、一定期間の位置データの緯度・経度をXY座標上にプロットすると、一定期間の位置データは、図7に示すようなデータ分布となる。位置データの異常値の除去は、例えば、X軸方向のデータのばらつきを調べ、2σ(σ:標準偏差)の以上のデータを除去することで行う。同様に、Y軸方向についても異常値を除去する。
The initial position
初期位置データ算出部38は、異常値を除去した一定期間の正常値の位置データを平均化処理して初期位置データを算出する(T5)。平均化処理した初期位置データは、データ分布が正規分布に近い場合は、図7のグラフのXY軸の原点のデータに極めて近くなる。
The initial position
そして、算出した初期位置データを記憶する(T6)。算出した初期位置データは記憶装置24の初期位置データ記憶部32に記憶される。例えば、図4に示す初期位置データの欄に示すように、電柱番号ごとに、計測日、緯度,経度で記憶される。初期位置データは、電柱11を建柱したときのデータであるから、通常は一つのデータである。
Then, the calculated initial position data is stored (T6). The calculated initial position data is stored in the initial position
次に、現在位置データの算出、変位量の算出、健全性の判定の仕方について説明する。図8は、本発明の第2実施形態に係る電柱健全性判定装置での現在位置データの算出から健全性の判定までの処理内容を示すフローチャートである。GPS36の位置データ収集部37は、建柱から時間が経過した電柱11について、GPS36の位置データを収集開始する。
Next, how to calculate the current position data, the displacement amount, and the soundness determination will be described. FIG. 8 is a flowchart showing processing contents from calculation of current position data to determination of soundness in the utility pole soundness determination device according to the second embodiment of the present invention. The position
まず、現在位置データ算出手段39は、最新の一定期間の位置データを読み込み(T11)、読み込んだ最新の一定期間の位置データから異常値を除去する(T12)。そして、異常値を除去した一定期間の正常値の位置データを平均化処理して現在位置データを算出し(T13)、算出した現在位置データを記憶する(T14)。ステップT11〜T14までの初期位置データの算出処理は、初期位置データを決定するアルゴリズムと同様である。 First, the current position data calculation means 39 reads the latest position data for a certain period (T11), and removes the abnormal value from the read position data for the latest certain period (T12). Then, the current position data is calculated by averaging the position data of the normal value for a certain period from which the abnormal value is removed (T13), and the calculated current position data is stored (T14). The initial position data calculation process from steps T11 to T14 is the same as the algorithm for determining the initial position data.
すなわち、現在位置データ算出手段39は、記憶装置24の位置データ保存部28に保存された位置データのうち最新の一定期間の位置データを読み込み異常値を除去し、異常値を除去した一定期間の正常値の位置データを平均化処理して現在位置データを算出し、算出された現在位置データは現在位置データ記憶部33に記憶される。
That is, the current position data calculation means 39 reads the latest position data of a certain period from the position data stored in the position
現在位置データは、現在位置データの計算の周期で得られるので複数のデータである。現在位置データの計算の周期は、前述の平均化処理のための位置データを得る一定期間(例えば1週間とか1ヶ月)としてもよいし、それより長い周期としてもよい。位置データの取得周期(例えば1週間とか1ヶ月)より長くしておいても、電柱11の頂部の変位量は、長い時間をかけて緩やかに進行するから問題はない。
The current position data is a plurality of data because it is obtained at the calculation cycle of the current position data. The calculation period of the current position data may be a fixed period (for example, one week or one month) for obtaining the position data for the averaging process described above, or may be a longer period. Even if it is longer than the position data acquisition cycle (for example, one week or one month), there is no problem because the amount of displacement of the top of the
次に、変位量算出部30は現在位置データと初期位置データとの変位量を算出する(T15)。変位量算出部30は現在位置データ記憶部33から現在位置データを読み出し、初期位置データ記憶部32から初期位置データを読み出し、前述の(1)式により電柱頂部の変位量zを算出する。
Next, the displacement
そして、健全性判定部31は、変位量が予め定めた閾値より小さいか否かを判定する(T16)。変位量が閾値より小さいときは、変位量及び判定結果を記憶する(T17)。変位量は記憶装置24の変位量記憶部34に記憶し、判定結果は判定結果記憶部35に記憶する。一方、ステップT16の判定で、変位量が閾値より大きいときは注意喚起メッセージを出力する(T18)。この注意喚起メッセージは、例えば、表示部23に表示出力する。そして、変位量及び判定結果を記憶する(T17)。
And the
変位量記憶部34及び判定結果記憶部35に記憶される変位量及び判定結果は、変位量を計算し健全性を評価判定した周期で得られるので複数のデータである。通常は現在位置データの計算の周期で変位量の計算や健全性の判定は行われるので、現在位置データと同じ数となる。
The displacement amount and the determination result stored in the displacement
本発明の第2実施形態によれば、電柱頂部にGPS36を取り付け、異なる衛星からのデータに基づく位置データを取得できる時間間隔でGPS36から位置データを収集し、得られた位置データを平均化処理するので初期位置データや現在位置データを精度よく把握できる。そして、電柱11の初期位置データと現在位置データとの差分を求めることで変位量zを算出するので、精度のよい電柱頂部の変位量zを得ることができ、電柱11の健全性の判定精度を向上できる。また、人手によらずコストが安くしかも電柱の設置箇所を問わずに電柱11の健全性を判定できる。
According to the second embodiment of the present invention, the
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 As mentioned above, although some embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
11…電柱、12…電線、13…ひび割れ、14…現場局、15…基地局、16…パソコン、17…衛星、18…高精度GPS、19…メモリ、20…通信部、21…位置データ記憶部、22…操作部、23…表示部、24…記憶装置、25…演算部、26…メモリ、27…通信部、28…位置データ保存部、29…位置データ取出部、30…変位量算出部、31…健全性判定部、32…初期位置データ記憶部、33…現在位置データ記憶部、34…変位量記憶部、35…判定結果記憶部、36…GPS、37…位置データ収集部、38…初期位置データ算出部、39…現在位置データ算出部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記高精度GPSで取得した位置データを記憶する位置データ記憶部と、
前記高精度GPSで取得した位置データのうち前記高精度GPSが設置された当初に取得した位置データを初期位置データとして取り出すとともに、最新に取得した位置データを現在位置データとして取り出す位置データ取出部と、
前記現在位置データと前記初期位置データとの変位量を算出する変位量算出部と、
前記変位量算出部で算出された前記変位量に基づいて電柱の健全性を判定する健全性判定部とを備えたことを特徴とする電柱健全性判定装置。 High-accuracy GPS that is installed at the top of the utility pole and acquires position data based on data from satellites;
A position data storage unit for storing position data acquired by the high-accuracy GPS;
A position data extracting unit that extracts position data acquired at the beginning of the installation of the high-accuracy GPS from the position data acquired by the high-accuracy GPS as initial position data, and extracts the latest acquired position data as current position data; ,
A displacement amount calculating unit for calculating a displacement amount between the current position data and the initial position data;
A utility pole soundness determination device, comprising: a soundness determination unit that determines soundness of a power pole based on the displacement amount calculated by the displacement amount calculation unit.
異なる衛星からのデータに基づく位置データを取得できる時間間隔で前記GPSから位置データを収集する位置データ収集部と、
前記位置データ収集部で収集した位置データを記憶する位置データ記憶部と、
前記位置データ収集部で収集した位置データのうち前記GPSが設置された当初に収集した一定期間の位置データを読み込み異常値を除去して得られた一定期間の正常値の位置データを平均化処理して初期位置データを算出する初期位置データ算出部と、
前記位置データ収集部で収集した位置データのうち最新の一定期間の位置データを読み込み異常値を除去して得られた一定期間の正常値の位置データを平均化処理して現在位置データを算出する現在位置データ算出部と、
前記現在位置データと前記初期位置データとの変位量を算出する変位量算出部と、
前記変位量算出部で算出された前記変位量に基づいて電柱の健全性を判定する健全性判定部とを備えたことを特徴とする電柱健全性判定装置。 GPS that is installed at the top of the utility pole and acquires position data based on data from satellites;
A position data collection unit that collects position data from the GPS at a time interval at which position data based on data from different satellites can be acquired;
A position data storage unit for storing the position data collected by the position data collection unit;
The position data collected by the position data collecting unit is read from the position data collected for a certain period at the beginning when the GPS is installed, and the normal value position data obtained by removing abnormal values is averaged. An initial position data calculating unit for calculating initial position data,
The current position data is calculated by averaging the position data of the normal value for a certain period obtained by reading the position data of the latest certain period from the position data collected by the position data collecting unit and removing the abnormal value. A current position data calculation unit;
A displacement amount calculating unit for calculating a displacement amount between the current position data and the initial position data;
A utility pole soundness determination device, comprising: a soundness determination unit that determines soundness of a power pole based on the displacement amount calculated by the displacement amount calculation unit.
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