JP2803621B2 - 車載型作業環境測定システム - Google Patents

車載型作業環境測定システム

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JP2803621B2
JP2803621B2 JP5433996A JP5433996A JP2803621B2 JP 2803621 B2 JP2803621 B2 JP 2803621B2 JP 5433996 A JP5433996 A JP 5433996A JP 5433996 A JP5433996 A JP 5433996A JP 2803621 B2 JP2803621 B2 JP 2803621B2
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慎一 戸梶
健一郎 露木
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、地下建設作業現場
等の作業環境を測定する車載型作業環境測定システムに
関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に地下建設作業現場等の作業環境の
計測は、測定員が手持ち式の簡易計測器を用いて、建設
現場の巡回中に要所において行なう人力による巡回測
定、および数箇所の測定点に計測器を設置し、数秒〜数
分の間隔で連続測定を行ない、データロガーや記録紙に
測定結果を記録し、計測したデータは持ち帰って整理や
解析を行なう定点連続測定により行なわれている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、人力に
よる巡回測定では、一人の一日当たりの測定点数は数十
点が限度であり、広い作業現場を蜜に計測するには多人
数の測定員が必要になる。また一回の巡回に時間がかか
るため同時多点計測は困難であり、多種類の測定機の携
帯も困難であるという問題があった。また、定点連続測
定では、測定点が数箇所に限られるため広範囲の作業現
場を蜜に測定することは不可能であり、トンネルのよう
な狭い空間に固定設備として大型の計測器を設置するこ
とはむずかしいという問題があった。
【0004】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、広範囲の作業現場
の蜜な測定点で、多種類の計測項目を短時間に測定でき
る車載型作業環境測定システムを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために本発明は、車と、前記車の外に載置される複数の
作業環境測定機器と、前記作業環境測定機器で測定され
たデータを処理する処理手段と、を具備することを特徴
とする車載型作業環境測定システムである。
【0006】本発明では、前記車の外に載置される複数
の作業環境測定機器が作業環境を測定し、前記作業環境
測定機器で測定されたデータをコンピュータが処理す
る。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図1は、本実施の形態に係
る車載型作業環境測定システムの概略構成図である。こ
の車載型作業環境測定システムはワゴン車1、パソコン
3、モニタ画面5、ハードディスク7、スキャナ9、A
D変換器11、ガス分析装置13、電源用バッテリ装置
15、3次元ジャイロ17、車軸回転センサ19、プロ
ペラ風速計21、熱線風速計23、絶対温度センサ2
5、光透過率視界センサ27、粉塵濃度センサ29、温
度センサ31、ガスサンプルチューブ33、架台35、
専用架台37からなる。ワゴン車1は、運転者(図示せ
ず)により例えば20km/hで運転される。
【0008】パソコン3は、真の測定位置、風向、風速
を算定したり、測定結果をモニタ画面5に表示させる。
モニタ画面5は測定結果を表示する。ハードディスク7
は各種データを記憶する。スキャナ9は各種データを読
み込んでパソコン3に送る。AD変換器11はアナログ
信号をデジタル信号に変換する。ガス分析装置13は、
CO、CO2 、NOx 、CH4 濃度を測定する。電源用
バッテリ装置15は、パソコン3、スキャナ9、AD変
換器11、ガス分析装置13に電力を供給する。
【0009】パソコン3、モニタ画面5、ハードディス
ク7、スキャナ9、AD変換器11、ガス分析装置1
3、電源用バッテリ装置15は車内に着脱可能な専用の
架台37上に固定され、ワゴン車1に同乗する計測者
(図示せず)により走行中に操作される。
【0010】3次元ジャイロ17はワゴン車1内の水平
位置に固定され、走行測定開始前に水平地盤においてワ
ゴン車1の前方を基準方向に設定する。車軸回転センサ
19は車軸回転部の近傍に設置され、例えば1/25回
転で1パルスの信号を発信する。ワゴン車1が運転者
(図示せず)により例えば20km/hで運転されると
き、車軸の1回転でワゴン車1は約60cm走行するの
で、車軸回転センサ19の走行距離分解能は2.4cm
である。
【0011】プロペラ風速計21は風向と風速を測定す
る。熱線風速計23は風速の絶対値を測定する。絶対温
度センサ25は絶対温度を測定する。光透過率視界セン
サ27は光の透過率を測定する。粉塵濃度センサ29は
粉塵濃度を測定する。温度センサ31は温度を測定す
る。ガスサンプルチューブ33はガスをサンプリングす
る。
【0012】プロペラ風速計21、熱線風速計23、絶
対温度センサ25、光透過率視界センサ27、粉塵濃度
センサ29、温度センサ31、ガスサンプルチューブ3
3は、防振構造の架台35に固定され、ワゴン車1の屋
根に設置される。センサ類の設置高さは、例えば2m5
0cmであり、通常のトンネル断面のほぼ中央に位置し
測定結果はトンネル断面の代表値とみなす。
【0013】図2は本実施の形態に係る車載型作業環境
測定システムの各機器の接続を示す図である。パソコン
3は内部にデータ保管用のハードディスク7を持ち、測
定結果を出力するモニタ画面5が接続される。電源用バ
ッテリ装置15は走行中に車体のエンジンに直結した発
電機39により充電され、パソコン3、スキャナ9、A
D変換器11、ガス分析装置13の電源になる。
【0014】車軸回転センサ19からのパルス出力はP
IOケーブルで、3次元ジャイロ17からの出力はRS
232Cケーブルでパソコン3に接続される。プロペラ
風速計21、熱線風速計23、絶対温度センサ25、光
透過率視界センサ27、粉塵濃度センサ29、温度セン
サ31からの出力ケーブルもスキャナ9に接続される。
ガスサンプルチューブ33はガス分析装置13に接続さ
れており、ガス分析装置13の出力信号ケーブルもスキ
ャナ9に接続される。スキャナ9はAD変換器11とG
IBケーブルを介してパソコン3に接続される。
【0015】図3は本実施の形態の処理を示すフローチ
ャートであり、図4はパソコン3の動作を示す図であ
る。運転者が走行を開始し、測定者が測定を開始する
(ステップ301)。ここでは、トンネル等の地下建設
作業現場を約20km/hのスピードで走行する間に2
秒間隔程度で連続測定を行なうものと仮定する。従っ
て、トンネルの長さ方向に約10m間隔で測定を行なう
ことになる。
【0016】ワゴン車1の走行および測定が開始される
と、3次元ジャイロ17、車軸回転センサ19からの信
号がケーブルを介してパソコン3に送られ、プロペラ風
速計21、熱線風速計23、絶対温度センサ25、光透
過率視界センサ27、粉塵濃度センサ29、温度センサ
31からの信号は、スキャナ9とAD変換器11を介し
てパソコン3に送られる。ガスサンプルチューブ33か
らのガスは、ガス分析装置13でCO、CO2 、NOx
、CH4 濃度が測定されスキャナ9とAD変換器11
を介してパソコン3に送られる。(ステップ302)。
【0017】パソコン3は、3次元ジャイロ17からの
信号は方位角データ、車軸回転センサ19からの信号は
車軸回転数データ、プロペラ風速計21からの信号はプ
ロペラ風速計データ、熱線風速計23からの信号は熱線
風速計データ、絶対温度センサ25と温度センサ31か
らの信号は温湿度データ、光透過率視界センサ27から
の信号は視程データ、粉塵濃度センサ29からの信号は
粉塵濃度データとして処理する。ガス分析装置13から
のデータは、CO濃度データ、CO2 濃度データ、NO
x 濃度データ、CH4 濃度データとして処理する(図
4)。ここでスキャナの切り替え速度は0.1秒以下で
あり、各測定は同時刻測定とみなすことができる。
【0018】次に車軸の回転数から求めたワゴン車1の
走行距離とワゴン車1の方位角からワゴン車1の仮の測
定位置を算定する(ステップ303)。パソコン3は、
車軸回転数データを2秒間積算し、これにタイヤの周長
を乗じて2秒間の走行距離を求める(図4、ステップ4
05)。パソコン3は方位角データと照合して2秒間の
走行ベクトルを得る。パソコン3は前回のサンプル時の
ワゴン車1の位置データにここで算定した位置ベクトル
を加えてワゴン車1の仮の測定位置座標の算定を行なう
(図4、ステップ407)。
【0019】ステップ303で求めた仮の測定位置には
ジャイロの経時誤差(1時間当たり数度)や走行時のタ
イヤのスリップによる走行距離誤差が含まれているた
め、トンネル等の測量位置データと照合し、誤差を補正
し正確な測定位置を算定する(ステップ304)。
【0020】パソコン3は、あらかじめハードディスク
7内に記憶されたトンネルの測量座標と照合し(図4、
ステップ408)、測量座標から仮の測定位置座標が逸
脱する場合には、測量座標に基づいた補正値を加味し
(図4、ステップ408)、真の測定位置座標を算定す
る(図4、ステップ410)。測量座標と仮の測定位置
座標が一致する場合は、仮の測定位置座標を真の測定位
置座標とする(図4、ステップ410)。ステップ41
0で真の測定位置座標が算定されたら、モニタ画面5上
の座標値に変換する(図4、ステップ411)。
【0021】次にトンネルを通過する喚起風速を求め
る。まず見かけの風向、風速を算定する(ステップ30
5)。パソコン3は、プロペラ風速計データから正逆回
転の判定をし、ワゴン車1に対する風向きを得る(図
4、ステップ402)。パソコン3は、熱風風速計デー
タのばらつきを防ぐために現データと2〜3データ前の
データ値と併せた数データを移動平均化する(図4、ス
テップ401)。但し、最初の測定の場合は現データし
かないので熱風風速計データを平均化しない。
【0022】プロペラ風速計21、熱線風速計23は車
載されているために、ステップ305で求めた見かけの
風向、風速に対してワゴン車1の走行速度を差し引いて
真の風向、風速を算定する(ステップ306、図4ステ
ップ404)。ワゴン車1の走行速度はパソコン3が、
ステップ405で求めた走行距離を2秒間で微分して求
める(図4、ステップ406)。
【0023】ステップ301からステップ306まで
で、サンプリング時の各測定結果、測定位置、および真
のトンネル通過風速が求められたので、測定者はモニタ
画面5上に粉塵、ガス、風速などのトンネル内分布を表
示させる(ステップ307)。パソコン3は、測定結果
を色濃度に変換して(図4、ステップ412)、モニタ
画面5に表示する(図4、ステップ413)。また必要
に応じてプリンタ(図示せず)で出力する。測定者は測
定結果をハードディスク7に保存し(ステップ30
8)、次の2秒後の測定時刻にステップ302以下の処
理を繰り返す。一定時間後に走行、測定が終了となる
(ステップ310)。
【0024】図5は、地下発電所で行なった測定結果の
一例である。機器搬入トンネル53、および作業用トン
ネル51内の粉塵濃度分布のパソコン画面出力結果であ
る。画面上にトンネルを示す領域50および濃度指標5
7が表示される。トンネルを示す領域50には、作業用
トンネル51、機器搬入トンネル53、ずり搬出路55
が表示され、それが粉塵濃度に応じて色付けされる。測
定中はダンプトラックによるずり出し作業中であり、ダ
ンプ走行経路のうち換気風量が足りないずり搬出路55
は粉塵濃度が高いことがわかる。
【0025】このように本実施の形態によれば、地下建
設作業現場の各々の作業(発破、堀削、ずり出し、コン
クリート吹き付け、コンクリート巻き立て)ごとの作業
環境の分布が短時間で表示できるため、換気設備の対策
が容易に行なえ、測定に係わる時間短縮とともに、コス
トダウンが図られる。又、高密度な風量測定を行なうの
で、トンネル内に設置された風管からの漏気も合わせて
測定でき、高密度な粉塵量の測定結果からは、集塵機の
実行率の算定が行なえるので、作業環境の診断だけでは
なく、換気設備の評価も行なうことができる。
【0026】尚、前述した実施の形態では、ワゴン車1
内のパソコン3でデータ処理を行なったが、プロペラ風
速計21などの測定データを無線通信で基地局等に送
り、基地局等でデータ処理を行なうこともできる。ま
た、本発明は地下建設工事現場だけでなく、その他の作
業現場でも用いることができる。更にガス濃度や粉塵等
以外の作業環境要素を測定することもできる。
【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明によ
れば、広範囲の作業現場の蜜な測定点で、多種類の計測
項目を短時間に測定できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施の形態に係る車載型作業環境測定シス
テムの概略構成図
【図2】 各機器の接続を示す図
【図3】 本実施の形態の処理を示すフローチャート
【図4】 パソコン3の動作を示す図
【図5】 地下発電所で行なった測定結果の一例を示す
【符号の説明】
1・・・ワゴン車 3・・・パソコン 5・・・モニタ画面 7・・・ハードディスク 9・・・スキャナ 11・・・AD変換器 13・・・ガス分析装置 15・・・電源用バッテリ装置 17・・・3次元ジャイロ 19・・・車軸回転センサ 21・・・プロペラ風速計 23・・・熱線風速計 25・・・絶対温度センサ 27・・・光透過率視界センサ 29・・・粉塵濃度センサ 31・・・温度センサ 33・・・ガスサンプルチューブ 35・・・架台 37・・・専用架台 39・・・発電器 50・・・トンネルを示す領域 51・・・作業用トンネル 53・・・機器搬入用トンネル 55・・・ずり搬出路 57・・・濃度指標
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 苅込 正則 東京都調布市飛田給二丁目19番1号 鹿 島建設株式会社 技術研究所内 (56)参考文献 特開 平7−127396(JP,A) 特開 平6−137099(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) E21F 17/00 E21F 1/00

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車と、 前記車の外に載置される複数の作業環境測定機器と、 前記作業環境測定機器で測定されたデータを処理する処
    理手段と、 を具備することを特徴とする車載型作業環境測定システ
    ム。
  2. 【請求項2】 車速および車の位置を測定する測定手段
    を更に具備することを特徴とする請求項1に記載された
    車載型作業環境測定システム。
  3. 【請求項3】 前記処理手段で処理されたデータを出力
    する出力手段を更に具備することを特徴とする請求項1
    に記載された車載型作業環境測定システム。
  4. 【請求項4】 前記出力手段は、ディスプレイまたはプ
    リンタであることを特徴とする請求項3に記載された車
    載型作業環境測定システム。
  5. 【請求項5】 前記処理手段は、前記車の内部に載置さ
    れるコンピュータであることを特徴とする請求項1に記
    載された車載型作業環境測定システム。
  6. 【請求項6】 前記処理手段は、車外にあり前記測定機
    器と前記処理手段は無線通信が行なわれることを特徴と
    する請求項1に記載された車載型作業環境測定システ
    ム。
  7. 【請求項7】 前記作業環境測定機器は、粉塵濃度、ガ
    ス濃度、温度、湿度、光透過率、風速を測定することを
    特徴とする請求項1に記載された車載型作業環境測定シ
    ステム。
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JP4491825B2 (ja) * 2000-01-23 2010-06-30 義隆 平野 音認識装置つき、コンクリート欠陥検出装置
CN106950158A (zh) 2015-12-09 2017-07-14 福特全球技术公司 具有粉尘传感器的机动车辆和用于减少机动车辆的粉尘再悬浮或粉尘排放的方法
DE102016223556B4 (de) 2015-12-09 2023-09-28 Ford Global Technologies, Llc Kraftfahrzeug mit Staubsensor und Verfahren zur Minderung von Staubaufwirbelung durch ein Kraftfahrzeug
JP7011864B1 (ja) * 2020-11-30 2022-01-27 株式会社流機エンジニアリング 着脱装置

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