JP2023078571A - 輸送振動データ取得方法及びデータロガー - Google Patents

Abstract

【課題】輸送振動を精度良く再現できるＰＳＤの取得を可能にしつつ、当該ＰＳＤの取得に必要なデータ量を削減することが可能な技術を提供する。【解決手段】輸送振動データ取得方法は、瞬時値取得ステップと、第１実効値取得ステップと、ＰＳＤ算出ステップと、規格化ステップと、を備える。瞬時値取得ステップでは、輸送経路内の一部の区間又は輸送時間内の一部の時間帯を対象として振動加速度の瞬時値を取得する。第１実効値取得ステップでは、上記一部の区間又は上記一部の時間帯を対象とした振動加速度の実効値を取得する。ＰＳＤ算出ステップでは、瞬時値取得ステップで取得した振動加速度の瞬時値からＰＳＤ（パワースペクトル密度）を算出する。規格化ステップでは、ＰＳＤ算出ステップで算出したＰＳＤを、第１実効値取得ステップで取得した振動加速度の実効値で規格化する。【選択図】図３

Description

特許法第３０条第２項適用申請有り （１）発行者名 日本包装学会 刊行物名 日本包装学会第３０回年次大会講演予稿集、第９６～９７頁 発行日 令和３年７月１日 （２）集会名 日本包装学会第３０回年次大会 開催日 令和３年７月１日

本発明は、輸送時に生じる振動をデータで取得する技術に関する。

車両、鉄道、航空機などの輸送手段に搭載される輸送物（輸送手段の一部を構成する機器などを含む）には、輸送時に生じる振動（以下、「輸送振動」と称す）が原因で破損することがないように、実施される輸送ごとに対応した耐久性が要求される。具体的には、輸送振動の波形は、実施される輸送ごとに、その輸送で使用される輸送手段の種類や輸送経路の状況（道路の種類など）に応じて変化するため、輸送物には、その輸送物について実施される輸送に対応した耐久性が要求される。

そこで、輸送物に対しては、実施予定の輸送で要求される耐久性を満たしているか否かを評価するための振動試験が行われることが多い。例えば特許文献１では、実際に輸送を行うことで輸送振動を予め計測し、その輸送振動を振動試験機で再現することによって輸送物の耐久性を評価している。具体的には、輸送振動のＰＳＤ（パワースペクトル密度）を予め取得し、そのＰＳＤと同じＰＳＤとなるように振動試験機で振動を作り出すことによって輸送物の耐久性を評価している。

特開２００５－１８１１９５号公報

しかしながら、上述した振動試験での評価精度を高めるためには輸送振動を精度良く再現する必要があり、それを可能にするＰＳＤを取得するためには、実施予定の輸送経路の全体を対象として振動加速度の瞬時値を精度良く計測する必要があった。そして、そのような高い精度での計測を可能にするためには、高性能なセンサを備え、且つ、大容量のデータ保存が可能な高価なデータロガーが必要であった。

そこで本発明の目的は、輸送振動を精度良く再現できるＰＳＤの取得を可能にしつつ、当該ＰＳＤの取得に必要なデータ量を削減することが可能な技術を提供することである。

本発明に係る輸送振動データ取得方法は、瞬時値取得ステップと、第１実効値取得ステップと、ＰＳＤ算出ステップと、規格化ステップと、を備える。瞬時値取得ステップでは、輸送経路内の一部の区間又は輸送時間内の一部の時間帯を対象として振動加速度の瞬時値を取得する。第１実効値取得ステップでは、上記一部の区間又は上記一部の時間帯を対象とした振動加速度の実効値を取得する。ＰＳＤ算出ステップでは、瞬時値取得ステップで取得した振動加速度の瞬時値からＰＳＤ（パワースペクトル密度）を算出する。規格化ステップでは、ＰＳＤ算出ステップで算出したＰＳＤを、第１実効値取得ステップで取得した振動加速度の実効値で規格化する。

本発明者らは、輸送振動データ（振動加速度の瞬時値）の実測及び解析を行うことにより、輸送手段（車両、鉄道、航空機など）が同じであれば、輸送経路の状況（道路の種類など）に拘わらず、ＰＳＤの形状が殆ど同じであるという結果を得ている。そして本発明者らは、その結果から、振動加速度の瞬時値から算出したＰＳＤを、輸送手段を特徴付ける形状の部分と、輸送経路の状況を特徴付ける平均的な大きさ（強度）の部分とに分離することができることを見出した。また、上記の解析により、本発明者らは、ＰＳＤの形状は、輸送経路の一部の区間又は輸送時間の一部の時間帯を対象としたものであっても、輸送経路又は輸送時間の全体を対象としたものと殆ど変わらないという結果も得ている。

そこで、上記輸送振動データ取得方法では、輸送経路内の一部の区間又は輸送時間内の一部の時間帯を対象として、振動加速度の瞬時値及び実効値を取得し、取得した瞬時値からＰＳＤを算出し、且つ、取得した実効値を、輸送経路の状況を特徴付けるＰＳＤの平均的な大きさの部分として用いている。そして、その実効値でＰＳＤを規格化することにより、輸送手段を特徴付けるＰＳＤの形状の部分を抽出することが可能になっている。

このように、上記輸送振動データ取得方法によれば、輸送経路又は輸送時間の全体を対象にしなくても、輸送経路内の一部の区間又は輸送時間内の一部の時間帯を対象として振動加速度の瞬時値及び実効値を取得するだけで、輸送手段（車両、鉄道、航空機など）ごとのＰＳＤの形状を規格化ＰＳＤで特徴付けることができる。

本発明に係るデータロガーは、輸送経路内の一部の区間又は輸送時間内の一部の時間帯を対象として振動加速度の瞬時値を取得する瞬時値取得部と、当該瞬時値取得部が取得した振動加速度の瞬時値が保存される記憶部と、を備える。ここで、瞬時値取得部が取得する振動加速度の瞬時値は、ＰＳＤ（パワースペクトル密度）の算出と、上記一部の区間又は上記一部の時間帯を対象とした振動加速度の実効値によるＰＳＤの規格化とに用いられるものである。

上記データロガーによれば、輸送経路の全体を対象として振動加速度の瞬時値を取得する場合に比べて、記憶部に保存されるデータ量が小さくなる。よって、データロガーの記憶部として、大容量のデータ保存が可能な高価なものを用いる必要がなくなる。

本発明によれば、輸送振動を精度良く再現できるＰＳＤの取得を可能にしつつ、当該ＰＳＤの取得に必要なデータ量を削減することが可能になる。

本発明に係る輸送振動データ取得方法を使用することが可能なシステムの一例を示した概念図である。 実施形態に係る輸送振動データ取得方法を示したフローチャートである。 実施形態での輸送振動データ取得方法の詳細な流れを示した概念図である。 第１変形例に係るデータロガーの構成を示した概念図である。 第１変形例に係る輸送振動データ取得方法を示したフローチャートである。 第１変形例での輸送振動データ取得方法の詳細な流れを示した概念図である。

［１］システムの全体構成
図１は、本発明に係る輸送振動データ取得方法を使用することが可能なシステムの一例を示した概念図である。図１の例では、データロガー１と、演算処理装置２と、がシステムに含まれている。以下、各装置の構成について具体的に説明する。

＜データロガー＞
データロガー１は、計測部１１と、記憶部１２と、通信部１３と、制御部１４と、を有する。

計測部１１は、輸送物に関連する各種物理量を計測するためのセンサを含んだ部分であり、少なくとも加速度センサ１１１を含んでいる。ここで、加速度センサ１１１は、並進方向の輸送振動（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向のうちの少なくとも何れか１つの軸方向についての輸送振動）を表す物理量として輸送物に生じた加速度（以下、「振動加速度」と称す）を計測するセンサである。即ち、加速度センサ１１１は、データロガー１において、振動加速度の瞬時値Ａｃを取得する瞬時値取得部として機能する。尚、計測部１１には、回転方向の輸送振動（ロール方向、ピッチ方向、ヨー方向のうちの少なくとも何れか１つの方向についての輸送振動）を表す物理量として輸送物に生じた角速度を計測する角速度センサが含まれていてもよい。また、計測部１１には、ＧＰＳセンサ、温度センサ、湿度センサ、気圧センサ、地磁気センサ、照度センサなど、振動を表す物理量（振動加速度や角速度）以外の物理量を計測する各種センサが含まれていてもよい。

記憶部１２は、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリを含んだ部分であり、記憶部１２には、加速度センサ１１１が計測した振動加速度の瞬時値Ａｃと、後述する制御部１４での演算によって得られた振動加速度の実効値Ａｄとが保存される。更に、後述する第１変形例では、輸送速度の平均値Ｖａや振動加速度の最大値Ａｍなども記憶部１２に保存される。尚、記憶部１２には、計測部１１での計測が可能な他の各種物理量や、当該他の物理量に演算を施すことで得られる各種演算値なども、適宜保存されてもよい。

通信部１３は、無線又は有線で演算処理装置２と通信を行う部分である。

制御部１４は、ＭＰＵ（Micro-Processing Unit）などの処理装置を含んだ部分であり、各種処理を実行することができる。具体的には、制御部１４は、加速度センサ１１１で計測された振動加速度の瞬時値Ａｃを、これに計測時の時刻を対応付けて記憶部１２に保存する（保存処理）。また、制御部１４は、所定区間ごとに、その所定区間内で加速度センサ１１１が計測した振動加速度の瞬時値Ａｃを用いて演算を行うことにより、当該所定区間を対象とした振動加速度の実効値Ａｄを算出する（演算処理）。そして、制御部１４は、算出した実効値Ａｄを記憶部１２に保存する（保存処理）。このように制御部１４は、データロガー１において、振動加速度の実効値Ａｄを取得する実効値取得部として機能することができる。更に、制御部１４は、記憶部１２に保存されているデータ（振動加速度の瞬時値Ａｃや実効値Ａｄなど）を、演算処理装置２からの要求に応じて記憶部１２から読み出し、通信部１３を通じて演算処理装置２へ送信する（送信処理）。

尚、制御部１４は、所定区間に代えて所定時間ごとに、その所定時間内で加速度センサ１１１が計測した振動加速度の瞬時値Ａｃを用いて演算を行うことにより、当該所定時間を対象とした振動加速度の実効値Ａｄを算出してもよい。

このように制御部１４で実行される各種処理（保存処理、演算処理、送信処理を含む）は、制御部１４にプログラムを実行させることによって実現される。そして、そのようなプログラムは、携帯可能な記憶媒体（例えば、フラッシュメモリなど）に読取可能な状態で保存されてもよいし、サーバなどにダウンロード可能に保存されてもよい。尚、上記の各種処理は、制御部１４内に回路を構築することによって実現されてもよい。

＜演算処理装置＞
演算処理装置２は、スマートフォンやＰＣなどの処理装置であり、各種処理を実行することができる。具体的には、演算処理装置２は、データロガー１から受信した振動加速度の瞬時値Ａｃを用いてＰＳＤ（パワースペクトル密度）を算出する（ＰＳＤ算出処理）。また、演算処理装置２は、後述する第１実効値取得処理、規格化処理、第２実効値取得処理、及びＰＳＤ推定処理なども実行することができる。

このように演算処理装置２で実行される各種処理（ＰＳＤ算出処理、第１実効値取得処理、規格化処理、第２実効値取得処理、ＰＳＤ推定処理を含む）は、演算処理装置２にプログラムを実行させることによって実現される。より具体的には、各種処理は、プログラムの実行によってソフトウェアで構築された各種処理部（ＰＳＤ算出処理部２１、第１実効値取得処理部２２、規格化処理部２３、第２実効値取得処理部２４、及びＰＳＤ推定処理部２５を含む）によって実現される（図１参照）。そして、そのようなプログラムは、携帯可能な記憶媒体（例えば、フラッシュメモリなど）に読取可能な状態で保存されてもよいし、サーバなどにダウンロード可能に保存されてもよい。尚、上記の各種処理は、演算処理装置２内に回路を構築することによって実現されてもよい。

ここで、輸送振動のＰＳＤ（即ち、振動加速度の瞬時値Ａｃから算出されたＰＳＤ）は、輸送振動に対する輸送物の耐久性を評価するための振動試験において、輸送振動を再現する際に用いられる。しかし、振動試験での評価精度を高めるためには輸送振動を精度良く再現する必要があり、それを可能にするＰＳＤを取得するためには、従来は、実施予定の輸送経路の全体を対象として振動加速度の瞬時値Ａｃをデータロガー１で精度良く計測する必要があった。そして、そのような高い精度での計測を可能にするためには、データロガー１として、高性能なセンサを備え、且つ、大容量のデータ保存が可能な高価なものが必要であった。

そこで本発明者らは、上述したシステムにおいて、輸送振動を精度良く再現できるＰＳＤの取得を可能にしつつ、当該ＰＳＤの取得に必要なデータ量を削減することが可能な輸送振動データ取得方法及びデータロガー１を提案する。

ここで、本発明者らは、輸送振動データ（振動加速度の瞬時値Ａｃ）の実測及び解析を行うことにより、輸送手段（車両、鉄道、航空機など）が同じであれば、輸送経路の状況（道路の種類など）に拘わらず、ＰＳＤの形状が殆ど同じであるという結果を得ている。そして本発明者らは、その結果から、振動加速度の瞬時値Ａｃから算出したＰＳＤを、輸送手段を特徴付ける形状の部分と、輸送経路の状況を特徴付ける平均的な大きさ（強度）の部分とに分離することができることを見出した。また、上記の解析により、本発明者らは、ＰＳＤの形状は、輸送経路の一部の区間又は輸送時間の一部の時間帯を対象としたものであっても、輸送経路又は輸送時間の全体を対象としたものと殆ど変わらないという結果も得ている。そして、それらの結果が、本発明者らが提案する輸送振動データ取得方法及びデータロガー１には利用されている。以下、それらの実施形態及び変形例について具体的に説明する。

［２］輸送振動データ取得方法及びデータロガー
［２－１］実施形態
図２は、実施形態に係る輸送振動データ取得方法を示したフローチャートである。また、図３は、本実施形態での輸送振動データ取得方法の詳細な流れを示した概念図である。本実施形態の輸送振動データ取得方法には、データロガー１を用いて行うステップとして、瞬時値取得ステップが含まれている。また、輸送振動データ取得方法には、演算処理装置２を用いて行うステップとして、ＰＳＤ算出ステップと、第１実効値取得ステップと、規格化ステップと、第２実効値取得ステップと、ＰＳＤ推定ステップと、が含まれている。以下、各ステップについて具体的に説明する。

瞬時値取得ステップでは、実施予定である輸送経路内の一部の区間を対象として振動加速度の瞬時値Ａｃを取得する。具体的には、当該一部の区間を対象として、データロガー１の加速度センサ１１１によって振動加速度の瞬時値Ａｃが計測され、その瞬時値Ａｃが、データロガー１の記憶部１２に保存される（保存処理）。より具体的には、以下のとおりである。

先ず、データロガー１では、輸送経路の全体に亘って、所定区間ごとに、その所定区間内で加速度センサ１１１によって計測された振動加速度の瞬時値Ａｃに基づいて、当該所定区間を対象とした振動加速度の実効値Ａｄが算出され、その実効値Ａｄが記憶部１２に保存される。具体的には、データロガー１の制御部１４が、所定区間ごとに、その所定区間内で加速度センサ１１１が計測した振動加速度の瞬時値Ａｃを用いて演算を行うことにより、当該所定区間を対象とした振動加速度の実効値Ａｄを算出し（演算処理）、その実効値Ａｄを記憶部１２に保存する（保存処理）。そして、記憶部１２に保存された実効値Ａｄは、後述する第２実効値取得ステップにおいて、輸送経路（又は輸送時間）の全体を対象とした振動加速度の実効値Ａｄ２を算出する際に用いられる。尚、特に限定されるものではないが、所定区間として、例えば輸送経路内での１分間の移動に相当する区間が用いられる。

そして瞬時値取得ステップでは、上述した所定区間のうちの何れか１つ又は幾つかの所定区間だけを対象（一部の区間）として、加速度センサ１１１によって計測された振動加速度の瞬時値Ａｃが記憶部１２に保存される。尚、後述する図３や図６の例では、後者の場合（即ち、幾つかの所定区間を対象として、振動加速度の瞬時値Ａｃが記憶部１２に保存される場合）が示されている。このように、瞬時値取得ステップでの瞬時値Ａｃの取得に用いられる区間は、各実効値Ａｄの算出に用いられる区間（即ち、所定区間）と一致していなくてもよい。

このような瞬時値取得ステップによれば、輸送経路の全体を対象として振動加速度の瞬時値Ａｃを取得する場合に比べて、記憶部１２に保存されるデータ量が小さくなる。よって、データロガー１の記憶部１２として、大容量のデータ保存が可能な高価なものを用いる必要がなくなる。

尚、データロガー１では、輸送時間の全体に亘って、所定時間ごとに当該所定時間を対象とした振動加速度の実効値Ａｄが算出され、その実効値Ａｄが記憶部１２に保存されてもよい。この場合、瞬時値取得ステップでは、輸送経路内の一部の区間を対象とすることに代えて、予定されている輸送時間内の一部の時間帯（上記所定時間のうちの何れか１つ又は幾つかの所定時間）を対象として振動加速度の瞬時値Ａｃを取得してもよい。

ＰＳＤ算出ステップでは、瞬時値取得ステップで取得した振動加速度の瞬時値ＡｃからＰＳＤを算出する。具体的には、演算処理装置２が、輸送経路内の一部の区間（又は輸送時間内の一部の時間帯）を対象としてデータロガー１の記憶部１２に保存された振動加速度の瞬時値Ａｃを用いてＰＳＤを算出する（ＰＳＤ算出処理）。

第１実効値取得ステップでは、瞬時値取得ステップで対象とされた区間と同じ区間（又は、瞬時値取得ステップで対象とされた時間帯と同じ時間帯）を対象とした振動加速度の実効値Ａｄ１を取得する。具体的には、演算処理装置２が、輸送経路内の一部の区間（又は輸送時間内の一部の時間帯）を対象としてデータロガー１の記憶部１２に保存された振動加速度の瞬時値Ａｃを用いて演算を行うことにより、瞬時値取得ステップで対象とされた区間と同じ区間（又は、瞬時値取得ステップで対象とされた時間帯と同じ時間帯）を対象とした振動加速度の実効値Ａｄ１を算出する（第１実効値取得処理）。

規格化ステップでは、ＰＳＤ算出ステップで算出したＰＳＤを、第１実効値取得ステップで取得した振動加速度の実効値Ａｄ１で規格化する。具体的には、演算処理装置２が、ＰＳＤ算出ステップで算出したＰＳＤを、実効値Ａｄ１を２乗したもので除することによって規格化する（規格化処理）。

ここで本発明者らは、上述したように、振動加速度の瞬時値Ａｃから算出したＰＳＤを、輸送手段を特徴付ける形状の部分と、輸送経路の状況を特徴付ける平均的な大きさ（強度）の部分とに分離することができることを見出した。そして本実施形態では、この結果に鑑みて、第１実効値取得ステップで取得した実効値Ａｄ１を、ＰＳＤ算出ステップで算出したＰＳＤの平均的な大きさの部分（輸送経路の状況を特徴付ける部分）として用い、その実効値Ａｄ１でＰＳＤを規格することにより、当該ＰＳＤの形状の部分（輸送手段を特徴付ける部分）を抽出することが可能になっている。

また本発明者らは、ＰＳＤの形状は、輸送経路の一部の区間（又は輸送時間の一部の時間帯）を対象としたものであっても、輸送経路（又は輸送時間）の全体を対象としたものと殆ど変わらないという結果も得ている。従って、輸送経路（又は輸送時間）の全体を対象にしなくても、本実施形態のように輸送経路内の一部の区間（又は輸送時間内の一部の時間帯）を対象として振動加速度の瞬時値Ａｃ及び実効値Ａｄ１を取得するだけで、輸送手段（車両、鉄道、航空機など）ごとのＰＳＤの形状を、規格化したＰＳＤ（以下、「規格化ＰＳＤ」と称す）で特徴付けることができる。

一方、輸送経路の状況は、輸送経路（又は輸送時間）に応じて変化するものであり、輸送経路（又は輸送時間）に対応するＰＳＤの平均的な大きさ（強度）の部分によって特徴付けられる。そして、ＰＳＤが、輸送手段を特徴付ける形状の部分（規格化ＰＳＤ）と、輸送経路の状況を特徴付ける平均的な大きさ（強度）の部分とに分離可能であり、且つ、規格化ＰＳＤが、輸送経路の一部の区間（又は輸送時間の一部の時間帯）を対象としたものであっても、輸送経路（又は輸送時間）の全体を対象としたものと殆ど変わらない、ということに鑑みれば、輸送経路の状況を特徴付けるＰＳＤの平均的な大きさ（強度）の部分として、輸送経路（又は輸送時間）の全体を対象としたものを取得し、それを規格化ＰＳＤに反映させることにより、輸送経路（又は輸送時間）の全体を対象としたＰＳＤを精度良く推定することが可能になる。

そこで、第２実効値取得ステップでは、輸送経路（又は輸送時間）の全体を対象としたＰＳＤの平均的な大きさ（強度）の部分として、輸送経路（又は輸送時間）の全体を対象とした振動加速度の実効値Ａｄ２を取得する。具体的には、演算処理装置２が、輸送経路（又は輸送時間）の全体に亘って所定区間（又は所定時間）ごとにデータロガー１の記憶部１２に保存された振動加速度の実効値Ａｄを用いて、先ず、それらの実効値Ａｄをそれぞれ２乗したものを足し合わせることにより、当該実効値Ａｄについての２乗の総和を求める。次に、演算処理装置２は、その総和を実効値Ａｄのデータ数で除し、それで得られた値の平方根を、輸送経路（又は輸送時間）の全体を対象とした振動加速度の実効値Ａｄ２として求める（第２実効値取得処理）。このとき、記憶部１２に保存されている振動加速度の実効値Ａｄのうちの所定の閾値より小さいものは、実効値Ａｄ２の算出に使用する実効値Ａｄから除外されてもよい。ここで、所定の閾値は、実効値Ａｄのうち、対象とする区間（又は時間帯）において輸送手段が停止していた又は頻繁に停止したが故に値が小さくなってしまったものを除去できるように設定される。

そして、ＰＳＤ推定ステップでは、第２実効値取得ステップで取得した振動加速度の実効値Ａｄ２を、規格化ＰＳＤに乗じることにより、輸送経路（又は輸送時間）の全体を対象としたＰＳＤを推定する。具体的には、演算処理装置２が、実効値Ａｄ２を２乗したものを規格化ＰＳＤに乗じることにより、輸送経路（又は輸送時間）の全体を対象としたＰＳＤを推定する（ＰＳＤ推定処理）。

このような輸送振動データ取得方法によれば、輸送振動を精度良く再現できるＰＳＤの取得を可能にしつつ、当該ＰＳＤの取得に必要なデータ量を削減することが可能になる。

［２－２］変形例
［２－２－１］第１変形例
上述した実施形態において、輸送経路（又は輸送時間）の全体を対象とした振動加速度の実効値Ａｄ２は、実測によって取得する場合に限らず、予測によって取得することも可能である。以下、この変形例について具体的に説明する。

図４は、第１変形例に係るデータロガー１の構成を示した概念図である。本変形例のデータロガー１において、計測部１１は、ＧＰＳセンサ１１２を更に含んでいる。

図５は、第１変形例に係る輸送振動データ取得方法を示したフローチャートである。また、図６は、本変形例での輸送振動データ取得方法の詳細な流れを示した概念図である。本変形例の輸送振動データ取得方法には、データロガー１を用いて行うステップとして、瞬時値取得ステップに加えて、更に、平均値取得ステップと、最大値取得ステップと、が含まれている。また、演算処理装置２を用いて行う各種ステップのうちの第２実効値取得ステップには、モデル作成ステップと、実効値予測ステップと、実効値算出ステップと、が含まれている。以下、各ステップについて具体的に説明する。

平均値取得ステップでは、輸送経路の全体に亘って、所定区間ごとに当該所定区間を対象とした輸送速度の平均値Ｖａを取得する。具体的には、データロガー１の制御部１４が、所定区間ごとに、その所定区間内でＧＰＳセンサ１１２が得たＧＰＳ情報を用いて演算を行うことにより、当該所定区間を対象とした輸送速度の平均値Ｖａを算出し（演算処理）、その平均値Ｖａを記憶部１２に保存する（保存処理）。尚、平均値取得ステップでは、輸送時間の全体に亘って、所定時間ごとに当該所定時間を対象とした輸送速度の平均値Ｖａを取得してもよい。

最大値取得ステップでは、輸送経路の全体に亘って、所定区間ごとに当該所定区間内での振動加速度の最大値Ａｍを取得する。具体的には、データロガー１の制御部１４が、所定区間ごとに、その所定区間内で加速度センサ１１１が計測した振動加速度の瞬時値Ａｃの絶対値から最大のものを抽出することにより、当該所定区間内での振動加速度の最大値Ａｍを取得し（演算処理）、その最大値Ａｍを記憶部１２に保存する（保存処理）。尚、最大値取得ステップでは、輸送時間の全体に亘って、所定時間ごとに当該所定時間内での振動加速度の最大値Ａｍを取得してもよい。

本変形例においては、所定区間（又は所定時間）ごとに振動加速度の瞬時値Ａｃから振動加速度の実効値Ａｄを算出すること（上述した実施形態での実効値Ａｄの取得方法）に代えて、上記の平均値Ｖａ及び最大値Ａｍを用いて、後述する予測モデルの作成（モデル作成ステップ）と、当該予測モデルを用いた実効値Ａｄの予測（実効値予測ステップ）とを行う。従って、本変形例のデータロガー１においては、所定区間（又は所定時間）ごとに振動加速度の実効値Ａｄを算出したり、それを記憶部１２に保存したりする必要がない。

そして、記憶部１２に保存された平均値Ｖａ及び最大値Ａｍのうちの、瞬時値取得ステップで対象とされた区間と同じ区間（又は、瞬時値取得ステップで対象とされた時間帯と同じ時間帯）内にて所定区間（又は所定時間）ごとに得られた平均値Ｖａ１及び最大値Ａｍ１は、後述するモデル作成ステップにて用いられる。従って、平均値取得ステップには、瞬時値取得ステップで対象とされた区間と同じ区間（又は、瞬時値取得ステップで対象とされた時間帯と同じ時間帯）を対象とした輸送速度の平均値Ｖａ１を取得するステップ（特許請求の範囲に記載の「第１平均値取得ステップ」に相当）が含まれていることになる。また、最大値取得ステップには、瞬時値取得ステップで対象とされた区間と同じ区間（又は、瞬時値取得ステップで対象とされた時間帯と同じ時間帯）を対象とした振動加速度の最大値Ａｍ１を取得するステップ（特許請求の範囲に記載の「第１最大値取得ステップ」に相当）が含まれていることになる。

更に、記憶部１２に保存された平均値Ｖａ及び最大値Ａｍのうちの、輸送経路内のおける瞬時値取得ステップで対象とされた区間以外の他の区間（又は、輸送時間内における瞬時値取得ステップで対象とされた時間帯以外の他の時間帯）内にて所定区間（又は所定時間）ごとに得られた平均値Ｖａ２及び最大値Ａｍ２は、後述する実効値予測ステップにて用いられる。従って、平均値取得ステップには、上記他の区間（又は、上記他の時間帯）を対象とした輸送速度の平均値Ｖａ２を取得するステップ（特許請求の範囲に記載の「第２平均値取得ステップ」に相当）が含まれていることになる。また、最大値取得ステップには、上記他の区間（又は、上記他の時間帯）を対象とした振動加速度の最大値Ａｍ２を取得するステップ（特許請求の範囲に記載の「第２最大値取得ステップ」に相当）が含まれていることになる。

モデル作成ステップでは、瞬時値取得ステップで取得した振動加速度の瞬時値Ａｃと、平均値取得ステップ（第１平均値取得ステップ）で取得した輸送速度の平均値Ｖａ１と、最大値取得ステップ（第１最大値取得ステップ）で取得した振動加速度の最大値Ａｍ１とに基づいて、予測モデルを作成する。具体的には、演算処理装置２が、輸送経路内の一部の区間（又は輸送時間内の一部の時間帯）を対象としてデータロガー１の記憶部１２に保存された振動加速度の瞬時値Ａｃ、輸送速度の平均値Ｖａ１、及び振動加速度の最大値Ａｍ１を用いて、予測モデルを作成する（モデル作成処理）。ここで、予測モデルは、他の区間（又は他の時間帯）を対象とした振動加速度の実効値Ａｄを、当該他の区間（又は他の時間帯）で得られた輸送速度の平均値Ｖａ２及び振動加速度の最大値Ａｍ２から予測するためのモデルであり、例えば回帰分析（線形回帰分析やサポートベクター回帰分析など）を用いて、瞬時値Ａｃ、平均値Ｖａ１、及び最大値Ａｍ１から作成される。

より具体的には、瞬時値取得ステップで取得した振動加速度の瞬時値Ａｃ（即ち、データロガー１の記憶部１２に保存されている瞬時値Ａｃ）から、輸送経路内の一部の区間（又は輸送時間内の一部の時間帯）における所定区間（又は所定時間）ごとの振動加速度の実効値Ａｄを算出する（図６参照）。そして、算出した実効値Ａｄと、平均値取得ステップ及び最大値取得ステップで取得した平均値Ｖａ１及び最大値Ａｍ１（即ち、記憶部１２に保存されている平均値Ｖａ１及び最大値Ａｍ１）のうちの、上記一部の区間と同じ区間内（又は一部の時間帯と同じ時間帯内）にて所定区間（又は所定時間）ごとに得られたものとを用いて、予測モデルを作成する。

実効値予測ステップでは、モデル作成ステップで作成した予測モデルを用いて、上記他の区間（又は他の時間帯）内における所定区間（又は所定時間）ごとに、平均値取得ステップ（第２平均値取得ステップ）で取得した輸送速度の平均値Ｖａ２と、最大値取得ステップ（第２最大値取得ステップ）で取得した振動加速度の最大値Ａｍ２とから、当該所定区間（又は所定時間）を対象とした振動加速度の実効値Ａｄを予測する。具体的には、演算処理装置２が、モデル作成ステップで作成した予測モデルを用いて、他の区間（又は他の時間帯）内における所定区間（又は所定時間）ごとに、データロガー１の記憶部１２に保存されている平均値Ｖａ２及び実効値Ａｄ２から振動加速度の実効値Ａｄを予測する（実効値予測処理）。

実効値算出ステップでは、瞬時値取得ステップで取得した振動加速度の瞬時値Ａｃから得られる所定区間（又は所定時間）ごとの振動加速度の実効値Ａｄと、実効値予測ステップで予測した所定区間（又は所定時間）ごとの振動加速度の実効値Ａｄとに基づいて、輸送経路（又は輸送時間）の全体を対象とした振動加速度の実効値Ａｄ２を算出する（図６参照）。具体的には、演算処理装置２が、データロガー１の記憶部１２に保存されている振動加速度の瞬時値Ａｃから算出した所定区間（又は所定時間）ごとの振動加速度の実効値Ａｄと、実効値予測ステップで予測した所定区間（又は所定時間）ごとの振動加速度の実効値Ａｄとを用いて、先ず、それらの実効値Ａｄをそれぞれ２乗したものを足し合わせることにより、当該実効値Ａｄについての２乗の総和を求める。次に、演算処理装置２は、その総和を実効値Ａｄのデータ数で除し、それで得た値の平方根を、輸送経路（又は輸送時間）の全体を対象とした振動加速度の実効値Ａｄ２として求める（実効値算出処理）。このとき、実効値予測ステップで予測された振動加速度の実効値Ａｄのうちの、当該実効値Ａｄ自体が所定の閾値より小さいもの、或いは、当該実効値Ａｄの予測に用いられた輸送速度の平均値Ｖａが所定の閾値より小さいものは、実効値Ａｄ２の算出に使用する実効値Ａｄから除外されてもよい。ここで、所定の閾値は、実効値Ａｄのうち、対象とする区間（又は時間帯）において輸送手段が停止していた又は頻繁に停止したが故に値が小さくなってしまったものを除去できるように設定される。

このような輸送振動データ取得方法によれば、輸送経路（又は輸送時間）の全体を対象にして振動加速度の実効値Ａｄを実測しなくても、作成した予測モデルを用いて他の区間（又は他の時間帯）を対象とした振動加速度の実効値Ａｄを予測することができ、その結果として、輸送経路（又は輸送時間）の全体を対象とした振動加速度の実効値Ａｄ２を得ることが可能になる。

［２－２－２］第２変形例
上述した規格化ステップで得られる規格化ＰＳＤは、輸送経路（又は輸送時間）の全体を対象としたＰＳＤを推定する用途に限らず、別の用途で用いられてもよい。ここで、規格化ＰＳＤは、輸送手段（車両、鉄道、航空機など）を特徴付けるＰＳＤの形状の部分が抽出されたものであり、輸送手段ごとに異なっている。従って、そのような規格化ＰＳＤの特性に鑑みて、例えば次のような用途に用いることができる。即ち、２つの輸送振動データについて、それらの規格化ＰＳＤを比較することにより、同じ輸送手段についてのデータであるのか否かを判断することができる。

一例として、特定の輸送手段を用いたときの輸送振動データから規格化ＰＳＤを取得することができた場合、その規格化ＰＳＤを基準として、他の輸送振動データから得られる規格化ＰＳＤを比較することにより、当該他の輸送振動データが特定の輸送手段と同じ輸送手段を用いたときのものであるのか否かを判断することができる。より具体的には、基準となる規格化ＰＳＤと、他の輸送振動データから得られた規格化ＰＳＤとの差分を求め、その差分を周波数で積分する。次に、その積分で得た値を、基準となる規格化ＰＳＤを周波数で積分して得た値で除することにより、２つの規格化ＰＳＤの違いを数値化する。そして、２つの規格化ＰＳＤの違いを数値化したものが、所定の閾値より小さい場合には、他の輸送振動データが特定の輸送手段と同じ輸送手段を用いたときのものであると判断する。逆に、所定の閾値より大きい場合には、他の輸送振動データは特定の輸送手段と同じ輸送手段を用いたときのものではないと判断する。

このような規格化ＰＳＤの利用方法によれば、一連の輸送において輸送手段が途中で変更された場合でも、適宜、規格化ＰＳＤを比較することにより、輸送手段の変更を検出することが可能になる。

［２－２－３］他の変形例
上述した演算処理装置２で実行される各種ステップは、データロガー１の制御部１４にて実行されてもよい。

また、上述したシステム（図１参照）において、データロガー１は、複数設けられていてもよく、それらのデータロガー１に、振動加速度の瞬時値Ａｃを取得する機能、振動加速度の実効値Ａｄを取得する機能、輸送速度の平均値Ｖａを取得する機能、振動加速度の最大値Ａｍを取得する機能などを分担させてもよい。

上述の実施形態や変形例の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態や変形例ではなく、特許請求の範囲によって示される。更に、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

また、上述の実施形態や変形例からは、発明の対象として、上述した輸送振動データ取得方法やデータロガー１に限らず、演算処理装置２やシステム、更には、データロガー１や演算処理装置２で実行されるプログラムなどが抽出されてもよいし、輸送振動データ取得方法を構成するステップの一部などが抽出されてもよい。

１ データロガー
２ 演算処理装置
１１ 計測部
１２ 記憶部
１３ 通信部
１４ 制御部
２１ ＰＳＤ算出処理部
２２ 第１実効値取得処理部
２３ 規格化処理部
２４ 第２実効値取得処理部
２５ ＰＳＤ推定処理部
１１１ 加速度センサ
１１２ ＧＰＳセンサ
Ａｃ 瞬時値
Ａｄ、Ａｄ１、Ａｄ２ 実効値
Ａｍ、Ａｍ１、Ａｍ２ 最大値
Ｖａ、Ｖａ１、Ｖａ２ 平均値

Claims (5)

1. 輸送経路内の一部の区間又は輸送時間内の一部の時間帯を対象として振動加速度の瞬時値を取得する瞬時値取得ステップと、
   前記一部の区間又は前記一部の時間帯を対象とした振動加速度の実効値を取得する第１実効値取得ステップと、
   前記瞬時値取得ステップで取得した前記振動加速度の瞬時値からＰＳＤ（パワースペクトル密度）を算出するＰＳＤ算出ステップと、
   前記ＰＳＤ算出ステップで算出した前記ＰＳＤを、前記第１実効値取得ステップで取得した前記振動加速度の実効値で規格化する規格化ステップと、
   を備える、輸送振動データ取得方法。
2. 前記輸送経路又は前記輸送時間の全体を対象とした振動加速度の実効値を取得する第２実効値取得ステップと、
   前記規格化ステップで規格化した前記ＰＳＤに、前記第２実効値取得ステップで取得した前記振動加速度の実効値を乗じることにより、前記輸送経路又は前記輸送時間の全体を対象としたＰＳＤを推定するＰＳＤ推定ステップと、
   を更に備える、請求項１に記載の輸送振動データ取得方法。
3. 前記一部の区間又は前記一部の時間帯を対象とした輸送速度の平均値を取得する第１平均値取得ステップと、
   前記一部の区間又は前記一部の時間帯を対象とした振動加速度の最大値を取得する第１最大値取得ステップと、
   前記輸送経路内における前記一部の区間以外の他の区間又は前記一部の時間帯以外の他の時間帯を対象とした輸送速度の平均値を取得する第２平均値取得ステップと、
   前記他の区間又は前記他の時間帯を対象とした振動加速度の最大値を取得する第２最大値取得ステップと、
   を更に備え、
   前記第２実効値取得ステップは、
   前記瞬時値取得ステップで取得した前記振動加速度の瞬時値と、前記第１平均値取得ステップで取得した前記輸送速度の平均値と、前記第１最大値取得ステップで取得した前記振動加速度の最大値とに基づいて、前記他の区間又は前記他の時間帯を対象とした振動加速度の実効値を予測するための予測モデルを作成するモデル作成ステップと、
   前記モデル作成ステップで作成した予測モデルを用いて、前記第２平均値取得ステップで取得した前記輸送速度の平均値と、前記第２最大値取得ステップで取得した前記振動加速度の最大値とから、前記他の区間又は前記他の時間帯を対象とした前記振動加速度の実効値を予測する実効値予測ステップと、
   前記瞬時値取得ステップで取得した前記振動加速度の瞬時値から得られる当該振動加速度の実効値と、前記実効値予測ステップで予測した前記振動加速度の実効値とに基づいて、前記輸送経路又は前記輸送時間の全体を対象とした振動加速度の実効値を算出する実効値算出ステップと、
   を含む、請求項２に記載の輸送振動データ取得方法。
4. 輸送経路内の一部の区間又は輸送時間内の一部の時間帯を対象として振動加速度の瞬時値を取得する瞬時値取得部と、
   前記瞬時値取得部が取得した前記振動加速度の瞬時値が保存される記憶部と、
   を備え、
   前記瞬時値取得部が取得する前記振動加速度の瞬時値は、ＰＳＤ（パワースペクトル密度）の算出と、前記一部の区間又は前記一部の時間帯を対象とした振動加速度の実効値による前記ＰＳＤの規格化とに用いられるものである、データロガー。
5. 前記輸送経路又は前記輸送時間の全体に亘って、所定区間ごとに当該所定区間を対象とした振動加速度の実効値を取得し、又は、所定時間ごとに当該所定時間を対象とした振動加速度の実効値を取得する実効値取得部
   を更に備え、
   前記記憶部には、前記瞬時値取得部が取得した前記振動加速度の瞬時値に加えて、前記実効値取得部が取得した前記振動加速度の実効値が更に保存され、
   前記実効値取得部が取得する前記振動加速度の実効値は、前記輸送経路又は前記輸送時間の全体を対象とした振動加速度の実効値の算出と、規格化された前記ＰＳＤに当該実効値を乗じることによる、前記輸送経路又は前記輸送時間の全体を対象としたＰＳＤの推定とに用いられるものである、請求項４に記載のデータロガー。

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