JP2020071157A - Inclination degree calculation device, structure, and program - Google Patents

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Abstract

To correctly evaluate the degree of inclination of a structure.SOLUTION: The inclination degree calculation device includes: a temperature acquisition unit for acquiring the temperature of a first site of a structure obtained by a first temperature sensor and acquiring the temperature of a second site of a structure obtained by a second temperature sensor; an inclination angle acquisition unit for acquiring the measured value of the inclination angle of the structure obtained by the first inclination sensor; a calculation unit for calculating an inclination degree which shows the degree of inclination of the structure on the basis of the difference between the temperature of the first site and the temperature of the second site and the measured value of the inclination angle.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、傾斜度算出装置、構造物及びプログラムに関する。   The present invention relates to a gradient calculating device, a structure and a program.

構造物をトンネル内の天井部に吊り構造で固定する取付部材の取付状態を監視するセンサ装置が知られている(例えば特許文献1参照)。
特許文献1 特開2015−111091号公報
2. Description of the Related Art There is known a sensor device that monitors a mounting state of a mounting member that fixes a structure to a ceiling portion in a tunnel with a hanging structure (for example, see Patent Document 1).
Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2015-111091

構造物の傾斜は、構造物における温度差の影響を受ける場合がある。そのため、傾斜センサで測定した構造物の傾斜角のみでは、構造物の傾斜の程度を正しく評価することができないという課題があった。例えば、構造物における構造性能の劣化度合いを評価するために傾斜角の測定値を用いると、評価結果が温度差の影響を受けてしまう場合がある。   The slope of a structure may be affected by temperature differences in the structure. Therefore, there is a problem that the degree of inclination of the structure cannot be correctly evaluated only by the inclination angle of the structure measured by the inclination sensor. For example, if the measured value of the inclination angle is used to evaluate the degree of deterioration of the structural performance of the structure, the evaluation result may be affected by the temperature difference.

第1の態様において、傾斜度算出装置が提供される。傾斜度算出装置は、第1の温度センサにより得られた構造物の第1の部位の温度、及び、第2の温度センサにより得られた構造物の第2の部位の温度を取得する温度取得部を備える。傾斜度算出装置は、第1の傾斜センサにより得られた構造物の傾斜角の測定値を取得する傾斜角取得部を備えてよい。傾斜度算出装置は、第1の部位の温度と第2の部位の温度との差及び傾斜角の測定値に基づいて、構造物の傾斜の程度を示す傾斜度を算出する算出部とを備えてよい。   In the first aspect, a gradient calculating device is provided. The gradient calculating device obtains the temperature of the first portion of the structure obtained by the first temperature sensor and the temperature of the second portion of the structure obtained by the second temperature sensor. Section. The inclination degree calculation device may include an inclination angle acquisition unit that acquires a measurement value of the inclination angle of the structure obtained by the first inclination sensor. The gradient calculating device includes a calculator that calculates a gradient indicating the degree of inclination of the structure based on the difference between the temperature of the first part and the temperature of the second part and the measured value of the tilt angle. You may.

傾斜度算出装置は、第1の部位と第2の部位との間の温度差によって構造物に生じる傾斜角を、温度差に対応づけて記憶する記憶部をさらに備えてよい。算出部は、第1の部位の温度と第2の部位の温度との差に対応づけて記憶部が記憶している傾斜角と、傾斜角の測定値との差に基づいて、傾斜度を算出してよい。   The inclination degree calculating device may further include a storage unit that stores the inclination angle generated in the structure due to the temperature difference between the first portion and the second portion in association with the temperature difference. The calculating unit calculates the degree of inclination based on the difference between the inclination angle stored in the storage unit and the measured value of the inclination angle in association with the difference between the temperature of the first portion and the temperature of the second portion. It may be calculated.

算出部は、構造物の周辺温度に更に基づいて、傾斜度を算出してよい。   The calculator may calculate the inclination degree further based on the ambient temperature of the structure.

第1の傾斜センサは、第1の部位と第2の部位とを結ぶ線に直交する面に対する傾斜角を測定してよい。算出部は、第1の部位の温度と第2の部位の温度との差、及び、第1の部位と第2の部位とを結ぶ線に直交する面に対する傾斜角の測定値に基づいて、第1の部位と第2の部位とを結ぶ線に直交する面に対する構造物の傾斜の程度を示す傾斜度を算出してよい。   The first tilt sensor may measure a tilt angle with respect to a plane orthogonal to a line connecting the first part and the second part. The calculation unit, based on the difference between the temperature of the first part and the temperature of the second part, and the measured value of the inclination angle with respect to the plane orthogonal to the line connecting the first part and the second part, The degree of inclination indicating the degree of inclination of the structure with respect to the plane orthogonal to the line connecting the first portion and the second portion may be calculated.

構造物は、重力方向に延びる第1の柱状部を有してよい。第1の部位と第2の部位とを結ぶ方向は、重力方向とは異なってよい。第1の温度センサ及び第1の温度センサは第1の柱状部の側部に設けられてよい。   The structure may have a first columnar portion extending in the direction of gravity. The direction connecting the first part and the second part may be different from the direction of gravity. The first temperature sensor and the first temperature sensor may be provided on a side portion of the first columnar portion.

傾斜角取得部は、第1の柱状部の重力方向下方に設けられた第2の傾斜センサにより得られた傾斜角の測定値をさらに取得してよい。第1の傾斜センサは、第2の傾斜センサより重力方向上方に設けられてよい。算出部は、第1の部位の温度と第2の部位の温度との差、及び、第1の傾斜センサにより得られた傾斜角の測定値と第2の傾斜センサにより得られた傾斜角の測定値との差に基づいて、傾斜度を算出してよい。   The inclination angle acquisition unit may further acquire a measurement value of the inclination angle obtained by the second inclination sensor provided below the first columnar portion in the gravity direction. The first tilt sensor may be provided above the second tilt sensor in the gravity direction. The calculator calculates the difference between the temperature of the first portion and the temperature of the second portion, and the measured value of the inclination angle obtained by the first inclination sensor and the inclination angle obtained by the second inclination sensor. The gradient may be calculated based on the difference from the measured value.

構造物は、第1の柱状部から、重力方向とは異なる方向に延びる第2の柱状部をさらに有してよい。傾斜角取得部は、第2の柱状部の傾斜角を測定するための第3の傾斜センサにより得られた傾斜角の測定値をさらに取得してよい。算出部はさらに、第3の傾斜センサにより得られた傾斜角の測定値と第1の傾斜センサにより得られた傾斜角の測定値との差に基づいて、第2の柱状部の傾斜角を算出してよい。   The structure may further include a second columnar section extending from the first columnar section in a direction different from the gravity direction. The inclination angle acquisition unit may further acquire a measurement value of the inclination angle obtained by the third inclination sensor for measuring the inclination angle of the second columnar section. The calculation unit further calculates the tilt angle of the second columnar portion based on the difference between the measured value of the tilt angle obtained by the third tilt sensor and the measured value of the tilt angle obtained by the first tilt sensor. It may be calculated.

算出部は、風速センサにより得られた風速と、風によって構造物に生じる構造物の傾斜角とに更に基づいて、傾斜度を算出してよい。   The calculating unit may calculate the inclination degree based on the wind speed obtained by the wind speed sensor and the inclination angle of the structure generated by the wind on the structure.

傾斜度算出装置は、第1の温度センサにより得られた第1の部位の温度の測定値及び第2の温度センサにより得られた第2の部位の温度の測定値に対して遅れ処理を施す遅れ処理部をさらに備えてよい。算出部は、遅れ処理を施すことにより得られた第1の部位の温度と遅れ処理が施された第2の部位の温度との差、及び、第1の傾斜センサにより得られた傾斜角の測定値に基づいて、傾斜度を算出してよい。   The gradient calculating device delays the measured value of the temperature of the first part obtained by the first temperature sensor and the measured value of the temperature of the second part obtained by the second temperature sensor. A delay processing unit may be further provided. The calculation unit calculates the difference between the temperature of the first portion obtained by performing the delay processing and the temperature of the second portion subjected to the delay processing and the inclination angle obtained by the first inclination sensor. The gradient may be calculated based on the measured value.

遅れ処理は、一次遅れ処理及びむだ時間処理の少なくとも一方を含んでよい。   The delay processing may include at least one of first-order delay processing and dead time processing.

傾斜度算出装置は、第1の温度センサと、第2の温度センサと、第1の傾斜センサとをさらに備えてよい。   The gradient calculating device may further include a first temperature sensor, a second temperature sensor, and a first inclination sensor.

第2の態様において、構造物が提供される。構造物は、上記傾斜度算出装置を備えてよい。   In a second aspect, a structure is provided. The structure may include the above-described inclination degree calculating device.

第3の態様において、コンピュータが提供される。プログラムは、コンピュータを、第1の温度センサにより得られた構造物の第1の部位の温度、及び、第2の温度センサにより得られた構造物の第2の部位の温度を取得する温度取得部として機能させてよい。プログラムは、コンピュータを、第1の傾斜センサにより得られた構造物の傾斜角の測定値を取得する傾斜角取得部として機能させてよい。プログラムは、コンピュータを、第1の部位の温度と第2の部位の温度との差及び傾斜角の測定値に基づいて、構造物の傾斜の程度を示す傾斜度を算出する算出部として機能させてよい。   In a third aspect, a computer is provided. The program causes the computer to acquire the temperature of the first portion of the structure obtained by the first temperature sensor and the temperature of the second portion of the structure obtained by the second temperature sensor. May function as a department. The program may cause the computer to function as an inclination angle acquisition unit that acquires a measurement value of the inclination angle of the structure obtained by the first inclination sensor. The program causes the computer to function as a calculator that calculates a degree of inclination indicating the degree of inclination of the structure based on the difference between the temperature of the first portion and the temperature of the second portion and the measured value of the inclination angle. You may.

なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。   The above summary of the invention does not enumerate all the features of the present invention. Further, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.

一実施形態におけるモニタリングシステム100の全体構成を示す。1 shows an overall configuration of a monitoring system 100 according to an embodiment. 温度差により構造物80に傾斜が生じる様子を概略的に示す。A state in which the structure 80 is inclined due to a temperature difference is schematically shown. 収集装置20の機能構成を概略的に示す。1 schematically shows a functional configuration of a collecting device 20. 温度差算出部312の機能構成を概略的に示す。The functional structure of the temperature difference calculation unit 312 is schematically shown. 温度に対する角度θに対する傾斜角補正値の温度依存性の一例を示すグラフである。6 is a graph showing an example of temperature dependence of a tilt angle correction value with respect to an angle θ with respect to temperature. 温度に関する傾斜角補正値データをテーブル形式で示す。The inclination angle correction value data regarding the temperature is shown in a table format. 風速に関する傾斜角補正値データをテーブル形式で示す。The inclination angle correction value data regarding the wind speed is shown in a table format. 測定値及び傾斜度の時間変化を示す。The time change of a measured value and a grade is shown. 収集装置20において実行されるデータ処理に関するフローチャートを示す。3 shows a flowchart regarding data processing executed in the collection device 20.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。   Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. Moreover, not all combinations of the features described in the embodiments are essential to the solving means of the invention.

図1は、一実施形態におけるモニタリングシステム100の全体構成を示す。モニタリングシステム100は、構造物80と、構造物81と、構造物82と、サーバ70とを備える。モニタリングシステム100は、構造物80、構造物81及び構造物82に関する物理量をモニタリングする。本実施形態のモニタリングシステム100は、構造物ヘルスモニタリングシステムである。例えば、モニタリングシステム100は、構造物80、構造物81及び構造物82に関する物理量をモニタリングして、構造物80、構造物81及び構造物82のそれぞれの構造性能を診断する。   FIG. 1 shows the overall configuration of a monitoring system 100 according to an embodiment. The monitoring system 100 includes a structure 80, a structure 81, a structure 82, and a server 70. The monitoring system 100 monitors physical quantities regarding the structure 80, the structure 81, and the structure 82. The monitoring system 100 of this embodiment is a structure health monitoring system. For example, the monitoring system 100 monitors the physical quantity regarding the structure 80, the structure 81, and the structure 82, and diagnoses the structural performance of each of the structure 80, the structure 81, and the structure 82.

本実施形態において、構造物80、構造物81、構造物82は、道路情報掲示板である。モニタリングシステム100は、構造物81及び構造物82の傾斜角を連続的または断続的にモニタリングし、傾斜角に基づく評価値に基づいて、各構造物に起きた異常を検知する。異常としては例えば、構造物の基部の強度低下、構造物を固定するボルトの緩み、構造物の疲労などによる強度低下、外力による損傷等である。   In the present embodiment, the structure 80, the structure 81, and the structure 82 are road information bulletin boards. The monitoring system 100 continuously or intermittently monitors the inclination angles of the structures 81 and 82, and detects an abnormality that has occurred in each structure based on the evaluation value based on the inclination angle. The abnormality is, for example, a decrease in strength of the base of the structure, loosening of bolts for fixing the structure, decrease in strength due to fatigue of the structure, damage due to external force, and the like.

構造物80は、支柱210と、支柱220と、ベースプレート230と、表示板240とを備える。構造物80は、高速道路や都市道路等の道路110に設置される。構造物80は、片持ち式で路側等に設置される。ベースプレート230は、コンクリート等の基礎に、アンカーボルト等で固定される。支柱210はベースプレート230に固定される。支柱210は、地面から鉛直上方に延びる。支柱220は、支柱210から、鉛直方向とは略直交する方向に延伸する。表示板240は、支柱220に固定される。表示板240は、交通状況、道路状況、トンネル等の情報を表示する。   The structure 80 includes a column 210, a column 220, a base plate 230, and a display plate 240. The structure 80 is installed on a road 110 such as a highway or an urban road. The structure 80 is a cantilever type and is installed on the roadside or the like. The base plate 230 is fixed to a foundation such as concrete with anchor bolts or the like. The column 210 is fixed to the base plate 230. The pillar 210 extends vertically upward from the ground. The column 220 extends from the column 210 in a direction substantially orthogonal to the vertical direction. The display plate 240 is fixed to the column 220. The display plate 240 displays information on traffic conditions, road conditions, tunnels, and the like.

構造物80は、収集装置20と、加速度センサ41、加速度センサ42及び加速度センサ43と、温度センサ30、温度センサ31、温度センサ32、温度センサ33及び温度センサ34と、風向風速センサ50とを備える傾斜度算出装置を備える。   The structure 80 includes the collecting device 20, the acceleration sensor 41, the acceleration sensor 42, and the acceleration sensor 43, the temperature sensor 30, the temperature sensor 31, the temperature sensor 32, the temperature sensor 33, and the temperature sensor 34, and the wind direction wind speed sensor 50. An inclination calculation device is provided.

加速度センサ41は、支柱210の長手方向の上部に設けられる。加速度センサ41は、鉛直方向において支柱210の上端部に設けられてよい。加速度センサ42は、支柱210の下部に設けられる。加速度センサ42は、鉛直方向において支柱210の下端部に設けられてよい。加速度センサ42は、ベースプレート230に設けられてよい。加速度センサ43は、表示板240に設けられる。なお、加速度センサ43は、支柱220に設けられてよい。加速度センサ43は、支柱220の延伸方向において、支柱210とは反対側の端部に設けられてよい。加速度センサ43は、支柱220の傾斜を測定するための加速度センサである。   The acceleration sensor 41 is provided on the upper portion of the column 210 in the longitudinal direction. The acceleration sensor 41 may be provided on the upper end of the column 210 in the vertical direction. The acceleration sensor 42 is provided below the support column 210. The acceleration sensor 42 may be provided at the lower end of the column 210 in the vertical direction. The acceleration sensor 42 may be provided on the base plate 230. The acceleration sensor 43 is provided on the display plate 240. The acceleration sensor 43 may be provided on the column 220. The acceleration sensor 43 may be provided at an end portion on the opposite side of the support column 210 in the extending direction of the support column 220. The acceleration sensor 43 is an acceleration sensor for measuring the inclination of the column 220.

温度センサ31及び温度センサ32は、支柱210に設けられ、支柱210の温度を測定する。温度センサ33及び温度センサ34は、支柱220に設けられ、支柱220の温度を測定する。温度センサ31、温度センサ32、温度センサ33、及び温度センサ34は、例えば熱電対であり、支柱に接触するように直接取り付けられる。温度センサ30は、構造物80の周囲の温度を検出する。風向風速センサ50は、風向及び風速を検出する。   The temperature sensor 31 and the temperature sensor 32 are provided on the column 210 and measure the temperature of the column 210. The temperature sensor 33 and the temperature sensor 34 are provided on the column 220 and measure the temperature of the column 220. The temperature sensor 31, the temperature sensor 32, the temperature sensor 33, and the temperature sensor 34 are, for example, thermocouples, and are directly attached so as to contact the columns. The temperature sensor 30 detects the temperature around the structure 80. The wind direction wind speed sensor 50 detects the wind direction and the wind speed.

加速度センサ41、加速度センサ42、加速度センサ43、温度センサ30、温度センサ31、温度センサ32、温度センサ33、温度センサ34、及び風向風速センサ50は、イーサネット(登録商標)ケーブル等の通信回線を通じて収集装置20に接続される。   The acceleration sensor 41, the acceleration sensor 42, the acceleration sensor 43, the temperature sensor 30, the temperature sensor 31, the temperature sensor 32, the temperature sensor 33, the temperature sensor 34, and the wind direction wind speed sensor 50 are connected via a communication line such as an Ethernet (registered trademark) cable. It is connected to the collecting device 20.

収集装置20は、加速度センサ41、加速度センサ42、加速度センサ43、温度センサ30、温度センサ31、温度センサ32、温度センサ33、温度センサ34、及び風向風速センサ50の測定値を収集する。収集装置20は、各加速度センサから収集した加速度の測定値に基づいて、支柱210及び支柱220の傾きを算出する。そして、収集装置20は、加速度センサ41、加速度センサ42、及び加速度センサ43の測定値と、温度センサ30、温度センサ31、温度センサ32、温度センサ33、温度センサ34、及び風向風速センサ50の測定値とを用いて、支柱210及び支柱220のそれぞれの傾斜の程度を示す傾斜度を算出する。収集装置20は、傾斜度に基づいて、構造物80の構造性能を評価する。例えば、収集装置20は、傾斜度が大きいほど、構造物80の劣化が進んでいると評価する。収集装置20は、傾斜度が予め定められた閾値以上の場合に、ネットワーク90を通じて、サーバ70に警告情報、時系列の測定値を示す測定データ及び傾斜度を送信する。   The collection device 20 collects the measurement values of the acceleration sensor 41, the acceleration sensor 42, the acceleration sensor 43, the temperature sensor 30, the temperature sensor 31, the temperature sensor 32, the temperature sensor 33, the temperature sensor 34, and the wind direction wind speed sensor 50. The collection device 20 calculates the inclinations of the support column 210 and the support column 220 based on the measured acceleration values collected from the acceleration sensors. Then, the collection device 20 detects the measured values of the acceleration sensor 41, the acceleration sensor 42, and the acceleration sensor 43, and the temperature sensor 30, the temperature sensor 31, the temperature sensor 32, the temperature sensor 33, the temperature sensor 34, and the wind direction wind speed sensor 50. The measured value is used to calculate the degree of inclination indicating the degree of inclination of each of the columns 210 and 220. The collection device 20 evaluates the structural performance of the structure 80 based on the inclination. For example, the collecting apparatus 20 evaluates that the higher the inclination is, the more the structure 80 is deteriorated. When the gradient is equal to or higher than a predetermined threshold value, the collection device 20 transmits warning information, measurement data indicating time-series measurement values, and gradient through the network 90.

サーバ70は、収集装置20から警告情報を受信した場合、測定データに基づいて、構造物80を解析する。例えば、サーバ70は、構造物80の施工当時の測定データと、現在の測定データとを比較して、構造物80の安全度を判定する。サーバ70は、安全度が予め定められた値より低い場合に、構造物80の運用者に警告する。   When the server 70 receives the warning information from the collection device 20, the server 70 analyzes the structure 80 based on the measurement data. For example, the server 70 determines the degree of safety of the structure 80 by comparing the measurement data of the structure 80 at the time of construction with the current measurement data. The server 70 warns the operator of the structure 80 when the safety level is lower than a predetermined value.

図2は、温度差により構造物80に傾斜が生じる様子を概略的に示す。図2(a)は、構造物80の基準設置状態を示す。基準設置状態において、支柱210の長手方向は鉛直方向に一致する。支柱220の長手方向は鉛直方向に直交する。本実施形態の説明において、鉛直方向をz軸方向とし、基準設置状態における支柱220の延伸方向をx軸方向とする固定の直交座標系を用いて、構造物80の方向等を説明する場合がある。基準設置状態は、構造物80の施工時の設置状態であってよい。   FIG. 2 schematically shows how the structure 80 is inclined due to the temperature difference. FIG. 2A shows a standard installation state of the structure 80. In the standard installation state, the longitudinal direction of the support column 210 coincides with the vertical direction. The longitudinal direction of the column 220 is orthogonal to the vertical direction. In the description of the present embodiment, the direction of the structure 80 may be described using a fixed rectangular coordinate system in which the vertical direction is the z-axis direction and the extending direction of the support column 220 in the standard installation state is the x-axis direction. is there. The standard installation state may be the installation state at the time of construction of the structure 80.

加速度センサ41、加速度センサ42、及び加速度センサ43はそれぞれ、3軸加速度センサである。加速度センサ41、加速度センサ42、及び加速度センサ43はそれぞれ、MEMS型加速度センサであってよい。加速度センサ41、加速度センサ42、及び加速度センサ43は、加速度により変位可能な可動電極を有し、可動電極の変位に応じて変化する静電容量に基づく加速度信号を出力する。加速度センサ41、加速度センサ42、及び加速度センサ43のそれぞれが出力する加速度信号は、DC成分が傾斜角を示し、AC成分が振動成分を示す。加速度センサ41、加速度センサ42、及び加速度センサ43のそれぞれにより測定される加速度信号は、X軸成分、Y軸成分、及びZ軸成分の3軸成分を有する。   The acceleration sensor 41, the acceleration sensor 42, and the acceleration sensor 43 are each a triaxial acceleration sensor. The acceleration sensor 41, the acceleration sensor 42, and the acceleration sensor 43 may each be a MEMS type acceleration sensor. Each of the acceleration sensor 41, the acceleration sensor 42, and the acceleration sensor 43 has a movable electrode that can be displaced by acceleration, and outputs an acceleration signal based on a capacitance that changes according to the displacement of the movable electrode. In the acceleration signals output by the acceleration sensor 41, the acceleration sensor 42, and the acceleration sensor 43, the DC component indicates the tilt angle and the AC component indicates the vibration component. The acceleration signal measured by each of the acceleration sensor 41, the acceleration sensor 42, and the acceleration sensor 43 has three-axis components of an X-axis component, a Y-axis component, and a Z-axis component.

加速度センサ41、加速度センサ42、及び加速度センサ43は、基準設置状態において測定される加速度が既定範囲内となるように校正される。例えば、加速度センサ41、加速度センサ42、及び加速度センサ43はそれぞれ、基準設置状態において測定される加速度のX軸成分及びY軸成分が0となるように校正される。基準設置状態において、各加速度センサのX軸が固定座標系のx軸と一致し、各加速度センサのY軸が固定座標系のy軸に一致し、各加速度センサのZ軸が固定座標系のz軸と一致しているとする。   The acceleration sensor 41, the acceleration sensor 42, and the acceleration sensor 43 are calibrated so that the acceleration measured in the standard installation state falls within a predetermined range. For example, the acceleration sensor 41, the acceleration sensor 42, and the acceleration sensor 43 are calibrated so that the X-axis component and the Y-axis component of the acceleration measured in the reference installation state are zero. In the standard installation state, the X-axis of each acceleration sensor matches the x-axis of the fixed coordinate system, the Y-axis of each acceleration sensor matches the y-axis of the fixed coordinate system, and the Z-axis of each acceleration sensor corresponds to the fixed coordinate system. It is supposed to coincide with the z axis.

なお、本実施形態の説明において、特に断らない限り、加速度センサ41、加速度センサ42、及び加速度センサ43のそれぞれの測定値は、加速度信号から算出される傾斜角を示すものとする。また、図2においては特に、固定座標系のx軸と加速度センサ41のX軸とがなす角度θについて説明する。   In the description of the present embodiment, unless otherwise specified, the measured values of the acceleration sensor 41, the acceleration sensor 42, and the acceleration sensor 43 indicate the tilt angle calculated from the acceleration signal. Further, particularly in FIG. 2, an angle θ formed by the x-axis of the fixed coordinate system and the X-axis of the acceleration sensor 41 will be described.

図2(b)は、温度差により支柱210に傾斜が生じた様子を模式的に示す。例えば、日照の影響により、構造物80において日が直接当たる側と、構造物80において日が直接当たらない側との間に温度差が生じる。例えば、日が直接当たる側が高温となり、日が直接当たらない側が低温となる。これにより、日が直接当たる側と日が直接当たらない側とで、構造物80を構成する部材の膨張量や収縮量に差が生じる。その結果、構造物80に傾斜が生じる。   FIG. 2B schematically shows how the pillar 210 is inclined due to the temperature difference. For example, due to the effect of sunshine, a temperature difference occurs between the side of the structure 80 that is directly exposed to the sun and the side of the structure 80 that is not directly exposed to the sun. For example, the side where the sun hits directly becomes high temperature and the side where the sun does not hit directly becomes low temperature. As a result, there is a difference in the amount of expansion and contraction of the members that form the structure 80 between the side that is directly exposed to the sun and the side that is not directly exposed to the sun. As a result, the structure 80 is inclined.

具体的には、図2(b)に示されるように、太陽が構造物80よりx軸マイナス側にある場合、支柱210の膨張量はx軸プラス側よりx軸マイナス側が大きくなるため、支柱210は概してx軸プラス方向に傾く。したがって、加速度センサ41の測定値から算出される角度θは0°より大きくなる。このような傾斜は、構造物80が劣化しているか否かによらず生じ得る。したがって、温度差は、構造物80の構造性能を評価する場合の外乱要因として作用する。したがって、構造物80の構造性能をより正確に評価するために、収集装置20は、x軸マイナス側に設けられた温度センサ31とx軸プラス側に温度センサ32との間の温度差を考慮して、構造物80の傾斜度を算出する。   Specifically, as shown in FIG. 2B, when the sun is on the x-axis negative side of the structure 80, the expansion amount of the strut 210 is larger on the x-axis negative side than on the x-axis positive side, so that the strut is increased. 210 generally tilts in the x-axis plus direction. Therefore, the angle θ calculated from the measurement value of the acceleration sensor 41 is larger than 0 °. Such inclination can occur regardless of whether the structure 80 is deteriorated. Therefore, the temperature difference acts as a disturbance factor when evaluating the structural performance of the structure 80. Therefore, in order to more accurately evaluate the structural performance of the structure 80, the collection device 20 considers the temperature difference between the temperature sensor 31 provided on the minus side of the x-axis and the temperature sensor 32 provided on the plus side of the x-axis. Then, the inclination of the structure 80 is calculated.

また、角度θは、周囲温度の変化によっても変化し得る。例えば、構造物80において、表示板240は、支柱210からx軸方向に離れた位置に片持ち式で支持される。そのため、周囲温度が高くなり支柱210のヤング率が低下すると、支柱210がx軸方向に傾き、角度θが増加する。   The angle θ can also change with changes in ambient temperature. For example, in the structure 80, the display plate 240 is supported in a cantilever manner at a position apart from the support column 210 in the x-axis direction. Therefore, when the ambient temperature rises and the Young's modulus of the column 210 decreases, the column 210 tilts in the x-axis direction and the angle θ increases.

一般に、構造物80を構成する各部材は、温度変化に応じて、熱膨張率に従って膨張・収縮が生じる。構造物80の各部を構成する材料が異なれば、各部の熱膨張率も異なる。したがって、構造物80が均一の材料で構成され、対称構造を有しない限り、構造物80は周囲温度の変化によって傾きが変化し得る。また、構造物80が均一の材料で構成され、対称構造を有していても、構造物80が重力ベクトルに対して傾いて設置されている場合には、周囲温度の変化によって傾きが変化し得る。また、上述したように、構造物80が均一の材料で構成され、重力ベクトルについて対称構造を有していても、温度差によって傾きが変化し得る。   Generally, each member constituting the structure 80 expands / contracts in accordance with the coefficient of thermal expansion according to the temperature change. If the material forming each part of the structure 80 is different, the coefficient of thermal expansion of each part is also different. Therefore, unless the structure 80 is composed of a uniform material and has a symmetrical structure, the structure 80 may change its inclination due to a change in ambient temperature. Further, even if the structure 80 is made of a uniform material and has a symmetrical structure, if the structure 80 is installed so as to be tilted with respect to the gravity vector, the tilt changes due to a change in ambient temperature. obtain. Further, as described above, even if the structure 80 is made of a uniform material and has a symmetrical structure with respect to the gravity vector, the inclination may change due to the temperature difference.

また、構造物80の角度は、風によっても変化し得る。例えば、x軸プラス方向の向きの風が構造物80に当たると、支柱210がx軸方向に傾いて、角度θが増加する。   Further, the angle of the structure 80 can also be changed by the wind. For example, when the wind in the plus direction of the x-axis hits the structure 80, the support column 210 tilts in the x-axis direction, and the angle θ increases.

このように、周囲温度、温度差、風の影響などが、傾斜測定値にとっては外乱となってしまう場合がある。これらの影響を簡便的に排除するためには、例えば、周囲温度が概略一定で、温度差がほぼなく、風速も小さいときを選び、その時には外乱の影響がないと見なし、その条件に合致したときの傾斜測定値のみを採用する、という手段が考えられる。しかし、この方法では条件に合致する機会が限定され、また必要十分なデータ量が確保できない可能性もあり、より効果的な対策が必要である。   As described above, the ambient temperature, the temperature difference, the influence of the wind, and the like may be a disturbance for the tilt measurement value. In order to simply eliminate these effects, for example, choose a case where the ambient temperature is approximately constant, there is almost no temperature difference, and the wind speed is small, and it is considered that there is no effect of disturbance at that time, and the conditions are met. It is conceivable to adopt only the tilt measurement value at that time. However, this method limits the opportunities to meet the conditions and may not be able to secure the necessary and sufficient amount of data, so more effective measures are necessary.

収集装置20には、温度差、周囲温度及び風速に応じた傾斜角補正値が予め格納されている。傾斜角補正値は、構造性能を評価するための傾斜角に基づく評価値を補正するための情報として用いられる。収集装置20は、加速度センサ41により測定される傾斜角と、現在の温度差、周囲温度及び風速に対応する傾斜角補正値とを用いて、傾斜度を算出する。   The collection device 20 stores in advance tilt angle correction values according to the temperature difference, the ambient temperature, and the wind speed. The tilt angle correction value is used as information for correcting the evaluation value based on the tilt angle for evaluating the structural performance. The collecting device 20 calculates the degree of inclination using the inclination angle measured by the acceleration sensor 41 and the inclination angle correction values corresponding to the current temperature difference, the ambient temperature, and the wind speed.

また、収集装置20は、支柱220についても同様に、加速度センサ41により測定される傾斜角と、現在の温度差、周囲温度及び風速に対応する傾斜角補正値とを用いて、傾斜度を算出する。支柱220の傾斜度を算出するための温度差としては、z軸プラス側に設けられた温度センサ33により測定された温度と、z軸マイナス側に設けられた温度センサ34により測定された温度との差を適用してよい。   Similarly, the collecting device 20 also calculates the degree of inclination of the support column 220 using the inclination angle measured by the acceleration sensor 41 and the inclination angle correction values corresponding to the current temperature difference, the ambient temperature, and the wind speed. To do. The temperature difference for calculating the inclination degree of the column 220 is the temperature measured by the temperature sensor 33 provided on the positive side of the z axis and the temperature measured by the temperature sensor 34 provided on the negative side of the z axis. May be applied.

なお、構造物81及び構造物82には、構造物80が備える傾斜度算出装置と同様の傾斜度算出装置が設けられる。そのため、構造物81及び構造物82に設けられた傾斜度算出装置の動作については説明を省略する。   The structures 81 and 82 are provided with the same inclination calculating device as the inclination calculating device included in the structure 80. Therefore, the description of the operation of the structure 81 and the inclination calculating device provided in the structure 82 is omitted.

図3は、収集装置20の機能構成を概略的に示す。収集装置20は、処理部300と、メモリ302と、記憶装置304と、通信部306と、通信部308と、バス390とを備える。処理部300、メモリ302、記憶装置304、通信部306、通信部308は、バス390を通じて違いにデータをやり取りする。   FIG. 3 schematically shows a functional configuration of the collecting device 20. The collection device 20 includes a processing unit 300, a memory 302, a storage device 304, a communication unit 306, a communication unit 308, and a bus 390. The processing unit 300, the memory 302, the storage device 304, the communication unit 306, and the communication unit 308 exchange data differently via the bus 390.

処理部300は、収集装置20の全体を制御する。処理部300はプロセッサであってよい。メモリ302は揮発性メモリである。処理部300は、メモリ302内に記憶された情報を用いて、収集装置20の各部を制御する。記憶装置304は、処理部300が実行するプログラムを格納する。処理部300は、記憶装置304からメモリ302にロードされたプログラムに従って、収集装置20の各部を制御する。プログラムは、処理部300によって実行された場合に、処理部300を、温度取得部310、温度差算出部312、風速取得部320、加速度取得部330、傾斜度算出部340、評価部350として機能させる。   The processing unit 300 controls the entire collection device 20. The processing unit 300 may be a processor. The memory 302 is a volatile memory. The processing unit 300 controls each unit of the collection device 20 using the information stored in the memory 302. The storage device 304 stores the program executed by the processing unit 300. The processing unit 300 controls each unit of the collection device 20 according to the program loaded from the storage device 304 to the memory 302. When the program is executed by the processing unit 300, the processing unit 300 functions as a temperature acquisition unit 310, a temperature difference calculation unit 312, a wind speed acquisition unit 320, an acceleration acquisition unit 330, a gradient calculation unit 340, and an evaluation unit 350. Let

通信部308は、加速度センサ41、加速度センサ42、加速度センサ43、温度センサ30、温度センサ31、温度センサ32、温度センサ33、温度センサ34、及び風向風速センサ50から、それぞれの測定値を受信する。処理部300において、加速度取得部330は、通信部308を通じて、加速度センサ41、加速度センサ42、及び加速度センサ43の測定値を取得する。温度取得部310は、通信部308を通じて、温度センサ30、温度センサ31、温度センサ32、温度センサ33、温度センサ34の測定値を取得する。風速取得部320は、通信部308を通じて、風向風速センサ50の測定値を取得する。   The communication unit 308 receives the respective measured values from the acceleration sensor 41, the acceleration sensor 42, the acceleration sensor 43, the temperature sensor 30, the temperature sensor 31, the temperature sensor 32, the temperature sensor 33, the temperature sensor 34, and the wind direction wind speed sensor 50. To do. In the processing unit 300, the acceleration acquisition unit 330 acquires the measurement values of the acceleration sensor 41, the acceleration sensor 42, and the acceleration sensor 43 via the communication unit 308. The temperature acquisition unit 310 acquires the measurement values of the temperature sensor 30, the temperature sensor 31, the temperature sensor 32, the temperature sensor 33, and the temperature sensor 34 via the communication unit 308. The wind speed acquisition unit 320 acquires the measurement value of the wind direction wind speed sensor 50 via the communication unit 308.

温度取得部310は、温度センサ31により得られた構造物80の第1の部位の温度、及び、温度センサ32により得られた構造物80の第2の部位の温度を取得する。加速度取得部330は、加速度センサ41により得られた構造物80の傾斜角の測定値を取得する。加速度センサ41は、第1の傾斜センサの一例である。傾斜度算出部340は、第1の部位の温度と第2の部位の温度との差、及び、加速度センサ41による傾斜角の測定値に基づいて、構造物80の傾斜の程度を示す傾斜度を算出する。これにより、温度差によって支柱210に生じる傾斜角の影響が低減された傾斜度を算出することができる。   The temperature acquisition unit 310 acquires the temperature of the first portion of the structure 80 obtained by the temperature sensor 31 and the temperature of the second portion of the structure 80 obtained by the temperature sensor 32. The acceleration acquisition unit 330 acquires the measurement value of the inclination angle of the structure 80 obtained by the acceleration sensor 41. The acceleration sensor 41 is an example of a first tilt sensor. The gradient calculating unit 340, based on the difference between the temperature of the first part and the temperature of the second part, and the measured value of the tilt angle by the acceleration sensor 41, the tilt indicating the degree of tilt of the structure 80. To calculate. Accordingly, it is possible to calculate the inclination degree in which the influence of the inclination angle generated on the support column 210 due to the temperature difference is reduced.

具体的には、温度差算出部312は、第1の部位の温度と第2の部位の温度との差を算出する。傾斜度算出部340は、温度差算出部312により算出された温度差、及び、加速度センサ41による傾斜角の測定値に基づいて、傾斜度を算出する。温度差算出部312の処理については、図4等に関連して説明する。   Specifically, the temperature difference calculation unit 312 calculates the difference between the temperature of the first part and the temperature of the second part. The gradient calculating unit 340 calculates the gradient based on the temperature difference calculated by the temperature difference calculating unit 312 and the measured value of the tilt angle measured by the acceleration sensor 41. The processing of the temperature difference calculation unit 312 will be described with reference to FIG.

記憶装置304は、第1の部位と第2の部位との間の温度差によって構造物80に生じる傾斜角を、温度差に対応づけて記憶している。傾斜度算出部340は、傾斜角の測定値と、第1の部位の温度と第2の部位の温度との差に対応づけて記憶装置304が記憶している傾斜角との差に基づいて、傾斜度を算出してよい。   The storage device 304 stores the inclination angle generated in the structure 80 due to the temperature difference between the first portion and the second portion in association with the temperature difference. The inclination degree calculation unit 340 associates the measured value of the inclination angle with the inclination angle stored in the storage device 304 in association with the difference between the temperature of the first portion and the temperature of the second portion. , The slope may be calculated.

傾斜度算出部340は、構造物80の周辺温度に更に基づいて、傾斜度を算出してよい。例えば、傾斜度算出部340は、傾斜角の測定値と、第1の部位の温度と第2の部位の温度との差によって構造物80に生じる傾斜角と、構造物80の周辺温度によって構造物80に生じる傾斜角とに基づいて、傾斜度を算出してよい。構造物80の周辺温度としては、温度センサ30の測定値を適用してよい。なお、温度センサ30を省略して、温度センサ31により測定された温度及び温度センサ32により測定された温度の一方を、構造物80の周辺温度として適用してもよい。構造物80の周辺温度は、サーバ70等の外部のサーバから取得してよい。   The gradient calculating unit 340 may calculate the gradient based on the ambient temperature of the structure 80. For example, the gradient calculating unit 340 may measure the inclination angle, the inclination angle generated in the structure 80 due to the difference between the temperature of the first portion and the temperature of the second portion, and the structure temperature according to the ambient temperature of the structure 80. The inclination degree may be calculated based on the inclination angle of the object 80. As the ambient temperature of the structure 80, the measurement value of the temperature sensor 30 may be applied. The temperature sensor 30 may be omitted, and one of the temperature measured by the temperature sensor 31 and the temperature measured by the temperature sensor 32 may be applied as the ambient temperature of the structure 80. The ambient temperature of the structure 80 may be acquired from an external server such as the server 70.

加速度センサ41は、第1の部位と第2の部位とを結ぶ線に直交する面に対する傾斜角を測定する。本実施形態において、第1の部位と第2の部位とを結ぶ線に直交する面は、yz面である。傾斜度算出部340は、第1の部位の温度と第2の部位の温度との差、及び、第1の部位と第2の部位とを結ぶ線に直交する面に対する傾斜角の測定値に基づいて、第1の部位と第2の部位とを結ぶ線に直交する面に対する構造物80の傾斜の程度を示す傾斜度を算出する。上述した角度θは、yz面に対する傾斜角を表す情報の一例である。   The acceleration sensor 41 measures an inclination angle with respect to a plane orthogonal to a line connecting the first part and the second part. In the present embodiment, the plane orthogonal to the line connecting the first portion and the second portion is the yz plane. The gradient calculating unit 340 calculates the difference between the temperature of the first portion and the temperature of the second portion and the measured value of the inclination angle with respect to the plane orthogonal to the line connecting the first portion and the second portion. Based on this, the degree of inclination indicating the degree of inclination of the structure 80 with respect to the plane orthogonal to the line connecting the first portion and the second portion is calculated. The angle θ described above is an example of information indicating an inclination angle with respect to the yz plane.

構造物80において、支柱210は、重力方向に延びる第1の柱状部の一例である。温度センサ31及び温度センサ31は支柱210の側部に設けられる。すなわち、第1の部位と第2の部位とを結ぶ方向は、重力方向とは異なる。本実施形態において、第1の部位と第2の部位とを結ぶ方向は、重力方向と直交する。   In the structure 80, the support column 210 is an example of a first columnar portion extending in the direction of gravity. The temperature sensor 31 and the temperature sensor 31 are provided on a side portion of the support column 210. That is, the direction connecting the first part and the second part is different from the direction of gravity. In this embodiment, the direction connecting the first part and the second part is orthogonal to the direction of gravity.

加速度取得部330は、加速度センサ42により得られた傾斜角の測定値を取得する。加速度センサ42は、加速度センサ41より重力方向上方に設けられている。加速度センサ42は、支柱210の重力方向下方に設けられた加速度センサの一例である。傾斜度算出部340は、第1の部位の温度と第2の部位の温度との差、及び、加速度センサ41により得られた傾斜角の測定値と加速度センサ42により得られた傾斜角の測定値との差に基づいて、傾斜度を算出する。加速度センサ41の測定値と加速度センサ42の測定値の差分に基づいて傾斜度を算出することにより、例えばベースプレート230自体の傾斜角が変化した場合でも、支柱210のみの傾斜度合いを適切に評価することができる。例えば、ベースプレート230の傾斜角は、重い車両が構造物80の近傍を通過することで変化する場合がある。このような場合でも、ベースプレート230の傾斜が傾斜度に与える影響を低減することができる。   The acceleration acquisition unit 330 acquires the measurement value of the tilt angle obtained by the acceleration sensor 42. The acceleration sensor 42 is provided above the acceleration sensor 41 in the gravity direction. The acceleration sensor 42 is an example of an acceleration sensor provided below the support column 210 in the direction of gravity. The inclination degree calculation unit 340 measures the difference between the temperature of the first portion and the temperature of the second portion, and the measured value of the inclination angle obtained by the acceleration sensor 41 and the inclination angle obtained by the acceleration sensor 42. The gradient is calculated based on the difference from the value. By calculating the degree of inclination based on the difference between the measurement value of the acceleration sensor 41 and the measurement value of the acceleration sensor 42, even if the inclination angle of the base plate 230 itself changes, for example, the inclination degree of only the column 210 is appropriately evaluated. be able to. For example, the inclination angle of the base plate 230 may change as a heavy vehicle passes near the structure 80. Even in such a case, the influence of the inclination of the base plate 230 on the inclination can be reduced.

支柱220は、支柱210から、重力方向とは異なる方向に延びる。支柱220は、第2の柱状部の一例である。加速度センサ43は、支柱220に固定された表示板240に設けられる。加速度センサ43は、支柱220の傾斜角を測定するための傾斜センサの一例である。加速度取得部330は、加速度センサ43により得られた傾斜角の測定値を取得する。傾斜度算出部340は、加速度センサ43により得られた傾斜角の測定値と加速度センサ41により得られた傾斜角の測定値との差に基づいて、支柱220の傾斜角を算出する。これにより、支柱210に生じた傾斜が、支柱220の傾斜角の測定結果に与える影響を低減することができる。   The column 220 extends from the column 210 in a direction different from the gravity direction. The support column 220 is an example of a second columnar section. The acceleration sensor 43 is provided on the display plate 240 fixed to the support column 220. The acceleration sensor 43 is an example of an inclination sensor for measuring the inclination angle of the column 220. The acceleration acquisition unit 330 acquires the measurement value of the tilt angle obtained by the acceleration sensor 43. The tilt degree calculation unit 340 calculates the tilt angle of the support column 220 based on the difference between the tilt angle measurement value obtained by the acceleration sensor 43 and the tilt angle measurement value obtained by the acceleration sensor 41. As a result, it is possible to reduce the influence of the inclination of the column 210 on the measurement result of the inclination angle of the column 220.

なお、温度取得部310は、温度センサ33により得られた構造物80の第3の部位の温度、及び、温度センサ34により得られた構造物80の第4の部位の温度を取得する。傾斜度算出部340は、加速度センサ43により得られた傾斜角の測定値と加速度センサ41により得られた傾斜角の測定値との差と、第3の部位の温度と第4の部位の温度との差に基づいて、支柱220の傾斜の程度を示す傾斜度を算出してよい。これにより、温度差によって支柱220に生じる傾斜角の影響が低減された傾斜度を算出することができる。   The temperature acquisition unit 310 acquires the temperature of the third portion of the structure 80 obtained by the temperature sensor 33 and the temperature of the fourth portion of the structure 80 obtained by the temperature sensor 34. The inclination degree calculation unit 340 calculates the difference between the measured value of the inclination angle obtained by the acceleration sensor 43 and the measured value of the inclination angle obtained by the acceleration sensor 41, the temperature of the third portion, and the temperature of the fourth portion. The inclination degree indicating the degree of the inclination of the support column 220 may be calculated based on the difference between and. Accordingly, it is possible to calculate the inclination degree in which the influence of the inclination angle generated on the support column 220 due to the temperature difference is reduced.

また、傾斜度算出部340は、風向風速センサ50により得られた風速と、風によって構造物80に生じる構造物80の傾斜角とに更に基づいて、傾斜度を算出してよい。例えば、傾斜度算出部340は、風向風速センサ50により得られた風速と、風によって支柱210に生じる支柱210の傾斜角とに更に基づいて、支柱210の傾斜度を算出してよい。また、傾斜度算出部340は、風向風速センサ50により得られた風速と、風によって支柱220に生じる支柱220の傾斜角とに更に基づいて、支柱220の傾斜度を算出してよい。   Further, the inclination calculating section 340 may calculate the inclination based on the wind speed obtained by the wind direction wind speed sensor 50 and the inclination angle of the structure 80 generated in the structure 80 by the wind. For example, the inclination degree calculating unit 340 may calculate the inclination degree of the support column 210 based on the wind speed obtained by the wind direction and wind speed sensor 50 and the inclination angle of the support column 210 caused by the wind on the support column 210. Further, the inclination degree calculation unit 340 may calculate the inclination degree of the support column 220 based on the wind speed obtained by the wind direction wind speed sensor 50 and the inclination angle of the support column 220 generated on the support column 220 by the wind.

図4は、温度差算出部312の機能構成を概略的に示す。温度差算出部312は、遅れ処理部400と、減算部440とを備える。遅れ処理部400は、むだ時間処理部410と、むだ時間処理部420と、一次遅れ処理部412と、一次遅れ処理部422とを備える。図4において、むだ時間処理部410と、むだ時間処理部420と、一次遅れ処理部412と、一次遅れ処理部422は伝達関数で示されている。   FIG. 4 schematically shows a functional configuration of the temperature difference calculation unit 312. The temperature difference calculation unit 312 includes a delay processing unit 400 and a subtraction unit 440. The delay processing unit 400 includes a dead time processing unit 410, a dead time processing unit 420, a first-order delay processing unit 412, and a first-order delay processing unit 422. In FIG. 4, the dead time processing unit 410, the dead time processing unit 420, the first-order delay processing unit 412, and the first-order delay processing unit 422 are shown by transfer functions.

遅れ処理部400は、温度センサ31により得られた第1の部位の温度の測定値及び温度センサ32により得られた第2の部位の温度の測定値に対して遅れ処理を施す。   The delay processing unit 400 performs delay processing on the measured value of the temperature of the first portion obtained by the temperature sensor 31 and the measured value of the temperature of the second portion obtained by the temperature sensor 32.

具体的には、むだ時間処理部410は、第1の部位の温度の測定値にむだ時間処理を施す。図4のL1は、むだ時間処理部410によるむだ時間処理のむだ時間を示す。一次遅れ処理部412は、むだ時間処理部410により無駄時間処理が施された測定値に、一次遅れ処理を施す。図4のT1は、一次遅れ処理部412による一次遅れ処理の時定数である。   Specifically, the dead time processing unit 410 performs dead time processing on the measured value of the temperature of the first portion. L1 in FIG. 4 indicates the dead time of the dead time processing by the dead time processing unit 410. The first-order lag processing unit 412 performs the first-order lag processing on the measurement value subjected to the dead time processing by the dead time processing unit 410. T1 in FIG. 4 is a time constant of the primary delay processing by the primary delay processing unit 412.

むだ時間処理部420は、第2の部位の温度の測定値にむだ時間処理を施す。図4のL2は、むだ時間処理部420によるむだ時間処理のむだ時間を示す。一次遅れ処理部422は、むだ時間処理部420により無駄時間処理が施された測定値に、一次遅れ処理を施す。図4のT2は、一次遅れ処理部422による一次遅れ処理の時定数である。   The dead time processing unit 420 performs dead time processing on the measured value of the temperature of the second portion. L2 in FIG. 4 indicates the dead time of the dead time processing by the dead time processing unit 420. The first-order lag processing unit 422 performs the first-order lag processing on the measurement value subjected to the dead time processing by the dead time processing unit 420. T2 in FIG. 4 is a time constant of the primary delay processing by the primary delay processing unit 422.

減算部440は、一次遅れ処理部412の出力から一次遅れ処理部422の出力を減算する。減算部440の出力は、温度取得部310に出力される。これにより、傾斜度算出部340は、遅れ処理を施すことにより得られた第1の部位の温度と遅れ処理が施された第2の部位の温度との差、及び、加速度センサ41により得られた傾斜角の測定値に基づいて、傾斜度を算出することができる。   Subtraction unit 440 subtracts the output of primary delay processing unit 422 from the output of primary delay processing unit 412. The output of the subtraction unit 440 is output to the temperature acquisition unit 310. Thereby, the gradient calculating unit 340 obtains the difference between the temperature of the first portion obtained by performing the delay processing and the temperature of the second portion subjected to the delay processing, and the acceleration sensor 41. The inclination degree can be calculated based on the measured value of the inclination angle.

一般に、構造物の温度変化の影響が構造物全体の形状変化に表れるまでには、時間遅れが生じる場合がある。例えば、構造物の表面温度が高くなっても、構造物の内部に熱が伝わって構造物が熱的に定常状態になるまでには時間がかかる。時間遅れは、構造物の形状や大きさに応じて異なる。したがって、大規模で熱容量の大きい構造物においては特に、温度変化が構造物の形状変化に表れるまでの時間遅れが顕著になり得る。したがって、温度センサ31及び温度センサ32による2点の測定値の差の影響が、加速度センサ41、加速度センサ42及び加速度センサ43により測定される傾斜角に十分に表れていない場合がある。   In general, there may be a time delay before the influence of the temperature change of the structure appears in the shape change of the entire structure. For example, even if the surface temperature of the structure rises, it takes time for the heat to be transferred to the inside of the structure and the structure to reach a thermal steady state. The time delay depends on the shape and size of the structure. Therefore, particularly in a large-scale structure having a large heat capacity, a time delay until the temperature change appears in the shape change of the structure can be significant. Therefore, the influence of the difference between the two measured values of the temperature sensor 31 and the temperature sensor 32 may not sufficiently appear in the tilt angle measured by the acceleration sensor 41, the acceleration sensor 42, and the acceleration sensor 43.

温度差算出部312においては、遅れ処理部400により、温度の測定値にむだ時間処理や一次遅れ処理を適用することで、温度差が構造物80の傾斜に表れるまでの時間遅れの影響を低減することができる。上述したむだ時間処理のむだ時間や一次遅れ処理の時定数は、構造物80の構造計算、シミュレーション、実験等によって予め計算されてよい。なお、遅れ処理部400による遅れ処理は、一次遅れ処理及びむだ時間処理の少なくとも一方を含んでよい。例えば、遅れ処理部400による遅れ処理は、むだ時間処理のみであってよいし、遅れ処理部400による遅れ処理は、一次遅れ処理のみであってよい。   In the temperature difference calculation unit 312, the delay processing unit 400 applies dead time processing or first-order delay processing to the temperature measurement value to reduce the influence of the time delay until the temperature difference appears in the inclination of the structure 80. can do. The dead time of the dead time processing and the time constant of the first-order lag processing described above may be calculated in advance by structural calculation of the structure 80, simulation, experiment, or the like. The delay processing by the delay processing unit 400 may include at least one of the first-order delay processing and the dead time processing. For example, the delay processing by the delay processing unit 400 may be only the dead time processing, and the delay processing by the delay processing unit 400 may be only the first-order delay processing.

なお、遅れ処理部400の処理は、温度センサ33の測定値及び温度センサ34の測定値に対しても適用されてよい。また、むだ時間処理部410及び一次遅れ処理部412と同様の時間遅れ処理は、温度センサ30の測定値に対して適用されてもよい。例えば、温度センサ30の測定値に対してむだ時間処理及び一次遅れ処理の少なくとも一方を適用してよい。傾斜度算出部340は、時間遅れ処理が適用された温度に基づいて、当該温度により構造物80に生じる傾斜角を考慮して、傾斜度を算出してよい。   The processing of the delay processing unit 400 may be applied to the measurement value of the temperature sensor 33 and the measurement value of the temperature sensor 34. The time delay processing similar to the dead time processing unit 410 and the first-order delay processing unit 412 may be applied to the measurement value of the temperature sensor 30. For example, at least one of dead time processing and first-order delay processing may be applied to the measurement value of the temperature sensor 30. The gradient calculating unit 340 may calculate the gradient based on the temperature to which the time delay process is applied, in consideration of the inclination angle generated in the structure 80 by the temperature.

図5は、角度θに対する傾斜角補正値の温度依存性の一例を示すグラフである。図5(a)は、傾斜角補正値の温度差依存性を示すグラフである。ここで、温度差とは、温度センサ31が設けられた部位と温度センサ32が設けられた部位との間の温度差ΔTである。図5(b)は、傾斜角補正値の周囲温度依存性を示す。   FIG. 5 is a graph showing an example of the temperature dependence of the tilt angle correction value with respect to the angle θ. FIG. 5A is a graph showing the temperature difference dependency of the tilt angle correction value. Here, the temperature difference is the temperature difference ΔT between the portion where the temperature sensor 31 is provided and the portion where the temperature sensor 32 is provided. FIG. 5B shows the ambient temperature dependence of the tilt angle correction value.

構造物80の構造が既知であれば、周囲温度及び温度差と角度θとの間の関係は一意的に定まる。傾斜角補正値は、構造物80の構造計算、シミュレーション、実験等によって予め計算される。また、構造計算又はシミュレーションで得られた傾斜角補正値を、実測データに基づいて修正してもよい。傾斜角補正値を示すデータは、収集装置20に予め格納される。   If the structure of the structure 80 is known, the relationship between the ambient temperature and the temperature difference and the angle θ is uniquely determined. The tilt angle correction value is calculated in advance by structural calculation of the structure 80, simulation, experiment, or the like. Further, the tilt angle correction value obtained by the structural calculation or the simulation may be corrected based on the actual measurement data. Data indicating the tilt angle correction value is stored in the collection device 20 in advance.

図6は、温度に関する傾斜角補正値データをテーブル形式で示す。図6(a)は、温度差ΔTと傾斜角補正値Δθdとを対応づける温度差−傾斜角補正値テーブルである。温度差−傾斜角補正値テーブルのデータは、記憶装置304に格納される。傾斜度算出部340は、温度差−傾斜角補正値テーブルを参照して、温度差算出部312により算出された温度差ΔTに対応する傾斜角補正値Δθdを算出する。   FIG. 6 shows the inclination angle correction value data regarding the temperature in a table format. FIG. 6A is a temperature difference-inclination angle correction value table that associates the temperature difference ΔT with the inclination angle correction value Δθd. The data of the temperature difference-tilt angle correction value table is stored in the storage device 304. The inclination degree calculation unit 340 calculates the inclination angle correction value Δθd corresponding to the temperature difference ΔT calculated by the temperature difference calculation unit 312 with reference to the temperature difference-inclination angle correction value table.

図6(b)は、周囲温度Tと傾斜角補正値Δθeとを対応づける周囲温度−傾斜角補正値テーブルである。周囲温度−傾斜角補正値テーブルのデータは、記憶装置304に格納される。傾斜度算出部340は、周囲温度−傾斜角補正値テーブルを参照して、温度センサ30により測定された温度Tに対応する傾斜角補正値Δθeを算出する。   FIG. 6B is an ambient temperature-inclination angle correction value table that associates the ambient temperature T with the inclination angle correction value Δθe. The data of the ambient temperature-tilt angle correction value table is stored in the storage device 304. The inclination degree calculation unit 340 calculates the inclination angle correction value Δθe corresponding to the temperature T measured by the temperature sensor 30 with reference to the ambient temperature-inclination angle correction value table.

図7は、風速に関する傾斜角補正値データをテーブル形式で示す。図7は、風速と傾斜角補正値Δθsとを対応づける風速−傾斜角補正値テーブルである。温度及び温度差と同様に、構造物80の構造が既知であれば、風速と角度θとの間の関係は一意的に定まる。風速に対する傾斜角補正値は、構造計算、シミュレーション、実験等によって予め計算される。なお、図7に示す風速は、x軸方向の風速であるとする。   FIG. 7 shows the inclination angle correction value data regarding the wind speed in a table format. FIG. 7 is a wind speed-tilt angle correction value table that associates the wind speed with the tilt angle correction value Δθs. Similar to the temperature and the temperature difference, if the structure of the structure 80 is known, the relationship between the wind speed and the angle θ is uniquely determined. The inclination angle correction value with respect to the wind speed is calculated in advance by structural calculation, simulation, experiment, and the like. The wind speed shown in FIG. 7 is assumed to be the wind speed in the x-axis direction.

風速−傾斜角補正値テーブルのデータは、記憶装置304に格納される。傾斜度算出部340は、風速−傾斜角補正値テーブルを参照して、風向風速センサ50により測定された風速に対応する傾斜角補正値Δθsを算出する。   The data of the wind speed-tilt angle correction value table is stored in the storage device 304. The inclination degree calculation unit 340 calculates the inclination angle correction value Δθs corresponding to the wind speed measured by the wind direction wind speed sensor 50 with reference to the wind speed-inclination angle correction value table.

傾斜度算出部340は、傾斜角補正値Δθd、Δθe、及びΔθsに基づいて、加速度センサ41により得られた角度θの測定値を補正することにより、支柱210の傾斜度を算出する。一例として、傾斜度算出部340は、θ−(α×Δθd+β×Δθe+γ×Δθs)により、傾斜度を算出してよい。α、β、γは、予め定められた重み付け係数である。これにより、傾斜度は、温度差、温度及び風の影響を受けにくくなる。よって、傾斜度を用いることで、構造物80の劣化等をより正確に評価することができる。   The tilt degree calculation unit 340 calculates the tilt degree of the support column 210 by correcting the measurement value of the angle θ obtained by the acceleration sensor 41 based on the tilt angle correction values Δθd, Δθe, and Δθs. As an example, the gradient calculating unit 340 may calculate the gradient by θ− (α × Δθd + β × Δθe + γ × Δθs). α, β, and γ are predetermined weighting factors. As a result, the gradient is less likely to be affected by the temperature difference, the temperature, and the wind. Therefore, the deterioration of the structure 80 and the like can be evaluated more accurately by using the inclination.

図8は、測定値及び傾斜度の時間変化を示す。図8(a)から図8(d)において、横軸は時間を示す。図8(a)は、加速度センサ41により得られた傾斜角の測定値を示す。図8(b)は、温度センサ30により得られた温度の測定値を示す。図8(c)は、温度センサ31により得られた温度と温度センサ32により得られた温度の差を示す。図8(d)は、傾斜角の測定値に基づいて算出した傾斜度を示す。   FIG. 8 shows changes in measured values and inclinations with time. In FIGS. 8A to 8D, the horizontal axis represents time. FIG. 8A shows the measured value of the tilt angle obtained by the acceleration sensor 41. FIG. 8B shows the measured value of the temperature obtained by the temperature sensor 30. FIG. 8C shows the difference between the temperature obtained by the temperature sensor 31 and the temperature obtained by the temperature sensor 32. FIG.8 (d) shows the inclination degree calculated based on the measured value of the inclination angle.

図8(d)において、傾斜度800は、温度差ΔTに応じた角度補正値Δθd及び温度Tに応じた角度補正値Δθeを考慮した傾斜度を示す。一方、傾斜度810は、温度Tに応じた角度補正値Δθeのみを考慮した傾斜度を示す。図8(d)に示されるように、傾斜度800の振れ幅は、傾斜度810の振れ幅より小さい。したがって、温度差ΔTに応じた角度補正値Δθdを適用することで、傾斜度をより適正に評価できることが分かる。   In FIG. 8D, the gradient 800 indicates the gradient in consideration of the angle correction value Δθd corresponding to the temperature difference ΔT and the angle correction value Δθe corresponding to the temperature T. On the other hand, the inclination 810 indicates the inclination considering only the angle correction value Δθe corresponding to the temperature T. As shown in FIG. 8D, the swing width of the slope degree 800 is smaller than the swing width of the slope degree 810. Therefore, it is understood that the inclination degree can be evaluated more appropriately by applying the angle correction value Δθd according to the temperature difference ΔT.

なお、図5から図8の説明においては主として、構造物80の傾斜角の一例として、支柱210の角度θを取り上げて、傾斜度を説明した。また、風の影響については、x軸方向の風により構造物80に生じる傾斜角を取り上げて説明した。しかし、加速度センサ41のY軸が固定座標系のy軸に対してなす角度ψについても、角度θと同様の処理を適用することで、角度ψについての傾斜度を算出することができる。この場合、温度差として、y軸方向の異なる側面に1対の温度センサを設けて、1対の温度センサの測定値の差により構造物80に生じる傾斜角を考慮すればよい。また、風の影響として、y軸方向の風により構造物80に生じる傾斜角を考慮すればよい。   In addition, in the description of FIGS. 5 to 8, the inclination degree is mainly described by taking the angle θ of the support column 210 as an example of the inclination angle of the structure 80. Further, the influence of the wind has been described by taking the inclination angle generated in the structure 80 by the wind in the x-axis direction. However, with respect to the angle ψ formed by the Y axis of the acceleration sensor 41 with respect to the y axis of the fixed coordinate system, the inclination degree of the angle ψ can be calculated by applying the same process as the angle θ. In this case, as the temperature difference, a pair of temperature sensors may be provided on different side surfaces in the y-axis direction, and an inclination angle generated in the structure 80 due to the difference in the measured values of the pair of temperature sensors may be considered. Further, as the influence of the wind, the tilt angle generated in the structure 80 by the wind in the y-axis direction may be considered.

また、基準設置状態において、支柱220はx軸方向に延伸する。したがって、支柱220は、支柱220の側面に生じる温度差等により、x軸のまわりに傾斜し得る。そのため、傾斜度算出部340は、加速度センサ41のY軸が固定座標系のy軸に対してなす角度ψについての傾斜度と、加速度センサ41のZ軸が固定座標系のz軸に対してなす角度φについての傾斜度とを算出してよい。支柱220の傾斜度は、傾斜の方向が異なることを除いて、支柱210の傾斜度の算出方法と同じ方法を適用して算出できる。そのため、支柱220の傾斜度の算出方法については詳細な説明を省略する。   Further, in the standard installed state, the column 220 extends in the x-axis direction. Therefore, the column 220 can be tilted around the x-axis due to a temperature difference or the like generated on the side surface of the column 220. Therefore, the inclination calculating unit 340 determines the inclination about the angle ψ formed by the Y axis of the acceleration sensor 41 with respect to the y axis of the fixed coordinate system and the Z axis of the acceleration sensor 41 with respect to the z axis of the fixed coordinate system. The inclination with respect to the formed angle φ may be calculated. The inclination of the column 220 can be calculated by applying the same method as the method of calculating the inclination of the column 210, except that the direction of inclination is different. Therefore, detailed description of the method of calculating the inclination of the column 220 is omitted.

図9は、収集装置20において実行されるデータ処理に関するフローチャートを示す。図9のフローチャートの処理は、主として処理部300の制御に従って収集装置20の各部が動作することにより、実行される。処理部300は、各センサから各時刻の測定データが送信される毎に、本フローチャートに示す処理を繰り返す。   FIG. 9 shows a flowchart regarding data processing executed in the collection device 20. The process of the flowchart in FIG. 9 is executed mainly by the operation of each unit of the collection device 20 under the control of the processing unit 300. The processing unit 300 repeats the processing shown in this flowchart each time measurement data at each time is transmitted from each sensor.

S902において、処理部300は、傾斜角の測定値、温度の測定値及び風速の測定値を取得する。具体的には、加速度取得部330、温度取得部310及び風速取得部320が、加速度センサ41、加速度センサ42、及び加速度センサ43による角度の測定値と、温度センサ30、温度センサ31、温度センサ32、温度センサ33、及び温度センサ34による温度の測定値と、風向風速センサ50による風向及び風速の測定値とを取得する。   In S902, the processing unit 300 acquires the measured value of the inclination angle, the measured value of the temperature, and the measured value of the wind speed. Specifically, the acceleration acquisition unit 330, the temperature acquisition unit 310, and the wind speed acquisition unit 320 measure the angles measured by the acceleration sensor 41, the acceleration sensor 42, and the acceleration sensor 43, and the temperature sensor 30, the temperature sensor 31, and the temperature sensor. The measured values of the temperature by the temperature sensor 32, the temperature sensor 33, and the temperature sensor 34 and the measured values of the wind direction and the wind speed by the wind direction wind speed sensor 50 are acquired.

S904において、温度差算出部312は、支柱210の温度差ΔT及び支柱220の温度差ΔTを算出する。具体的には、温度差算出部312は、温度センサ31により得られた温度と温度センサ32により得られた温度との差、及び、温度センサ33により得られた温度と温度センサ34により得られた温度との差を算出する。   In S904, the temperature difference calculation unit 312 calculates the temperature difference ΔT of the support column 210 and the temperature difference ΔT of the support column 220. Specifically, the temperature difference calculation unit 312 obtains the difference between the temperature obtained by the temperature sensor 31 and the temperature obtained by the temperature sensor 32, and the temperature obtained by the temperature sensor 33 and the temperature sensor 34. Calculate the difference from the temperature.

S906において、傾斜度算出部340は、支柱210及び支柱220のそれぞれの傾斜度を算出する。具体的には、傾斜度算出部340は、支柱210について、角度θについての傾斜度と、角度ψについての傾斜度とを算出する。また、傾斜度算出部340は、支柱220について、角度ψについての傾斜度と、角度φについての傾斜度とを算出する。   In step S906, the inclination calculating unit 340 calculates the inclination of each of the columns 210 and 220. Specifically, the tilt degree calculation unit 340 calculates the tilt degree about the angle θ and the tilt degree about the angle ψ for the support column 210. Further, the tilt degree calculation unit 340 calculates the tilt degree for the angle ψ and the tilt degree for the angle φ for the column 220.

S908において、記憶装置304は、S902で取得した測定値、並びに、S906で算出した支柱210及び支柱220のそれぞれの傾斜度を、時刻に対応づけて格納する。   In S908, the storage device 304 stores the measured values acquired in S902 and the inclinations of the columns 210 and 220 calculated in S906 in association with the time.

S910において、評価部350は、S906において算出された傾斜度を評価値として用いて、構造物80の構造の良否を評価する。具体的には、評価部350は、支柱210の角度θについての傾斜度及び角度ψについての傾斜度の少なくとも一方の大きさが、予め定められた閾値以上の場合に、不良と判定する。また、評価部350は、支柱220の角度ψについての傾斜度及び角度φについての傾斜度の少なくとも一方の大きさが、予め定められた閾値以上の場合に、不良と判定する。反対に、支柱210の角度θについての傾斜度及び角度ψについての傾斜度、並びに、支柱220の角度ψについての傾斜度及び角度φについての傾斜度がいずれも予め定められた閾値未満の場合に、良と判定とする。   In S910, the evaluation unit 350 uses the inclination calculated in S906 as an evaluation value to evaluate the quality of the structure of the structure 80. Specifically, the evaluation unit 350 determines that a defect is generated when at least one of the inclination degree about the angle θ and the inclination degree about the angle ψ of the support column 210 is equal to or larger than a predetermined threshold value. In addition, the evaluation unit 350 determines that there is a defect when at least one of the inclination degree about the angle ψ and the inclination degree about the angle φ of the support column 220 is equal to or larger than a predetermined threshold value. On the contrary, when the inclination degree of the pillar 210 with respect to the angle θ and the inclination degree with respect to the angle ψ, and the inclination degree of the pillar 220 with respect to the angle ψ and the inclination degree of the angle φ are both less than a predetermined threshold value. , Judged as good.

S910の判定結果が不良の場合、S912において、構造不良を示す警告情報と、記憶装置304に格納された測定値及び傾斜度を、通信部306を通じてサーバ70に送信して、本フローチャートの処理を終了する。S910の判定結果が良の場合、本フローチャートの処理を終了する。   If the determination result of S910 is bad, in S912, the warning information indicating the structural failure, the measurement value and the inclination degree stored in the storage device 304 are transmitted to the server 70 through the communication unit 306, and the processing of this flowchart is performed. finish. If the result of the determination in S910 is good, the process of this flowchart ends.

以上に説明したモニタリングシステム100によれば、構造物における温度差の影響を考慮した傾斜度を算出することができる。そのため、温度差の影響が小さい傾斜度を算出することができる。構造物の構造性能を適切に評価することができる。これにより、真夏の晴天時のように温度差が大きい時間帯と、曇天や夜間における温度差が小さい時間帯とで、構造物80の劣化状態の評価値に差が生じることを抑制することができる。   According to the monitoring system 100 described above, it is possible to calculate the inclination degree in consideration of the influence of the temperature difference in the structure. Therefore, it is possible to calculate the gradient that is less affected by the temperature difference. It is possible to appropriately evaluate the structural performance of the structure. Accordingly, it is possible to suppress a difference in the evaluation value of the deterioration state of the structure 80 between the time zone in which the temperature difference is large, such as during fine weather in the midsummer, and the time zone in which the temperature difference is small in cloudy weather or at night. it can.

なお、以上に説明したモニタリングシステム100において、温度差が生じる原因として日照状態を取り上げて説明した。しかし、太陽以外の様々な熱源によっても構造物80に温度差が生じ得る。例えば、熱源が構造物80の近くにあるときには、構造物80の温度は熱源の近くの部位で高くなり、熱源から離れた部位で低くなるため、大きな温度差が生じる場合がある。モニタリングシステム100によれば、熱源の種類によらず、構造物80に生じた温度差の影響を考慮して、構造性能を評価するための適切な傾斜度を算出することができる。   In the monitoring system 100 described above, the sunshine state is taken up and explained as the cause of the temperature difference. However, the temperature difference may occur in the structure 80 due to various heat sources other than the sun. For example, when the heat source is near the structure 80, the temperature of the structure 80 is high in a portion near the heat source and is low in a portion distant from the heat source, which may cause a large temperature difference. According to the monitoring system 100, it is possible to calculate an appropriate inclination degree for evaluating the structural performance in consideration of the influence of the temperature difference generated in the structure 80 regardless of the type of heat source.

なお、構造物80に設ける温度センサの数は、上述した数に限定されない。温度センサは、傾斜度において必要な精度に応じた数を設定すればよい。温度センサを構造物80に多数設けることで、構造物80の温度分布を得ることができる。得られた温度分布に基づいて傾斜度を算出することにより、傾斜度の精度を高めることができる。   Note that the number of temperature sensors provided in the structure 80 is not limited to the above number. The number of temperature sensors may be set according to the required accuracy in the degree of inclination. By providing a large number of temperature sensors on the structure 80, the temperature distribution of the structure 80 can be obtained. The accuracy of the gradient can be improved by calculating the gradient based on the obtained temperature distribution.

以上の説明において、構造物の劣化診断を行うための傾斜角の外乱要因として、主として周囲温度、温度差及び風を取り上げた。傾斜角は、周囲温度、温度差及び風の他に、交通振動や地震による揺れ等の様々な外乱要因により変動し得る。したがって、評価部350は、各測定値に基づいて、外乱要因を考慮して傾斜度を算出してよい。例えば、評価部350は、交通振動や地震による揺れの大きさが予め定められた値より小さいタイミングにおける測定値を用いて、傾斜度を算出してよい。   In the above description, the ambient temperature, the temperature difference, and the wind are mainly taken as the disturbance factors of the inclination angle for diagnosing the deterioration of the structure. The inclination angle may change due to various disturbance factors such as traffic vibration and shaking due to an earthquake in addition to the ambient temperature, the temperature difference, and the wind. Therefore, the evaluation unit 350 may calculate the gradient based on each measurement value in consideration of the disturbance factor. For example, the evaluation unit 350 may calculate the degree of inclination by using a measurement value at a timing when the magnitude of shaking due to traffic vibration or earthquake is smaller than a predetermined value.

モニタリングシステム100においては、収集装置20が、傾斜度の算出と、傾斜度に基づく構造の良否判定とを行う。他の実施形態において、収集装置20が傾斜度の算出を行い、傾斜度に基づく構造の良否判定はサーバ70が行ってよい。更なる他の実施形態において、収集装置20は収集した測定値をサーバ70に送信し、サーバ70において傾斜度の算出及び構造の良否判定が行われてもよい。   In the monitoring system 100, the collecting device 20 calculates the degree of inclination and determines the quality of the structure based on the degree of inclination. In another embodiment, the collecting device 20 may calculate the inclination, and the server 70 may determine the quality of the structure based on the inclination. In still another embodiment, the collection device 20 may transmit the collected measurement values to the server 70, and the server 70 may calculate the inclination and judge the quality of the structure.

以上の実施形態において、構造物80、構造物81及び構造物82が道路情報掲示板である場合を例示した。構造物80、構造物81及び構造物82は、道路情報掲示板以外の様々な工作物であってよい。構造物80、構造物81及び構造物82は、例えば、鉄塔、橋脚、電信柱、電力柱、架線柱、照明塔、広告塔、標識塔、信号機、建築物、トンネル、道路、ガードレール、空港の管制塔、飛行場灯台、駅、鉄道のレール、鉄道信号機、港湾のクレーン、プラント、鋼橋、ダム、堤防、門、塀、トンネル、溝渠等を含んでよい。構造物80、構造物81及び構造物82は、工作物以外の構造物、例えば土構造物等であってよい。モニタリングシステム100は、水平方向の寸法に対し、高さ方向の寸法が大きい柱状の構造物に特に好適に適用できる。   In the above embodiment, the case where the structure 80, the structure 81, and the structure 82 are road information bulletin boards is illustrated. The structure 80, the structure 81, and the structure 82 may be various works other than the road information bulletin board. The structure 80, the structure 81, and the structure 82 are, for example, steel towers, piers, telephone poles, power poles, overhead contact poles, lighting towers, advertising towers, sign towers, traffic lights, buildings, tunnels, roads, guardrails, and airports. It may include control towers, airfield lighthouses, stations, railroad rails, railroad traffic lights, port cranes, plants, steel bridges, dams, levees, gates, fences, tunnels, ditches and the like. The structure 80, the structure 81, and the structure 82 may be structures other than the workpiece, such as earth structures. The monitoring system 100 can be particularly suitably applied to a columnar structure having a height dimension larger than a horizontal dimension.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、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明らかである。その様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。   Although the present invention has been described above using the embodiments, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiments. It is obvious to those skilled in the art that various changes or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiment added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.

特許請求の範囲、明細書、及び図面中において示した装置、システム、プログラム、及び方法における動作、手順、ステップ、及び段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、及び図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。   The execution order of each process such as operations, procedures, steps, and stages in the devices, systems, programs, and methods shown in the claims, the specification, and the drawings is "preceding" or "prior to prior". It should be noted that the output of the previous process can be realized in any order unless it is used in the subsequent process. The operation flow in the claims, the specification, and the drawings is described by using “first,” “next,” and the like for the sake of convenience, but it is essential that the operations are performed in this order. Not a thing.

20 収集装置
30、31、32、33、34 温度センサ
41、42、43 加速度センサ
50 風向風速センサ
70 サーバ
80、81、82 構造物
90 ネットワーク
100 モニタリングシステム
110 道路
210、220 支柱
230 ベースプレート
240 表示板
300 処理部
302 メモリ
304 記憶装置
306 通信部
308 通信部
310 温度取得部
312 温度差算出部
320 風速取得部
330 加速度取得部
340 傾斜度算出部
350 評価部
390 バス
400 遅れ処理部
410、420 むだ時間処理部
412、422 一次遅れ処理部
440 減算部
800、810 傾斜度
20 collection device 30, 31, 32, 33, 34 temperature sensor 41, 42, 43 acceleration sensor 50 wind direction wind speed sensor 70 server 80, 81, 82 structure 90 network 100 monitoring system 110 road 210, 220 support 230 base plate 240 display board 300 Processing unit 302 Memory 304 Storage device 306 Communication unit 308 Communication unit 310 Temperature acquisition unit 312 Temperature difference calculation unit 320 Wind speed acquisition unit 330 Acceleration acquisition unit 340 Gradient calculation unit 350 Evaluation unit 390 Bus 400 Delay processing unit 410, 420 Dead time Processing units 412, 422 Primary delay processing unit 440 Subtraction units 800, 810 Slope

Claims (13)

第1の温度センサにより得られた構造物の第1の部位の温度、及び、第2の温度センサにより得られた前記構造物の第2の部位の温度を取得する温度取得部と、
第1の傾斜センサにより得られた前記構造物の傾斜角の測定値を取得する傾斜角取得部と、
前記第1の部位の温度と前記第2の部位の温度との差及び前記傾斜角の測定値に基づいて、前記構造物の傾斜の程度を示す傾斜度を算出する算出部と
を備える傾斜度算出装置。
A temperature acquisition unit that acquires the temperature of the first portion of the structure obtained by the first temperature sensor and the temperature of the second portion of the structure obtained by the second temperature sensor;
An inclination angle acquisition unit that acquires a measurement value of the inclination angle of the structure obtained by the first inclination sensor,
A tilt degree including a calculator that calculates a tilt degree indicating a degree of tilt of the structure based on a difference between a temperature of the first portion and a temperature of the second portion and a measured value of the tilt angle. Calculator.
前記第1の部位と前記第2の部位との間の温度差によって前記構造物に生じる傾斜角を、前記温度差に対応づけて記憶する記憶部
をさらに備え、
前記算出部は、前記傾斜角の測定値と、前記第1の部位の温度と前記第2の部位の温度との差に対応づけて前記記憶部が記憶している傾斜角との差に基づいて、前記傾斜度を算出する
請求項1に記載の傾斜度算出装置。
A storage unit that stores a tilt angle generated in the structure due to a temperature difference between the first portion and the second portion in association with the temperature difference,
The calculation unit is based on a difference between the measured value of the inclination angle and the inclination angle stored in the storage unit in association with the difference between the temperature of the first portion and the temperature of the second portion. The inclination degree calculating device according to claim 1, wherein the inclination degree is calculated.
前記算出部は、前記構造物の周辺温度に更に基づいて、前記傾斜度を算出する
請求項1又は2に記載の傾斜度算出装置。
The gradient calculating device according to claim 1, wherein the calculator further calculates the gradient based on an ambient temperature of the structure.
前記第1の傾斜センサは、前記第1の部位と前記第2の部位とを結ぶ線に直交する面に対する傾斜角を測定し、
前記算出部は、前記第1の部位の温度と前記第2の部位の温度との差、及び、前記第1の部位と前記第2の部位とを結ぶ線に直交する面に対する傾斜角の測定値に基づいて、前記第1の部位と前記第2の部位とを結ぶ線に直交する面に対する前記構造物の傾斜の程度を示す傾斜度を算出する
請求項1から3のいずれか一項に記載の傾斜度算出装置。
The first inclination sensor measures an inclination angle with respect to a plane orthogonal to a line connecting the first portion and the second portion,
The calculation unit measures a difference between a temperature of the first portion and a temperature of the second portion, and an inclination angle with respect to a plane orthogonal to a line connecting the first portion and the second portion. The inclination degree indicating the degree of inclination of the structure with respect to a plane orthogonal to a line connecting the first portion and the second portion is calculated based on the value. The inclination calculation device described.
前記構造物は、重力方向に延びる第1の柱状部を有し、
前記第1の部位と前記第2の部位とを結ぶ方向は、重力方向とは異なり、
前記第1の温度センサ及び前記第1の温度センサは前記第1の柱状部の側部に設けられる
請求項4に記載の傾斜度算出装置。
The structure has a first columnar portion extending in the direction of gravity,
The direction connecting the first part and the second part is different from the direction of gravity,
The inclination degree calculating device according to claim 4, wherein the first temperature sensor and the first temperature sensor are provided on a side portion of the first columnar portion.
前記傾斜角取得部は、前記第1の柱状部の重力方向下方に設けられた第2の傾斜センサにより得られた傾斜角の測定値をさらに取得し、
前記第1の傾斜センサは、前記第2の傾斜センサより重力方向上方に設けられ、
前記算出部は、前記第1の部位の温度と前記第2の部位の温度との差、及び、前記第1の傾斜センサにより得られた前記傾斜角の測定値と前記第2の傾斜センサにより得られた前記傾斜角の測定値との差に基づいて、前記傾斜度を算出する
請求項5に記載の傾斜度算出装置。
The inclination angle acquisition unit further acquires a measurement value of an inclination angle obtained by a second inclination sensor provided below the first columnar portion in the gravity direction,
The first tilt sensor is provided above the second tilt sensor in the direction of gravity,
The calculator calculates the difference between the temperature of the first part and the temperature of the second part, and the measured value of the tilt angle obtained by the first tilt sensor and the second tilt sensor. The inclination degree calculating device according to claim 5, wherein the inclination degree is calculated based on a difference between the obtained inclination angle and a measured value.
前記構造物は、前記第1の柱状部から、重力方向とは異なる方向に延びる第2の柱状部をさらに有し、
前記傾斜角取得部は、前記第2の柱状部の傾斜角を測定するための第3の傾斜センサにより得られた傾斜角の測定値をさらに取得し、
前記算出部はさらに、前記第3の傾斜センサにより得られた前記傾斜角の測定値と前記第1の傾斜センサにより得られた前記傾斜角の測定値との差に基づいて、前記第2の柱状部の傾斜角を算出する
請求項6に記載の傾斜度算出装置。
The structure further has a second columnar portion extending from the first columnar portion in a direction different from the gravity direction,
The tilt angle acquisition unit further acquires a measurement value of the tilt angle obtained by a third tilt sensor for measuring the tilt angle of the second columnar portion,
The calculation unit may further include the second tilt sensor based on a difference between a measured value of the tilt angle obtained by the third tilt sensor and a measured value of the tilt angle obtained by the first tilt sensor. The inclination degree calculating device according to claim 6, which calculates an inclination angle of the columnar portion.
前記算出部は、風速センサにより得られた風速と、風によって前記構造物に生じる前記構造物の傾斜角とに更に基づいて、前記傾斜度を算出する
請求項1から7のいずれか一項に記載の傾斜度算出装置。
The calculation unit calculates the inclination degree further based on a wind speed obtained by a wind speed sensor and an inclination angle of the structure generated in the structure by wind. The inclination calculation device described.
前記第1の温度センサにより得られた前記第1の部位の温度の測定値及び前記第2の温度センサにより得られた前記第2の部位の温度の測定値に対して遅れ処理を施す遅れ処理部
をさらに備え、
前記算出部は、前記遅れ処理を施すことにより得られた前記第1の部位の温度と前記遅れ処理が施された前記第2の部位の温度との差、及び、前記第1の傾斜センサにより得られた前記傾斜角の測定値に基づいて、前記傾斜度を算出する
請求項1から8のいずれか一項に記載の傾斜度算出装置。
Delay processing for delaying the measured value of the temperature of the first portion obtained by the first temperature sensor and the measured value of the temperature of the second portion obtained by the second temperature sensor More parts,
The calculator calculates a difference between a temperature of the first part obtained by performing the delay process and a temperature of the second part that is subjected to the delay process, and the first inclination sensor. The inclination degree calculating device according to claim 1, wherein the inclination degree is calculated based on the obtained measured value of the inclination angle.
前記遅れ処理は、一次遅れ処理及びむだ時間処理の少なくとも一方を含む
請求項9に記載の傾斜度算出装置。
The gradient calculating device according to claim 9, wherein the delay process includes at least one of a first-order delay process and a dead time process.
前記第1の温度センサと、
前記第2の温度センサと、
前記第1の傾斜センサと
をさらに備える請求項1から10のいずれか一項に記載の傾斜度算出装置。
The first temperature sensor;
The second temperature sensor;
The inclination degree calculating device according to claim 1, further comprising: the first inclination sensor.
請求項1から11のいずれか一項に記載の傾斜度算出装置
を備える構造物。
A structure comprising the inclination degree calculating device according to claim 1.
コンピュータに、
第1の温度センサにより得られた構造物の第1の部位の温度、及び、第2の温度センサにより得られた前記構造物の第2の部位の温度を取得する温度取得部、
第1の傾斜センサにより得られた前記構造物の傾斜角の測定値を取得する傾斜角取得部、
前記第1の部位の温度と前記第2の部位の温度との差及び前記傾斜角の測定値に基づいて、前記構造物の傾斜の程度を示す傾斜度を算出する算出部
として機能させるためのプログラム。
On the computer,
A temperature acquisition unit that acquires the temperature of the first portion of the structure obtained by the first temperature sensor and the temperature of the second portion of the structure obtained by the second temperature sensor,
An inclination angle acquisition unit that acquires a measurement value of the inclination angle of the structure obtained by the first inclination sensor,
To function as a calculator that calculates a degree of inclination indicating the degree of inclination of the structure based on the difference between the temperature of the first portion and the temperature of the second portion and the measured value of the inclination angle. program.
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