JP5411513B2

JP5411513B2 - 埋設物位置案内システム

Info

Publication number: JP5411513B2
Application number: JP2009005292A
Authority: JP
Inventors: 良太新井
Original assignee: Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Current assignee: Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Priority date: 2009-01-14
Filing date: 2009-01-14
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2029-01-14
Also published as: JP2010164353A

Description

本発明は、原子力発電所等における、コンクリートに埋設された埋設電線管の位置を案内するシステムに係わり、現場にて埋設電線管の経路（ルート）並びにそれらの埋設電線管の情報を容易に把握できる埋設電線管位置案内システムに関する。

原子力発電所においては、放射線の遮蔽および耐震等のため、建物内の部屋は鉄筋コンクリート壁で囲まれている。それぞれの部屋には無数の計器、機器、盤（例えば、制御盤）が設置され、これらの計器、機器、盤には、電力の供給や制御・計測のために数多くのケーブルが接続される。これらのケーブルが部屋を亘る場合には、コンクリート壁を貫通するために、コンクリートに埋められた埋設電線管の中にケーブルが収納される。ここで、埋設電線管はコンクリート打設前に、図面指示のルートに従って、鉄筋の間を縫うように据え付ける。コンクリートの打設が終わった後に、埋設電線管の追加が必要な場合には、コンクリートをボーリングする。このとき、既に埋設されている埋設電線管およびこれに収納されているケーブルを傷つけないように、図面で既設の埋設電線管のルートを確認し、これを避けた場所を探してボーリング位置を決める必要がある。

一方、埋設された物体の位置を検出する方法として、物体に付設されるＲＦＩＤ(Radio Frequency Identification）素子に、物体識別装置からＲＦＩＤ素子の共振周波数の電波を送信し、送信した電波に対するＲＦＩＤ素子からの電波を受信するとともに、衛星航法システムの位置データにより埋設位置を特定する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−９９９４６号公報

特許文献１の開示技術では、屋外の通常の道路下の埋設物体の位置検出には有効であるとしても、原子力発電所のような、放射線の遮蔽および耐震等のため、鉄筋コンクリート壁で囲まれているようなところでは、電波が鉄筋により遮蔽されてしまい、ＲＦＩＤ素子の検出が困難であった。また、原子力発電所の部屋内から、航法衛星との電波の送受信が困難であった。

さらに、埋設電線管は、コンクリート打設前に、鉄筋の間を縫って据え付けているため、物体識別装置からＲＦＩＤ素子の共振周波数の電波を送信しても、ＲＦＩＤ素子が電波を受信しないのが問題であった。

本発明は、前記の課題を解決するための発明であって、コンクリート壁のボーリング作業において、現場にて既設埋設電線管の経路およびそれらの既設埋設電線管の情報を容易に把握できる埋設電線管位置案内システムを提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、埋設物位置案内システムは、鉄筋コンクリート造の仕切壁に埋設された物体の識別情報（例えば、埋設電線管識別情報）と、物体の位置情報（例えば、埋設電線管の経路情報）とを関連付ける埋設物情報（例えば、埋設電線管テーブル３２１）を記憶する記憶部を有する管理サーバ（例えば、データベースサーバ３０）と、物体に付設される、物体の識別情報を記憶するＩＣチップと、第１のアンテナとを有するＩＤタグ(例えば、ＩＤタグ１０)と、ＩＤタグの物体の識別情報を読み取るタグリーダ(例えば、ＲＦＩＤリーダ２０)と、タグリーダにより読み取った物体の識別情報を管理サーバに送信し、管理サーバから物体の位置情報を受信し、物体の位置情報を表示部に表示する端末(例えば、端末２１)と、を備え、ＩＤタグには、仕切壁のコンクリートのかぶりの位置へ伸びる第２のアンテナ（例えば、補助アンテナ１１，１２）が設けられており、管理サーバは、端末から周辺物体の確認要求を受理すると、埋設物情報を参照して、物体の識別情報に該当する物体の周辺の物体を検索して周辺の物体の位置情報を取得し、周辺の物体の位置情報を端末に送信し、端末は、表示部に周辺の物体の位置情報を表示することを特徴とする。

本発明によれば、コンクリート壁のボーリング作業において、現場にて既設埋設電線管の経路およびそれらの埋設電線管の情報を容易に把握できる。

埋設電線管位置案内システムを示す構成図である。指向性ＲＦＩＤタグの概略と埋設電線管への取り付け方法を示す説明図である。埋設電線管位置案内の表示方法を示す説明図である。埋設電線管テーブルを示す説明図である。埋設電線管の表示方法を示す説明図である。埋設電線管の表示例を示す説明図である。作業手順を示すフローチャートである。埋設電線管経路並びに埋設電線管関係情報の端末への表示例を示す説明図である。補助アンテナの取り付け方法を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、埋設電線管位置案内システムを示す構成図である。図１には、埋設電線管の据付状態の構成と、ＲＦＩＤタグ（以下、ＩＤタグという。）の構成も示す。埋設電線管位置案内システムは、（１）壁５０（仕切壁）のコンクリートかぶり４１（コンクリートのかぶり）まで伸ばした補助アンテナ１１，１２（第２のアンテナ）を有する、埋設電線管１００に付設したＩＤタグ１０（図２参照）と、（２）ＩＤタグ１０から埋設電線管１００を識別する埋設電線管識別情報を取得するＲＦＩＤリーダ２０（タグリーダ）と、（３）取得した埋設電線管識別情報をデータベースサーバ３０に送受信し、データベースサーバ３０から受信した埋設電線管関係情報を表示する端末２１と、（４）通信部３１、記憶部３２、処理部３３を有するデータベースサーバ３０と、を含んで構成される。記憶部３２には、埋設電線管識別情報を含む埋設電線管テーブル３２１（図４参照）（埋設電線管情報、埋設物情報）等が記憶されている。なお、コンクリートかぶり４１とは、鉄筋４２から壁面５１，５２までのコンクリート部分をいう。

埋設電線管１００は、鉄筋４２の間に据え付けられ、このとき、ＩＤタグ１０は、埋設電線管１００の据付状態により、様々な向きに取り付けられる。図１では壁面５１側を向いている。このため壁面５２側からＲＦＩＤリーダ２０で電波（電磁波のうち光より周波数の低い、すなわち、波長の長いものを指す。）の送受信をする場合には、壁面５１側のＲＦＩＤリーダ２０からＲＦＩＤの電波の送受信をする場合に比べ、埋設電線管１００の裏に隠れ電波の送受信感度は悪くなる。しかしながら、埋設電線管１００の位置確認は、その作業状況により壁面５１または壁面５２いずれからも実施することがあるため、補助アンテナ１１を壁面５１側に、補助アンテナ１２を壁面５２側に設置する。ここで、コンクリートかぶり４１まで補助アンテナ１１，１２を伸ばすのは、鉄筋４１によるＩＤタグ１０とＲＦＩＤリーダ２０との電波の送受信感度への悪影響を小さくするためである。これにより作業状況に応じ、ＲＦＩＤリーダ２０から埋設電線管１００に取り付けたＩＤタグ１０に対し、壁面５１および壁面５２いずれからも、補助アンテナ１１，１２を介して電波を送受信できる。なお、補助アンテナ１１，１２をコンクリートかぶり４１まで伸ばす場合には、コンクリート打設時の衝撃による補助アンテナ１１，１２の損傷を防ぐため、補助アンテナ１１，１２を鉄筋４２に絶縁物の固定金具で固定しておいてもよい。

図２は、指向性ＲＦＩＤタグの概略と埋設電線管への取り付け方法を示す説明図である。ＩＤタグ１０は、ＩＣチップ１３と指向性アンテナ（ダイポールアンテナ）１４（第１のアンテナ）から構成されている。ＩＣチップ１３は、埋設電線管１００を識別する情報が格納されており、指向性アンテナ１４は、ＲＦＩＤリーダ２０と埋設電線管の識別情報を電波で送受信する。ここで、アンテナの指向性により、ＲＦＩＤリーダ２０は、この指向性アンテナ１４とある所定の相対位置にある場合のみ電波を受信する。例えば、指向性アンテナ１４の長手方向１５と、ＲＦＩＤリーダ２０が水平になったときに、ＲＦＩＤリーダ２０が電波を受信するように設定しておく。さらに指向性アンテナ１４の長手方向１５を埋設電線管１００の進路方向１６に合わせて取り付けるとよい。なお、図２に示す取り付け方法は、鉄筋４２等が入っていない壁の埋設電線管を把握する場合に有効である。

ＲＦＩＤリーダ２０内のアンテナ（図示せず）から制御信号を含む電波を発信すると、ＩＤタグ１０内の指向性アンテナ１４がＲＦＩＤリーダ２０からの電波を受信し、アンテナの共振作用により起電力を発生する。発生した電力によりＩＣチップ１３内の回路を起動し、必要な処理を行なう。その処理結果をＩＤタグ１０側の指向性アンテナ１４から送信する。

図９は、補助アンテナの取り付け方法を示す説明図である。指向性アンテナ（第１アンテナ）１４に対し、静電容量結合する結合アンテナ１７を設け、給電線１８を介して、給電線１８の先にダイポールアンテナである補助アンテナ（第２アンテナ）１１，１２を設けている。なお、結合アンテナ１７は、静電結合するとしているがこれに限らない。例えば、結合アンテナ１７からの電波を指向性アンテナ１４が受信し、また、指向性アンテナ１４からの電波を結合アンテナ１７が受信してもよい。

図３は、埋設電線管位置案内の表示方法を示す説明図である。壁５０をはさんだ２つの部屋３，４で端末２１に表示される埋設電線管の違いについて説明する。図３に示すように、部屋３から壁面５１を介してＲＦＩＤリーダ２０でＩＤタグ１０を読みこんだ場合は、表示３Ａのように端末２１には右上がりの埋設電線管１００の経路が表示される。一方、部屋４から壁面５２を介してＲＦＩＤリーダ２０でＩＤタグ１０を読み込んだ場合には、表示４Ａのように端末２１には左上がりの埋設電線管１００の経路が表示される。このように異なる部屋から表示方法を変化させることにより、現場にて埋設電線管の経路並びにそれらの埋設電線管の情報を容易に把握できるようになる。その理由は、図４を参照して説明する。

図４は、埋設電線管テーブルを示す説明図である。埋設電線管テーブル３２１は、データベースサーバ３０の記憶部３２（図１参照）に予め記憶されており、部屋の識別番号である部屋Ｎｏ（なお、Ｎｏは番号を意味する。）、埋設電線管識別情報であるＲＦＩＤＮｏ、埋設電線管の識別番号である電線管Ｎｏ、埋設電線管が記載されている図面番号である図面Ｎｏを有する。具体的には、図２に示すように壁５０へ埋設される電線管の図面を部屋３から見た場合を表、部屋４から見た場合を裏として、あらかじめデータベースサーバ３０に登録されている。具体的には、ＩＤタグ１０の識別番号であるＲＦＩＤＮｏＲ００１５は、電線管番号Ａ５０２の埋設電線管に付設されており、部屋３から見ると、図面番号Ｎ００５３の表に該当し、部屋４から見ると、図面番号Ｎ００５３の裏に該当することを意味している。

作業者は、壁５０に穴を開けるボーリング作業前に、現場において端末２１で作業する部屋を選択して、ＲＦＩＤリーダ２０によりＩＤタグ１０のＩＣチップ１３（図２参照）から埋設電線管識別情報を読み取る。そして、作業者は、端末２１の埋設電線管確認ボタン（図示せず）を押下すると、選択された部屋番号と、ＲＦＩＤリーダ２０により読み込んだ埋設電線管識別情報（ＲＦＩＤＮｏ）を、データベースサーバ３０に送信する。データベースサーバ３０の処理部３３は、受信した部屋番号と、埋設電線管識別情報とをキーとして、埋設電線管テーブル３２１を検索し、該当する電線管Ｎｏおよび図面Ｎｏを抽出する。また、データベースサーバ３０の処理部３３は、記憶部３２に記憶されている図面情報から、表または裏に該当する図面情報として選択処理し、電線管Ｎｏとともに、埋設電線管の経路（ルート）情報を含む図面情報を端末２１に送信する。端末２１は、受信した電線管Ｎｏおよび図面情報を表示部に表示することができる。

図５は、埋設電線管の表示方法を示す説明図である。図５に示すように、端末２１の表示部には、埋設電線管１００の壁５０に対する奥行きを表現することができる。符号２１１は、埋設電線管１００の左端部が奥に向かって設置されいることを示す。符号２１２は、埋設電線管１００の左端部が手前に向かっていることを示す。符号２１３は、埋設電線管１００がバツ印（ｘ）により埋設されているが使われてないことを示す。

図６は、埋設電線管の表示例を示す説明図である。端末２１の表示部に表示される他の表示例について、壁５０をはさんだ２つの部屋５，６について説明する。埋設電線管１００は、部屋５と部屋６との壁５０に埋設されているが、埋設電線管１００の出口は、部屋５側に両端とも有している。

図６に示すように部屋５からＲＦＩＤリーダ２０でＩＤタグ１０を読み込んだ場合は、該当する埋設電線管１００は、表示５Ａのように、両端ともに手前側に向かっているように表示される（図５の符号２１２参照）。一方、部屋６からＲＦＩＤリーダ２０でＲＦＩＤを読み込んだ場合は、表示６Ａのように、埋設電線管１００は、両端ともに奥へ向かっているように表示される（図５の符号２１１参照）。

図７は、作業手順を示すフローチャートである。以下この作業手順に従い説明する。適宜図１を参照する。まず、作業者は、新規にケーブルの敷設が必要になり、ケーブル敷設経路（ルート）の壁５０に予備の埋設電線管が無い場合には、その壁に対するボーリング計画を開始する（ステップＳ１）。次に、作業者は、現場にて、該当の壁５０の周囲で、ボーリング可能位置並びにその作業可能なエリアを調査する。さらに、埋設電線管図面にて埋設電線管の経路を確認し、ボーリング位置を決定する（ステップＳ２）。再度現場にて、図１に示すコンクリート４０の壁面５１または壁面５２に、ＲＦＩＤリーダ２０を近づけてボーリング位置のＩＤタグ１０（ＲＦＩＤ）の有無を調べる（ステップＳ３）。ＩＤタグ１０が検出されない場合には（ステップＳ３，Ｎｏ）、ボーリング位置に埋設電線管が無いと判断し、ボーリング（ステップＳ４）し、新規の埋設電線管を据え付けて完了（終了）（ステップＳ５）となる。

一方、ＲＦＩＤリーダ２０によりＩＤタグ１０が検出された場合には（ステップＳ３，Ｙｅｓ）、データベースサーバ３０は、ＩＤタグ１０からＲＦＩＤリーダ２０で受信した埋設電線管識別情報により、埋設電線管情報（電線管Ｎｏ、図面情報等）を取り出し、端末２１に送信する。端末２１の処理部は、表示部に埋設電線管経路並びに埋設電線管関係情報を表示する。作業者は、埋設電線管関係情報を確認し（ステップＳ６）、埋設電線管位置・据付方向の確認をする（ステップＳ７）。

ここで、作業者は、端末２１の周辺情報確認ボタン（図示せず）を押下すると、端末２１は、周辺情報確認要求（周辺物体の確認要求）をデータベースサーバ３０に送信する。データベースサーバ３０は、既に受理している埋設電線管情報から、周囲の埋設電線管についても検索し、該当する埋設電線管の埋設電線管情報を端末２１に送信する。受理した端末２１は、表示部に周囲の埋設電線管情報も表示する。作業者は、埋設電線管の位置並びに経路を確認し、周囲のボーリング可能な場所を調べる（ステップＳ８）。ここで、場所が見つかれば（ステップＳ８，Ｙｅｓ）、ボーリングし（ステップＳ４）、新規の埋設電線管を据え付けて完了（終了）となる（ステップＳ５）。一方、場所が見つからなければ（ステップＳ８，Ｎｏ）、ステップＳ２に戻って再度ボーリング可能位置エリアの確認から各手順を実施する。

図８は、埋設電線管経路および埋設電線管関係情報の端末への表示例を示す説明図である。端末２１の表示部（端末画面２２）には、埋設電線管１０１の経路、受信したＩＤタグ１０ａの設置位置、埋設電線管関係情報を表示する。ここで、埋設電線管経路は、ＲＦＩＤリーダ２０で受信したＩＤ１０ａが付いた埋設電線管１０１だけでなく、周囲の埋設電線管１０２も表示されている。

また、埋設電線管関係情報では、符号１０１ａに示すように、当該の埋設電線管１０１の電線管番号、埋設電線管が床または壁から立ち上がって露出する位置を示す立上位置、その埋設電線管に収納されているケーブル番号等の情報が表示される。ここでも、符号１０２ａに示すように、周囲の埋設電線管１０２の埋設電線管関係情報も表示される。

なお、ここで表示する収納ケーブル番号から、記憶部３２に記憶されているケーブルリストとの照合により、ケーブルの線種（動力、制御、計測）がわかる。特に、動力ケーブルの場合には、ボーリング中に誤って周囲の埋設電線管並びに収納されている動力ケーブルを傷つけたときの作業者の感電に備えケーブルの電源を落とす予防措置をとる場合もあるので、端末２１からデータベースサーバ３０に問い合わせすることが好ましい。

以上述べた実施形態においては、鉄筋コンクリートに埋設された物体を電線管として説明した。しかし、埋設された物体としては、必ずしもこの電線管に限らない。例えば、計器類であってもよい。

本実施形態によれば、データベースサーバ３０（管理サーバ）は、端末２１から周辺物体の確認要求を受理すると、埋設電線管テーブル３２１（埋設物情報）を参照して、物体の識別情報に該当する物体の周辺の物体を検索して周辺の物体の位置情報（例えば、埋設電線管の経路情報）を取得し、周辺の物体の位置情報を端末２１に送信し、端末２１は、表示部に周辺の物体の位置情報を表示することを特徴とする。

本実施形態によれば、埋設物情報は、壁５０（仕切壁）により仕切られた部屋情報（例えば、部屋番号）と、部屋情報の部屋からみた物体の位置情報（例えば、埋設電線管の経路情報）とが関連付けられており、データベースサーバ３０（管理サーバ）は、部屋情報と、ＲＦＩＤリーダ２０により読み取った物体の識別情報とを受理すると、埋設物情報を参照して物体の位置情報を特定することを特徴とする。

本実施形態によれば、鉄筋コンクリート造の壁５０（仕切壁）に埋設された埋設管（例えば、埋設電線管１００）に付設され、埋設管の識別情報を記憶するＩＣチップ１３を搭載し指向性アンテナ１４（第１のアンテナ）を有するＩＤタグ１０は、仕切壁の両面のコンクリートかぶり４１の位置へ伸びる補助アンテナ１１，１２（第２のアンテナ）を設けることを特徴とする。

１０ＩＤタグ
１１，１２補助アンテナ（第２のアンテナ）
１３ＩＣチップ
１４指向性アンテナ（第１のアンテナ）
２０ＲＦＩＤリーダ（タグリーダ）
２１端末
３０データベースサーバ（管理サーバ）
３１通信部
３２記憶部
３３処理部
４０コンクリート
４１コンクリートかぶり
４２鉄筋
５０壁
５１，５２壁面
１００埋設電線管
３２１埋設電線管テーブル（埋設物情報）

Claims

鉄筋コンクリート造の仕切壁に埋設された物体の識別情報と、前記物体の位置情報とを関連付ける埋設物情報を記憶する記憶部を有する管理サーバと、
前記物体に付設される、前記物体の識別情報を記憶するＩＣチップと、第１のアンテナとを有するＩＤタグと、
前記ＩＤタグの前記物体の識別情報を読み取るタグリーダと、
前記タグリーダにより読み取った前記物体の識別情報を前記管理サーバに送信し、前記管理サーバから前記物体の位置情報を受信し、前記物体の位置情報を表示部に表示する端末と、を備え、
前記ＩＤタグには、前記仕切壁のコンクリートのかぶりの位置へ伸びる第２のアンテナが設けられており、
前記管理サーバは、前記端末から周辺物体の確認要求を受理すると、前記埋設物情報を参照して、前記物体の識別情報に該当する物体の周辺の物体を検索して前記周辺の物体の位置情報を取得し、前記周辺の物体の位置情報を前記端末に送信し、
前記端末は、前記表示部に前記周辺の物体の位置情報を表示する
ことを特徴とする埋設物位置案内システム。
鉄筋コンクリート造の仕切壁に埋設された物体の識別情報と、前記物体の位置情報とを関連付ける埋設物情報を記憶する記憶部を有する管理サーバと、
前記物体に付設される、前記物体の識別情報を記憶するＩＣチップと、第１のアンテナとを有するＩＤタグと、
前記ＩＤタグの前記物体の識別情報を読み取るタグリーダと、
前記タグリーダにより読み取った前記物体の識別情報を前記管理サーバに送信し、前記管理サーバから前記物体の位置情報を受信し、前記物体の位置情報を表示部に表示する端末と、を備え、
前記ＩＤタグには、前記仕切壁のコンクリートのかぶりの位置へ伸びる第２のアンテナが設けられており、
前記埋設物情報は、前記仕切壁により仕切られた部屋情報と、前記部屋情報の部屋からみた前記物体の位置情報とが関連付けられており、
前記管理サーバは、前記部屋情報と、前記タグリーダにより読み取った前記物体の識別情報とを受理すると、前記埋設物情報を参照して前記物体の位置情報を特定する
ことを特徴とする埋設物位置案内システム。
前記物体は、電線管であり
前記物体の位置情報には、前記電線管の経路を含む
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の埋設物位置案内システム。