JP6804390B2 - 工事推定システム - Google Patents

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本発明は、工事位置を推定する工事推定システムに関する。
道路工事に際しては、ガスなどの導管が道路の下に埋設されている場合、導管の保守管理会社へ事前に工事を行う旨の通知(工事照会)を行っている。工事照会があると、保守管理会社から工事事業者へ適切な工事手順などの説明がなされる。しかし、工事事業者によっては、工事照会を行わず、適切な手順を踏まずに工事が行われてしまうことがある。そこで、保守管理会社の担当者は、担当する管理区域の道路を車両で巡回して、目視により工事の有無(工事位置)を確認している(例えば、特許文献1)。
特許第5525307号公報
上記の特許文献1に記載されているように、車両を巡回させて工事の有無(工事位置)を特定する場合、道路を常に監視することは困難である。そのため、管理区域の道路工事をすべて把握しようとしても、漏れが生じるおそれがある。また、工事照会があった工事や、自社で行う工事であっても、実際に予定通りに工事が行われているかを把握するために、車両で現地まで確認しに行くのは担当者の負担が大きかった。
本発明は、このような課題に鑑み、実際に現地まで確認しに行かなくとも、工事の有無や工事位置を推定することが可能な工事推定システムを提供することを目的としている。
上記課題を解決するため、本発明の工事推定システムは、振動を検出する振動センサと、振動センサの検出結果に基づく対象データを送信する通信部と、を有する複数の端末装置と、通信部から送信された対象データに基づいて、工事位置を推定する位置推定部を有するサーバと、を備え、サーバは、複数の端末装置から収集された複数の対象データに基づいて、複数の端末装置それぞれの振動の、複数の端末装置が配置された地域における分布である振動分布を推定し、少なくとも振動分布に基づいて、振動が工事によるものか否かを判定し、位置推定部は、振動が工事によるものと判定されると、工事位置を推定する。
位置推定部は、推定された工事位置が、予め登録された工事予定に合致しない場合、工事位置の工事を、他工事と判定してもよい。
サーバは、推定された工事位置を、対応する地域の管理担当へ通知する通知部をさらに備えてもよい。
端末装置は、検出結果が所定条件を満たすか否かを判定する解析部をさらに備え、通信部は、所定条件を満たした検出結果に基づく対象データを送信してもよい。
本発明によれば、実際に現地まで確認しに行かなくとも、工事の有無や工事位置を推定することが可能となる。
工事推定システムの概略的な構成を示した説明図である。 ガスメータの概略的な構成を示した機能ブロック図である。 サーバの概略的な構成を示した機能ブロック図である。 振動波形のパターンを説明するための第1の図である。 振動波形のパターンを説明するための第2の図である。 振動分布の一例を示す図である。 工事振動の減衰グラフの一例である。 メータ側処理の概略的な流れを示すフローチャートである。 サーバ側処理の概略的な流れを示すフローチャートである。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
(工事推定システム100)
図1は、工事推定システム100の概略的な構成を示した説明図である。図1に示すように、工事推定システム100は、複数のガスメータ(端末装置)110と、複数のゲートウェイ機器112と、サーバ114とを含んで構成される。本実施形態では、工事推定システム100の端末装置として、所謂スマートメータであるガスメータ110を例に挙げて説明するが、通信網を介した通信機能を有する端末であれば、端末装置が他の端末であってもよい。
ガスメータ110は、需要箇所120に供給されたメタン、プロパン等の可燃性ガスの量を導出する。ゲートウェイ機器112は、1または複数のガスメータ110のデータを収集する。サーバ114は、コンピュータ等で構成され、ガス事業者等、工事推定システム100の管理者側に属する。また、サーバ114は、ゲートウェイ機器112を介して、1または複数のガスメータ110のデータを収集する。したがって、あらゆる需要箇所120に配置されるガスメータ110が有する情報を、サーバ114で一括管理することができる。
ここで、ゲートウェイ機器112とサーバ114との間は、例えば、基地局116を含む携帯電話網やPHS(Personal Handyphone System)網等の既存の通信網を通じた無線通信が実行される。また、ガスメータ110同士およびガスメータ110とゲートウェイ機器112との間は、例えば、920MHz帯を利用するスマートメータ用無線システム(U−Bus Air)を通じた無線通信が実行される。また、通信規格IEEE802.15.4/4eに準拠するRIT(Receiver Initiated Transmission)方式を通じた無線通信が行われてもよい。以下、ガスメータ110とサーバ114の構成を詳述する。
(ガスメータ110)
図2は、ガスメータ110の概略的な構成を示した機能ブロック図である。ガスメータ110は、超音波センサ150と、遮断弁152と、加速度センサ(振動センサ)154と、メータ通信部(通信部)156と、メータ記憶部158と、メータ制御部160とを含んで構成される。
超音波センサ150は、可燃性ガス中に超音波を伝播させ、伝播時間を計測する。遮断弁152は、例えば、ソレノイドやステッピングモータを用いた電磁弁等で構成され、可燃性ガスの流路を開閉することで、需要箇所120への可燃性ガスの供給を制御する。加速度センサ154は、例えば、静電容量型、ピエゾ抵抗型、ガス温度分布型など、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術が用いられた半導体センサ(感震センサ)であり、ガスメータ110の振動を検出する。
メータ通信部156は、ゲートウェイ機器112や他のガスメータ110を介して、サーバ114との通信を行う。メータ記憶部158は、ROM、RAM、フラッシュメモリ、HDD等で構成され、ガスメータ110に用いられるプログラムや各種データを記憶する。
メータ制御部160は、CPUやDSPで構成され、メータ記憶部158に格納されたプログラムを用い、ガスメータ110全体を制御する。また、メータ制御部160は、流量導出部170、遮断制御部172、解析部174、通信制御部176として機能する。
流量導出部170は、超音波センサ150によって計測された超音波の伝播時間に基づいて、可燃性ガスの流量を導出する。遮断制御部172は、遮断弁152の開閉を制御する。例えば、遮断制御部172は、流量導出部170によって導出された可燃性ガスの流量が所定値以上の状態が規定時間を超えると、遮断弁152を閉弁させ、需要箇所120への可燃性ガスの供給を停止する。
解析部174は、加速度センサ154の検出結果を解析し、加速度センサ154の検出した振動(3軸の合成振動)が、所定以上の大きさの地震による振動であると判定すると、その旨、遮断制御部172に出力する。遮断制御部172は、その旨の出力を解析部174から受けると、遮断弁152を閉弁する。
また、解析部174は、加速度センサ154の検出結果が所定条件を満たすか否かを判定する。ここで、所定条件は、例えば、振動の波形、振幅、周波数、および、継続時間(例えば、所定以上の振幅の振動の継続時間)などについて設定された条件である。所定条件は、例えば、定常状態と有意差のある振動が所定時間(例えば、20秒)継続したことなどを所定条件とする。
解析部174は、加速度センサ154の検出結果が所定条件を満たす場合、所定条件を満たした検出結果について、振動特性を示す特徴量(例えば、振動の波形、振幅、周波数、および、継続時間)を導出して対象データとする。解析部174は、対象データを通信制御部176に出力する。通信制御部176は、メータ通信部156に、所定条件を満たした検出結果に基づく対象データをサーバ114へ送信させる。
ここでは、解析部174は、検出結果に基づき振動特性を示す特徴量を導出して対象データとする場合について説明した。解析部174が、振動特性を示す特徴量を対象データとすることで、データ量を減らし、通信量や消費電力を削減することが可能となる。ただし、解析部174は、加速度センサ154の検出結果のデータすべて(特徴量の導出元のデータすべて)を対象データとしてもよい。
また、解析部174は、加速度センサ154の検出結果が所定条件を満たすか否かを判定する場合について説明した。この場合、通信量や消費電力を削減することが可能となる。ただし、解析部174による所定条件の判定は行われなくてもよい。この場合、メータ通信部156は、加速度センサ154の検出結果を、常に、または、所定間隔ごとに間欠的に、サーバ114に送信してもよい。
(サーバ114)
図3は、サーバ114の概略的な構成を示した機能ブロック図である。図3に示すように、サーバ114は、サーバ通信部180と、サーバ記憶部182と、サーバ制御部184とを含んで構成される。サーバ通信部180は、基地局116、ゲートウェイ機器112を介してガスメータ110との通信を行う。サーバ記憶部182は、ROM、RAM、フラッシュメモリ、HDD等で構成され、各ガスメータ110から受信したデータを記憶する。
サーバ制御部184は、CPUやDSPで構成され、サーバ記憶部182に記憶された情報に基づいてサーバ114全体を制御する。また、サーバ制御部184は、通信制御部(通知部)190、工事判定部192、位置推定部194として機能する。
通信制御部190は、サーバ通信部180による通信を制御する。通信制御部190は、サーバ通信部180が、例えば、ガスメータ110から対象データを受信すると、対象データを工事判定部192に出力する。工事判定部192は、対象データに基づいて、少なくとも、振動の波形、周波数、および、継続時間のいずれか1または複数の特徴量を特定する。そして、工事判定部192は、特定した特徴量に基づいて、振動が工事によるものか否かを判定する。位置推定部194については、後に詳述する。
図4は、振動波形のパターンを説明するための第1の図である。図4(a)には、定常波形、図4(b)、図4(c)には、間欠的(周期的)波形、図4(d)には、不規則波形を示す。加速度センサ154が検出する振動には、例えば、工場振動、交通振動、地震動、および、工事振動(工事による振動)が想定される。
工場振動は、工場の作業工程がルーティーンであるため、図4(b)、図4(c)に示すような間欠的波形となると推定される。交通振動は、地域、時間帯ごとの交通量が統計データとして入手可能であり、地域、時間帯ごとの統計データがサーバ記憶部182に記憶されていてもよい。
工場振動、交通振動のいずれについても、図4(a)、図4(b)、図4(c)の振動波形(交通振動については、地域、時間帯ごとの交通量の統計データも含む)から、波形パターンを分類することで、工事振動と識別可能である。一方、工事振動は、図4(d)に示すように、不規則波形となる場合があることが想定される。
図5は、振動波形のパターンを説明するための第2の図である。図5に示すように、地震動の振動波形は、所定時間(例えば、20秒程度)の間に大きな振動が生じた後、小さな定常波形の振動が継続する。そのため、定常波形となる以前の所定時間の振動波形は、工事振動よりも短時間しか継続しない。このことから、地震動の振動波形は、工事振動の振動波形と識別可能である。
このように、振動波形によって、工事振動と、それ以外の振動(工場振動、交通振動、地震動)を識別可能となっている。工事判定部192は、例えば、振動波形によって、振動が工事によるものか否かを判定することができる。
また、本実施形態では、工事判定部192は、他のガスメータ110の対象データも収集する。工事判定部192は、1つのガスメータ110から送信された対象データに基づいて、上記の振動の特徴量を特定し、振動が工事によるものであると判定すると、そのガスメータ110から所定範囲に配置された他の複数のガスメータ110から、対象データを収集する。所定範囲として、例えば、所定数以上のガスメータ110が含まれるであろう大きさの範囲が予め設定されている。また、対象データには、例えば、ガスメータ110の位置情報が含まれてもよい。
そして、工事判定部192は、複数のガスメータ110から収集された複数の対象データに基づいて、複数のガスメータ110それぞれの振動の、複数のガスメータ110が配置された地域における分布(振動分布)を推定(生成)する。例えば、振動分布は、地図上において、ガスメータ110それぞれの配置に、それぞれの振動強度がマッピングされたものである。工事判定部192は、振動分布に基づいて、振動が工事によるものか否かを判定する。
図6は、振動分布の一例を示す図である。図6中、需要箇所120に記載された数値は、gal値を示す。図6に示すように、工事判定部192は、複数の需要箇所120それぞれに配置されたガスメータ110から収集した対象データに含まれる振動強度(例えば、gal値)と、位置情報とに基づいて、これらのガスメータ110が配置された地域の振動分布を生成する。
図6に示すように、特定箇所Aから遠ざかるほど、振動強度が低くなるような振動分布であると、工事判定部192は、振動が工事によるものと判定し、振動分布を位置推定部194に出力する。
一方、振動分布が、図6に示すような規則性を持っていない(例えば、一様に同程度の振動強度であったり、強弱のバラツキに規則性がなかったり、他の規則性である)場合がある。このとき、工事判定部192は、上記のように、1つの対象データからは、振動が工事によるものと判定されていたとしても、振動が工事によるものではないと判定する。すなわち、工事判定部192は、複数の対象データに基づく判定を優先して、振動が工事によるものではないと判定する。この場合、工事は行われていないと推定されたことになる。
工事判定部192によって振動が工事によるものと判定され、位置推定部194に特定箇所Aの位置情報が出力されると、位置推定部194は、振動分布に基づいて、振動強度が最も強いと推定される(すなわち、工事位置と推定される)特定箇所Aの位置情報を導出する。
ここで、道路工事に際しては、ガスなどの導管が道路の下に埋設されている場合、導管の保守管理会社へ事前に工事照会が行われる。工事照会は、導管の保守管理会社側ではない他事業者などが、工事を計画または施工する場合に、工事の内容、工期、工法などを導管の保守管理会社側に、事前に通知することである。
サーバ記憶部182には、工事照会された工事予定に関する情報(例えば、工事期間、工事範囲)が記憶(登録)される。位置推定部194は、特定箇所Aの位置情報が、サーバ記憶部182に、予め登録された工事予定の工事範囲に合致しない(含まれない)場合、特定箇所Aで行われていると推定される工事が、他工事であると判定する。他工事は、施工された道路上で工事照会せずに行われている工事である。
この場合、位置推定部194は、特定箇所Aの位置情報を、通信制御部190に出力する。通信制御部190は、特定箇所Aの位置情報を、当該位置情報が含まれる(対応する)地域の導管の管理担当(保守管理会社の担当部署、担当者)に、例えば、電子メールなどで通知する。
例えば、車両を巡回させて工事の有無(工事位置)を特定する場合、道路を常に監視することは困難である。そのため、導管の保守管理会社が、管理区域の道路工事をすべて把握しようとしても、漏れが生じるおそれがある。本実施形態では、実際に現地まで確認しに行かなくとも、工事の有無や工事位置を推定することができる。そのため、他工事を迅速に発見し、工事事業者に適切な指導を行うことで、導管の損傷などを未然に回避することが可能となる。
図7は、工事振動の減衰グラフの一例である。図7において、凡例Xは、バックホウによる工事振動の減衰を示し、凡例Yは、ブレーカによる工事振動の減衰を示し、凡例Zは、PAB工法による工事振動の減衰を示す。
図7に示すように、工事振動は、工機(工法)によって、振動源(工事位置)からの距離と、振動レベルとの関係(減衰特性)が異なる。そこで、工事判定部192は、複数のガスメータ110から収集された複数の対象データに基づいて、振動の減衰特性を導出する。具体的には、例えば、上記のように、工事判定部192は、複数のガスメータ110が配置された地域の振動分布を生成し、振動分布によって、減衰特性を導出する。
そして、工事判定部192は、導出された減衰特性に基づいて、工事振動を起こしている工機(工法)を推定する。推定された工機(工法)は、特定箇所Aの位置情報と共に管理担当(保守管理会社の担当部署、担当者)に通知される。このように、工機(工法)まで特定して通知されることで、担当者は、導管の損傷の可能性、緊急性などを大凡把握することが可能となる。
ここでは、工事判定部192は、振動が工事によるものと判定した後、減衰特性によって工機(工法)を推定する場合について説明した。ただし、工事判定部192は、予め登録された工機(工法)の減衰特性との類似度が高い場合に、振動が工事によるものと判定してもよい。すなわち、工事判定部192は、減衰特性も踏まえて、振動が工事によるものか否かを判定してもよい。
図8は、メータ側処理の概略的な流れを示すフローチャートである。図8に示すメータ側処理は、所定周期で繰り返し行われる。ガスメータ110の作動中、解析部174は、加速度センサ154の検出結果の解析を継続的に行っている。
(S300)
解析部174は、加速度センサ154の検出結果が所定条件を満たすか否かを判定する。所定条件を満たす場合、S302に処理を移す。所定条件を満たさない場合、当該メータ側処理を終了する。
(S302)
通信制御部176は、メータ通信部156に、所定条件を満たした検出結果に基づく対象データをサーバ114へ送信させ、当該メータ側処理を終了する。
図9は、サーバ側処理の概略的な流れを示すフローチャートである。図9に示すサーバ側処理は、所定周期で繰り返し行われる。
(S350)
通信制御部190は、サーバ通信部180が対象データを受信したか否かを判定する。対象データを受信した場合、S352に処理を移す。対象データを受信していない場合、当該サーバ側処理を終了する。
(S352)
工事判定部192は、対象データに基づいて、少なくとも、振動の波形、周波数、および、継続時間のいずれか1または複数の特徴量を特定し、振動が工事によるもの(らしい)か否かを判定する。振動が工事によるもの(らしい)と判定されると、S354に処理を移す。振動が工事によるもの(らしい)と判定されない場合、当該サーバ側処理を終了する。
(S354)
工事判定部192は、対象データを送信したガスメータ110から所定範囲に配置された他の複数のガスメータ110に対して、対象データの要求通知を送信する。
(S356)
工事判定部192は、要求通知を受信したガスメータ110からの対象データを受信するために待機する。具体的に、工事判定部192は、振動分布を生成するのに十分な数の対象データ(十分な数のガスメータ110から送信された対象データ)が受信されたか否かを判定する。十分な数の対象データが受信されていなければ、当該S356を繰り返す。十分な数の対象データが受信されると、S358に処理を移す。ここで、工事判定部192は、対象データの数ではなく、例えば、対象データの受信のために所定時間待機した後、S358に処理を移してもよい。
(S358)
工事判定部192は、複数のガスメータ110から収集された複数の対象データに基づいて、複数のガスメータ110が配置された地域の振動分布を生成する。
(S360)
工事判定部192は、振動分布に基づいて、振動が工事によるものか否かを判定する。振動が工事によるものと判定されると、S362に処理を移す。振動が工事によるものと判定されない場合、当該サーバ側処理を終了する。
(S362)
位置推定部194は、工事位置(特定箇所Aの位置情報)を推定(導出)する。
(S364)
位置推定部194は、工事位置に基づいて、推定された工事が他工事であるか否かを判定する。他工事であると判定されると、S366に処理を移し、他工事でないと判定されると、当該サーバ側処理を終了する。
(S366)
通信制御部190は、工事位置(特定箇所Aの位置情報)を、当該位置情報が含まれる(対応する)地域の導管の管理担当(保守管理会社の担当部署、担当者)に、例えば、電子メールなどで通知して、当該サーバ側処理を終了する。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
例えば、上述した実施形態では、位置推定部194は、特定箇所Aで行われていると推定される工事が、他工事であると判定すると、導管の管理担当(保守管理会社の担当部署、担当者)に、例えば、電子メールなどで通知する場合について説明した。ただし、位置推定部194は、他工事であるか否かの判定を行わず、または、他工事でない(例えば、工事照会された工事であったり、自社で行っている工事である)場合であっても、導管の管理担当(保守管理会社の担当部署、担当者)に、例えば、電子メールなどで通知してもよい。この場合、工事照会があった工事や、自社で行う工事について、実際に予定通りに工事が行われているかを把握するために、車両で現地まで確認しに行く必要がなくなり、担当者の負担が軽減可能となる。
また、上述した実施形態では、位置推定部194は、特定箇所Aの工事が、他工事であるか否かを判定する場合について説明した。しかし、位置推定部194は、他工事か否かの判定は行わなくてもよい。
また、上述した実施形態では、サーバ通信部180は、推定された工事位置を、対応する地域の管理担当(保守管理会社の担当部署、担当者)へ通知する場合について説明した。しかし、サーバ通信部180による通知処理は、必須の構成ではない。例えば、サーバ通信部180は、サーバ114に設けられたディスプレイなどに、推定された工事位置を表示してもよい。ただし、サーバ通信部180が、推定された工事位置を、対応する地域の管理担当(保守管理会社の担当部署、担当者)へ通知する場合、担当者による迅速な対応が可能となる。
また、上述した実施形態では、ガスメータ110に解析部174が設けられる場合について説明した。しかし、解析部174は、必須の構成ではない。また、解析部174において、サーバ114の工事判定部192と同様、振動の特徴量によって、振動が工事によるものか否かが判定されてもよい。この場合、工事判定部192は、振動の特徴量によって、振動が工事によるものか否かを判定する必要はなく、ガスメータ110は、対象データとして、振動が工事によるものか否かの判定結果のみを、サーバ114に送ってもよい。
また、上述した実施形態では、工事判定部192は、振動分布に基づいて、振動が工事によるものか否かを判定する場合について説明した。振動分布に基づいて判定される場合、判定精度が格段に向上する。しかし、振動分布の生成は必須構成ではなく、工事判定部192は、1つのガスメータ110から送信された対象データに基づいて、振動が工事によるものか否かを判定してもよい。この場合、例えば、対象データに含まれる位置情報を中心として、対象データに含まれる振動強度に応じた距離の範囲を、工事位置とすることが考えられる。
また、工事判定部192は、インターネットや放送波を介して取得された情報(例えば、緊急地震速報)に基づいて、振動が工事以外のものであることを特定してもよい。
本発明は、工事位置を推定する工事推定システムに利用することができる。
100 工事推定システム
110 ガスメータ(端末装置)
114 サーバ
154 加速度センサ(振動センサ)
156 メータ通信部(通信部)
174 解析部
190 通信制御部(通知部)
192 工事判定部
194 位置推定部

Claims (4)

  1. 振動を検出する振動センサと、前記振動センサの検出結果に基づく対象データを送信する通信部と、を有する複数の端末装置と、
    前記通信部から送信された前記対象データに基づいて、工事位置を推定する位置推定部を有するサーバと、
    を備え
    前記サーバは、前記複数の端末装置から収集された複数の前記対象データに基づいて、前記複数の端末装置それぞれの振動の、前記複数の端末装置が配置された地域における分布である振動分布を推定し、少なくとも前記振動分布に基づいて、前記振動が工事によるものか否かを判定し、
    前記位置推定部は、前記振動が工事によるものと判定されると、前記工事位置を推定する工事推定システム。
  2. 前記位置推定部は、推定された前記工事位置が、予め登録された工事予定に合致しない場合、前記工事位置の工事を、他工事と判定する請求項1に記載の工事推定システム。
  3. 前記サーバは、推定された前記工事位置を、対応する地域の管理担当へ通知する通知部をさらに備える請求項1または2に記載の工事推定システム。
  4. 前記端末装置は、
    前記検出結果が所定条件を満たすか否かを判定する解析部をさらに備え、
    前記通信部は、前記所定条件を満たした前記検出結果に基づく前記対象データを送信する請求項1から3のいずれか1項に記載の工事推定システム。
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