JP3921224B2 - Deformation management system and deformation management method - Google Patents
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Description
本発明は、トンネル覆工等の構造物における変状管理システム及び変状管理方法に関する。 The present invention relates to a deformation management system and a deformation management method in a structure such as a tunnel lining.
トンネル覆工等のコンクリート構造物においては、老朽化や地震等の影響により、ひびや亀裂等の変状が現れてくる。この変状は構造物の安全性、耐久性と密接な関係を有しているため、変状を管理し必要に応じて補修することが不可欠である。 In concrete structures such as tunnel linings, deformations such as cracks and cracks appear due to aging and earthquakes. Since this deformation has a close relationship with the safety and durability of the structure, it is essential to manage the deformation and repair it as necessary.
トンネルの変状管理では、断面変位のみならず、トンネル全体のずれやねじれ、面的な変状等、様々な危険要因を分析する必要がある。このような分析をするために、トンネル覆工を三次元測量し、トンネル覆工の形状の三次元データを用いて変状を管理する方法がある。 In tunnel deformation management, it is necessary to analyze not only cross-sectional displacement, but also various risk factors such as displacement and twist of the entire tunnel, and surface deformation. In order to make such an analysis, there is a method of managing the deformation by three-dimensional surveying the tunnel lining and using the three-dimensional data of the shape of the tunnel lining.
トンネル坑内を三次元測量する方法としては、例えば特許文献1に記載のものがある。これは、トンネル坑の内壁面に複数の反射ターゲットを配設し、トータルステーションによって各反射ターゲットの位置を測量することにより、トンネル坑の全体形状を三次元データとして把握するものである。このようにして得られた三次元データを、過去に測量した三次元データと比較することにより、トンネルの危険要因を分析することができる。
しかし、測量のたびに反射ターゲットを配置する方法では、過去の測量点と全く同じ位置に反射ターゲットを配置することが困難であるため、全体形状を把握することができても、個別の測量点における変位量や変位方向を把握することはできなかった。
また、三次元データは膨大なデータ量であるため、データのハンドリングが重く、扱いにくいという問題点があった。
However, it is difficult to place the reflective target at the same position as the past survey point with the method of placing the reflective target for each survey, so even if the overall shape can be grasped, individual survey points It was not possible to grasp the amount of displacement and the direction of displacement.
In addition, since the three-dimensional data has an enormous amount of data, there is a problem that the data handling is heavy and difficult to handle.
本発明の課題は、個別の測量点における変位量や変位方向を把握することができ、データのハンドリングが軽い変状管理システム及び変状管理方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a deformation management system and a deformation management method that can grasp the displacement amount and the displacement direction at each surveying point and can handle data easily.
以上の課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、図1に示すように、構造体(トンネル覆工10)の表面から突出するように設けられる複数の反射ターゲット12と、前記反射ターゲット12の位置データを測量する測量装置16と、構造体の前記反射ターゲット12近傍に設けられ、前記反射ターゲット12に対応するタグ情報を格納する非接触ICタグ13と、前記測量装置16により測量された前記反射ターゲット12の位置データを前記タグ情報と対応付けて記憶する記憶部(外部端末18)と、前記非接触ICタグ13よりタグ情報を受信するとともに、タグ情報に対応する位置データを前記記憶部より読み出す読出装置(読出端末17)と、を備えることを特徴とする変状管理システム1である。
In order to solve the above problems, the invention described in
請求項1に記載の発明によれば、反射ターゲット12の近傍に設けられた非接触ICタグ13から読出装置によりタグ情報を受信し、受信したタグ情報をもとに記憶部からタグ情報に対応する位置データを読み出すことで、反射ターゲット12の位置データを把握することができる。また、測量装置16により反射ターゲット12の現在の位置データを測量し、記憶部から読み出した過去の位置データと比較することで、構造体における各反射ターゲット12の変位量や変位方向を把握することができる。
According to the first aspect of the present invention, tag information is received by the reading device from the
請求項2に記載の発明は、構造体の表面から突出するように設けられる複数の反射ターゲット12の現在の位置データを測量し、前記反射ターゲット12近傍に設けられ、前記反射ターゲット12に対応するタグ情報を格納する非接触ICタグ13からタグ情報を受信し、過去に測量した前記反射ターゲット12の位置データをタグ情報と対応付けて記憶する記憶部より、取得したタグ情報に対応する過去の位置データを読み出し、読み出した過去の位置データを現在の位置データと比較することを特徴とする変状管理方法である。
The invention according to claim 2 surveys current position data of a plurality of
請求項2に記載の発明によれば、測量装置16により反射ターゲット12の現在の位置データを測量するとともに、当該反射ターゲット12の近傍に設けられた非接触ICタグ13から読出装置によりタグ情報を受信し、受信したタグ情報をもとに記憶部からタグ情報に対応する過去の位置データを読み出し、両者を比較することで、構造体における各反射ターゲット12の変位量や変位方向を把握することができる。
According to the second aspect of the present invention, the current position data of the
本発明によれば、各反射ターゲットに対応するタグ情報を非接触ICタグより受信し、受信したタグ情報に対応する位置データを記憶部から読み出すので、送受信するデータ量が少なくてすみ、ネットワークを介するデータの取得が容易になる。 According to the present invention, tag information corresponding to each reflective target is received from the non-contact IC tag, and position data corresponding to the received tag information is read from the storage unit, so that the amount of data to be transmitted and received can be reduced, and the network can be configured. It is easy to acquire data via
以下、図を参照して本発明にかかる変状管理システム1について説明する。
図1は本発明の変状管理システム1を示す概略図である。なお、本実施の形態においてはトンネル覆工10について本発明を適用しているが、本発明はそれ以外の構造体に適用することもできる。
Hereinafter, the
FIG. 1 is a schematic diagram showing a
本発明の変状管理システム1は、反射ターゲット12と、非接触ICタグ13と、測量装置16と、読出端末17(読出装置)と、外部端末18と、中継機19と、接続ケーブル20とから構成されている。
The
反射ターゲット12は測量装置16から照射されるレーザ光を反射するものであり、図示しないが基部をトンネル覆工10(構造体)に埋め込まれて固定されている。このため、反射ターゲット12はトンネル覆工10の経年変化に伴い、トンネル覆工10とともに変位する。反射ターゲット12としては、基板の表面に薄い反射シートを貼ったものや、ガラス等から構成された反射プリズム等を用いることができる。
The
非接触ICタグ13は、各反射ターゲット12の近傍のトンネル覆工10に1つずつ設けられている。非接触ICタグ13は図2に示すように、アンテナ部14と、ICチップ15とにより構成されている。アンテナ部14は、アンテナ線が平面状に捲回されてなり、そのアンテナ線の両端部がICチップ15に接続されている。アンテナ部14は読出端末17より出力される高周波信号により誘起され、ICチップ15に動作用電力を供給する。ICチップ15は、非接触ICタグ13に割り当てられたタグ情報を記憶しており、動作用電力により駆動され、アンテナ部14からタグ情報に対応する信号を出力する。なお、本実施の形態ではタグ情報として番号を用いているが、アルファベット等の記号を用いてもよい。
One
測量装置16は、図示しないが、レーザ照射装置、受光装置、旋回装置、ジャイロコンパス、演算装置等を備える。レーザ照射装置は反射ターゲット12に対してレーザ光を照射する。受光装置は反射ターゲット12により反射されたレーザ光を受光する。測量装置16は接続ケーブル20により、中継機19と接続されている。なお、測量装置16と中継機19との間を接続ケーブル20の代わりに無線により接続してもよい。
Although not shown, the
旋回装置は、レーザ照射装置から照射されたレーザ光が反射ターゲット12で反射されて受光装置で受光されるように、レーザ照射装置及び受光装置を旋回させる。ジャイロコンパスはレーザ照射装置及び受光装置が指向する方向を検知する。
The turning device turns the laser irradiation device and the light receiving device so that the laser light emitted from the laser irradiation device is reflected by the
演算装置は、ターゲットに向かってレーザ光を照射してから反射されたレーザ光を受光装置で受光するまでの時間や位相差を元に、測量装置16と反射ターゲット12との距離を演算し、これとジャイロコンパスにより求められたレーザ光の照射方向により、反射ターゲット12の三次元座標情報を求める。
上記の測量装置16として、例えば三次元レーザースキャナやトータルステーション等を用いることができる。
The calculation device calculates the distance between the
For example, a three-dimensional laser scanner or a total station can be used as the
読出端末17は、図示しないが、駆動回路と、アンテナと、検知部と、読出部と、表示部とを備える。駆動回路はアンテナに高周波信号を出力させる。この高周波信号は非接触ICタグ13のアンテナ部14を誘起させることで、ICチップ15に動作用電力を供給する。検知部は、非接触ICタグ13より出力される信号をアンテナにより検知し、対応するタグ情報を取得する。読出部は検知部により取得されたタグ情報に対応する、過去に測量した三次元座標情報を読み出す読出指令を外部端末18に送信する。表示部には外部端末18より受信した三次元座標情報が表示される。読出端末17は、接続ケーブル20により、中継機19と接続されている。なお、読出端末17と中継機19との間を接続ケーブル20の代わりに無線により接続してもよい。
Although not illustrated, the
中継機19は接続ケーブル20により、外部端末18と接続されている。これらの接続ケーブル20としては、導電性のケーブルや光ファイバーケーブル等を用いることができる。
The
外部端末18は、例えば、トンネル坑の外部に設置された現場事務所等に設けられており、図示しないが、ROM、RAM、CPU等を備える。ROMには、CPUにより実行される変状管理システム1用の制御プログラムが格納されている。
The
RAMには、CPUが制御プログラムを実行する際に使用するワークエリアが設けられている。また、RAMには、図3に示すような三次元データテーブル30が格納されている。三次元データテーブル30には、過去の測量日と、当該測量日に測量された反射ターゲット12の三次元座標情報と、反射ターゲット12に対応する非接触ICタグ13に記憶されたタグ情報とが関連付けて記憶されている。
The RAM is provided with a work area used when the CPU executes the control program. Further, the RAM stores a three-dimensional data table 30 as shown in FIG. The three-dimensional data table 30 includes past survey dates, three-dimensional coordinate information of the
CPUは、ROMに格納された制御プログラムに従って、変状管理システム1の制御動作を実行する。また、CPUは、測量装置16により測量された反射ターゲット12の三次元座標情報をROMの三次元データテーブル30に書き込むとともに、読出端末17からの読出指令に応じて、タグ情報に対応する三次元座標情報を三次元データテーブル30より読み出し、読出端末17に送信する。
The CPU executes the control operation of the
ここで、変状管理システム1による、変状管理方法について説明する。
まず、測量する反射ターゲット12の近傍に読出端末17を配置し、非接触ICタグ13からタグ情報を取得する。そして、外部端末18に、三次元データテーブル30からタグ情報に対応する三次元座標情報を読み出す読出指令を送信する。
Here, a deformation management method by the
First, the reading
読出指令を受信した外部端末18は、三次元データテーブル30からタグ情報に対応する三次元座標情報を読み出し、読出端末17に送信する。読出端末17が三次元情報を受信すると、当該反射ターゲット12の三次元座標情報が読出端末17の表示部に表示される。
The
次に、トンネル覆工10に設けられた反射ターゲット12の現在の三次元座標を測量する。反射ターゲット12の測量は、座標が既知の基準点をもとにして行う。なお、既に測量を終えた反射ターゲット12を基準点としてもよい。
Next, the current three-dimensional coordinates of the
測量により得られた反射ターゲット12の現在の三次元座標情報と、三次元データテーブル30より得られた反射ターゲット12の過去の三次元座標情報とを比較することで、トンネル覆工10の経年変化による反射ターゲット12の三次元座標の変位量、移動方向を知ることができる。なお、過去と現在の三次元座標の比較は、測量装置16や読出端末17を用いて行ってもよいし、あるいは外部端末18を用いて行ってもよい。
By comparing the current three-dimensional coordinate information of the
また、以上の実施の形態においては、測量装置16と読出端末17と別の機器としたが、単独の装置により測量及び読み出しを行ってもよい。その他、外部端末18における三次元データテーブル30等の具体的なデータ構造についても適宜に変更可能である。
In the above embodiment, the surveying
1 変状管理システム
10 トンネル覆工(構造体)
12 反射ターゲット
13 非接触ICタグ
16 測量装置
17 読出端末(読出装置)
18 外部端末(記憶部)
1
12
18 External terminal (storage unit)
Claims (2)
前記反射ターゲットの位置データを測量する測量装置と、
構造体の前記反射ターゲット近傍に設けられ、前記反射ターゲットに対応するタグ情報を格納する非接触ICタグと、
前記測量装置により測量された前記反射ターゲットの位置データを前記タグ情報と対応付けて記憶する記憶部と、
前記非接触ICタグよりタグ情報を受信するとともに、タグ情報に対応する位置データを前記記憶部より読み出す読出装置と、を備えることを特徴とする構造体の変状管理システム。 A plurality of reflective targets provided so as to protrude from the surface of the structure;
A surveying device for surveying position data of the reflective target;
A non-contact IC tag provided in the vicinity of the reflective target of the structure and storing tag information corresponding to the reflective target;
A storage unit for storing position data of the reflection target surveyed by the surveying device in association with the tag information;
A structure deformation management system comprising: a reading device that receives tag information from the non-contact IC tag and reads position data corresponding to the tag information from the storage unit.
前記反射ターゲット近傍に設けられ、前記反射ターゲットに対応するタグ情報を格納する非接触ICタグからタグ情報を受信し、
過去に測量した前記反射ターゲットの位置データをタグ情報と対応付けて記憶する記憶部より、取得したタグ情報に対応する過去の位置データを読み出し、
読み出した過去の位置データを現在の位置データと比較することを特徴とする構造体の変状管理方法。 Surveying the current position data of multiple reflective targets provided to protrude from the surface of the structure,
Tag information is received from a non-contact IC tag that is provided near the reflective target and stores tag information corresponding to the reflective target;
Read the past position data corresponding to the acquired tag information from the storage unit that stores the position data of the reflection target measured in the past in association with the tag information,
A structure deformation management method, comprising comparing read-out past position data with current position data.
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