JP6845514B2 - 居住性評価方法、居住性評価プログラム、居住性評価システムおよび汎用情報端末 - Google Patents

Description

本発明は、居住性評価方法、居住性評価プログラム、居住性評価システムおよび汎用情報端末に関する。

一般に、構築物の居住性は、床の振動特性に基づいて評価されることがある。例えば、振動源に対する床の変位や加速度といった振動応答を算出するとともに、所定の基準と比較することにより、居住性が評価される。従来、このように床振動を解析する方法として、物理データおよび外力モデルに基づき、床の信頼性評価を示すパラメータを算出する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された床振動の解析方法では、振動外力の確率変数を用いて外力モデルを作成することにより、振動外力のバラツキを考慮している。

特開２０１７−１８２４０８号公報

しかしながら、特許文献１に記載された床振動の解析方法では、振動応答を算出するために構築物についての様々な物理データを入力する必要があり、利便性が低いという不都合があった。そこで、加振装置を用いて実際に振動を発生させるとともに、測定装置によって加速度を測定することにより、床振動を評価する方法が考えられる。このように実測定する方法では、測定値に対して所定の解析処理を施すことにより、床振動に関するデータを得ることができる。従って、物理データの入力を省略することができ、各種の物理データを入手していない者であっても構築物の居住性を評価することができる。

しかしながら、振動を実測定する方法では、専用の測定装置を用いる必要があり、このような装置を所有していない業者やエンドユーザ等が構築物の居住性を評価することは困難であった。

本発明の目的は、構築物の居住性を容易に評価することができる居住性評価方法、居住性評価プログラム、居住性評価システムおよび汎用情報端末を提供することにある。

本発明の居住性評価方法は、構築物において発生する振動に基づき当該構築物の居住性を評価する居住性評価方法であって、汎用情報端末を前記構築物の所定位置に配置するとともに当該汎用情報端末の加速度センサを用いて加速度を測定する測定工程と、測定した前記加速度の波形に基づいて振動の周波数特性を算出する解析工程と、前記汎用情報端末の表示部に前記振動の周波数特性および１又は複数の基準特性を表示する表示工程と、を含み、前記解析工程は、外部装置において実行され、測定した前記加速度の波形情報を前記汎用情報端末から前記外部装置に送信する第１送信工程と、算出した前記振動の周波数特性についての情報を前記外部装置から前記汎用情報端末に送信する第２送信工程と、を含むことを特徴とする。

以上のような本発明によれば、汎用情報端末の加速度センサを用いて加速度を測定するとともに、汎用情報端末の表示部に振動の周波数特性および基準特性を表示することにより、既存の汎用情報端末を利用することができ、測定手段及び表示手段を備えた専用の測定装置を用いる必要がない。即ち、加速度に基づいて振動の周波数特性を算出するための計算式等を予め用意しておけば、ユーザは、構築物の所定位置に汎用情報端末を配置することで、振動の周波数特性および基準特性についての情報を得ることができ、構築物の居住性を容易に評価することができる。また、このような構成によれば、外部装置において解析工程を実行することにより、汎用情報端末における処理負荷を低減することができるとともに、解析工程において用いる情報を汎用情報端末に記憶させる必要がない。従って、スペックの低い汎用情報端末であっても構築物の居住性を評価することができる。

尚、汎用情報端末とは、個人が所有可能な端末であって、加速度センサに加えて例えば通話機能やネットワーク通信機能、各種計算機能等の複数の機能を有し、且つ、ユーザが新たなアプリケーションをインストール可能なものを指し、スマートフォンやタブレット端末、ウェアラブル端末等が例示される。また、外部装置は、本発明の居住性評価方法専用のものであってもよいし、解析用の制御部を備えた汎用装置（例えばクラウドサーバー等）であってもよい。

また、上記の居住性評価方法を汎用情報端末により実行させる居住性評価プログラムとしてもよい。

本発明の居住性評価システムは、構築物において発生する振動に基づき当該構築物の居住性を評価する居住性評価システムであって、汎用情報端末に内蔵されるとともに構築物の所定位置における加速度を測定する加速度センサと、測定した前記加速度の波形に基づいて振動の周波数特性を算出する解析手段と、前記汎用情報端末に設けられるとともに前記振動の周波数特性および１又は複数の基準特性を表示する表示部と、を備え、前記解析手段が前記外部装置に設けられ、前記汎用情報端末と前記外部装置との間で情報を送受信するための通信部をさらに備え、前記通信部は、測定した前記加速度の波形情報を前記汎用情報端末から前記外部装置に送信するとともに、算出した前記振動の周波数特性についての情報を前記外部装置から前記汎用情報端末に送信することを特徴とする。

以上のような本発明によれば、上記の居住性評価方法と同様に、汎用情報端末の加速度センサによって加速度を測定するとともに、汎用情報端末の表示部に振動の周波数特性および基準特性を表示することにより、構築物の居住性を容易に評価することができる。また、このような構成によれば、上記と同様に、スペックの低い汎用情報端末であっても、構築物の居住性を評価することができる。

本発明の汎用情報端末は、構築物において発生する振動に基づき当該構築物の居住性を評価するためのプログラムを格納した汎用情報端末であって、構築物の所定位置における加速度を測定する加速度センサと、測定した前記加速度の波形に基づいて振動の周波数特性を算出する解析手段と、測定した前記加速度の波形の波形情報を外部装置に送信するとともに、前記波形情報に基づいて前記外部装置によって算出された振動の周波数特性についての情報を受信する通信部と、前記振動の周波数特性および１又は複数の基準特性を表示する表示部と、を備えることを特徴とする。

以上のような本発明によれば、上記の居住性評価方法および居住性評価システムと同様に、汎用情報端末の加速度センサによって加速度を測定するとともに、汎用情報端末の表示部に振動の周波数特性および基準特性を表示することにより、構築物の居住性を容易に評価することができる。また、外部装置によって振動の周波数特性を算出することから、スペックの低い汎用情報端末であっても構築物の居住性を評価することができる。

以上のような本発明の居住性評価方法、居住性評価プログラム、居住性評価システムおよび汎用情報端末によれば、汎用情報端末の加速度センサによって加速度を測定するとともに、汎用情報端末の表示部に振動の周波数特性および基準特性を表示することにより、構築物の居住性を容易に評価することができる。

本発明の実施形態に係る居住性評価システムの概略を示すブロック図である。 前記居住性評価システムにおいて測定された加速度の解析データの一例を示すグラフである。 前記居住性評価システムの表示部に表示される解析データの一例を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の居住性評価システム１は、図１に示すように、汎用情報端末としての携帯情報通信端末１０と、外部装置としての外部サーバ２０と、によって構成されるものである。

携帯情報通信端末１０は、ネットワークを介して他の機器と通信可能であり、且つ、持ち運び可能なものであって、スマートフォンやタブレット端末、ウェアラブル端末等が例示される。携帯情報通信端末１０は、制御部１１と、通信部１２と、表示部１３と、加速度センサ１４と、記憶部１５と、を備える。

制御部１１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）によって構成され、携帯情報通信端末１０全体の制御を司り、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）等のメモリを備える。

通信部１２は、インターネットや公衆回線等のネットワークと通信するための回路やアンテナ等から構成され、外部サーバ２０の通信部２２と通信し、情報を送受信することができるようになっている。

表示部１３は、各種情報が表示されるとともに、手指により操作されて情報が入力される液晶画面である。尚、携帯情報通信端末１０には、ユーザが情報を入力するための入力部が、表示部１３とは別に設けられていてもよい。

加速度センサ１４は、携帯情報通信端末１０に内蔵されたものであって、例えば歩数計として用いられたり、表示部１３の縦向き表示と横向き表示とを切り換えるために用いられたりする。携帯情報通信端末１０に加速度センサ１４が内蔵されていることから、携帯情報通信端末１０を所定位置に配置した際、この所定位置において発生した振動（加速度）を加速度センサ１４によって検知することができる。

記憶部１５は、携帯情報通信端末１０に内蔵されたものであって、例えばソリッドステートドライブによって構成される。尚、記憶部１５は携帯情報通信端末１０の種類や使用方法に応じた適宜なものであればよく、例えばハードディスクであってもよい。また、記憶部１５には、携帯情報通信端末１０において利用される各種アプリケーションについての情報が記憶されている。

外部サーバ２０は、複数の携帯情報通信端末１０と通信可能なものであって、制御部２１と、通信部２２と、記憶部２３と、を備える。尚、本実施形態における外部サーバ２０は、例えばクラウドサーバーであればよい。

制御部２１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）によって構成され、外部サーバ２０全体の制御を司り、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）等のメモリを備える。

通信部２２は、インターネットや公衆回線等のネットワークと通信するための回路やアンテナ等から構成され、携帯情報通信端末１０の通信部１２と通信し、情報を送受信することができるようになっている。

記憶部２３は、例えばハードディスクによって構成され、後述するように振動の周波数特性を算出するための情報が記憶されている。

上記の居住性評価システム１は、加速度センサ１４によって加速度を測定し、この加速度に基づいて振動の周波数特性を算出し、表示部１３に振動の周波数特性および複数の基準特性を表示することにより、構築物の居住性を評価するためのものである。このような居住性評価プログラムの詳細な処理手順の一例を以下に説明する。

まず、携帯情報通信端末１０には、居住性評価プログラムを含む専用の評価アプリケーションがインストールされている。ユーザが評価アプリケーションを起動させると、表示部１３には、携帯情報通信端末１０を測定位置（床面上の所定位置）に配置するような指示が表示される。尚、当該指示の出力方法は任意であり、音声出力されてもよい。またこのとき、測定時の携帯情報通信端末１０の向き（例えば板状の携帯情報通信端末１０の場合、表示部１３が設けられる面を上側に向ける）を指定してもよい。

また、本実施形態では、居住性評価プログラムが、住宅等の建物を対象とし、床振動に基づいて居住性を評価するものとするが、居住性評価プログラムは、他の構築物を対象としてもよいし、床振動以外の振動に基づいて居住性を評価してもよい。例えば、高層ビルや橋を対象とし、その風揺れ（即ち局所的な振動ではなく構築物全体の振動）に基づいて居住性（または快適性）を評価してもよい。また、交通振動に基づいて居住性を評価してもよいし、構築物の壁の遮音性に基づいて居住性を評価してもよい。このように壁の遮音性に基づいて居住性を評価する場合には、マイク等の集音部を備えた携帯情報通信端末を用いればよい。携帯情報通信端末１０を配置する測定位置は、対象とする構築物の種類や、居住性を評価する際に用いる振動の種類に応じて適宜に設定されればよく、壁の所定位置であってもよい。

次に、ユーザが測定開始の指令を入力することにより、加速度センサ１４によって、携帯情報通信端末１０が配置された位置における加速度が、所定期間（例えば数秒間）測定される。尚、居住性評価のために加振源を用いる場合には、加速度の測定開始前に振動を発生させる。加振装置を加振源としてもよいし、ユーザ自身や他の作業者が歩行することで振動を発生させてもよい。また、アプリケーション側で振動発生条件（例えば歩行する人数や歩行者の属性、歩行の態様）を指定し、これに合わせた振動を発生させてもよいし、ユーザ側で振動発生条件を任意に選択してもよい。

加速度センサ１４によって測定された加速度の波形情報が、通信部１２、２２を介して携帯情報通信端末１０から外部サーバ２０に送信される。外部サーバ２０の制御部２１は、測定された加速度の波形情報と、記憶部２３に記憶された計算アルゴリズムと、に基づき振動の周波数特性を算出し、解析手段として機能する。記憶部２３に記憶された計算アルゴリズムは、例えばフーリエ変換によって加速度波形を振動の周波数特性に変換するものであればよい。

尚、振動の周波数特性とは、振動に関する物理量と周波数との関係を示すものであって、例えば加速度の周波数依存性であってもよいし、音圧の周波数依存性であってもよい。また、制御部２１は、単にスペクトル解析を行うことで振動の周波数特性を算出してもよいし、人間の感覚に合わせて加速度や音圧を補正してもよい。例えばオクターブバンド解析によって振動の周波数特性を算出してもよい。

制御部２１によって算出された振動の周波数特性についての情報が、通信部１２、２２を介して外部サーバ２０から携帯情報通信端末１０に送信される。表示部１３には、算出された振動の周波数特性と、１又は複数の基準特性と、が同時に表示される。尚、基準特性とは、振動の周波数特性に対応したものであって、携帯情報通信端末１０の記憶部１５に記憶されていてもよいし、外部サーバ２０の記憶部２３に記憶されるとともに携帯情報通信端末１０に送信されてもよい。

表示部１３における振動の周波数特性および基準特性の表示態様は任意であって、これらを同一グラフ上に重ねて表示してもよいし、異なるグラフ上に表示するとともにこれらのグラフを並べてもよい。

ここで、算出された振動の周波数特性、および、表示部１３に表示される情報の具体例について説明する。図２には、測定された加速度をスペクトル解析したデータの一例を示し、このようなグラフを表示部１３に表示可能な構成としてもよい。また、図３には、図２と同様の加速度をオクターブバンド解析したデータと、５つの基準特性Ｓ１〜Ｓ５と、を示す。

オクターブバンド解析データが、全ての周波数においてある基準特性を下回れば、この基準以下であると判断でき、基準特性Ｓ１を下回る場合に居住性が最も良好となる。図３に示す例では、オクターブバンド解析データが、６〜８Ｈｚにおいて基準特性Ｓ１を上回っており、且つ、全ての周波数において基準特性Ｓ２を下回っている。このように、複数の基準特性Ｓ１〜Ｓ５を用意しておくことで、居住性を複数段階で評価することができるようになっている。

上記のような加速度の測定に基づく居住性評価処理を、構築物内の一箇所において振動発生条件を変更しつつ繰り返し実行してもよい。また、居住性評価処理を、構築物内において評価箇所を変更することで複数位置のそれぞれにおいて実行してもよい。

このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。即ち、携帯情報通信端末１０の加速度センサ１４を用いて加速度を測定するとともに、携帯情報通信端末１０の表示部１３に振動の周波数特性および基準特性を表示することにより、既存の携帯情報通信端末１０を利用することができ、測定手段及び表示手段を備えた専用の測定装置を用いる必要がない。即ち、加速度の波形に基づいて振動の周波数特性を算出するための計算式等を予め用意しておけば、ユーザは、構築物の所定位置に携帯情報通信端末１０を配置することで、振動の周波数特性および基準特性についての情報を得ることができ、構築物の居住性を容易に評価することができる。

また、外部サーバ２０において振動の周波数特性を算出することにより、携帯情報通信端末１０の制御部１１における処理負荷を低減することができるとともに、振動の周波数特性を算出するための情報を記憶部１５に記憶させる必要がない。従って、スペックの低い携帯情報通信端末であっても構築物の居住性を評価することができる。

以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。

例えば、前記実施形態では、外部サーバ２０において振動の周波数特性を算出するものとしたが、携帯情報通信端末１０の制御部１１が振動の周波数特性を算出し、解析手段として機能する構成としてもよい。このような構成によれば、携帯情報通信端末１０において測定と解析と表示とが完結することから、例えば携帯情報通信端末１０が他の機器と通信していない場合であっても構築物の居住性を評価することができる。

また、前記実施形態では、加速度を測定した携帯情報通信端末１０の表示部１３に振動の周波数特性および基準特性を表示するものとしたが、加速度を測定した携帯情報通信端末１０とは異なる携帯情報通信端末にも、振動の周波数特性および基準特性を表示してもよい。例えば、作業者が携帯情報通信端末１０を構築物内の所定位置に配置して加速度を測定し、外部サーバ２０等において振動の周波数特性を算出し、この算出したデータを他の携帯情報通信端末に送信して表示させれば、遠隔地のユーザが居住性評価結果を知ることができる。

その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部、もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

１ 居住性評価システム
１０ 携帯情報通信端末（汎用情報端末）
１１ 制御部（解析手段）
１２ 通信部
１３ 表示部
１４ 加速度センサ
２０ 外部サーバ（外部装置）
２１ 制御部（解析手段）
２２ 通信部

Claims (4)

1. 構築物において発生する振動に基づき当該構築物の居住性を評価する居住性評価方法であって、
   汎用情報端末を前記構築物の所定位置に配置するとともに当該汎用情報端末の加速度センサを用いて加速度を測定する測定工程と、
   測定した前記加速度の波形に基づいて振動の周波数特性を算出する解析工程と、
   前記汎用情報端末の表示部に前記振動の周波数特性および１又は複数の基準特性を表示する表示工程と、を含み、
   前記解析工程は、外部装置において実行され、
   測定した前記加速度の波形情報を前記汎用情報端末から前記外部装置に送信する第１送信工程と、
   算出した前記振動の周波数特性についての情報を前記外部装置から前記汎用情報端末に送信する第２送信工程と、を含むことを特徴とする居住性評価方法。
2. 請求項１に記載の居住性評価方法を、汎用情報端末により実行させることを特徴とする居住性評価プログラム。
3. 構築物において発生する振動に基づき当該構築物の居住性を評価する居住性評価システムであって、
   汎用情報端末に内蔵されるとともに構築物の所定位置における加速度を測定する加速度センサと、
   測定した前記加速度の波形に基づいて振動の周波数特性を算出する解析手段と、
   前記汎用情報端末に設けられるとともに前記振動の周波数特性および１又は複数の基準特性を表示する表示部と、を備え、
   前記解析手段が前記外部装置に設けられ、
   前記汎用情報端末と前記外部装置との間で情報を送受信するための通信部をさらに備え、
   前記通信部は、測定した前記加速度の波形情報を前記汎用情報端末から前記外部装置に送信するとともに、算出した前記振動の周波数特性についての情報を前記外部装置から前記汎用情報端末に送信することを特徴とする居住性評価システム。
4. 構築物において発生する振動に基づき当該構築物の居住性を評価するためのプログラムを格納した汎用情報端末であって、
   構築物の所定位置における加速度を測定する加速度センサと、
   測定した前記加速度の波形に基づいて振動の周波数特性を算出する解析手段と、
   測定した前記加速度の波形の波形情報を外部装置に送信するとともに、前記波形情報に基づいて前記外部装置によって算出された振動の周波数特性についての情報を受信する通信部と、
   前記振動の周波数特性および１又は複数の基準特性を表示する表示部と、を備えることを特徴とする汎用情報端末。

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