JP5688533B1 - コンクリート構造物維持管理システム - Google Patents
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Abstract
Description
構造物の長命化やLCCの低廉化を達成するためには、微細なひび割れ(初期ひび割れ)の段階で適切な保全を行い、損傷を引き起こすひび割れの発生を、未然に防ぐことが必要である。すなわち、初期ひび割れが損傷を引き起こすひび割れになるまでの期間を予測し、管理することが必要である。
このような構成にすることで、これまで計測者、構造物の所有者又は管理者等である利用者、施工者、のそれぞれに個別に管理されていた処理内容を、3者間で共有することができる。そのため、計測、保全に関する意思決定、施工等を迅速かつ効率的に執り行うことができる。さらに、計測情報を閲覧可能に成されていても構わない。
このような構成とすることで、ネットワークを通じて、大規模かつ容易にひび割れ情報を収集することができる。そのため、ひび割れの原因推定や劣化予測等を行う際の回帰的な分析を大規模なデータを基に構築することができ、より精度の高い推定結果を提供することが可能となる。
計測器そのものから計測情報を受信可能であっても構わない。このような構成とすることで、ネットワークを通じて、大規模かつ容易にひび割れ情報を収集することができる。
ひび割れの形状や位置関係に関する情報を、座標系のテキストデータによって記録しておくことで、記録した損傷個所の画像を評価する等の、記録後の処理が必要なくなる。また、これまでのように撮像した画像データを記録しておく必要がなく、データベースに必要な保存容量を極めて抑えることが可能である。
このような構成にすることで、ひび割れに関する正確な情報を計測者の主観によらず、統一して収集することができる。そのため、劣化予測や原因推定をこれまでにない高い精度で行うことが可能となる。
このような構成にすることで、これまで不透明であった施工の情報や、環境要因を加味した、より精度の高いひび割れの原因推定や劣化予測を行うことが可能となる。施工情報は、建築や修繕の際の作業内容や資材等に関する情報であり、環境情報は、構造物の周辺環境や使用状況等に関する情報である。
このような構成にすることで、より合理的なひび割れの保全案を提示することが可能である。また、劣化予測等を行う際に、ひび割れの長さや幅に加え、深さに関しても指標として取り入れることが可能となる。ひび割れの深さは、ひび割れの幅や築年数等を基に推定することが可能である。光学測距や超音波測距等によって実際に計測を行うようにしても構わない。
このような構成とすることで、ひび割れの原因推定を行うことができる。原因推定を行うことで次回の補修や劣化予測を効率的に行うことができる。また、過去の施工者等を参照可能に成すことで、ひび割れの原因が施工にある場合、施工者の選択を行う際の意思決定を補助することが可能となる。
このような構成とすることで、画像情報を記録していなくとも、視覚的にひび割れの状態を認識することが可能となる。またひび割れモデルは、影や汚れなど、ひび割れ以外の不必要な情報を持っておらず、容易にひび割れの全容、形状を把握することが可能である。このひび割れモデルを、計測器の計測画面にレイヤー表示したり、計測者端末、施工者端末から参照可能であることで、効率的にひび割れ計測、修繕を行うことができる。
このような構成とすることで、容易に原因推定を行うことができる。また、ひび割れを座標系のテキストデータで記録しているため、従来のように撮像した画像と損傷サンプルを目視で比較する必要がなくなり、解析結果を自動的に導出することが可能である。
このような構成とすることで、これまで個別に行われていたコンクリート構造物の検査、管理、補修までを一元的に管理することができる。また、施工に関する情報や施工者の情報を、ひび割れの原因推定や劣化予測に利用することが可能となり、それら予測推定の精度を高める効果が期待できる。
このような構成とすることで、収集した計測情報を活用して、高精度に導出されたライフサイクルコストをユーザへ提供することができる。本発明を用いることで広い範囲から多くの計測情報を管理、収集することができるため、統計的な手法などを用いて、これまでにない高精度な算出結果をユーザに提供することが可能である。
本発明におけるコンクリート構造物とは、セメントコンクリートだけでなく、広義の意味でのコンクリートを用いた構造物を示す。即ち、アスファルトコンクリートや、高強度コンクリート、鉄筋コンクリート、繊維補強コンクリート、水密コンクリート等、ひび割れの発生しうる建築資材を用いた構造物に対して適応し、管理することが可能である。
本発明で解析の対象となる計測情報は、コンクリート構造物の壁面やアーチ面といった計測対象ごとの計測データである。計測情報には、座標系を定義するための基準点座標と、計測を行った時期を示す時期情報と、ひび割れ情報と、を少なくとも有する。前記ひび割れ情報は、計測対象に生じたひび割れの位置及び形状を示す位置座標と、ひび割れ幅と、ひび割れ長さと、を少なくとも有する。
図1に示すように、コンクリート構造物維持管理システムは、サーバ1と、データベース2と、計測器3と、計測者端末4と、利用者端末5と、施工者端末6と、を備える。
図2に示すように、サーバ1のハードウェア構成は、サーバとしての機能を提供し、サーバ1の動作を制御するための種々の演算を行うCPU101と、演算を行う際の一時的なデータを記録するRAM102と、コンクリート構造物維持管理システムを提供するための制御プログラム等を記録するROM103と、サーバ1への入力及び、出力の表示を行う為の入出力装置104と、ネットワークによりデータ通信を行うための通信装置105と、を備える。
データベース2は、前記仲介サーバ1に接続された記憶装置であって、サーバ上で利用される種々の情報、解析結果等を記録している。本実施形態におけるデータベース2は、ユーザデータベース21と、構造物データベース22と、を有する。
4.1.計測器
計測器3は、ひび割れの計測者が利用する機器であって、計測対象におけるひび割れを座標系で記録可能な計測器である。光学測距や超音波測距によって壁面やひび割れとの距離、角度を計測し、ひび割れの計測前に決定した基準座標を基に座標を割り付け、ひび割れ情報としている。本実施形態において、計測器3は、計測者端末4へ計測情報の受け渡しが可能であり、計測者端末4を通じて計測情報入力部15への計測情報の伝送を行っている。計測器3から直接計測情報を伝送するように成しても構わない。
計測者端末4は、ひび割れの計測を行う計測者が利用する端末であって、計測器3と計測情報の受け渡しが可能である。この計測者端末4は、ネットワークを通じてサーバ1にアクセス可能であり、計測器3によって測定した計測情報を、前記計測情報入力部15を通じて、データベース2に記録することが可能である。計測情報を記録する際には、その他の情報、例えば壁面の所在地に関する位置情報や、測定位置を示す位置情報、計測時の気温、湿度などの情報を合わせて記録可能であっても構わない。
利用者端末5は、コンクリート構造物の管理者や所有者等である利用者が利用する端末であって、サーバ1にアクセス可能であり、記録されたデータを参照可能に成されている。計測者端末4によって入力された構造物に関する計測情報や、その計測情報を用いてサーバ1に導出された解析結果、解析情報テーブルに記載の内容等を参照することができる。また、施工管理部18による施工者の公募等を行うことが可能である。
施工者端末6は、施工を行う施工者が利用する端末であって、施工者の公募に対して入札等を行うことが可能である。また、施工対象となるコンクリート構造物に関する計測情報や解析結果等を参照することが可能である。このように情報を容易に参照可能であることによって、施工計画や費用の見積もり等を極めて容易に行うことが可能となる。施工の際の情報を、外部情報入力部16から入力可能であってもよい。
次に、図8、図9を参照しながら、本実施形態におけるひび割れの計測から施工までの全体の流れにについて説明する。
次に、図10を参照しながら、本実施形態におけるひび割れ情報の計測について説明する。
次に、図11を参照しながら、本実施形態における計測情報の解析について説明する。
次に、図12を参照しながら、本実施形態におけるひび割れの補修について説明する。
本実施形態によると、コンクリート構造物のひび割れの計測情報を、ネットワークを通じて容易にデータベース化し、管理することが可能である。
10 解析部
11 ライフサイクルコスト算出部
12 深度推定部
13 モデリング部
14 原因推定部
15 計測情報入力部
16 外部情報入力部
17 閲覧部
18 施工管理部
19 管理部
20 通信部
101 CPU
102 RAM
103 ROM
104 入出力装置
105 通信装置
2 データベース
21 ユーザデータベース
22 構造物データベース
3 計測器
4 計測者端末
5 利用者端末
6 施工者端末
A、B ひび割れ
Claims (14)
- コンクリート構造物に発生した初期ひび割れを、光学測距により計測対象ごとに計測するための計測器と、前記計測器によって得られた計測情報を解析するサーバと、前記計測情報を記録したデータベースと、を備え、
前記計測情報は、座標系を定義するための基準点座標情報と、
計測を行った時期を示す時期情報と、
ひび割れ情報として、ひび割れの位置及び形状を特定するための位置座標、ひび割れ幅及びひび割れ長さと、を有し、
前記サーバは、前記ひび割れ幅を用いてひび割れの深さを推定する深度推定部と、
時期情報の異なる同一の計測対象に関する複数の前記計測情報に基づく前記深度推定部による推定結果を用いて前記計測対象の劣化予測を行い、内部鉄骨が損傷を受ける前に、初期ひび割れの修繕を行った場合のライフサイクルコストを算出するライフサイクルコスト算出部と、を有することを特徴とするコンクリート構造物維持管理システム。 - 前記サーバで処理された結果は前記計測情報と関連付けて記録され、前記サーバとネットワークを通じて接続された外部端末から閲覧可能であることを特徴とする請求項1に記載のコンクリート構造物維持管理システム。
- 前記計測器は、計測者端末と前記計測情報の受け渡しが可能であって、
前記サーバは、前記計測者端末とネットワークを通じて通信可能であって、受け渡された前記計測情報を受信する計測情報入力部を備えること、を特徴とする請求項1又は請求項2に記載のコンクリート構造物維持管理システム。 - 前記サーバは、前記計測器とネットワークを通じて通信可能であって、
前記計測情報を受信する計測情報入力部を備えること、を特徴とする請求項1又は請求項2に記載のコンクリート構造物維持管理システム。 - 前記計測情報は、テキストデータによって記録されていることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載のコンクリート構造物維持管理システム。
- 前記サーバは外部端末とネットワークを通じて接続されており、
前記外部端末から入力された施工情報及び環境情報の一方又は双方を、前記計測情報と関連付けて記録する外部情報入力部を有すること特徴とする請求項1〜5の何れかに記載のコンクリート構造物維持管理システム。 - 前記サーバは、ひび割れ原因を推定する原因推定部を備えること、を特徴とする請求項1〜6の何れかに記載のコンクリート構造物維持管理システム。
- 前記サーバは、前記計測情報を用いて計測対象の2次元モデル又は3次元モデルを作成するモデリング部を備えること、を特徴とする請求項1〜7の何れかに記載のコンクリート構造物維持管理システム。
- 前記サーバは、前記計測情報を用いて計測対象の2次元モデル又は3次元モデルを作成するモデリング部を備え、
前記原因推定部における推定は、予め登録された損傷サンプルと、前記モデリング部によって作成された2次元モデル又は3次元モデルと、を比較して行われることを特徴とする請求項7に記載のコンクリート構造物維持管理システム。 - 前記サーバは、施工対象に関する情報の公開及び、施工者の公募を行う施工管理部を有することを特徴とする請求項1〜9の何れかに記載のコンクリート構造物維持管理システム。
- 前記ライフサイクルコスト算出部は、前記データベースに記録された計測情報を用いて、ライフサイクルコストの予測式の修正を行う自動修正手段を有すること、を特徴とする請求項1〜10の何れかに記載のコンクリート構造物維持管理システム。
- コンクリート構造物に発生した初期ひび割れの計測情報を用いてコンクリート構造物の維持管理を行う方法であって、
前記計測情報は、座標系を定義するための基準点座標情報と、
計測を行った時期を示す時期情報と、
ひび割れ情報として、ひび割れの位置及び形状を特定するための位置座標、ひび割れ幅及びひび割れ長さと、を有し、
前記計測情報をデータベースに記録するステップと、前記ひび割れ幅を用いてひび割れの深さを推定するステップと、
時期情報の異なる同一の計測対象に関する複数の前記計測情報に基づくひび割れの深さの推定結果を用いて前記計測対象の劣化予測を行い、コンクリート構造物の内部鉄骨が損傷を受ける前に、初期ひび割れの修繕を行った場合のライフサイクルコストを算出するステップと、を有することを特徴とするコンクリート構造物の維持管理方法。 - コンクリート構造物に発生した初期ひび割れの計測情報を用いてコンクリート構造物の維持管理を行うサーバ装置であって、
前記計測情報は、座標系を定義するための基準点座標情報と、
計測を行った時期を示す時期情報と、
ひび割れ情報として、ひび割れの位置及び形状を特定するための位置座標、ひび割れ幅及びひび割れ長さと、を有し、
前記ひび割れ幅を用いてひび割れの深さを推定する深度推定部と、
時期情報の異なる同一の計測対象に関する複数の前記計測情報に基づく前記深度推定部による推定結果を用いて前記計測対象の劣化予測を行い、
コンクリート構造物の内部鉄骨が損傷を受ける前に、初期ひび割れの修繕を行った場合のライフサイクルコストを算出するライフサイクルコスト算出部と、を有することを特徴とするサーバ装置。 - コンクリート構造物に発生した初期ひび割れの計測情報を用いてコンクリート構造物の維持管理をコンピュータに行わせるための構造物維持管理プログラムであって、
前記計測情報は、座標系を定義するための基準点座標情報と、
計測を行った時期を示す時期情報と、
ひび割れ情報として、ひび割れの位置及び形状を特定するための位置座標、ひび割れ幅及びひび割れ長さと、を有し、
コンピュータを、前記ひび割れ幅を用いてひび割れの深さを推定する深度推定手段と、
時期情報の異なる同一の計測対象に関する複数の前記計測情報に基づく前記深度推定部による推定結果を用いて前記計測対象の劣化予測を行い、
コンクリート構造物の内部鉄骨が損傷を受ける前に、初期ひび割れの修繕を行った場合のライフサイクルコストを算出するライフサイクルコスト算出手段と、として機能させることを特徴とする構造物維持管理プログラム。
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