JP2023539616A - センサネットワークに基づく分析及び/又は予測方法、並びに遠隔監視センサ装置 - Google Patents
センサネットワークに基づく分析及び/又は予測方法、並びに遠隔監視センサ装置 Download PDFInfo
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Description
本発明の目的は、特に、自然災害防止及び/又は自然災害からの保護に関して有利な特性を有する一般的な方法及び/又は一般的な装置を提供することである。この目的は、本発明によれば、請求項1、21、43、及び44の特徴によって達成され、本発明の有利な実装形態及び更なる発展形態は、従属請求項から収集することができる。
外部分析及び/又は予測ユニットにおいて、屋外センサネットワークの分散配置されたセンサモジュールから、電子センサデータを受信及び収集することであって、センサデータが、少なくとも屋外腐食測定データ及び/又はロープ力センサデータを含み、センサデータが、少なくとも対流圏測定データを含み、少なくとも1つの対流圏測定データセットが、特に地理的に、各屋外腐食測定データセットに割り当てられている、電子センサデータを受信及び収集することと、
屋外センサネットワークの受信したセンサデータを、外部分析及び/又は予測ユニットの、特に集中又は分散配置されたメモリユニット、例えば、外部分析及び/又は予測ユニットの、特に集中又は分散配置された電子(揮発性又は不揮発性の)データ記憶媒体、あるいは外部分析及び/又は予測ユニットの、特に集中又は分散配置された磁気記憶媒体、に記憶することと、
外部分析及び/又は予測ユニットが、屋外センサネットワークのセンサモジュールのそれぞれの適用エリアにおける自然災害リスクの判定のために、受信した、特に記憶された、屋外センサネットワークのセンサデータを分析することであって、屋外腐食測定データ及び対流圏測定データとは異なる、適用エリアに関する少なくとも1つの更なる情報が、自然災害リスクの判定のための分析に直接組み込まれる、分析することと、
外部分析及び/又は予測ユニットによって判定された自然災害リスクを、特に許可された、ユーザグループに提供することと、の方法ステップを含む。
少なくとも1つの方法ステップ182において、屋外センサネットワーク12のセンサモジュール10、10’、10”は、自然災害安全対策の前に、又は計画された建築対策の前に、適用エリア20に設置される。本明細書では、屋外センサネットワーク12のセンサモジュール10、10’、10”は、自然災害安全対策の局所的必要性を判定するために、これまで自然災害安全対策が施されていなかった適用エリア20の周囲、例えば斜面94に設置することができる。代替的又は追加的に、少なくとも1つの更なる方法ステップ184において、屋外センサネットワーク12のセンサモジュール10、10’、10”は、既に構築された建造物24として実装された適用エリア20に設置される。本明細書では、屋外センサネットワーク12のセンサモジュール10、10’、10”は、建造物24に、特に建造物24のロープ56に固定されている。
12 屋外センサネットワーク
14 分析及び/又は予測ユニット
16 メモリユニット
18 ユーザグループ
20 適用エリア
22 方法ステップ
24 建造物
26 方法ステップ
28 衝撃センサ
30 ロープ力センサ
32 自然災害防止設備
34 ドローン
36 遠隔監視センサ装置
38 屋外腐食センサ
40 周囲センサ
42 通信ユニット
44 センサモジュールハウジング
46 外部カメラ
48 起動及び/又は停止要素
50 加速度センサ
52 向きセンサ
54 ひずみゲージ
56 ロープ
58 電荷蓄積器
60 電流計
62 蓄電池
64 事前分析ユニット
66 計算ユニット
68 環境発電ユニット
70 セットアップモジュール
72 外部セットアップ装置
74 セットアップ要素
76 落石バリア
78 雪崩防御物
80 落石カーテン
82 斜面固定物
84 土石流バリア
86 仮設防護柵
88 プロセッサユニット
90 センサネットワークの外部のデータベース
92 表示装置
94 斜面
96 吊り橋
98 スタジアム屋根アンカー
100 風車アンカー
102 ファサードアンカー
104 ロープ受け要素
106 引張要素
108 更なる引張要素
110 凹部
112 電極
114 電極
116 端部キャップ
118 端部キャップ
120 上側
122 周囲センサユニット
124 エネルギー蓄積ユニット
126 重力方向
128 ロープ接触要素
130 下側
132 長手方向
134 セットアッププロセス
136 起動及び/又は停止面
138 セットアップステップ
140 セットアップステップ
142 セットアップステップ
144 セットアップステップ
146 セットアップステップ
148 セットアップステップ
150 方法ステップ
152 方法ステップ
154 方法ステップ
156 方法ステップ
158 方法ステップ
160 方法ステップ
162 方法ステップ
164 方法サブステップ
166 方法サブステップ
168 方法サブステップ
170 方法ステップ
172 方法ステップ
174 方法ステップ
176 方法ステップ
178 方法ステップ
180 方法ステップ
182 方法ステップ
184 方法ステップ
186 方法ステップ
188 方法ステップ
190 方法サブステップ
192 方法サブステップ
194 方法サブステップ
196 方法サブステップ
198 方法サブステップ
200 方法サブステップ
202 方法ステップ
204 方法ステップ
206 方法ステップ
208 方法ステップ
210 方法ステップ
212 方法サブステップ
214 方法サブステップ
216 方法サブステップ
218 方法サブステップ
220 方法サブステップ
222 捕捉及び/又は安定化装置
224 接続ユニット
226 ワイヤネット
228 ワイヤロープ
Claims (44)
- 自然災害からの保護のためのセンサネットワークに基づく分析及び/又は予測方法であって、少なくとも、
外部分析及び/又は予測ユニット(14)において、屋外センサネットワーク(12)の分散配置されたセンサモジュール(10、10’、10”)から、電子センサデータを受信及び収集することであって、
前記センサデータが、少なくとも屋外腐食測定データ、衝撃センサデータ、及び/又はロープ力センサデータを含み、
前記センサデータが、少なくとも対流圏測定データを含み、
少なくとも1つの対流圏測定データセットが、特に地理的に、各屋外腐食測定データセットに割り当てられている、
電子センサデータを受信及び収集することと、
前記屋外センサネットワーク(12)の前記受信したセンサデータを前記外部分析及び/又は予測ユニット(14)のメモリユニット(16)に記憶することと、
前記外部分析及び/又は予測ユニット(14)によって、前記屋外センサネットワーク(12)の前記センサモジュール(10、10’、10”)のそれぞれの適用エリア(20、20’、20”)における自然災害リスクの判定のために、前記屋外センサネットワーク(12)の前記受信したセンサデータを分析することであって、前記屋外腐食測定データ及び前記対流圏測定データとは異なる、前記適用エリア(20、20’、20”)に関する少なくとも1つの更なる情報が、前記自然災害リスクの前記判定のための前記分析に直接組み込まれる、分析することと、
前記外部分析及び/又は予測ユニット(14)によって判定された前記自然災害リスクを、特に許可された、ユーザグループ(18)に提供することと
の方法ステップ(150、152、154、156、158)を含む、方法。 - 前記適用エリア(20、20’、20”)の少なくとも1つが、大気腐食にさらされる金属構成要素を含む建造物(24)であり、前記ユーザグループ(18)に提供される前記自然災害リスクが、前記センサデータに基づいて判定された前記建造物(24)の残存寿命を含むことを特徴とする、請求項1に記載の分析及び/又は予測方法。
- 前記提供された自然災害リスクが、前記センサデータに基づいて判定された、防食被覆された金属構成要素の防食層減少率を含むことを特徴とする、請求項1又は2に記載の分析及び/又は予測方法。
- 前記適用エリア(20、20’、20”)の地理的環境の腐食分類が、前記判定された防食層減少率を考慮して定義される、請求項3に記載の分析及び/又は予測方法。
- 少なくとも1つの適用エリア(20、20’、20”)において、前記屋外センサネットワーク(12)の前記センサモジュール(10、10’、10”)が、自然災害安全対策の前に設置され、次いで、前記判定された自然災害リスクに応じて、前記自然災害安全対策を実施する必要性の評価が行われることを特徴とする、請求項1~4のいずれか一項に記載の分析及び/又は予測方法。
- 少なくとも1つの適用エリア(20,20’,20”)において、前記屋外センサネットワーク(12)の前記センサモジュール(10,10’,10”)が、計画された建築対策の前に設置され、次いで、前記判定された自然災害リスクに応じて、前記計画された建築対策の調整が実行されることを特徴とする、請求項1~5のいずれか一項に記載の分析及び/又は予測方法。
- 前記建築対策が、ワイヤネット(226)及び/又はワイヤロープ(228)の設置を含み、前記ワイヤネット(226)及び/又は前記ワイヤロープ(228)の防食層のタイプ及び/又は厚さの選択が、前記判定された自然災害リスクに基づいて行われることを特徴とする、請求項6に記載の分析及び/又は予測方法。
- 前記建築対策が、ワイヤネット(226)及び/又はワイヤロープ(228)の設置を含み、前記ワイヤネット(226)及び/又は前記ワイヤロープ(228)のワイヤ径及び/又は材料の選択が、前記判定された自然災害リスクに基づいて行われ、並びに/又は、前記ワイヤネット(226)の寸法及び/又は前記ワイヤネット(226)のメッシュのメッシュサイズの選択が、前記判定された自然災害リスクに基づいて行われることを特徴とする、請求項6又は7に記載の分析及び/又は予測方法。
- 前記適用エリア(20、20’、20”)に関する前記更なる情報が、少なくとも、前記適用エリア(20、20’、20”)に設置された前記それぞれのセンサモジュール(10、10’、10”)の地理的座標を含み、前記地理的座標が、腐食データを示す少なくとも前記適用エリア(20、20’、20”)の腐食マップとして実現される自然災害リスクが判定されるときに使用されることを特徴とする、請求項1~8のいずれか一項に記載の分析及び/又は予測方法。
- 前記腐食マップが、特に自然災害防止設備(32)として具現化されている適用エリア(20、20’、20”)の、建物情報モデリングシステム(BIMシステム)に組み込まれることを特徴とする、請求項9に記載の分析及び/又は予測方法。
- 前記判定された腐食マップに基づいて、自然災害防止設備(32)として具現化されている適用エリア(20、20’、20”)の、特に局所的な最適化が実行されることを特徴とする、請求項9又は10に記載の分析及び/又は予測方法。
- 前記腐食マップが、前記適用エリア(20)の周囲地域を超えて、シミュレートされた腐食データで補填され、前記屋外センサネットワーク(12)のセンサモジュール(10、10’、10”)がない前記腐食マップの地域において、前記腐食データが、他の適用エリア(20’、20”)、特に隣接する適用エリア(20’)及び/又は地理的に、かつ/若しくは気候的に類似する適用エリア(20”)におけるセンサモジュール(10、10’、10”)からのセンサデータに少なくとも基づいて判定されることを特徴とする、請求項9~11のいずれか一項に記載の分析及び/又は予測方法。
- 前記適用エリア(20、20’、20”)に関する前記更なる情報が、少なくとも、前記適用エリア(20、20’、20”)の近隣環境における野生生物活動及び/又は人為的活動、例えば歩行者の活動の活発さを含むことを特徴とする、請求項1~12のいずれか一項に記載の分析及び/又は予測方法。
- 前記適用エリア(20、20’、20”)に関する前記更なる情報が、少なくとも、前記適用エリア(20、20’、20”)の近隣環境における空気質データを含むことを特徴とする、請求項1~13のいずれか一項に記載の分析及び/又は予測方法。
- 前記識別された前記自然災害リスクが、以前に取得された前記センサデータの推移に基づいて、特に前記適用エリア(20,20’,20”)に関する以前に取得された更なる情報に基づいて生成される自然災害リスク予測を含むことを特徴とする、請求項1~14のいずれか一項に記載の、特に請求項13又は14に記載の分析及び/又は予測方法。
- 前記屋外センサネットワーク(12)の少なくとも1つのセンサモジュール(10、10’、10”)が、岩石、石、雪崩、土石流、地滑りなどのための捕捉及び/又は安定化装置(222)として具現化された適用エリア(20,20’,20”)に割り当てられ、前記屋外センサネットワーク(12)の少なくとも1つのセンサモジュール(10、10’、10”)が、前記捕捉及び/又は安定化装置(222)における衝撃の検出のための衝撃センサ(28)を含み、前記センサモジュール(10、10’、10”)の前記対流圏測定データの測定系列、特に前記適用エリア(20,20’,20”)に関する前記更なる情報とともに、前記衝撃センサ(28)の衝撃データを使用して、かつ/又は前記センサモジュール(10、10’、10”)のロープ力センサ(30)のロープ力センサデータを使用して、分析、特にパターン認識が実行され、前記分析に基づいて、衝撃予測として実現される自然災害リスク予測が判定されることを特徴とする、請求項1~15のいずれか一項に記載の分析及び/又は予測方法。
- 前記判定された自然災害リスクに基づいて、前記適用エリア(20,20’,20”)のための、例えば自然災害防止設備(32)のための保守スケジュールが作成されることを特徴とする、請求項1~16のいずれか一項に記載の分析及び/又は予測方法。
- 保守要員の編成、保守用具の編成、及び/又は消耗材料の編成が、複数の適用エリア(20、20’、20”)の判定された自然災害リスクに基づいて行われることを特徴とする、請求項17に記載の分析及び/又は予測方法。
- 衝撃の検出後、及び/又は流入事象、例えば土石流の検出後、保守命令又は即時修理が、前記衝撃及び/又は前記流入事象の強度及び/又はタイプに応じてトリガされることを特徴とする、請求項1~18のいずれか一項に記載の分析及び/又は予測方法。
- ドローン(34)、特に保守ドローン及び/又は調査ドローンの配備が、前記判定された自然災害リスクの結果及び/又は値によってトリガされることを特徴とする、請求項1~19のいずれか一項に記載の、特に請求項18又は19に記載の分析及び/又は予測方法。
- 特に請求項1~20のいずれか一項に記載のセンサネットワークに基づく分析及び/又は予測方法のためのセンサデータを記録及び提供するように構成された、屋外センサネットワーク(12)のセンサモジュール(10)と、少なくとも1つの屋外腐食センサ(38)と、対流圏測定データを判定するための少なくとも1つの周囲センサ(40)と、外部分析及び/又は予測ユニット(14)への前記センサデータの、特に無線での、送信のための少なくとも1つの通信ユニット(42)とを有する遠隔監視センサ装置(36)であって、
前記センサモジュール(10)が、少なくとも実質的に密閉されたセンサモジュールハウジング(44)を備えることを特徴とする、遠隔監視センサ装置(36)。 - 前記センサモジュールハウジング(44)が、ケーブル引き込み口がなく、ケーブル引き出し口がなく、圧力スイッチがなく、外部アンテナがないことを特徴とする、請求項21に記載の遠隔監視センサ装置(36)。
- 前記センサモジュール(10)が、外部カメラ(46)との結合のための無線カメラインターフェースを備えることを特徴とする、請求項21又は22に記載の遠隔監視センサ装置(36)。
- 外部起動及び/又は停止要素(48)であって、前記センサモジュール(10)の前記センサモジュールハウジング(44)に対する前記外部起動及び/又は停止要素(48)の相対位置に応じて、前記センサモジュール(10)を起動及び/又は停止するように構成されている外部起動及び/又は停止要素(48)を特徴とする、請求項21~23のいずれか一項に記載の遠隔監視センサ装置(36)。
- 前記通信ユニット(42)が、前記センサデータを直接、特にセンサデータのための1つ以上の収集ポイントを介して迂回することなく、前記外部分析及び/又は予測ユニット(14)に送信するように構成されており、前記外部分析及び/又は予測ユニット(14)が、異なる適用エリア(20、20’、20”)にわたって分散している複数のセンサモジュール(10、10’、10”)からセンサデータを受信するように構成されていることを特徴とする、請求項21~24のいずれか一項に記載の遠隔監視センサ装置(36)。
- 前記外部分析及び/又は予測ユニット(42)にアクセスできない場合に、前記通信ユニット(42)が、前記屋外センサネットワーク(12)の更なる、好ましくは隣接するセンサモジュール(10’)に前記センサデータを送信するように構成されていることを特徴とする、請求項25に記載の遠隔監視センサ装置(36)。
- 前記センサモジュール(10)が、少なくとも1つの加速度センサ(50)を備えることを特徴とする、請求項21~26のいずれか一項に記載の遠隔監視センサ装置(36)。
- 前記センサモジュール(10)が、少なくとも1つの向きセンサ(52)を備えることを特徴とする、請求項21~27のいずれか一項に記載の遠隔監視センサ装置(36)。
- 前記センサモジュール(10)が、少なくとも1つのロープ力センサ(30)を備えることを特徴とする、請求項21~28のいずれか一項に記載の遠隔監視センサ装置(36)。
- 前記ロープ力の測定のために、前記ロープ力センサ(30)が、少なくとも1つの箔ひずみゲージ(54)を備え、前記少なくとも1つの箔ひずみゲージ(54)が、好ましくは、前記ロープ力センサ(30)によってロープ力が監視されるロープ(56、56’、56”)とは離れて配置されていることを特徴とする、請求項29に記載の遠隔監視センサ装置(36)。
- 前記ロープ力センサ(30)が、前記センサモジュール(10)の接続ユニット(224)と少なくとも部分的に一体的に実装されており、前記接続ユニット(224)が、前記センサモジュール(10)を建造物(24)に、好ましくは前記建造物(24)のロープ(56、56’、56”)に直接固定するように構成されていることを特徴とする、請求項29又は30に記載の遠隔監視センサ装置(36)。
- 前記屋外腐食センサ(38)が、腐食によって生成される腐食電流フローの測定を基本としており、前記屋外腐食センサ(38)が、少なくとも1つの電荷蓄積器(58)であって、充電限界に達するまで前記腐食電流フローによって充電され、その直後に放電する電荷蓄積器(58)を備え、前記センサモジュール(10)が、電流計(60)であって、前記屋外腐食測定データを判定するために前記電荷蓄積器(58)の放電電流を測定するように構成された電流計(60)を備えることを特徴とする、請求項21~31のいずれか一項に記載の遠隔監視センサ装置(36)。
- 前記屋外腐食センサ(38)が、腐食によって生成される腐食電流フローの測定を基本としており、前記センサモジュール(10)が、前記センサモジュール(10)の少なくとも1つの構成要素に電力供給するように構成された少なくとも1つの蓄電池(62)を備え、前記屋外腐食センサ(38)の前記腐食電流フローが、前記蓄電池(62)の充電のための充電電流として機能することを特徴とする、請求項21~32のいずれか一項に記載の遠隔監視センサ装置(36)。
- 前記センサモジュール(10)が、事前分析ユニット(64)を備え、前記事前分析ユニット(64)が、前記センサモジュール(10)の前記センサのうちの少なくとも1つ及び/又は例えば外部カメラ(46)のような前記センサモジュール(10)に結合された少なくとも1つの外部センサの測定データ、特に生の測定データのセンサ近傍事前分析を少なくとも1回実行するように構成されていることを特徴とする、請求項21~33のいずれか一項に記載の遠隔監視センサ装置(36)。
- 前記事前分析ユニット(64)が、センサの測定データセットのどの部分が前記通信ユニット(42)によって送出されるか、かつ/又はセンサの測定データセットが前記通信ユニット(42)によって送出されるか否かの自律的選択を行うように構成されていることを特徴とする、請求項34に記載の遠隔監視センサ装置(36)。
- 前記事前分析ユニット(64)が、前記センサモジュール(10)の少なくとも1つのセンサ及び/又は前記センサモジュール(10)に結合された少なくとも1つの外部センサの測定データを使用して、前記通信ユニット(42)の送信間隔を定義するように構成されていることを特徴とする、請求項34又は35に記載の遠隔監視センサ装置(36)。
- 前記事前分析ユニット(64)が、前記センサモジュール(10)の少なくとも1つのセンサ及び/又は前記センサモジュール(10)に結合された少なくとも1つの外部センサの測定データに基づいて、少なくとも前記センサ及び/又は少なくとも1つの更なるセンサの待機段階及び/又は測定間隔の調整を定義するように構成されていることを特徴とする、請求項34~36のいずれか一項に記載の遠隔監視センサ装置(36)。
- 前記センサモジュール(10)が、既存のオペレーティングシステムに基づかない、特別に開発されたオペレーティングシステムを有する計算ユニット(66)を備えることを特徴とする、請求項21~37のいずれか一項に記載の遠隔監視センサ装置(36)。
- 前記センサモジュール(10)が、温度差、特に前記センサモジュールハウジング(44)内の温度差から電流を得るように構成された環境発電ユニット(68)を備えることを特徴とする、請求項21~38のいずれか一項に記載の遠隔監視センサ装置(36)。
- 前記センサモジュール(10)と同じ適用エリア(20)に割り当てられた少なくとも1つの更なるセンサモジュール(10’)を特徴とする、請求項21~39のいずれか一項に記載の遠隔監視センサ装置(36)。
- 前記センサモジュール(10)が、前記センサモジュール(10)の設定のために、設置者の外部セットアップ装置(72)、例えばスマートフォンと無線通信するように構成されたセットアップモジュール(70)を備えることを特徴とする、請求項21~40のいずれか一項に記載の遠隔監視センサ装置(36)。
- 前記センサモジュール(10)が、前記センサモジュール(10)の前記設定の開始のために前記外部セットアップ装置(72)によって読み出す又は作動させることができるセットアップ要素(74)、例えばQRコード(登録商標)、バーコード、及び/又はNFCインターフェースを備えることを特徴とする、請求項41に記載の遠隔監視センサ装置(36)。
- 請求項21~42のいずれか一項に記載の複数の遠隔監視センサ装置(36)を有する屋外センサネットワーク(12)であって、前記複数の遠隔監視センサ装置(36)が、異なる適用エリア(20、20’、20”)を含み、かつセンサモジュール(10、10’、10”)をそれぞれ備え、前記センサモジュール(10、10’、10”)が、前記異なる適用エリア(20、20’、20”)に割り当てられ、いずれの場合も、共有の外部分析及び/又は予測ユニット(14)と無線で、特に直接通信する、屋外センサネットワーク(12)。
- 建造物(24)、特に、例えば、落石バリア(76)、雪崩防御物(78)、落石カーテン(80)、斜面固定物(82)、土石流バリア(84)、及び/又は仮設防護柵(86)などの自然災害防止設備(32)であって、前記建造物(24)が、少なくとも1つのロープ(56、56’、56”)、特に固定ワイヤロープ(228)と、請求項21~42のいずれか一項に記載の遠隔監視センサ装置(36)の少なくとも1つのセンサモジュール(10、10’、10”)とを備え、前記センサモジュール(10、10’、10”)が、前記ロープ(56、56’、56”)に固定されている、建造物(24)。
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