JP7104912B2 - 情報処理装置および情報処理方法、ならびに、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、情報処理装置および情報処理方法、ならびに、プログラムに関する。

複雑な構造物の設計において、有限要素法（ＦＥＭ：Finite Element Method、以下、ＦＥＭと称する）による解析結果に基づいて設計を行えるよう支援するための技術がある（例えば、特許文献１）。

そして、トンネルや橋梁などの構造物の多くの保守点検は、これまで、目視検査を中心に行われてきた。そこで、従来、トンネルや橋梁などの構造物の写真または映像を撮影し、その画像を解析することにより、構造物の保守点検に役立てようとした技術がある。（例えば、非特許文献１）。

また、例えば、製品開発の分野においては、製品設計の企画、設計、製造などにおいて、一貫して３次元ＣＡＤデータを利用するシステム等の高価なシステムを用いることなく、３次元ＣＡＤシステム外において簡単に３次元モデルを作成することができる技術がある（例えば、特許文献２）。

特開２００６－１９５７１３号公報

特開２００２－１９７１２９号公報

「画像処理を用いたトンネル覆工ひび割れの高精度検出手法」鉄道総研報告，Vol20，No.10，2006.10

従来の、橋梁などの構造物の多くの保守点検においては、個々の検査箇所に対応する２次元の標準図面に基づいて検査が行われ、検査結果も、例えば、桁だけ、高架橋だけ、などの単体ごとに、各路線のキロ程情報に基づいて管理されていることが多く、構造物の全体や、路線毎の管理は困難である。

橋梁等の複雑な構造物の設計においては、特許文献１に記載の技術などを用いて、３次元ＦＥＭ解析を行い、その解析結果に基づいた設計などがなされているが、保守点検が個々の検査箇所に対応する２次元の標準図面に基づいて行われ、桁だけ、高架橋だけ、などの単体で管理されているため、設計時における構造計算等と、実際の構造物の変状を容易に比較することは困難である。

また、上述した非特許文献１に記載の技術は、変状箇所を個々に解析するものであり、この技術を利用して解析された個々の変状箇所に関する情報を、構造物の全体や、路線毎で管理を行うことは容易ではない。すなわち、上述した非特許文献１に記載の技術は、鉄道構造物等の何kmも渡り線状に配置された構造物に対して、変状情報を把握することができるものではない。

また、上述した特許文献２に記載の技術は、取り込んだイメージデータの形状に沿ってツール内に平面図形を作成し、この平面図面を押出し、回転または切り貼りすることにより所定データ形状の３次元モデルを作成することについて記載されているが、この技術は、個々の製品や部品の３次元モデルを形成するものである。トンネルや橋梁などの構造物の多くの保守点検を行う現場では、例えば、３ＤＣＡＤなどの高価なツールが準備されていない場合が多く、個々の検査箇所に対応する２次元の標準図面に基づいて、検査が行われている。したがって、特許文献２に記載の技術を容易に用いることはできない。

そこで、本発明は、上記課題を解決すること、すなわち、橋梁などの構造物を、その全体、または、路線ごとに管理することができる、情報処理装置および情報処理方法、ならびに、プログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の情報処理装置の一側面は、路線の構造物の２次元図面情報を取得する２次元図面情報取得手段と、管理時に１つのまとまりとして認識される単位である路線を示す情報を取得する認識情報取得手段と、２次元図面情報取得手段により取得された２次元図面情報が、路線内のいずれの位置に対応するかを示す位置情報、および、２次元図面情報に付随する寸法情報からなる数値情報を取得する数値情報取得手段と、数値情報取得手段により取得された数値情報に基づいて、２次元図面情報取得手段により取得された２次元図面情報を第１の３次元展開図に変換する第１の３次元展開図変換処理手段と、第１の３次元展開図変換処理手段により生成された第１の３次元展開図に、認識情報取得手段により取得された路線を示す情報を対応付けて記録する情報記録手段とを備えることを特徴とする。

本発明の情報処理装置の他の側面は、構造物の変状を示す変状情報を取得する変状情報取得手段と、第１の３次元展開図を２次元展開図に変換する２次元展開図変換処理手段と、２次元展開図変換処理手段により生成された２次元展開図に、変状情報取得手段により取得された変状情報を反映させる変状情報反映処理手段とをさらに備えることを特徴とする。

本発明の情報処理装置の他の側面は、ユーザの操作入力を受ける操作入力手段と、２次元展開図の表示出力を制御する表示制御手段とをさらに備え、変状情報取得手段は、表示制御手段により表示が制御された２次元展開図を参照したユーザが操作入力手段を用いて操作入力した変状情報を取得することを特徴とする。

本発明の情報処理装置の他の側面は、変状情報反映処理手段により変状情報が反映された２次元展開図を、第２の３次元展開図に変換する第２の３次元展開図変換処理手段をさらに備え、情報記録手段は、第２の３次元展開図変換処理手段により生成された、変状情報が反映された第２の３次元展開図を更に記録することを特徴とする。

本発明の情報処理装置の他の側面は、情報記録手段により記録された第２の３次元展開図の少なくとも一部に対応する部分のＦＥＭ解析結果情報を取得するＦＥＭ解析結果情報取得手段と、情報記録手段により記録された第２の３次元展開図の少なくとも一部に対応する部分の配筋情報を取得する配筋情報取得手段と、ＦＥＭ解析結果情報取得手段により取得されたＦＥＭ解析結果情報を、配筋情報取得手段により取得された配筋情報、および、情報記録手段により記録された第２の３次元展開図に反映されている変状情報と比較解析する比較解析手段とをさらに備えることを特徴とする。

本発明の情報処理装置の他の側面は、情報記録手段は、比較解析手段による比較解析結果を更に記録することを特徴とする。

本発明の情報処理装置の他の側面は、設計値、設計で用いる線材モデルによる計算結果、および、各種実測値を取得する設計情報取得手段をさらに備え、比較解析手段は、ＦＥＭ解析結果情報取得手段により取得されたＦＥＭ解析結果情報を、配筋情報取得手段により取得された配筋情報、情報記録手段により記録された第２の３次元展開図に反映されている変状情報、ならびに、設計情報取得手段により取得された設計値、設計で用いる線材モデルによる計算結果、および、各種実測値と比較解析することを特徴とする。

本発明の情報処理方法の一側面は、情報処理装置による、路線に関する情報の処理方法であって、路線の構造物の２次元図面情報を取得する２次元図面情報取得ステップと、管理時に１つのまとまりとして認識される単位である路線を示す情報を取得する認識情報取得ステップと、２次元図面情報取得ステップの処理により取得された２次元図面情報が、路線内のいずれの位置に対応するかを示す位置情報、および、２次元図面情報に付随する寸法情報からなる数値情報を取得する数値情報取得ステップと、数値情報取得ステップの処理により取得された数値情報に基づいて、２次元図面情報取得ステップの処理により取得された２次元図面情報を３次元展開図に変換する第１の３次元展開図変換処理ステップと、第１の３次元展開図変換処理ステップの処理により生成された３次元展開図に、認識情報取得ステップにより取得された路線を示す情報を対応付けて記録する情報記録ステップとを含むことを特徴とする。

本発明のプログラムの一側面は、コンピュータに、路線の構造物の２次元図面情報を取得する２次元図面情報取得ステップと、管理時に１つのまとまりとして認識される単位である路線を示す情報を取得する認識情報取得ステップと、２次元図面情報取得ステップの処理により取得された２次元図面情報が、路線内のいずれの位置に対応するかを示す位置情報、および、２次元図面情報に付随する寸法情報からなる数値情報を取得する数値情報取得ステップと、数値情報取得ステップの処理により取得された数値情報に基づいて、２次元図面情報取得ステップの処理により取得された２次元図面情報を３次元展開図に変換する第１の３次元展開図変換処理ステップと、第１の３次元展開図変換処理ステップの処理により生成された３次元展開図に、認識情報取得ステップにより取得された路線を示す情報を対応付けて記録する情報記録ステップとを含む処理を実行させることを特徴とする。

本発明によれば、橋梁などの構造物を、その全体、または、路線ごとに管理することができる。

構造物管理装置１の機能について説明するための機能ブロック図である。 構造物情報変換処理部１４の機能について説明するための機能ブロック図である。 ３次元展開図の例を示す図である。 ２次元情報に対する変状情報処理部１７の機能について説明するための機能ブロック図である。 ２次元展開図に変状を反映させる処理について説明するための図である。 ２次元展開図に変状を反映させる処理について説明するための図である。 変状が反映された３次元展開図の例を示す図である。 ３次元情報に対する変状情報処理部１８の機能について説明するための機能ブロック図である。 ＦＥＭ解析結果比較処理部１９の機能について説明するための機能ブロック図である。 変状が反映された３次元展開図の例を示す図である。 ＦＥＭ解析モデルの例を示す図である。 ＦＥＭメッシュの例を示す図である。 最大主ひずみコンターの解析結果の例を示す図である。 最大主ひずみコンターの解析結果の例を示す図である。 鉄筋応力コンターの解析結果の例を示す図である。 鉄筋応力コンターの解析結果の例を示す図である。 配筋情報の例を示す図である。 配筋の鉄筋の折り曲げやフックを示す図である。 支間中央のたわみと活荷重の倍率の関係を示す図である。 ＦＥＭ解析結果の例を示す変形図である。 ＦＥＭ解析との比較解析結果の出力例を示す図である。 スラブ桁下面の鉄筋応力度の最大値と活荷重の倍率の関係を示す図である。 構造物管理システムの一例を示す機能ブロック図である。 構造物管理システムの一例を示す機能ブロック図である。 構造物情報変換処理について説明するためのフローチャートである。 ２次元情報に対する変状情報追加処理について説明するためのフローチャートである。 ２次元情報に対する変状情報追加処理について説明するためのフローチャートである。 ３次元情報に対する変状情報追加処理について説明するためのフローチャートである。 ３次元情報に対する変状情報追加処理について説明するためのフローチャートである。 ＦＥＭ解析結果比較処理について説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の一実施の形態の情報送受信システムについて、図１～図３０を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施例である構造物管理装置１が有する機能について説明するための機能ブロック図である。ここでは、構造物の一例として、鉄道を構成する橋梁やトンネルなどの構造物を管理する構造物管理装置１について説明する。

構造物管理装置１は、２次元展開図の入力を受け、ユーザの操作入力に基づいて、２次元展開図から、３次元情報としての構造図（以下、３次元展開図と称する）を生成し、これを登録することができる。２次元展開図から生成される３次元展開図には、路線情報が含まれる。また、構造物管理装置１は、ユーザの操作入力に基づいて、登録されている３次元展開図、または、登録されている３次元展開図から生成される２次元展開図に、例えば、橋梁やトンネルなどの構造物のひび割れやゆがみなどの変状を反映させ、３次元構造物情報として、例えば、路線ごとや構造物ごとに管理可能なように登録することができる。また、構造物管理装置１は、橋梁やトンネルなどの構造物のＦＥＭ解析結果、および、配筋情報の入力を受け、登録されている３次元構造物情報と比較解析することが可能である。

構造物管理装置１は、操作入力部１１、データ入力部１２、入力制御部１３、構造物情報変換処理部１４、３次元構造物情報データベース１５、画像処理解析部１６、２次元情報に対する変状情報処理部１７、３次元情報に対する変状情報処理部１８、ＦＥＭ解析結果比較処理部１９、出力制御部２０、表示制御部２１、表示部２２、および、データ出力部２３を含んで構成されている。構造物管理装置１は、情報処理装置に対応する。

操作入力部１１は、例えば、キーボード、タッチパッド、タッチパネル、マウスなどの入力デバイスにより構成されている。操作入力部１１は、ユーザから、構造物管理装置１の各部への操作の指令や、各処理に必要な操作などの操作入力を受け、入力制御部１３に供給する。

データ入力部１２は、例えば、通信部やリムーバブル記録媒体の読み取り装置などで構成され、データの入力を受け、入力制御部１３に供給する。データ入力部１２に入力されるデータには、例えば、２次元展開図、橋梁やトンネルなどの構造物のコンクリート強度や鋼材強度等の材料特性、橋梁やトンネルなどの構造物の変状が撮像された写真等の画像データ、それらの画像データから他の装置において解析されて得られた変状情報、橋梁やトンネルなどの構造物のＦＥＭ解析結果、設計値および設計で用いる線材モデルによる計算結果、各種実測値、ならびに、構造物の配筋情報などがある。

入力制御部１３は、操作入力部１１から入力されたユーザの操作入力に関する情報、または、データ入力部１２から入力された各種データの供給を受け、構造物管理装置１の各部に供給する。

構造物情報変換処理部１４は、データ入力部１２により入力された２次元の図面情報を３次元展開図に変換する処理を実行する。構造物情報変換処理部１４は、操作入力部１１、または、データ入力部１２から、変換する２次元の図面に対応する構造物がいずれの路線の構造物であるか、この図面は路線内どの位置であるかを示すキロ程情報、２次元の図面情報を３次元展開図に変換するために必要な寸法情報、橋梁やトンネルなどの構造物のコンクリート強度や鋼材強度等の材料特性などの入力を受ける。そして、構造物情報変換処理部１４は、変換された３次元展開図に、路線情報、寸法情報、および、位置情報、また、必要に応じて、構造物の材料特性などを対応付けて、３次元構造物情報データベース１５に登録する。構造物情報変換処理部１４が有する機能の詳細については、図２および図３を用いて説明する。

３次元構造物情報データベース１５は、構造物情報変換処理部１４、２次元情報に対する変状情報処理部１７、および、３次元情報に対する変状情報処理部１８の処理により生成された３次元構造物情報、ならびに、ＦＥＭ解析結果比較処理部１９の処理によって生成された、３次元構造物情報とＦＥＭ解析との比較解析結果が記録されるデータベースである。３次元構造物情報データベース１５は、情報記録手段に対応する。

画像処理解析部１６は、データ入力部１２により入力された、例えば、橋梁やトンネルなどの構造物のひび割れ等の変状が撮像された写真や映像等の画像データを画像解析して変状を抽出し、２次元情報に対する変状情報処理部１７、または、３次元情報に対する変状情報処理部１８に供給する。画像処理解析部１６による画像データからの変状の抽出方法は、例えば、述した非特許文献１に記載の技術などを用いることが可能である。また、画像処理解析部１６による画像データからの変状の抽出方法は、それ以外の方法であってもよい。

２次元情報に対する変状情報処理部１７は、３次元構造物情報データベース１５に登録されている３次元展開図を読み出して２次元展開図に変換し、変状情報を２次元展開図に反映させる処理を実行する。２次元情報に対する変状情報処理部１７は、変状情報が反映された２次元展開図を３次元展開図に変換し、３次元構造物情報として、３次元構造物情報データベース１５に登録する。２次元情報に対する変状情報処理部１７が有する機能の詳細については、図４から図７を用いて後述する。

３次元情報に対する変状情報処理部１８は、３次元構造物情報データベース１５に登録されている３次元展開図を読み出して、変状情報を３次元展開図に反映させる処理を実行する。３次元情報に対する変状情報処理部１８は、変状情報が反映された３次元展開図を、３次元構造物情報として、３次元構造物情報データベース１５に登録する。３次元情報に対する変状情報処理部１８が有する機能の詳細については、図８を用いて後述する。

ＦＥＭ解析結果比較処理部１９は、構造物の所定の位置のＦＥＭ解析結果、設計値および設計で用いる線材モデルによる計算結果、各種実測値、ならびに、対応する位置の配筋情報を取得し、３次元構造物情報データベース１５に登録されている対応する位置の３次元構造物情報を読み出して、それぞれ、比較可能なように表示出力させたり、所定の比較処理を実行する。ＦＥＭ解析結果比較処理部１９が有する機能の詳細については、図９から図２２を用いて後述する。

出力制御部２０は、操作入力部１１から入力されたユーザの操作入力に基づいて、構造物情報変換処理部１４、２次元情報に対する変状情報処理部１７、３次元情報に対する変状情報処理部１８、および、ＦＥＭ解析結果比較処理部１９の各部の処理に必要な情報、または、これらの処理によって生成された情報の表示またはデータ出力を制御する。また、出力制御部２０は、操作入力部１１から入力されたユーザの操作入力に基づいて、３次元構造物情報データベース１５に登録されている３次元構造物情報の表示またはデータ出力を制御する。出力制御部２０は、表示される情報を表示制御部２１へ、データ出力される情報をデータ出力部２３へ供給する。

表示制御部２１は、出力制御部２０から供給された情報の表示部２２への表示を制御する。

表示部２２は、例えば、液晶ディスプレイ、タッチパネルなどの表示デバイスにより構成され、表示制御部２１の制御に基づいて、所定の情報を表示する。

データ出力部２３は、通信部やリムーバブル記録媒体の読み取り装置などで構成され、出力制御部２０から供給された情報を出力したり、記録させる。

図２は、構造物情報変換処理部１４が有する機能について説明するための機能ブロック図である。

構造物情報変換処理部１４は、２次元図面情報取得部４１、寸法・位置情報取得部４２、路線情報取得部４３、および、３次元展開図変換処理部４４を含んで構成されている。

２次元図面情報取得部４１は、入力制御部１３より供給される２次元展開図の情報を取得し、３次元展開図変換処理部４４に供給する。

寸法・位置情報取得部４２は、入力制御部１３から供給された２次元展開図を３次元展開図に変換するために必要な寸法情報、および、路線内どの位置であるかを示すキロ程情報、また、必要に応じて、橋梁やトンネルなどの構造物のコンクリート強度や鋼材強度等の材料特性などを取得し、３次元展開図変換処理部４４に供給する。寸法・位置情報取得部４２は、構造物が路線単位ではなく、構造物単位で管理される場合、キロ程情報に代わって、対応する図面が構造物のどの部分に位置するかを示す位置情報を取得するものであってもよい。また、寸法・位置情報取得部４２は、入力制御部１３から、例えば、鉄筋のかぶりや継手位置等、構造物の表面から判断できない情報の供給を受けた場合、これらの情報を、３次元展開図変換処理部４４に供給する。寸法・位置情報取得部４２は、数値情報取得手段に対応する。

路線情報取得部４３は、入力制御部１３から供給された２次元展開図に対応する構造物がいずれの路線の構造物であるかを示す情報を取得し、３次元展開図変換処理部４４に供給する。路線情報取得部４３は、構造物が路線単位ではなく、構造物単位で管理される場合、図面に対応する構造物を管理する場合に１つのまとまりとして認識するための情報、例えば、構造物の名称などを取得するものとしてもよい。路線情報取得部４３は、認識情報取得手段に対応する。

３次元展開図変換処理部４４は、２次元図面情報取得部４１から供給された２次元展開図を、寸法・位置情報取得部４２から供給された寸法情報や位置情報に基づいて、例えば、図３に示されるような、３次元展開図に変換する処理を実行する。３次元展開図変換処理部４４は、例えば、あらかじめ標準的な形状情報を保有し、対象構造物の寸法情報や位置情報の供給を受けることにより、３次元展開図を作成することも可能である。そして、３次元展開図変換処理部４４は、変換された３次元展開図に、寸法・位置情報取得部４２から供給された位置情報、および、路線情報取得部４３から供給された路線情報または構造物名を対応付けるとともに、必要に応じて、橋梁やトンネルなどの構造物のコンクリート強度や鋼材強度等の材料特性や、鉄筋のかぶりや継手位置等、構造物の表面から判断できない情報などを対応付けて、３次元構造物情報データベース１５に登録する。３次元展開図変換処理部４４は、第１の３次元展開図変換処理手段に対応する。

したがって、３次元展開図変換処理部４４により生成される３次元展開図は、３次元構造物情報データベース１５においては、路線ごとに１つの大きな構造物として登録される。換言すれば、３次元構造物情報データベース１５に路線すべての構造物が登録されたとき、３次元のバーチャル線区のデータが構成され、線区全体を管理するにあたって、仮想的に可視化することができる。路線名と路線内の位置を示すキロ程を用いた区画を指定することによって、例えば、図３に示されるような、橋梁の一部に対応する３次元展開図の一部を、３次元構造物情報データベース１５から読み出すことが可能である。

また、路線名以外のまとまりで構造物を管理することが求められている場合には、例えば、構造物の名称などが指定されることにより、３次元構造物情報データベース１５において、３次元展開図変換処理部４４により生成される３次元展開図を構造物ごとに管理することも可能となる。この場合、構造物の名称と、その基準点からの位置情報を指定することにより、例えば、図３に示されるような、橋梁の一部に対応する３次元展開図の一部を、３次元構造物情報データベース１５から読み出すことが可能である。

図４は、２次元情報に対する変状情報処理部１７が有する機能について説明するための機能ブロック図である。

２次元情報に対する変状情報処理部１７は、３次元展開図取得部５１、２次元展開図変換処理部５２、変状情報取得部５３、変状情報反映処理部５４、２次元図出力処理部５５、および、３次元展開図変換処理部５６を含んで構成されている。

３次元展開図取得部５１は、入力制御部１３から供給されたユーザの操作入力に基づいて、３次元構造物情報データベース１５に登録されている、所定の路線の所定箇所の３次元展開図を取得し、２次元展開図変換処理部５２に供給する。

２次元展開図変換処理部５２は、入力制御部１３から供給されたユーザの操作入力に基づいて、３次元展開図取得部５１から供給された３次元展開図の各部、または、その一部分を、２次元展開図に変換する処理を実行する。２次元展開図変換処理部５２は、変換して生成した２次元展開図を、変状情報反映処理部５４、および、２次元図出力処理部５５に供給する。

変状情報取得部５３は、入力制御部１３、または、画像処理解析部１６から供給された、例えば、ひび割れ等の２次元の変状を示す情報を取得し、変状情報反映処理部５４に供給する。

変状情報反映処理部５４は、２次元展開図変換処理部５２から供給された２次元展開図の所定の箇所に、変状情報取得部５３から供給された変状情報を反映させる。この時、変状情報反映処理部５４は、変状情報に対して、回転、拡大、縮小、変形、角度補正などの所定の処理を施したのち、２次元展開図の所定の箇所に反映させることができる。１つの２次元展開図には、複数の変状情報を対応付けることができる。また、変状情報は、２次元展開図の全体に対応付けられなくてもよく、そのうちの一部分にのみ対応付けられていてもよい。変状情報反映処理部５４は、変状情報の反映のために必要な情報、および、変状情報が反映された２次元展開図を、２次元図出力処理部５５および３次元展開図変換処理部５６に供給する。

２次元図出力処理部５５は、２次元展開図変換処理部５２から供給された２次元展開図、２次元展開図変換処理部５２により生成された２次元展開図、または、２次元展開図に変状情報を対応付けるために必要な情報、もしくは、変状情報が反映された２次元展開図を出力制御部２０へ出力する。出力制御部２０に出力された２次元展開図等は、表示制御部２１の制御により、表示部２２に表示される。２次元図出力処理部５５は、表示制御手段に対応する。

ユーザは、例えば、図５に示されるように、表示部２２に表示された２次元展開図の所定の位置に、入力制御部１３から入力された、または、画像処理解析部１６により解析された、例えば、ひび割れなどの変状を示す情報ａ，ｂ，およびｃを対応付けることが可能である。ユーザは、操作入力部１１を用いて、変状を示す情報ａ，ｂ，またはｃの拡大縮小、回転、変形、角度補正、または、位置を決定する操作入力を行うことができる。これにより、ユーザは、複雑な３次元展開図上ではなく、通常の検査において使用される場合と同等の２次元展開図上への変状の登録を行うことができる。

変状情報反映処理部５４は、例えば、図５に示されるように、ひび割れなどの変状を示す情報ａ，ｂ，およびｃの一部が重複している場合であっても、操作入力部１１により入力されるユーザの操作入力に基づいて、それらの位置を２次元展開図上に対応付けることが可能である。また、ユーザは、表示部２２の表示を参照し、操作入力部１１を操作して、変状情報を追加または削除することが可能である。変状情報反映処理部５４は、例えば、図５の２次元展開図に対応付けられた変状情報のうち、操作入力部１１により入力されたユーザの操作入力に基づいて、図６に示されるように、図中ｄで示される部分のひび割れを削除したり、図中ｅで示される部分のひび割れを追加することができる。これにより、ユーザは、例えば、画像処理において誤検出されたり、正しく検出されなかった変状についての修正処理を容易に行うことが可能となる。

３次元展開図変換処理部５６は、変状情報反映処理部５４から供給された変状情報が反映された２次元展開図を、例えば、図７に示されるような３次元展開図に変換し、路線情報、位置情報に加えて、変状情報が対応付けられた３次元構造物情報として、３次元構造物情報データベース１５に出力して登録させる。３次元展開図変換処理部５６は、第２の３次元展開図変換処理手段に対応する。

図８は、３次元情報に対する変状情報処理部１８が有する機能について説明するための機能ブロック図である。

３次元情報に対する変状情報処理部１８は、３次元展開図取得部６１、変状情報取得部６２、変状情報反映処理部６３、および、３次元図出力処理部６４を含んで構成されている。

３次元展開図取得部６１は、入力制御部１３から供給されたユーザの操作入力に基づいて、３次元構造物情報データベース１５に登録されている、所定の路線の所定箇所の３次元展開図、すなわち、例えば、図３を用いて説明したような３次元展開図を取得し、３次元展開図変換処理部５６および３次元図出力処理部６４に供給する。

変状情報取得部６２は、入力制御部１３、または、画像処理解析部１６から供給された、例えば、欠けや歪み等の３次元で検出される変状、または、３次元展開図の一部に登録可能な２次元の変状を示す情報を取得し、変状情報反映処理部６３に供給する。

変状情報反映処理部６３は、３次元展開図取得部６１から供給された３次元展開図の所定の箇所に、変状情報取得部６２から供給された変状情報を反映させる。この時、変状情報反映処理部６３は、変状情報に対して、回転、拡大、縮小、変形などの所定の処理を施したのち、３次元展開図の所定の箇所に反映させることができる。

変状情報が対応付けられた３次元展開図は、例えば、図７に示される場合と同様となる。１つの３次元展開図には、複数の変状情報を対応付けることができる。また、変状情報は、３次元展開図の全体に対応付けられなくてもよく、そのうちの一部分にのみ対応付けられていてもよい。変状情報反映処理部６３は、変状が対応付けられた３次元展開図を、路線情報、位置情報に加えて、変状情報が対応付けられた３次元構造物情報として、３次元構造物情報データベース１５に出力して登録させる。また、変状情報反映処理部６３は、変状情報の反映のために必要な情報、および、変状情報が反映された３次元展開図を、３次元図出力処理部６４に供給する。

３次元図出力処理部６４は、３次元展開図取得部６１から供給された３次元展開図、もしくは、変状情報反映処理部６３から供給された、変状情報の反映のために必要な情報、または、変状情報が反映された３次元展開図を出力制御部２０へ出力する。出力制御部２０に出力された３次元展開図等は、表示制御部２１の制御により、表示部２２に表示される。変状情報反映処理部６３は、表示部２２を参照したユーザの操作入力に基づいて、図５または図６を用いて説明した２次元展開図における場合と同様にして、変状情報を追加または削除することが可能である。

図９は、ＦＥＭ解析結果比較処理部１９が有する機能について説明するための機能ブロック図である。

ＦＥＭ解析結果比較処理部１９は、３次元構造物情報取得部７１、ＦＥＭ解析結果情報取得部７２、配筋情報取得部７３、比較解析部７４、比較解析結果出力制御部７５、および、設計情報取得部７６を含んで構成されている。

３次元構造物情報取得部７１は、入力制御部１３から供給されたユーザの操作入力に基づいて、３次元構造物情報データベース１５に登録されている、所定の路線の所定箇所の３次元構造物情報を取得し、比較解析部７４へ供給する。所定の路線の所定箇所の３次元構造物情報は、例えば、図１０に示されるように、３次元展開図に変状情報が反映されているものである。

ＦＥＭ解析結果情報取得部７２は、データ入力部１２および入力制御部１３を介して入力されるＦＥＭ解析結果を取得し、比較解析部７４へ供給する。ＦＥＭ解析結果情報取得部７２は、複数のＦＥＭ解析結果を取得することが可能である。ここでは、解析モデルとして、図１１に示されるように、防音壁、路盤コンクリート、高欄等の版上構造をソリッド要素でモデル化し、2次部材の剛性を考慮するケースであるCase1と、２次部材を版上荷重としてのみ考慮するケースであるCase2の、２ケースのＦＥＭ解析結果を取得するものとして、以下の比較解析について説明する。また、図１０に示される３次元展開図に対応する位置のＦＥＭメッシュ図の一例を図１２に示す。

ＦＥＭ解析結果の例として、図１３に、Case1における設計荷重100%時の最大主ひずみコンター、図１４に、Case２における設計荷重100%時の最大主ひずみコンターの解析結果の一例を示す。ここで、ひずみの単位はμである。また、ＦＥＭ解析結果の他の例として、図１５に、Case1における設計荷重100%時の鉄筋応力コンター、図１６に、Case２における設計荷重100%時の鉄筋応力コンターの解析結果の一例を示す。ここで、応力の単位はN/mm²である。これらの解析は、鉄筋コンクリートまたは無筋コンクリートを対象としたソリッド要素として、コンクリートのひび割れや鉄筋の降伏を考慮した非線形材料構成則を適用しておこなわれた。なお、支点条件は、支承線上の位置の桁下面に弾性要素を介して鉛直変位を拘束するものとした。また、解析条件は、列車荷重をEA-17、設計速度を80km/h、曲線半径Ｒを400m、軌道種別をスラブ軌道、支間長/桁長を8200m/8.980m、施工基面幅を4810m、桁高を7000mであるものとし、主桁本体および版上構造に関する死荷重を載荷した後に、列車荷重＋衝撃荷重＋遠心荷重を、活荷重の200%に達するまで20%ずつ増分させて解析を行った。

配筋情報取得部７３は、データ入力部１２および入力制御部１３を介して入力される配筋情報を取得し、比較解析部７４へ供給する。図１０に示される３次元構造物情報に対応する位置の配筋情報の一例を、図１７に示す。図１７の配筋情報は、図１８に示されるような、鉄筋の折り曲げやフック等も考慮されて作成されている。

設計情報取得部７６は、データ入力部１２および入力制御部１３を介して入力される設計値および設計で用いる線材モデルによる計算結果、ならびに、各種実測値を取得し、比較解析部７４へ供給する。ここでは、支間中央のたわみと活荷重の倍率の関係についての設計値、および、支間中央の列車通過時におけるたわみの計測値が最大0.3mmであるという情報が取得され、比較解析部７４へ供給されるものとして説明する。

比較解析部７４は、３次元構造物情報取得部７１から供給された３次元構造物情報、ＦＥＭ解析結果情報取得部７２から供給されたＦＥＭ解析結果、配筋情報取得部７３から供給された配筋情報、ならびに、設計情報取得部７６から供給された設計値、設計で用いる線材モデルによる計算結果、および、各種実測値に基づいて、比較解析処理を実行する。ＦＥＭ解析は、複雑な形状や性質を持つ物体を小部分に分割することで近似し、全体の挙動を予測するものであり、所定の解析モデルに対して、自由に荷重の大きさや方向など条件を変えて何度もシミュレーションすることができるものである。このため、ＦＥＭ解析は、例えば、設計時に、または、耐震構造の確認等が必要となった時などに広く用いられている。

比較解析部７４は、例えば、支間中央でのたわみについて、実構造物の計測値、図１３および図１４に示される解析より得られる応答値、および、計算値を比較解析することが可能である。図１９に、支間中央のたわみと活荷重の倍率の関係を示す。また、図２０に設計荷重100%時の変形図を示す。図１９の縦軸は、スパン中央部の鉛直変位の下向きのたわみを示している。また、図１９の横軸は、活荷重の載荷倍率を示しており、0%時が死荷重（主桁自重および版上構造の死荷重）のみの載荷状態を示している。また、図１９においては、設計値として、設計時に考慮している主部材の全断面剛性で算定したたわみ量を示している。図１９より、Case2の解析値の活荷重倍率40%以降にたわみ量が増加したのは、コンクリートに引張ひび割れが発生したことに起因することがわかる。この設計値は、Case1の解析値よりも大きく、Case2の解析値よりも小さい。また、Case1の解析値が計測値である最大0.3mmを概ね評価する結果となった。これにより、たわみ量が2次部材の影響を受ける傾向があり、この構造物は、2次部材の影響を考慮した解析モデルCase1を用いて、ひび割れや鉄筋応力を評価することが妥当であることがわかる。

また、比較解析部７４は、桁下面のひび割れについて、ＦＥＭ解析結果と、３次元構造物情報、すなわち、ひび割れの位置が記載された展開図と、解析上のひび割れ発生範囲を比較することができる。比較解析部７４は、後述する比較解析結果出力制御部７５を制御して、例えば、桁下面のひび割れについて、図２１に示すように、配筋情報に対して、ＦＥＭ解析結果、および、３次元構造物情報を、容易に比較可能なように、３次元的に平行に並べて表示させることができる。ＦＥＭ解析結果情報取得部７２から供給された、図１４に示されるCase2における設計荷重100%時の最大主ひずみコンターの解析結果では、桁下面にひび割れが発生する判定となるが、図１３に示されるCase1における設計荷重100%時の最大主ひずみコンターの解析結果では、桁下面にひび割れは発生しないという判定結果となる。このように、配筋情報、ＦＥＭ解析結果、および、３次元構造物情報を、容易に比較可能なように並べて表示させることにより、この構造物のひび割れは、力学的な影響により発生したものではないことがわかる。

また、比較解析部７４は、列車通過時の鉄筋応力度について、図１５および図１６に示される解析より得られる応答値と設計で想定する値とを比較することができる。図２２に、スラブ桁下面の鉄筋応力度の最大値と活荷重の倍率の関係を示す。図２２の縦軸は、スラブ桁軸方向鉄筋（引張鉄筋）の応力度を、引張を正として示している。図２２より、版上構造をモデルに考慮したCase1の解析値と、主桁のみをモデル化したCase2の解析値において、鉄筋応力に大きな差異があることを確認することができる。なお、Case2の解析値の活荷重倍率40%以降に見られる鉄筋応力の増加は、コンクリートのひび割れの発生に伴うものである。図２２には、設計時に考慮している主部材のひび割れを考慮して算出した鉄筋応力度を示すが、この設計時における算出値は、Case2の解析値よりも大きな値となった。これは、コンクリートの引張性能の考慮の有無の影響によるものである。ここでは、Case1の解析値より、鉄筋には列車通過時において、15N/mm²程度の応力の増加となることがわかる。

比較解析部７４は、比較解析処理のためにユーザが参照必要な情報、および、上述したような比較解析処理結果を、比較解析結果出力制御部７５および３次元構造物情報データベース１５に供給する。

比較解析結果出力制御部７５は、比較解析部７４から供給された、比較解析処理のためにユーザが参照必要な情報、および、比較解析処理結果を、例えば、図２１を用いて説明したようにして、出力制御部２０に供給する。出力制御部２０は供給されたデータを表示制御部２１に供給し、表示部２２への表示を制御する。また、比較解析処理のためにユーザが参照必要な情報、および、比較解析処理結果は、これ以外の表示方法であってもよい。

ＦＥＭ解析結果比較処理部１９の処理により、例えば、ＦＥＭ解析結果における所定の条件下でのシミュレーション結果と、実際の変状とを容易に比較することが可能となる。例えば、図２１に示されるような情報により、ＦＥＭ解析結果によって変状が発生すると予測された箇所や規模と、実際の変状の発生箇所や規模を容易に比較することができる。変状が発生すると予測された箇所や規模と、実際の変状の発生箇所や規模が異なる場合においては、シミュレーション時の荷重の大きさや方向などの条件を再検討することが可能である。具体的には、例えば、構造物の供用時においては、設計時に想定した作用と異なる作用がかかる場合も想定される。ＦＥＭ解析結果比較処理部１９の処理により、構造物の変状発生の原因が、想定とは異なる作用にあるか、材料劣化等の性能低下にあるかを、明確にすることができる。更に、ＦＥＭ解析結果比較処理部１９の処理により、例えば、ＦＥＭ解析結果における所定の条件下でのシミュレーション結果、設計値および設計で用いる線材モデルによる計算結果、ならびに、各種実測値を、容易に比較することが可能となる。例えば、図１９および図２２を用いて説明したように、防音壁、路盤コンクリート、高欄等の版上構造をソリッド要素でモデル化し、2次部材の剛性を考慮するケースであるCase1と、２次部材を版上荷重としてのみ考慮するケースであるCase2の、２ケースのＦＥＭ解析結果を用いた比較処理を行うことにより、いずれのケースを用いて、ひび割れや鉄筋応力を評価することが妥当であるかを判定することが可能となる。また、これらの比較解析結果を、構造物の今後の変状の進展の予測に用いることも可能である。これらの比較解析結果を、構造物の今後の変状の進展の予測に用いることにより、実構造物のありのままを踏まえて、将来予測を含む、４次元的な性能評価を行うことが可能となる。

このように、構造物管理装置１は、２次元図面情報を取得する２次元図面情報取得部４１と、管理時に１つのまとまりとして認識される単位を示す情報を取得する路線情報取得部４３と、２次元図面情報取得部４１により取得された２次元図面情報が、単位内のいずれの位置に対応するかを示す位置情報、および、２次元図面情報に付随する寸法情報からなる数値情報を取得する寸法・位置情報取得部４２と、寸法・位置情報取得部４２により取得された数値情報に基づいて、２次元図面情報取得部４１により取得された２次元図面情報を３次元展開図に変換する３次元展開図変換処理部４４と、３次元展開図変換処理部４４により生成された３次元展開図に、路線情報取得部４３により取得された単位を示す情報を対応付けて記録する３次元構造物情報データベース１５とを備える。したがって、３次元のバーチャル線区のデータを構築して管理することができ、線区全体を管理するにあたって、仮想的に可視化することができる。したがって、橋梁などの構造物を、その全体、または、路線ごとに容易に管理することができる。また、構造物管理装置１においては、各部の処理結果が、３次元構造物情報データベース１５に蓄積される。したがって、例えば、蓄積されたデータと、類似構造物の検討結果等とを比較することで、構造物の更なる維持管理における高精度化や効率化を図ることが可能となる。

以上においては、構造物管理装置１が一つの装置として構成されているものとして説明したが、上述した構造物管理装置１の各機能は、複数の装置に分割され、それぞれ情報を授受可能なものとしてもよい。具体的には、例えば、データ入力部１２、操作入力部１１、表示部２２、データ出力部２３などを、他の機能を有する装置とは異なる装置として構成してもよい。また、３次元構造物情報データベース１５として外部のデータベースを利用し、データ入力部１２およびデータ出力部２３を介して、情報を授受することが可能なようにしてもよい。

また、例えば、図１に示した構造物管理装置１の機能の一部を利用することが可能な装置を構成し、橋梁等の検査の現場において使用することができるようにしてもよい。

図２３は、構造物管理システムの一例を示す機能ブロック図である。図２３の構造物管理サーバー８１は、図１に示した構造物管理装置１の機能のうち、主に、２次元展開図から、路線情報を含む３次元展開図を生成し、３次元構造物情報データベース１５に登録する機能、３次元構造物情報データベース１５に登録されている３次元展開図を２次元展開図に変換する機能、および、変状が反映された２次元展開図を取得して、これを３次元構造物情報に変換し、登録する機能を有するものである。また、図２３の構造物検査管理装置８２は、主に、図１に示した構造物管理装置１の２次元情報に対する変状情報処理部１７が有する機能のうち、２次元展開図を表示させる機能、および、２次元展開図に変状情報を反映させる機能を有するものである。

なお、上述した場合と対応する部分については、同一の符号を付し、適宜、その詳細な説明を省略する。

構造物管理サーバー８１は、データ入力部１２、入力制御部１３、構造物情報変換処理部１４、３次元構造物情報データベース１５、３次元展開図取得部５１、２次元展開図変換処理部５２、３次元展開図変換処理部５６、通信処理部９１、および、データ入出力制御部９２を含んで構成されている。

通信処理部９１は、構造物検査管理装置８２との情報の授受を行うものである。データ入出力制御部９２は、通信処理部９１により構造物検査管理装置８２と授受される情報の入出力を制御するものである。

構造物検査管理装置８２は、操作入力部１１、データ入力部１２、入力制御部１３、画像処理解析部１６、表示制御部２１、表示部２２、変状情報取得部５３、変状情報反映処理部５４、２次元図出力処理部５５、通信処理部１０１、および、２次元展開図取得部１０２を含んで構成されている。構造物検査管理装置８２は、検査担当者が把持可能な、小型の装置であると好適である。

通信処理部１０１は、構造物管理サーバー８１または構造物管理装置１との情報の授受を行うものである。２次元展開図取得部１０２は、通信処理部１０１により受信された２次元展開図を取得し、変状情報反映処理部５４に供給する。

構造物管理サーバー８１は、図１から図３を用いて説明した場合と同様にして、２次元展開図の入力を受け、路線情報を含む３次元展開図を生成して、３次元構造物情報データベース１５に記録させる。

構造物検査管理装置８２を利用するユーザは、操作入力部１１を用いて、所定の路線の所定箇所の２次元展開図の受信を指令する。入力制御部１３は、ユーザの操作入力に対応する情報の入力を受け、対応する２次元展開図の送信の指令を、通信処理部１０１を介して、構造物管理装置１、または、構造物管理サーバー８１に送信する。以下、対応する２次元展開図の送信の指令が構造物管理サーバー８１に送信された場合について説明する。

構造物管理サーバー８１の通信処理部９１は、構造物検査管理装置８２から、所定の路線の所定箇所の２次元展開図の送信の指令を受けた時、データ入出力制御部９２を制御して、３次元構造物情報データベース１５から、対応する部分の３次元展開図を３次元展開図取得部５１に供給させる。３次元展開図取得部５１は、取得した３次元展開図を、２次元展開図変換処理部５２に供給する。２次元展開図変換処理部５２において変換されて生成された２次元展開図は、データ入出力制御部９２を介して、通信処理部９１に供給され、構造物検査管理装置８２に送信される。

構造物検査管理装置８２の通信処理部１０１は、受信した２次元展開図を２次元展開図取得部１０２に供給する。２次元展開図取得部１０２は、通信処理部１０１により受信された２次元展開図を、変状情報反映処理部５４に供給する。構造物検査管理装置８２のユーザは、構造物の変状を示す変状情報や、画像処理解析部１６において画像解析される画像データを、データ入力部１２から入力したり、操作入力部１１を用いて、変状情報を操作入力する。変状情報取得部５３は、入力制御部１３または画像処理解析部１６から、変状情報を取得する。変状情報反映処理部５４は、２次元展開図取得部１０２から供給された２次元展開図の所定の箇所に、変状情報取得部５３から供給された変状情報を反映させる。また、変状情報反映処理部５４は、変状情報の反映のために必要な情報、および、変状情報が反映された２次元展開図を、２次元図出力処理部５５に供給する。

２次元図出力処理部５５は、２次元展開図変換処理部５２により生成された２次元展開図、または、２次元展開図に変状情報を対応付けるために必要な情報、もしくは、変状情報が反映された２次元展開図を、表示制御部２１に供給し、表示部２２に表示させる。

ユーザにより、変状情報が反映された２次元展開図の構造物管理サーバー８１への登録が指令された場合、変状情報反映処理部５４は、変状情報が反映された２次元展開図を、通信処理部１０１に供給し、構造物管理サーバー８１へ送信させる。

構造物管理サーバー８１の通信処理部９１は、構造物検査管理装置８２から、変状情報が反映された２次元展開図を受信し、データ入出力制御部９２を介して、３次元展開図変換処理部５６に供給する。３次元展開図変換処理部５６は、データ入出力制御部９２から供給された変状情報が反映された２次元展開図を、例えば、図７に示されるような３次元展開図に変換し、路線情報、位置情報に加えて、変状情報が対応付けられた３次元構造物情報として、３次元構造物情報データベース１５に出力して登録させる。

図２３の構造物管理システムを用いた場合、構造物の管理点検の現場において構造物検査管理装置８２を用いることにより、３次元構造物情報データベース１５に登録されている３次元構造物情報に対応する２次元展開図を参照しながら検査を行うことができる。また、検査において発見された新たな変状を、従来利用していた場合と同様の２次元展開図に反映させて、構造物管理サーバー８１（または、構造物管理装置１）に送信することにより、３次元構造物情報データベース１５に登録されている３次元構造物情報に、新たな変状情報を登録することが可能となる。また、図２３の構造物管理システムにおいて、構造物検査管理装置８２は、２次元展開図と３次元展開図との相互の変換処理を行う必要がない。したがって、構造物検査管理装置８２は、比較的安価に構成することが可能である。このため、構造物の管理点検を行う多くの現場において、それぞれに構造物検査管理装置８２を利用することが容易となる。

また、例えば、図１に示した構造物管理装置１の機能の一部を利用することが可能な装置を構成し、橋梁等の設計の現場において使用することができるようにしてもよい。

図２４は、構造物管理システムの他の例を示す機能ブロック図である。図２４のＦＥＭ解析結果比較処理装置１１１は、図１に示した構造物管理装置１の機能のうち、主に、ＦＥＭ解析結果比較処理部１９が有する機能と同等の機能を有するものである。

なお、上述した場合と対応する部分については、同一の符号を付し、適宜、その詳細な説明を省略する。

ＦＥＭ解析結果比較処理装置１１１は、操作入力部１１、データ入力部１２、入力制御部１３、表示制御部２１、表示部２２、３次元構造物情報取得部７１、ＦＥＭ解析結果情報取得部７２、配筋情報取得部７３、比較解析部７４、比較解析結果出力制御部７５、設計情報取得部７６、および、通信処理部１２１を含んで構成されている。

通信処理部１２１は、構造物管理サーバー８１または構造物管理装置１との情報の授受を行うものである。

ＦＥＭ解析結果比較処理装置１１１を利用するユーザは、操作入力部１１を用いて、所定の路線の所定箇所の３次元構造物情報の受信を指令する。入力制御部１３は、ユーザの操作入力に対応する情報の入力を受け、対応する３次元構造物情報の送信の指令を、通信処理部１２１を介して、構造物管理装置１、または、構造物管理サーバー８１に送信する。以下、対応する次元構造物情報の送信の指令が構造物管理サーバー８１に送信された場合について説明する。

構造物管理サーバー８１の通信処理部９１は、ＦＥＭ解析結果比較処理装置１１１から、所定の路線の所定箇所の３次元構造物情報の送信の指令を受けた時、データ入出力制御部９２を制御して、３次元構造物情報データベース１５から、対応する部分の３次元展開図を読み出し、ＦＥＭ解析結果比較処理装置１１１に送信する。

ＦＥＭ解析結果比較処理装置１１１の通信処理部１２１は、受信した３次元構造物情報を、３次元構造物情報取得部７１に供給する。ＦＥＭ解析結果情報取得部７２、配筋情報取得部７３、比較解析部７４、比較解析結果出力制御部７５、および、設計情報取得部７６は、図９～図２２を用いて説明した場合と同様の処理を実行する。

ユーザにより、ＦＥＭ解析結果との比較処理結果の構造物管理サーバー８１への登録が指令された場合、比較解析部７４は、ＦＥＭ解析結果との比較処理結果を、通信処理部１２１に供給から構造物管理サーバー８１へ送信させる。

構造物管理サーバー８１の通信処理部９１は、ＦＥＭ解析結果比較処理装置１１１から受信したＦＥＭ解析結果との比較処理結果を、データ入出力制御部９２に供給し、３次元構造物情報データベース１５に登録させる。

図２３および図２４を参照して説明した例のように、図１を用いて説明した構造物管理装置１の各機能を、複数の装置に分割して、それぞれ情報を授受可能なものとして、構造物管理システムを構成することが可能となる。

次に、図２５～図３０のフローチャートを用いて、構造物管理装置１、または、構造物管理システムが実行する処理について説明する。

図２５のフローチャートを参照して、構造物管理装置１、または、構造物管理サーバー８１が実行する構造物情報変換処理について説明する。

ステップＳ１において、構造物情報変換処理部１４の２次元図面情報取得部４１は、入力制御部１３より供給される２次元の展開図面情報を取得し、３次元展開図変換処理部４４に供給する。

ステップＳ２において、構造物情報変換処理部１４の寸法・位置情報取得部４２は、入力制御部１３から供給された２次元の展開図面を３次元展開図に変換するための寸法情報、および、位置情報を取得し、３次元展開図変換処理部４４に供給する。

ステップＳ３において、構造物情報変換処理部１４の路線情報取得部４３は、入力制御部１３から供給された２次元展開図に対応する構造物がいずれの路線の構造物であるかを示す路線情報を取得し、３次元展開図変換処理部４４に供給する。

ステップＳ４において、構造物情報変換処理部１４の３次元展開図変換処理部４４は、取得された２次元展開図を、寸法情報に基づいて、位置情報、および、路線情報を含む３次元展開図に変換する処理を実行する。

ステップＳ５において、構造物情報変換処理部１４の３次元展開図変換処理部４４は、寸法情報、位置情報、および、路線情報が対応付けられた３次元展開図を、３次元構造物情報データベース１５に供給して登録し、処理が終了される。

このような処理により、橋梁などの構造物を、その全体、または、路線ごとに管理することができる。

次に、図２６および図２７のフローチャートを参照して、構造物管理装置１、または、構造物管理サーバー８１および構造物検査管理装置８２が実行する２次元情報に対する変状情報追加処理について説明する。

ステップＳ１１において、構造物管理装置１の入力制御部１３は、操作入力部１１から、２次元情報に対する変状情報を追加する箇所を示す位置情報、および、路線情報の入力を受け、２次元情報に対する変状情報処理部１７に供給する。または、ステップＳ１１において、構造物管理サーバー８１のデータ入出力制御部９２は、通信処理部９１により構造物検査管理装置８２から受信された２次元情報に対する変状情報を追加する箇所を示す位置情報、および、路線情報の入力を受け、３次元構造物情報データベース１５から、対応する部分の３次元展開図を３次元展開図取得部５１に供給させる。

ステップＳ１２において、構造物管理装置１または構造物管理サーバー８１の３次元展開図取得部５１は、３次元構造物情報データベース１５から、変状情報を追加する箇所に対応する３次元展開図を取得し、２次元展開図変換処理部５２に供給する。

ステップＳ１３において、２次元展開図変換処理部５２は、取得された３次元展開図を、変状情報を追加する箇所に対応する箇所を含む２次元展開図へ変換する処理を実行する。２次元展開図変換処理部５２は、変換されて生成された２次元展開図を、変状情報反映処理部５４に供給する。この処理を、構造物管理サーバー８１および構造物検査管理装置８２が実行する場合、２次元展開図変換処理部５２は、変換されて生成された２次元展開図を、データ入出力制御部９２、および通信処理部９１を介して、構造物検査管理装置８２に送信させる。そして、構造物検査管理装置８２の通信処理部１０１は、受信した２次元展開図を変状情報反映処理部５４に供給する。

ステップＳ１４において、変状情報取得部５３は、入力制御部１３、または、画像処理解析部１６から、２次元展開図へ追加される変状を示す画像データ、および、対応する位置情報が入力されたか否かを判断する。

ステップＳ１４において、２次元展開図へ追加される変状を示す画像データ、および、対応する位置情報が入力されたと判断された場合、ステップＳ１５において、変状情報取得部５３は、変状を示す画像データ、および、対応する位置情報を、変状情報反映処理部５４に供給する。変状情報反映処理部５４は、変状を示す画像データに必要な処理を施したのち、２次元展開図に反映する処理を実行する。

ステップＳ１４において、２次元展開図へ追加される変状を示す画像データ、および、対応する位置情報が入力されなかったと判断された場合、または、ステップＳ１５の処理の終了後、ステップＳ１６において、２次元図出力処理部５５は、２次元展開図の表示が指令されたか否かを判断する。

ステップＳ１６において、２次元展開図の表示が指令されたと判断された場合、ステップＳ１７において、２次元図出力処理部５５は、変状情報反映処理部５４から出力された２次元展開図を、表示制御部２１に供給し、表示部２２に表示させる。

ステップＳ１６において、２次元展開図の表示が指令されなかったと判断された場合、または、ステップＳ１７の処理の終了後、ステップＳ１８において、変状情報取得部５３は、表示部２２に表示された２次元展開図を参照したユーザにより、操作入力部１１を用いて、例えば、図６を用いて説明したように、２次元展開図に対する変状情報が手入力されたか否かを判断する。

ステップＳ１８において、２次元展開図に対する変状情報が手入力されたと判断された場合、ステップＳ１９において、変状情報取得部５３は、手入力された変状情報を、変状情報反映処理部５４に供給する。変状情報反映処理部５４は、２次元展開図に、手入力された変状情報を反映する処理を実行する。

ステップＳ１８において、２次元展開図に対する変状情報が手入力されなかったと判断された場合、または、ステップＳ１９の処理の終了後、ステップＳ２０において、２次元図出力処理部５５は、変状情報が反映された図面の登録が指令されたか否かを判断する。ステップＳ２０において、変状情報が反映された図面の登録が指令されなかったと判断された場合、処理は、ステップＳ１４に戻り、それ以降の処理が繰り返される。

ステップＳ２０において、変状情報が反映された図面の登録が指令されたと判断された場合、ステップＳ２１において、変状情報反映処理部５４は、変状情報が反映された２次元展開図を、３次元展開図変換処理部５６に供給する。この処理を、構造物管理サーバー８１および構造物検査管理装置８２が実行する場合、変状情報取得部５３は、変状情報が反映された２次元展開図を、通信処理部１０１から、構造物管理サーバー８１に送信させる。構造物管理サーバー８１の受信部により受信された変状情報が反映された２次元展開図は、データ入出力制御部９２を介して、３次元展開図変換処理部５６に供給される。３次元展開図変換処理部５６は、変状情報反映処理部５４から供給された変状情報が反映された２次元展開図を、例えば、図７に示されるような３次元展開図に変換し、対応する箇所に反映させることにより、変状情報が反映された３次元展開図を生成する。

ステップＳ２２において、３次元展開図変換処理部５６は、寸法情報、位置情報、および、路線情報に加えて、変状情報が対応付けられた３次元展開図を、３次元構造物情報データベース１５に登録し、処理が終了される。

このような処理により、橋梁などの構造物を、その全体、または、路線ごとに管理するにあたって、変状情報を登録する処理や、画像処理において誤検出されたり、正しく検出されなかった変状についての修正処理などを、２次元展開図を利用して、容易に行うことができる。

次に、図２８および図２９のフローチャートを参照して、構造物管理装置１が実行する３次元情報に対する変状情報追加処理について説明する。

ステップＳ３１において、構造物管理装置１の入力制御部１３は、３次元情報に対する変状情報を追加する箇所を示す位置情報、および、路線情報の入力を受け、３次元情報に対する変状情報処理部１８に供給する。

ステップＳ３２において、３次元展開図取得部６１は、３次元構造物情報データベース１５から、変状情報を追加する箇所に対応する３次元展開図を取得し、変状情報反映処理部６３に供給する。

ステップＳ３３において、変状情報取得部６２は、入力制御部１３、または、画像処理解析部１６から、３次元展開図へ追加される変状を示す画像データ、および、対応する位置情報が入力されたか否かを判断する。

ステップＳ３３において、３次元展開図へ追加される変状を示す画像データ、および、対応する位置情報が入力されたと判断された場合、ステップＳ３４において、変状情報取得部６２は、変状を示す画像データ、および、対応する位置情報を、変状情報反映処理部６３に供給する。変状情報反映処理部６３は、変状を示す画像データに必要な処理を施したのち、３次元展開図に反映する処理を実行する。

ステップＳ３３において、３次元展開図へ追加される変状を示す画像データ、および、対応する位置情報が入力されなかったと判断された場合、または、ステップＳ３４の処理の終了後、ステップＳ３５において、３次元図出力処理部６４は、３次元展開図の表示が指令されたか否かを判断する。

ステップＳ３５において、３次元展開図の表示が指令されたと判断された場合、ステップＳ３６において、３次元図出力処理部６４は、変状情報反映処理部６３から出力された３次元展開図を、表示制御部２１に供給し、表示部２２に表示させる。

ステップＳ３５において、３次元展開図の表示が指令されなかったと判断された場合、または、ステップＳ３６の処理の終了後、ステップＳ３７において、変状情報取得部６２は、表示部２２に表示された３次元展開図を参照したユーザにより、操作入力部１１を用いて、３次元展開図に対する変状情報が手入力されたか否かを判断する。

ステップＳ３７において、３次元展開図に対する変状情報が手入力されたと判断された場合、ステップＳ３８において、変状情報取得部６２は、手入力された変状情報を、変状情報反映処理部６３に供給する。変状情報反映処理部６３は、３次元展開図に、手入力された変状情報を反映する処理を実行する。

ステップＳ３７において、３次元展開図に対する変状情報が手入力されなかったと判断された場合、または、ステップＳ３８の処理の終了後、ステップＳ３９において、３次元図出力処理部６４は、変状情報が反映された図面の登録が指令されたか否かを判断する。ステップＳ３９において、変状情報が反映された図面の登録が指令されなかったと判断された場合、処理は、ステップＳ３３に戻り、それ以降の処理が繰り返される。

ステップＳ３９において、変状情報が反映された図面の登録が指令されたと判断された場合、ステップＳ４０において、変状情報反映処理部６３は、寸法情報、位置情報、および、路線情報に加えて、変状情報が対応付けられた３次元展開図を、３次元構造物情報データベース１５に登録し、処理が終了される。

このような処理により、橋梁などの構造物を、その全体、または、路線ごとに管理するにあたって、変状情報を登録する処理や、画像処理において誤検出されたり、正しく検出されなかった変状についての修正処理などを、３次元展開図に対して実行することができる。

次に、図３０のフローチャートを参照して、構造物管理装置１、または、構造物管理サーバー８１およびＦＥＭ解析結果比較処理装置１１１が実行するＦＥＭ解析結果比較処理について説明する。

ステップＳ５１において、構造物管理装置１の入力制御部１３は、操作入力部１１から、ＦＥＭ解析結果と変状との比較処理を実行する箇所を示す位置情報、および、路線情報の入力を受け、ＦＥＭ解析結果比較処理部１９に供給する。または、ステップＳ５１において、構造物管理サーバー８１のデータ入出力制御部９２は、通信処理部９１によりＦＥＭ解析結果比較処理装置１１１から受信されたＦＥＭ解析結果と変状との比較処理を実行する箇所を示す位置情報、および、路線情報の入力を受け、３次元構造物情報データベース１５から、対応する部分の３次元展開図を読み出す。そして、データ入出力制御部９２は、通信処理部９１を制御して、対応する部分の３次元展開図をＦＥＭ解析結果比較処理装置１１１へ送信させる。ＦＥＭ解析結果比較処理装置１１１の通信処理部１２１は、受信した対応する部分の３次元展開図を、３次元構造物情報取得部７１に供給する。

ステップＳ５２において、３次元構造物情報取得部７１は、３次元構造物情報データベース１５から、例えば、図１０に示したような、比較処理を実行する箇所に対応する３次元展開図を取得する。

ステップＳ５３において、ＦＥＭ解析結果情報取得部７２は、データ入力部１２および入力制御部１３を介して入力される、例えば、図１５に示したような、ＦＥＭ解析結果情報を取得し、比較解析部７４へ供給する。

ステップＳ５４において、配筋情報取得部７３は、データ入力部１２および入力制御部１３を介して入力される、例えば、図１７に示したような、配筋情報を取得し、比較解析部７４へ供給する。

ステップＳ５５において、設計情報取得部７６は、データ入力部１２および入力制御部１３を介して入力される設計値および設計で用いる線材モデルによる計算結果、ならびに、各種実測値を取得し、比較解析部７４へ供給する。

ステップＳ５６において、比較解析部７４は、３次元構造物情報取得部７１から供給された３次元構造物情報、ＦＥＭ解析結果情報取得部７２から供給されたＦＥＭ解析結果、配筋情報取得部７３から供給された配筋情報、ならびに、設計情報取得部７６から供給された設計値、設計で用いる線材モデルによる計算結果、および、各種実測値に基づいて、例えば、図１９、図２１、および図２２を用いて説明したように、比較解析処理を実行する。比較解析部７４は、比較解析処理のためにユーザが参照必要な情報、および、比較解析処理結果を、比較解析結果出力制御部７５に供給する。比較解析部７４は、比較解析処理結果を、３次元構造物情報データベース１５に供給する。

ステップＳ５７において、比較解析結果出力制御部７５は、比較解析部７４から供給された比較解析処理結果を、出力制御部２０に供給する。出力制御部２０は、供給されたデータを表示制御部２１に供給し、表示部２２への表示を制御させる。表示部２２は、例えば、図２１を用いて説明したように、比較解析結果を表示する。

ステップＳ５８において、３次元構造物情報データベース１５は、比較解析部７４から供給された比較解析結果を登録し、処理が終了される。

このような処理により、例えば、ＦＥＭ解析結果における所定の条件下でのシミュレーション結果と、設計値および設計で用いる線材モデルによる計算結果、ならびに、各種実測値を、実際の変状とを容易に比較することが可能となる。

上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行することもできるし、ソフトウェアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行する場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータ、タブレット装置、または、スマートフォンなどに、プログラム記録媒体からインストールされる。

なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。

また、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

１…構造物管理装置、 １１…操作入力部、 １２…データ入力部、 １３…入力制御部、 １４…構造物情報変換処理部、 １５…３次元構造物情報データベース、 １６…画像処理解析部、 １７…２次元情報に対する変状情報処理部、 １８…３次元情報に対する変状情報処理部、 １９…ＦＥＭ解析結果比較処理部、 ２０…出力制御部、 ２１…表示制御部、 ２２…表示部、 ２３…データ出力部、 ４１…２次元図面情報取得部、 ４２…寸法・位置情報取得部、 ４３…路線情報取得部、 ４４…３次元展開図変換処理部、 ５１…３次元展開図取得部、 ５２…２次元展開図変換処理部、 ５３…変状情報取得部、 ５４…変状情報反映処理部、 ５５…２次元図出力処理部、 ５６…３次元展開図変換処理部、 ６１…３次元展開図取得部、 ６２…変状情報取得部、 ６３…変状情報反映処理部、 ６４…３次元図出力処理部、 ７１…３次元構造物情報取得部、 ７２…ＦＥＭ解析結果情報取得部、 ７３…配筋情報取得部、 ７４…比較解析部、 ７５…比較解析結果出力制御部、 ７６…設計情報取得部、 ８１…構造物管理サーバー、 ９１…通信処理部、 ９２…データ入出力制御部、 ８２…構造物検査管理装置、 １０１…通信処理部、 １０２…２次元展開図取得部、 １１１…ＦＥＭ解析結果比較処理装置、 １２１…通信処理部

Claims (9)

1. 路線の構造物の ２次元図面情報を取得する２次元図面情報取得手段と、
   管理時に１つのまとまりとして認識される単位である前記路線を示す情報を取得する認識情報取得手段と、
   前記２次元図面情報取得手段により取得された前記２次元図面情報が、前記路線内のいずれの位置に対応するかを示す位置情報、および、前記２次元図面情報に付随する寸法情報からなる数値情報を取得する数値情報取得手段と、
   前記数値情報取得手段により取得された前記数値情報に基づいて、前記２次元図面情報取得手段により取得された前記２次元図面情報を第１の３次元展開図に変換する第１の３次元展開図変換処理手段と、
   前記第１の３次元展開図変換処理手段により生成された前記第１の３次元展開図に、前記認識情報取得手段により取得された前記路線を示す情報を対応付けて記録する情報記録手段と
   を備えることを特徴とする情報処理装置。
2. 請求項１に記載の情報処理装置において、
   構造物の変状を示す変状情報を取得する変状情報取得手段と、
   前記第１の３次元展開図を２次元展開図に変換する２次元展開図変換処理手段と、
   前記２次元展開図変換処理手段により生成された前記２次元展開図に、前記変状情報取得手段により取得された前記変状情報を反映させる変状情報反映処理手段と
   をさらに備えることを特徴とする情報処理装置。
3. 請求項２に記載の情報処理装置において、
   ユーザの操作入力を受ける操作入力手段と、
   前記２次元展開図の表示出力を制御する表示制御手段と
   をさらに備え、
   前記変状情報取得手段は、前記表示制御手段により表示が制御された前記２次元展開図を参照した前記ユーザが前記操作入力手段を用いて操作入力した前記変状情報を取得する
   ことを特徴とする情報処理装置。
4. 請求項２または３に記載の情報処理装置において、
   前記変状情報反映処理手段により前記変状情報が反映された前記２次元展開図を、第２の３次元展開図に変換する第２の３次元展開図変換処理手段をさらに備え、
   前記情報記録手段は、前記第２の３次元展開図変換処理手段により生成された、前記変状情報が反映された前記第２の３次元展開図を更に記録する
   ことを特徴とする情報処理装置。
5. 請求項４に記載の情報処理装置において、
   前記情報記録手段により記録された前記第２の３次元展開図の少なくとも一部に対応する部分のＦＥＭ解析結果情報を取得するＦＥＭ解析結果情報取得手段と、
   前記情報記録手段により記録された前記第２の３次元展開図の少なくとも一部に対応する部分の配筋情報を取得する配筋情報取得手段と、
   前記ＦＥＭ解析結果情報取得手段により取得された前記ＦＥＭ解析結果情報を、前記配筋情報取得手段により取得された前記配筋情報、および、前記情報記録手段により記録された前記第２の３次元展開図に反映されている前記変状情報と比較解析する比較解析手段と
   をさらに備えることを特徴とする情報処理装置。
6. 請求項５に記載の情報処理装置において、
   前記情報記録手段は、前記比較解析手段による比較解析結果を更に記録する
   ことを特徴とする情報処理装置。
7. 請求項５または６に記載の情報処理装置において、
   設計値、設計で用いる線材モデルによる計算結果、および、各種実測値を取得する設計情報取得手段をさらに備え、
   前記比較解析手段は、前記ＦＥＭ解析結果情報取得手段により取得された前記ＦＥＭ解析結果情報を、前記配筋情報取得手段により取得された前記配筋情報、前記情報記録手段により記録された前記第２の３次元展開図に反映されている前記変状情報、ならびに、前記設計情報取得手段により取得された前記設計値、設計で用いる線材モデルによる前記計算結果、および、前記各種実測値と比較解析する
   ことを特徴とする情報処理装置。
8. 情報処理装置による、路線に関する情報の処理方法であって、
   前記路線の構造物の２次元図面情報を取得する２次元図面情報取得ステップと、
   管理時に１つのまとまりとして認識される単位である前記路線を示す情報を取得する認識情報取得ステップと、
   前記前記２次元図面情報取得ステップの処理により取得された前記２次元図面情報が、前記路線内のいずれの位置に対応するかを示す位置情報、および、前記２次元図面情報に付随する寸法情報からなる数値情報を取得する数値情報取得ステップと、
   前記数値情報取得ステップの処理により取得された前記数値情報に基づいて、前記２次元図面情報取得ステップの処理により取得された前記２次元図面情報を３次元展開図に変換する第１の３次元展開図変換処理ステップと、
   前記第１の３次元展開図変換処理ステップの処理により生成された前記３次元展開図に、前記認識情報取得ステップにより取得された前記路線を示す情報を対応付けて記録する情報記録ステップと
   を含むことを特徴とする情報処理方法。
9. コンピュータに、
   路線の構造物の ２次元図面情報を取得する２次元図面情報取得ステップと、
   管理時に１つのまとまりとして認識される単位である前記路線を示す情報を取得する認識情報取得ステップと、
   前記前記２次元図面情報取得ステップの処理により取得された前記２次元図面情報が、前記路線内のいずれの位置に対応するかを示す位置情報、および、前記２次元図面情報に付随する寸法情報からなる数値情報を取得する数値情報取得ステップと、
   前記数値情報取得ステップの処理により取得された前記数値情報に基づいて、前記２次元図面情報取得ステップの処理により取得された前記２次元図面情報を３次元展開図に変換する第１の３次元展開図変換処理ステップと、
   前記第１の３次元展開図変換処理ステップの処理により生成された前記３次元展開図に、前記認識情報取得ステップにより取得された前記路線を示す情報を対応付けて記録する情報記録ステップと
   を含む処理を実行させるプログラム。

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