JP7131887B2 - Analysis device, analysis system, analysis method and program - Google Patents

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Description

本発明は、分析装置、分析システム、分析方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to an analysis device, an analysis system, an analysis method, and a program.

上下水道網等を構成する配管が劣化により事故に至ると、大きな社会的影響や経済的損失が生じる場合がある。そのため、配管に対する様々な劣化状態の分析方法が提案されている。 When deterioration of pipes constituting a water supply and sewerage network leads to an accident, it may cause a large social impact and economic loss. Therefore, various methods for analyzing deterioration states of pipes have been proposed.

特許文献１には、配管における漏洩位置の特定に利用する装置が消費するエネルギーを小さくする漏洩位置特定装置、その漏洩位置特定装置を制御する漏洩位置特定方法等が記載されている。 Patent Literature 1 describes a leak position identifying device that reduces the energy consumed by a device used to identify a leak position in a pipe, a leak position identifying method for controlling the leak position identifying device, and the like.

特許文献２には、配水管の劣化の進行を抑制することが可能な水道管理システム等が記載されている。 Patent Literature 2 describes a water management system and the like capable of suppressing progress of deterioration of water pipes.

特許文献３には、簡易かつ正確に配管の状態を分析する分析装置等が記載されている。 Patent Literature 3 describes an analyzer and the like for simply and accurately analyzing the state of piping.

また、特許文献４には、流体配管の検索間の両端部でマイクにより通流音を検出する操作のみで漏洩箇所を簡単に検出できるようにする配管漏洩検知方法等が記載されている。 In addition, Patent Document 4 describes a pipe leakage detection method and the like that enable easy detection of a leak location only by an operation of detecting flow sound with a microphone at both ends of a fluid pipe search.

国際公開第２０１４／０５０５１２号WO2014/050512 国際公開第２０１６／０６７５５８号WO2016/067558 特開２０１５－１９０８２５号公報JP 2015-190825 A 特開平１１－２０１８５９号公報JP-A-11-201859 特開２０１０－２２３７４０号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-223740

配管の状態を分析する際には、配管の状態に関連する何らかの物理量を計測するセンサ等が用いられる場合がある。一般に、上下水道網を構成する配管は地中に埋設され、アクセスが容易ではないことから、これらの用途に用いられるセンサは、電力消費量が少ないことが望ましい。すなわち、特許文献１等に記載の技術に対して、センサによって消費される消費電力量を削減することが求められている。 When analyzing the state of piping, a sensor or the like that measures some physical quantity related to the state of piping may be used. In general, the pipes that make up the water supply and sewerage networks are buried underground and are not easily accessible, so it is desirable that the sensors used for these purposes consume little power. In other words, it is required to reduce the amount of power consumed by the sensor as compared with the technology described in Patent Document 1 and the like.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、センサによる消費電力量の小さい分析装置等を提供することを主たる目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and a main object of the present invention is to provide an analysis device or the like in which the amount of power consumed by the sensor is small.

本発明の一態様における分析装置は、２つのセンサにおいてそれぞれ定められた時間帯に検知された物理量の相互相関に基づいて、配管の状態の分析が必要であるかを判定する判定手段と、分析が必要と判定された場合に、物理量に基づいて配管の状態を分析する分析手段とを備える。 An analysis apparatus according to one aspect of the present invention includes determination means for determining whether analysis of the state of a pipe is necessary based on the cross-correlation of physical quantities detected by two sensors respectively during predetermined time periods; and analysis means for analyzing the state of the piping based on the physical quantity when it is determined that the

本発明の一態様における分析システムは、物理量を検知する複数のセンサユニットと、複数のセンサユニットの各々において検知された物理量に基づいて判定及び分析を行う分析装置とを備える。 An analysis system according to one aspect of the present invention includes a plurality of sensor units that detect physical quantities, and an analysis device that performs determination and analysis based on the physical quantities detected by each of the plurality of sensor units.

本発明の一態様における分析方法は、２つのセンサにおいてそれぞれ定められた時間帯に検知された物理量の相互相関に基づいて、配管の状態の分析が必要であるかを判定し、分析が必要と判定された場合に、物理量に基づいて配管の状態を分析する。 An analysis method according to one aspect of the present invention determines whether analysis of the state of a pipe is necessary based on the cross-correlation of physical quantities detected by two sensors respectively during predetermined time periods, and determines whether analysis is necessary. When determined, the state of the piping is analyzed based on the physical quantity.

本発明の一態様におけるプログラムは、コンピュータに、２つのセンサにおいてそれぞれ定められた時間帯に検知された物理量の相互相関に基づいて、配管の状態の分析が必要であるかを判定する処理と、分析が必要と判定された場合に、物理量に基づいて配管の状態を分析する処理と、を実行させる。 A program in one aspect of the present invention provides a computer with a process of determining whether analysis of the state of piping is necessary based on the cross-correlation of the physical quantities detected by the two sensors respectively during predetermined time periods; and a process of analyzing the state of the piping based on the physical quantity when it is determined that the analysis is necessary.

本発明によると、センサによる消費電力量の小さい分析装置等を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the analysis apparatus etc. with small power consumption by a sensor can be provided.

本発明の第１の実施形態における分析装置を示す図である。It is a figure which shows the analysis apparatus in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態における分析装置を含む分析システムを示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the analysis system containing the analysis apparatus in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の各実施形態における分析装置及び分析システムを実現する装置等の構成を示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the structure of the apparatus etc. which implement|achieve the analysis apparatus and analysis system in each embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態における分析装置及び分析システムによる分析の対象となる水道配管網の例を示すである。1 shows an example of a water pipe network to be analyzed by the analysis device and analysis system according to the first embodiment of the present invention; センサユニットによって検知される物理量のデータの一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of physical quantity data detected by a sensor unit; 相互相関の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of cross-correlation; 本発明の各実施形態における分析システムが備えるセンサユニット１１による物理量のデータの検知の動作を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing the operation of detecting physical quantity data by the sensor unit 11 included in the analysis system according to each embodiment of the present invention. 本発明の各実施形態における分析システムが備えるセンサユニット１１による物理量のデータの送信の動作を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing the operation of transmitting physical quantity data by the sensor unit 11 included in the analysis system according to each embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施形態における分析装置の動作を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing the operation of the analysis device according to the first embodiment of the present invention; 本発明の第２の実施形態における分析装置を示す図である。It is a figure which shows the analysis apparatus in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態における分析装置を含む分析システムを示す図である。It is a figure which shows the analysis system containing the analysis apparatus in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態における分析装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation|movement of the analyzer in the 3rd Embodiment of this invention.

本発明の各実施形態について、添付の図面を参照して説明する。本発明の各実施形態において、分析装置等は、上水道や下水道等の水道配管網を構成する配管を対象とする。ただし、分析装置等の対象は水道配管網に限られない。分析装置等は、ガスやその他の気体を運ぶ配管を分析の対象としてもよい。 Each embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In each embodiment of the present invention, the analyzer and the like are intended for pipes that constitute a water pipe network such as water supply and sewerage. However, the target of analyzers and the like is not limited to the water pipe network. The analysis device or the like may analyze a pipe carrying a gas or other gas.

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態における分析装置を示す図である。 (First embodiment)
First, a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram showing an analysis device according to a first embodiment of the present invention.

図１に示すとおり、本発明の第１の実施形態における分析装置１００は、判定部１１０と、分析部１２０とを備える。判定部１１０は、２つのセンサにおいてそれぞれ定められた時間帯に検知された物理量の相互相関に基づいて、配管の状態の分析が必要であるかを判定する。分析部１２０は、分析が必要と判定された場合に、物理量に基づいて配管の状態を分析する。 As shown in FIG. 1, the analysis device 100 according to the first embodiment of the present invention includes a determination section 110 and an analysis section 120. FIG. The determination unit 110 determines whether analysis of the state of the piping is necessary based on the cross-correlation of the physical quantities detected by the two sensors during the respective defined time periods. The analysis unit 120 analyzes the state of the piping based on physical quantities when it is determined that analysis is necessary.

また、図２は、分析装置１００を含む分析システム１０の構成を示す図である。分析システム１０は、分析装置１００と、センサユニット１１とを含む。センサユニット１１は、配管又は配管の内部を流れる流体に関連する物理量を検知する。センサユニット１１の各々にて検知された物理量は、通信ネットワーク等を介して分析装置１００へ送信される。分析装置１００は、センサユニット１１にて検知された物理量を用いて上述した判定及び分析を行う。 FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the analysis system 10 including the analysis device 100. As shown in FIG. Analysis system 10 includes an analysis device 100 and a sensor unit 11 . The sensor unit 11 detects physical quantities associated with a pipe or a fluid flowing inside the pipe. Physical quantities detected by each of the sensor units 11 are transmitted to the analysis device 100 via a communication network or the like. The analysis device 100 uses the physical quantity detected by the sensor unit 11 to perform the determination and analysis described above.

本実施形態において、物理量は、配管の状態に応じて変化する可能性がある量である。すなわち、当該物理量によって、配管の状態の分析が可能となる。物理量は、例えば配管又は配管の内部を流れる流体を伝搬する振動である。また、物理量は、水圧等、配管の内部を流れる流体の圧力であってもよい。なお、物理量として、振動又は圧力とは異なる他の指標が用いられてもよい。以下の説明においては、物理量が振動である場合を想定する。 In this embodiment, the physical quantity is a quantity that may change according to the state of the piping. In other words, it is possible to analyze the state of the piping using the physical quantity. The physical quantity is, for example, vibration propagating in a pipe or a fluid flowing inside the pipe. Also, the physical quantity may be the pressure of a fluid flowing inside a pipe, such as water pressure. It should be noted that another index different from vibration or pressure may be used as the physical quantity. In the following description, it is assumed that the physical quantity is vibration.

図２は、分析システム１０が、センサユニット１１－１から１１－ＮのＮ台のセンサユニット１１を備える場合の例を示す。なお、分析システム１０が備えるセンサユニット１１の数は特に限定されない。センサユニット１１の数は、配管の構成やその他の要因に応じて適宜定められる。 FIG. 2 shows an example in which the analysis system 10 includes N sensor units 11, ie, sensor units 11-1 to 11-N. Note that the number of sensor units 11 included in the analysis system 10 is not particularly limited. The number of sensor units 11 is appropriately determined according to the configuration of the piping and other factors.

センサユニット１１の各々は、例えば制御部１１１０と、検知部１１１１とを備える。制御部１１１０は、センサユニット１１の動作を制御する。検知部１１１１は、上述した物理量を検知する。 Each sensor unit 11 includes, for example, a control section 1110 and a detection section 1111 . The control section 1110 controls the operation of the sensor unit 11 . A detection unit 1111 detects the physical quantity described above.

本実施形態においては、センサユニット１１は、稼動状態と休眠状態との２つの動作の状態を有することを想定する。稼動状態は、センサユニット１１において、上述した物理量の検知や検知した物理量の送信等が行われ得る状態である。休眠状態は、物理量の検知や検知した物理量の送信等を停止した状態である。センサユニット１１が休眠状態にある場合には、稼動状態にある場合と比較して、消費電力が小さくなることが想定される。 In this embodiment, it is assumed that the sensor unit 11 has two operating states, an active state and a resting state. The operating state is a state in which the sensor unit 11 can detect the physical quantity described above, transmit the detected physical quantity, and the like. The dormant state is a state in which detection of physical quantities, transmission of detected physical quantities, etc. are stopped. When the sensor unit 11 is in the dormant state, power consumption is expected to be smaller than when it is in the operating state.

センサユニット１１において、これらの２つの状態は、予め定められた休眠スケジュール等に応じて切り替えられる。休眠スケジュールは、センサユニット１１の稼動状態と休眠状態の切り替えに関するスケジュールを示す情報である。 In the sensor unit 11, these two states are switched according to a predetermined sleep schedule or the like. The sleep schedule is information indicating a schedule regarding switching between the operating state and the sleep state of the sensor unit 11 .

休眠スケジュールは、センサユニット１１が稼動状態又は休眠状態にある時間帯を示す情報であってもよいし、稼動状態と休眠状態との各々を切り替える間隔を示す情報であってもよい。また、全てのセンサユニット１１に対して同じ休眠スケジュールが割り当てられてもよいし、センサユニット１１毎に異なる休眠スケジュールが割り当てられてもよい。休眠スケジュールには、センサユニット１１にて検知された物理量のデータの分析装置１００への送信のスケジュールが含まれてもよい。 The sleep schedule may be information indicating the time period during which the sensor unit 11 is in the operating state or the sleeping state, or may be information indicating the intervals for switching between the operating state and the sleep state. Also, the same sleep schedule may be assigned to all the sensor units 11, or a different sleep schedule may be assigned to each sensor unit 11. FIG. The dormancy schedule may include a schedule for transmitting physical quantity data detected by the sensor unit 11 to the analysis device 100 .

また、各実施形態において、センサユニット１１の各々は、時刻を計測する機構（不図示）を備える。また、複数のセンサユニット１１の各々の間において、時刻を計測する機構が表す時刻の同期が可能であると想定する。以下の説明では、センサユニット１１が備える時刻を計測する機構が表す時刻を「センサユニット１１の時刻」等と呼ぶ場合がある。また、時刻を計測する機構が表す時刻を同期させることを、単に「時刻同期」等と呼ぶ場合がある。各実施形態においては、特段の説明が無い限り、センサユニット１１の各々が備える時刻を計測する機構は、互いに時刻が同期していない場合を想定する。 Further, in each embodiment, each sensor unit 11 includes a mechanism (not shown) for measuring time. It is also assumed that the time represented by the mechanism for measuring time can be synchronized between each of the plurality of sensor units 11 . In the following description, the time indicated by the mechanism for measuring the time included in the sensor unit 11 may be referred to as "the time of the sensor unit 11" or the like. Further, synchronizing the time indicated by the mechanism for measuring the time may simply be referred to as "time synchronization" or the like. In each embodiment, unless otherwise specified, it is assumed that the mechanisms for measuring the time included in each of the sensor units 11 are not synchronized with each other.

なお、時刻同期は、複数のセンサユニット１１の各々が備える時刻を計測する機構が示す時刻を揃えることを示す。すなわち、時刻同期によって、複数のセンサユニット１１の各々に設けられた時刻を計測する機構が示す時刻の差分が、所定の範囲に含まれるように調整される。この場合に、所定の範囲は、例えば後述する振動の伝搬速度の算出の際に必要とされる精度等に応じて定められる。 Note that the time synchronization means aligning the times indicated by the mechanisms for measuring the times provided in each of the plurality of sensor units 11 . That is, the time synchronization adjusts the time difference indicated by the mechanism for measuring the time provided in each of the plurality of sensor units 11 so as to be within a predetermined range. In this case, the predetermined range is determined according to, for example, the accuracy required when calculating the propagation velocity of vibration, which will be described later.

図２に示す例において、分析システム１０の各構成要素は、機能単位のブロックを示している。分析システム１０の各構成要素の一部又は全部は、情報処理装置等のハードウェアとプログラムとの任意の組み合わせにより実現される。図３は、分析システム１０の要素であるセンサユニット１１の各々及び分析装置１００を実現するハードウェア構成の一例を示す図である。 In the example shown in FIG. 2, each component of the analysis system 10 represents a functional unit block. A part or all of each component of the analysis system 10 is realized by an arbitrary combination of hardware such as an information processing device and a program. FIG. 3 is a diagram showing an example of a hardware configuration that implements each of the sensor units 11 and the analysis device 100 that are elements of the analysis system 10. As shown in FIG.

図２に示す例において、分析装置１００は、以下のような構成を含む。これらの構成要素の具体的な種類は特に限定されず、一般的に利用可能な任意の要素が用いられる。 In the example shown in FIG. 2, the analysis device 100 includes the following configuration. The specific types of these constituent elements are not particularly limited, and generally available arbitrary elements are used.

・ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１００１
・ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１００２
・ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１００３
・ＲＡＭ１００３にロードされるプログラム１００４
・プログラム１００４を格納する記憶部１００５
・通信ネットワークと接続する通信部１００６
・データの入出力を行う入出力部１００７
・各構成要素を接続するバス１００８
各実施形態における各装置の各構成要素は、これらの機能を実現するプログラム１００４をＣＰＵ１００１が取得して実行することで実現される。各装置の各構成要素の機能を実現するプログラム１００４は、例えば、予め記憶部１００５やＲＯＭ１００２に格納されており、必要に応じてＣＰＵ１００１が読み出す。なお、プログラム１００４は、例えば通信ネットワーク１００９を介してＣＰＵ１００１に供給される。又は、情報処理装置に必要に応じて接続されるドライブ装置（不図示）が、予め記録媒体に格納されたプログラム１００４を読み出してＣＰＵ１００１に供給してもよい。 ・CPU (Central Processing Unit) 1001
・ROM (Read Only Memory) 1002
・RAM (Random Access Memory) 1003
・Program 1004 loaded into RAM 1003
- A storage unit 1005 that stores the program 1004
・Communication unit 1006 connected to communication network
An input/output unit 1007 for inputting/outputting data
A bus 1008 connecting each component
Each component of each device in each embodiment is implemented by the CPU 1001 acquiring and executing a program 1004 that implements these functions. A program 1004 that implements the function of each component of each device is stored in advance in, for example, the storage unit 1005 or the ROM 1002, and is read by the CPU 1001 as necessary. Note that the program 1004 is supplied to the CPU 1001 via a communication network 1009, for example. Alternatively, a drive device (not shown) connected to the information processing device as necessary may read the program 1004 stored in a recording medium in advance and supply the program 1004 to the CPU 1001 .

なお、分析装置１００の実現方法には、様々な変形例がある。例えば、分析装置１００は、構成要素毎にそれぞれ別個の情報処理装置とプログラムとの任意の組み合わせにより実現されてもよい。また、分析装置１００が備える複数の構成要素が、一つの情報処理装置とプログラムとの任意の組み合わせにより実現されてもよい。 Note that there are various modifications of the method for realizing the analysis device 100 . For example, the analysis device 100 may be realized by any combination of an information processing device and a program that are separate for each component. Also, a plurality of components included in the analysis device 100 may be implemented by any combination of one information processing device and a program.

また、各装置の各構成要素の一部又は全部は、その他の汎用または専用の回路（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）、プロセッサ等やこれらの組み合わせによって実現される。これらは、単一のチップによって構成されてもよいし、バスを介して接続される複数のチップによって構成されてもよい。各装置の各構成要素の一部又は全部は、上述した回路等とプログラムとの組み合わせによって実現されてもよい。 Also, part or all of each component of each device is implemented by other general-purpose or dedicated circuits, processors, etc., or combinations thereof. These may be composed of a single chip, or may be composed of multiple chips connected via a bus. A part or all of each component of each device may be realized by a combination of the above-described circuits and the like and programs.

分析装置１００の各構成要素の一部又は全部が複数の情報処理装置や回路等により実現される場合には、複数の情報処理装置や回路等は、集中配置されてもよいし、分散配置されてもよい。例えば、情報処理装置や回路等は、クライアントアンドサーバシステム、クラウドコンピューティングシステム等、各々が通信ネットワークを介して接続される形態として実現されてもよい。 When some or all of the components of the analysis device 100 are implemented by a plurality of information processing devices, circuits, etc., the plurality of information processing devices, circuits, etc. may be centrally arranged or distributed. may For example, the information processing device, circuits, and the like may be implemented as a client-and-server system, a cloud computing system, or the like, each of which is connected via a communication network.

また、図３に示す例では、センサユニット１１は、ＣＰＵ１１０１と、ＲＯＭ１１０２と、ＲＡＭ１１０３と、記憶部１１０５と、通信部１１０６と、バス１１０８とを備える。記憶部１１０５には、プログラム１１０４が格納される。これらの要素は、分析装置１００が備える構成要素と同様の機能を有し、上述した制御部１１１０を構成する。 Further, in the example shown in FIG. 3, the sensor unit 11 includes a CPU 1101, a ROM 1102, a RAM 1103, a storage section 1105, a communication section 1106, and a bus 1108. A program 1104 is stored in the storage unit 1105 . These elements have the same functions as the constituent elements of the analysis apparatus 100, and constitute the control section 1110 described above.

図３に示す例において、通信部１１０６が接続する具体的な通信ネットワークの種類は特に限定されない。通信ネットワークは、任意の規格のインターネット回線、任意の規格の電話回線、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等であるが、これに限られない。また、これらの通信ネットワークは、無線でもよいし、有線でもよい。 In the example shown in FIG. 3, the specific type of communication network to which the communication unit 1106 connects is not particularly limited. The communication network includes, but is not limited to, an Internet line of any standard, a telephone line of any standard, a LAN (Local Area Network), or the like. Also, these communication networks may be wireless or wired.

また、センサユニット１１は、上述した検知部１１１１と、バッテリ１１１２とを備える。 Further, the sensor unit 11 includes the detection section 1111 and the battery 1112 described above.

検知部１１１１は、物理量を検知する。検知する物理量が振動である場合には、検知部１１１１は振動センサによって実現される。振動センサとして、圧電式振動センサ、電磁式振動センサ、超音波センサ又はマイク等が用いられる。また、検知する物理量が水圧等の圧力である場合には、検知部１１１１は圧力センサによって実現される。圧力センサとして、ダイヤフラムを介した間圧素子等が用いられる。 The detection unit 1111 detects physical quantities. When the physical quantity to be detected is vibration, the detection unit 1111 is implemented by a vibration sensor. A piezoelectric vibration sensor, an electromagnetic vibration sensor, an ultrasonic sensor, a microphone, or the like is used as the vibration sensor. Further, when the physical quantity to be detected is pressure such as water pressure, the detection unit 1111 is implemented by a pressure sensor. As a pressure sensor, a pressure element or the like via a diaphragm is used.

検知部１１１１は、振動センサ及び圧力センサの双方を含んでもよい。また、振動センサ又は圧力センサによって検知された物理量のデータは、例えば信号変換部（不図示）等によってアナログ信号からデジタル信号へ変換される。 The detection unit 1111 may include both a vibration sensor and a pressure sensor. Further, the physical quantity data detected by the vibration sensor or the pressure sensor is converted from an analog signal to a digital signal by, for example, a signal converter (not shown) or the like.

バッテリ１１１２は、センサユニット１１の各構成要素に対して電力を供給する。バッテリ１１１２は、一次電池でもよいし、二次電池でもよい。バッテリ１１１２は、バッテリの残量を他の要素へ通知可能な構成でもよい。この場合に、ＣＰＵ１１０１において実行されるプログラム１１０４等は、バッテリの残量に応じてセンサユニット１１の各構成要素の動作を変更するような制御を行ってもよい。 A battery 1112 supplies power to each component of the sensor unit 11 . The battery 1112 may be a primary battery or a secondary battery. The battery 1112 may be configured to notify other elements of the remaining amount of the battery. In this case, the program 1104 or the like executed by the CPU 1101 may perform control to change the operation of each component of the sensor unit 11 according to the remaining amount of the battery.

上述のように、分析装置１００等は、上水道や下水道等の水道配管網を構成する配管を対象とする。図４は、分析システム１０が水道配管網を構成する配管を分析の対象とする場合の一例を示す。 As described above, the analysis device 100 and the like target pipes that constitute a water pipe network such as water supply and sewerage. FIG. 4 shows an example in which the analysis system 10 analyzes pipes that make up a water pipe network.

図４に示す水道配管網５００は、複数の配管５０１によって構成される。配管５０１には、消火栓５０２が設けられている。図４に示す例では、配管５０１の交点に消火栓５０２－１から５０２－４が設けられており、その他の場所に消火栓５０２－５が設けられている。また、センサユニット１１－１から１１－４の各々が、消火栓５０２－１から５０２－４にそれぞれ取り付けられている。
なお、水道配管網５００には、その他の必要な設備が設けられてもよい。 A water supply pipe network 500 shown in FIG. 4 is composed of a plurality of pipes 501 . A fire hydrant 502 is provided in the pipe 501 . In the example shown in FIG. 4, fire hydrants 502-1 to 502-4 are provided at intersections of pipes 501, and fire hydrants 502-5 are provided at other locations. Further, each of the sensor units 11-1 to 11-4 is attached to fire hydrants 502-1 to 502-4, respectively.
Note that the water supply pipe network 500 may be provided with other necessary equipment.

分析システム１０は、配管５０１又は消火栓５０２に生じた振動を検知し、検知した振動に基づいて配管の状態を分析する。例えば、分析システム１０は、水道配管網５００の外部の要因によって生じた振動を検知し、検知した振動に基づいて配管の状態を分析する。水道配管網５００の外部の要因によって生じた振動には、消火栓５０２－２等のセンサユニット１１が設けられた箇所の近傍を車両が通過したことで生じた振動等が含まれる。 The analysis system 10 detects vibration generated in the pipe 501 or the fire hydrant 502, and analyzes the state of the pipe based on the detected vibration. For example, the analysis system 10 detects vibrations caused by factors external to the water pipe network 500 and analyzes the state of the pipes based on the detected vibrations. Vibrations caused by factors outside the water supply pipe network 500 include vibrations caused by a vehicle passing near a location where the sensor unit 11 such as the fire hydrant 502-2 is provided.

また、分析システム１０は、配管５０１又は消火栓５０２を加振することで生じた振動を検知し、検知した振動に基づいて配管の状態を分析してもよい。この場合には、ハンマー等にて消火栓５０２を叩くことによって、配管５０１へのインパクト加振がなされてもよい。又は、加振器を用いてホワイトノイズ等の振動を発生させることによって配管５０１への加振がなされてもよい。配管５０１等を加振する場合には、加振の箇所は特に制限されず、センサユニット１１との位置関係等に応じて定められればよい。 The analysis system 10 may also detect vibration caused by vibrating the pipe 501 or the fire hydrant 502 and analyze the state of the pipe based on the detected vibration. In this case, the pipe 501 may be subjected to impact vibration by hitting the fire hydrant 502 with a hammer or the like. Alternatively, the piping 501 may be vibrated by generating vibration such as white noise using a vibration exciter. When the piping 501 or the like is to be vibrated, the location of the vibration is not particularly limited, and may be determined according to the positional relationship with the sensor unit 11 and the like.

振動等の物理量は、複数の経路を介してセンサユニット１１の各々へ到達する場合がある。例えば、消火栓５０２－２の近傍を車両が通過したことで生じた振動は、図４の「経路１」にて示されるように、消火栓５０２－１と消火栓５０２－２との間の配管を経由してセンサユニット１１－１へ伝搬する。また、この振動は、更に、図４の「経路２」にて示されるように、消火栓５０２－２から、消火栓５０２－４、消火栓５０２－３、及び消火栓５０２－１の各々の間の配管を経由してセンサユニット１１－２へ伝搬する。 A physical quantity such as vibration may reach each sensor unit 11 via a plurality of paths. For example, the vibration caused by the vehicle passing near the fire hydrant 502-2 passes through the pipe between the fire hydrant 502-1 and the fire hydrant 502-2, as shown by “path 1” in FIG. and propagates to the sensor unit 11-1. In addition, as shown in "path 2" of FIG. It propagates to the sensor unit 11-2 via.

したがって、消火栓５０２－１と消火栓５０２－２との間の配管を分析の対象とする場合には、経路１を経由する振動等の物理量を検知する必要がある。
この場合には、後述する相互相関の大きさに基づいて、検知した物理量が経路１を経由したことを判断する。例えば、センサユニット１１－１及び１１－２にて検知された物理量の相互相関が予め定めた閾値よりも大きく、センサユニット１１－１及び１１－３にて検知された物理量の相互相関が閾値を超えない程度の大きさである場合を想定する。この場合には、センサユニット１１－１及び１１－２にて検知された物理量の相互相関は、経路１を経由した物理量に関連すると判断される。 Therefore, when the piping between the fire hydrant 502-1 and the fire hydrant 502-2 is to be analyzed, it is necessary to detect the physical quantity such as vibration passing through the route 1.
In this case, it is determined that the detected physical quantity has passed through the route 1 based on the magnitude of cross-correlation, which will be described later. For example, the cross-correlation of the physical quantities detected by the sensor units 11-1 and 11-2 is greater than a predetermined threshold, and the cross-correlation of the physical quantities detected by the sensor units 11-1 and 11-3 exceeds the threshold. It is assumed that the size is such that it does not exceed. In this case, it is determined that the cross-correlation of the physical quantities detected by the sensor units 11-1 and 11-2 is related to the physical quantity via path 1.

続いて、本実施形態における分析装置１００の各構成要素について説明する。なお、以下の説明では、図４に示す水道配管網５００において、センサユニット１１－１と１１－２の間の配管５０１を伝搬する振動（つまり、上述した経路１に沿って伝搬する振動）を、センサユニット１１－１と１１－２がそれぞれ検知する場合が想定される。 Next, each component of the analysis device 100 in this embodiment will be described. In the following description, in the water supply pipe network 500 shown in FIG. , are assumed to be detected by the sensor units 11-1 and 11-2, respectively.

判定部１１０は、物理量の相互相関に基づいて、配管の状態の分析が必要であるかを判定する。判定部１１０は、相互相関が所定の条件を満たす場合に、配管の状態の分析が必要と判断する。所定の条件には、例えば相互相関の最大値の大きさが所定の閾値より大きい場合が含まれる。なお、相互相関の大きさとは異なる他の条件が、所定の条件として用いられてもよい。 The determination unit 110 determines whether analysis of the state of the piping is necessary based on the cross-correlation of physical quantities. The determination unit 110 determines that analysis of the state of the piping is necessary when the cross-correlation satisfies a predetermined condition. The predetermined condition includes, for example, the case where the magnitude of the maximum cross-correlation value is greater than a predetermined threshold. A condition other than the magnitude of cross-correlation may be used as the predetermined condition.

判定部１１０は、２つのセンサユニット１１の各々において、個々に定められた時間帯に検知された物理量のデータを用いて、相互相関を求める。また、判定部１１０は、２つのセンサユニット１１の各々において、複数の時間帯に検知された物理量のデータのそれぞれに対する相互相関を求める。そして、２つのセンサユニット１１の各々のいずれかの時間帯において相互相関が所定の条件を満たす場合に、判定部１１０は、配管の状態の分析が必要であると判定する。 The determination unit 110 obtains a cross-correlation using physical quantity data sensed in each of the two sensor units 11 during an individually determined time period. The determination unit 110 also obtains the cross-correlation for each of the physical quantity data sensed in a plurality of time periods in each of the two sensor units 11 . Then, when the cross-correlation satisfies a predetermined condition in one of the time zones of each of the two sensor units 11, the determination unit 110 determines that analysis of the state of the piping is necessary.

判定部１１０による相互相関の算出及び判定について、更に説明する。センサユニット１１－１又は１１－２の各々によって検知された物理量である振動の例は、図５に示される。図５（Ａ）は、センサユニット１１－１によって検知された振動の例を示す。図５（Ｂ）は、センサユニット１１－２によって検知された振動の例を示す。センサユニット１１－１及び１１－２にて検知された振動は、加振によって生じた振動とは異なる雑音等が含まれることによって、互いに異なっている。図５に示す例において、振動レベルは、例えば振幅等の振動の大きさを示す指標である。振動レベルとして、振動の加速度や、振動のパワースペクトル密度等が用いられる。また、図５（Ａ）及び（Ｂ）の例において、横軸は同じ時刻を示す。 Calculation and determination of the cross-correlation by determination section 110 will be further described. An example of vibration, which is a physical quantity detected by each of the sensor units 11-1 or 11-2, is shown in FIG. FIG. 5A shows an example of vibration detected by the sensor unit 11-1. FIG. 5B shows an example of vibration detected by the sensor unit 11-2. The vibrations detected by the sensor units 11-1 and 11-2 are different from each other in that they contain noise and the like that are different from the vibrations caused by excitation. In the example shown in FIG. 5, the vibration level is an index indicating the magnitude of vibration such as amplitude. Vibration acceleration, vibration power spectrum density, and the like are used as the vibration level. Also, in the examples of FIGS. 5A and 5B, the horizontal axis indicates the same time.

この例において、相互相関を求める場合を想定する。センサユニット１１－１にて基準となる時刻から時間ｋ１が経過した時刻から時間幅Ｔの間に計測された物理量をａｋ１とする。同様に、センサユニット１１－２によって、基準となる時刻から時間ｋ２が経過した時刻時間幅Ｔの間に計測された物理量をｂｋ２とする。時間幅Ｔは、例えば６０秒等の時間が用いられる。ただし、時間幅Ｔはこれに限られず、配管やセンサユニット１１の検知部１１１１の種類等に応じて異なる時間が定められてもよい。 In this example, it is assumed that the cross-correlation is desired. Let a k1 be the physical quantity measured during the time width T from the time when the time k1 has passed from the reference time in the sensor unit 11-1. Similarly, let bk2 be the physical quantity measured by the sensor unit 11-2 during the time interval T when the time k2 has elapsed from the reference time. A time such as 60 seconds is used as the time width T, for example. However, the time width T is not limited to this, and a different time may be determined according to the type of piping or the detection unit 1111 of the sensor unit 11, or the like.

なお、センサユニット１１－１又は１１－２の各々の時刻は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）の信号等を受信して得た絶対時刻でもよいし、他の基準信号等に基づいて求めた相対時刻でもよい。センサユニット１１－１又は１１－２の各々の時刻は、同期していなくてもよい。 The time of each sensor unit 11-1 or 11-2 may be an absolute time obtained by receiving a GPS (Global Positioning System) signal or the like, or a relative time obtained based on other reference signals. It's okay. The time of each sensor unit 11-1 or 11-2 may not be synchronized.

この場合に、判定部１１０は、以下の（１）式を用いて相互相関を求める。なお、以下の（１）式において、ｔは相互相関の対象となる時間幅、τは２つの物理量の時間差を表す。すなわち、上述した時間幅Ｔの物理量のデータが用いられる場合には、（１）式におけるｔは時間幅Ｔに相当する。 In this case, determination section 110 obtains the cross-correlation using the following equation (1). In the following equation (1), t represents the time width to be cross-correlated, and τ represents the time difference between two physical quantities. That is, when the physical quantity data of the time width T described above is used, t in the equation (1) corresponds to the time width T.

Figure 0007131887000001
Figure 0007131887000001

図６は、求められた相互相関の一例である。図６において、横軸はａｋ１とｂｋ１との時間差を表し、縦軸は相互相関の大きさを表す。 FIG. 6 is an example of the obtained cross-correlations. In FIG. 6, the horizontal axis represents the time difference between a k1 and b k1 , and the vertical axis represents the magnitude of cross-correlation.

判定部１１０は、（１）式を用いて求められた相互相関Ｒ（τ）の最大値を求める。最大値は、Ｒｍａｘと表される。そして、判定部１１０は、相互相関の最大値であるＲｍａｘが閾値を超える場合に、上述した所定の条件を満たすとする。すなわち、判定部１１０は、Ｒｍａｘが閾値を超える場合に、配管の状態の分析が必要であると判定する。 Determining section 110 obtains the maximum value of cross-correlation R(τ) obtained using equation (1). The maximum value is denoted as R max . Then, determination section 110 assumes that the above-described predetermined condition is satisfied when Rmax , which is the maximum value of cross-correlation, exceeds the threshold. That is, the determination unit 110 determines that analysis of the state of the pipe is necessary when R max exceeds the threshold.

なお、閾値は、例えば０．５との値が用いられる。ただし、閾値はこの値に限られず、対象とされた配管やセンサユニット１１の検知部１１１１の種類等に応じて適宜定められればよい。 A value of 0.5, for example, is used as the threshold value. However, the threshold value is not limited to this value, and may be determined as appropriate according to the type of target pipe, the detection unit 1111 of the sensor unit 11, and the like.

また、判定部１１０は、２つのセンサユニット１１の各々において複数の異なる時間帯に検知された物理量のデータのそれぞれに対する相互相関を求めてもよい。すなわち、判定部１１０は、上述した時間ｋ１又はｋ２の少なくとも一方を変化させて、変化させた後の時間幅Ｔに検知された物理量のデータに対する相互相関を再び求めてもよい。すなわち、複数のｋ１又はｋ２から時間幅Ｔの間に検知された物理量のデータに対する相互相関が求められる。そして、判定部１１０は、例えばＲｍａｘが閾値を超えない等の場合に、２つのセンサユニット１１の各々において複数の異なる時間帯に検知された物理量のデータに対する相互相関を求める。 Further, the determination unit 110 may obtain cross-correlation for each of physical quantity data sensed by each of the two sensor units 11 in a plurality of different time periods. That is, the determination unit 110 may change at least one of the above-described time k1 or k2 and obtain again the cross-correlation for the physical quantity data detected in the time width T after the change. That is, the cross-correlation of the physical quantity data detected during the time width T from a plurality of k1 or k2 is obtained. Then, for example, when R max does not exceed the threshold value, the determination unit 110 obtains the cross-correlation of physical quantity data detected in a plurality of different time periods by each of the two sensor units 11 .

この場合には、判定部１１０は、時間ｋ１又はｋ２の少なくとも一方を変化させ求めたいずれかの相互相関の最大値Ｒｍａｘが閾値を超える等の所定の条件を満たす場合に、配管の状態の分析が必要であると判定する。この場合には、Ｒｍａｘが閾値を超える、すなわち所定の条件を満たすような相互相関を求める際に用いられた物理量のデータであるａｋ１及びｂｋ２が、分析部１２０による分析の対象とされる。 In this case, the determining unit 110 determines the state of the pipe when the maximum value Rmax of either cross-correlation obtained by changing at least one of the time k1 or k2 satisfies a predetermined condition such as exceeding a threshold value. Determine that analysis is required. In this case, the physical quantity data a k1 and b k2 used to obtain the cross-correlation that satisfies the predetermined condition, that is, the R max exceeds the threshold, are analyzed by the analysis unit 120 . be.

一方、予め想定された全てのｋ１及びｋ２の組合せに対して求めた相互相関に関する最大値Ｒｍａｘのいずれもが閾値を超えない場合に、判定部１１０は、配管の状態の分析は不要と判定する。つまり、計測された振動等の物理量のデータには、分析の対象となる信号が含まれていないとみなされる。 On the other hand, if none of the maximum values Rmax related to the cross-correlation obtained for all previously assumed combinations of k1 and k2 exceed the threshold, the determination unit 110 determines that analysis of the state of the piping is unnecessary. do. In other words, it is considered that the measured data of the physical quantity such as vibration does not contain the signal to be analyzed.

このように、判定部１１０が複数の異なる時間帯に検知された物理量のデータに対する相互相関を求めることで、２つのセンサユニット１１において時刻が同期していない場合においても、Ｒｍａｘが閾値を越えるか等の判定が可能となる。すなわち、センサユニット１１における時刻の同期が不要となる。そのため、センサユニット１１において、時刻の同期に関して消費される電力が削減される。 In this way, the determination unit 110 obtains the cross-correlation of physical quantity data detected in a plurality of different time zones, so that R max exceeds the threshold value even when the two sensor units 11 are not synchronized in time. It is possible to determine whether That is, synchronization of time in the sensor unit 11 becomes unnecessary. Therefore, in the sensor unit 11, power consumed for time synchronization is reduced.

判定部１１０が時間ｋ１又はｋ２を変化させて相互相関を求める場合に、複数のｋ１及びｋ２の各々は、関連するセンサユニット１１において個々に定められる。また、時間ｋ１とｋ２との組合せ、すなわち、時間ｋ１又はｋ２のいずれを変化させるか、変化させる時間の範囲等は、対象となる配管等に応じて適宜定められればよい。また、複数のｋ１及びｋ２から時間幅Ｔの時間帯の少なくとも一部が重なるように、複数のｋ１及びｋ２の各々が定められることが好ましい。 When the determination unit 110 changes the time k1 or k2 to obtain the cross-correlation, each of the plurality of k1 and k2 is determined individually in the associated sensor unit 11. FIG. Also, the combination of the times k1 and k2, that is, which of the times k1 or k2 is changed, the range of time to be changed, etc., may be appropriately determined according to the target piping or the like. Moreover, it is preferable that each of the plurality of k1 and k2 is determined such that at least a part of the time period of the time width T overlaps with the plurality of k1 and k2.

時間ｋ１又はｋ２の少なくとも一方を変化させる場合には、判定部１１０は、例えばこれらの時間を、それぞれ予め定めた時間ずつ変化させる。この場合に、予め定めた時間は、分析の対象となる配管等に応じて適宜定められればよい。 When changing at least one of the times k1 and k2, the determination unit 110 changes, for example, these times by predetermined times. In this case, the predetermined time may be determined as appropriate according to the pipe or the like to be analyzed.

また、判定部１１０は、時間ｋ１又はｋ２を変化させるたびに、センサユニット１１の記憶部１１０５等に格納された物理量のデータを取得してもよい。或いは、判定部１１０は、予めセンサユニット１１から十分な時間幅の物理量のデータを取得し、取得したデータから、時間ｋ１又はｋ２の変化に応じて必要となる時間幅の物理量のデータを抽出してもよい。 Further, the determination unit 110 may acquire physical quantity data stored in the storage unit 1105 or the like of the sensor unit 11 each time the time k1 or k2 is changed. Alternatively, the determination unit 110 acquires physical quantity data with a sufficient time width from the sensor unit 11 in advance, and extracts physical quantity data with a necessary time width according to changes in time k1 or k2 from the acquired data. may

分析部１２０は、判定部１１０によって分析が必要であると判定された場合に、物理量に基づいて、配管の状態を分析する。分析部１２０は、一例として、物理量を用いて求められる配管の共振周波数に基づいて配管の状態を分析する。 The analysis unit 120 analyzes the state of the pipe based on the physical quantity when the determination unit 110 determines that the analysis is necessary. As an example, the analysis unit 120 analyzes the state of the piping based on the resonance frequency of the piping obtained using physical quantities.

分析部１２０は、配管の状態の一例として、配管の劣化の程度を分析する。配管の劣化には、配管に穴が開き、配管の内部を流れる水等の流体が漏れている状態、配管の肉厚が薄くなっている状態、腐食によって配管が脆くなっている状態、又は配管を接続する部位の接続状態が緩くなっている状態等が含まれる。また、その他の配管の状態が、配管の劣化に含まれてもよい。 The analysis unit 120 analyzes the degree of deterioration of the piping as an example of the state of the piping. Deterioration of piping includes a state in which there is a hole in the piping and fluid such as water flowing inside the piping is leaking, a state in which the wall thickness of the piping is thin, a state in which the piping is weakened due to corrosion, or a state in which the piping is damaged. It includes a state in which the connection state of the part connecting to is loose. Further, other piping conditions may be included in the deterioration of the piping.

一例として、分析部１２０は、振動等の物理量のデータより求められる共振周波数に基づいて、配管の状態を分析する。物理量のデータとして、上述した判定部１１０による判定の際に用いられたデータ等が用いられる。以下、分析部１２０による共振周波数の求め方の一つを示す。 As an example, the analysis unit 120 analyzes the state of the piping based on the resonance frequency obtained from physical quantity data such as vibration. As the physical quantity data, the data used in the determination by the determination unit 110 described above, or the like is used. One method of obtaining the resonance frequency by the analysis unit 120 will be described below.

分析部１２０は、まず、振動等の物理量のデータであるａｋ１又はｂｋ２のいずれかに対する高速フーリエ変換（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：ＦＦＴ）等によって、当該物理量の相互応答に対する周波数応答を得る。そして、分析部１２０は、予め定めた周波数範囲において、振動のレベルがピークとなる周波数を、共振周波数ｆとして求める。この場合に、分析部１２０は、ａｋ１又はｂｋ２の各々についても求めた周波数応答を平均化して、共振周波数ｆを求めてもよい。このようにすることで、計測対象となる振動等の物理量とは異なる振動等の影響が軽減される。 The analysis unit 120 first obtains the frequency response of the mutual response of the physical quantity by Fast Fourier Transform (FFT) or the like for either a k1 or b k2 that is data of the physical quantity such as vibration. Then, analysis unit 120 obtains the frequency at which the vibration level peaks in a predetermined frequency range as resonance frequency f. In this case, the analysis unit 120 may average the frequency responses obtained for each of a k1 and b k2 to obtain the resonance frequency f. By doing so, the influence of vibrations that are different from physical quantities such as vibrations to be measured can be reduced.

周波数範囲は、例えば３００Ｈｚ（ヘルツ）から５００Ｈｚ等の範囲のように定められる。ただし、周波数範囲は上述の範囲に限られず、配管の種類や想定される配管の状態等に応じて適宜定められる。 The frequency range is defined, for example, as a range from 300 Hz (Hertz) to 500 Hz. However, the frequency range is not limited to the range described above, and can be appropriately determined according to the type of piping, the assumed state of the piping, and the like.

共振周波数ｆが求められると、分析部１２０は、共振周波数ｆと基準となる周波数とに基づいて、配管の状態を分析する。一例として、分析部１２０は、共振周波数ｆと、基準となる周波数とを比較することによって配管の状態を分析する。 After obtaining the resonance frequency f, the analysis unit 120 analyzes the state of the pipe based on the resonance frequency f and the reference frequency. As an example, the analysis unit 120 analyzes the state of the piping by comparing the resonance frequency f with a reference frequency.

基準となる周波数の例として、劣化が生じていない場合における、分析対象の配管と同じ種類の配管に対して一般的に想定される共振周波数ｆ０が含まれる。また、基準となる共振周波数の別の例として、共振周波数ｆ０に基づいて、分析の対象となる配管の経年や負荷等に応じて定められる共振周波数ｆ１が用いられる。 An example of the reference frequency includes the resonance frequency f0 generally assumed for the same type of pipe as the pipe to be analyzed when deterioration has not occurred. As another example of the reference resonance frequency, a resonance frequency f1 is used that is determined based on the resonance frequency f0 and according to the age, load, etc. of the piping to be analyzed.

配管の共振周波数は、経年劣化や、内部を流体が流れる際の負荷等に応じて変化する。そこで、分析部１２０は、共振周波数ｆ０に加えて共振周波数ｆ１を用いて配管の状態を分析する。なお、共振周波数ｆ１は、共振周波数ｆ０からの変化量に基づいて定められてもよいし、過去に分析対象とされた配管に対して実測された共振周波数等を用いて予測する等によって定められてもよい。なお、共振周波数の変化量は、例えば２つの共振周波数の差分である。 The resonance frequency of the piping changes with aging deterioration, the load when the fluid flows through the piping, and the like. Therefore, the analysis unit 120 analyzes the state of the piping using the resonance frequency f1 in addition to the resonance frequency f0. Note that the resonance frequency f1 may be determined based on the amount of change from the resonance frequency f0, or may be determined by prediction using the resonance frequency or the like actually measured for the piping that has been analyzed in the past. may The amount of change in resonance frequency is, for example, the difference between two resonance frequencies.

一例として、分析部１２０は、共振周波数ｆ１を閾値として、配管の状態を分析する。つまり、分析部１２０は、配管の種類等に応じて、共振周波数ｆが共振周波数ｆ１よりも大きいか、又は、共振周波数ｆが共振周波数ｆ１よりも小さいかの少なくとも一方を判定する。共振周波数ｆが共振周波数ｆ１を越える場合、すなわち、共振周波数ｆが、共振周波数ｆ１よりも大きい場合又は小さい場合のいずれかの場合には、分析部１２０は、配管が劣化していると判断する。 As an example, the analysis unit 120 analyzes the state of the pipe using the resonance frequency f1 as a threshold. That is, the analysis unit 120 determines at least one of whether the resonance frequency f is higher than the resonance frequency f1 or whether the resonance frequency f is lower than the resonance frequency f1 according to the type of piping. If the resonance frequency f exceeds the resonance frequency f1, that is, if the resonance frequency f is either larger or smaller than the resonance frequency f1, the analysis unit 120 determines that the piping has deteriorated. .

更に、分析部１２０は、共振周波数ｆ０に対する共振周波数ｆの変化量に基づいて、配管の劣化の状態を分析してもよい。一例として、分析部１２０は、共振周波数ｆ０に対する共振周波数ｆの変化量の大きさに応じて、配管の劣化の程度を分析する。すなわち、分析部１２０は、共振周波数ｆ０に対する共振周波数ｆの変化量が所定の閾値等を越えて大きい場合に、配管の劣化が進んでいると分析する。また、分析部１２０は、変化量の大きさに応じて配管の劣化の程度を分析してもよい。例えば、分析部１２０は、変化量が大きくなるほど、配管の劣化の程度が進んでいると判断する。 Furthermore, the analysis unit 120 may analyze the state of deterioration of the pipe based on the amount of change in the resonance frequency f with respect to the resonance frequency f0. As an example, the analysis unit 120 analyzes the degree of deterioration of the piping according to the amount of change in the resonance frequency f with respect to the resonance frequency f0. That is, the analysis unit 120 analyzes that the deterioration of the piping is progressing when the amount of change in the resonance frequency f with respect to the resonance frequency f0 is greater than a predetermined threshold value or the like. Also, the analysis unit 120 may analyze the degree of deterioration of the piping according to the magnitude of the variation. For example, the analysis unit 120 determines that the degree of deterioration of the piping is progressing as the amount of change increases.

なお、上述の例において、共振周波数ｆ０又はｆ１とは異なる共振周波数が基準となる共振周波数として用いられてもよい。また、分析部１２０は、上記とは異なる手順にて基準となる共振周波数を用いて配管の状態を分析してもよい。 In the above example, a resonance frequency different from the resonance frequency f0 or f1 may be used as the reference resonance frequency. Also, the analysis unit 120 may analyze the state of the pipe using the reference resonance frequency in a procedure different from the above.

また、分析部１２０は、共振周波数に加えて、配管の状況等に関する情報に基づいて配管の状態を分析してもよい。配管の状況等に関する情報には、配管のレイアウト、配管の材質、配管の経年、配管の過去の故障履歴、配管の周囲の土壌状態等が含まれる。この例において、配管のレイアウトには、分析対象となる配管の水道管網等における位置、例えば、分析対象となる配管が配管網の端にあるか、等が含まれる。なお、配管の状況等に関する情報は、台帳情報とも呼ばれる。分析部１２０は、これらの台帳情報の内容に応じて、上述した共振周波数ｆ１や、変化量の閾値を適宜変化させてもよい。そして、分析部１２０は、変化した共振周波数ｆ１や閾値を基準として、配管の状態を分析する。 In addition to the resonance frequency, the analysis unit 120 may also analyze the state of the pipe based on information about the state of the pipe. The information about the status of the pipes includes the layout of the pipes, the material of the pipes, the age of the pipes, the past failure history of the pipes, the condition of the soil around the pipes, and the like. In this example, the layout of the pipes includes the position of the pipes to be analyzed in a water pipe network or the like, for example, whether the pipes to be analyzed are at the end of the pipe network. In addition, the information about the condition of piping etc. is also called ledger information. The analysis unit 120 may appropriately change the above-described resonance frequency f1 and the threshold value of the amount of change according to the content of the ledger information. Then, the analysis unit 120 analyzes the state of the pipe based on the changed resonance frequency f1 and the threshold.

続いて、本実施形態における分析装置１００及び分析システム１０の構成要素の動作を説明する。 Next, operations of the components of the analysis device 100 and the analysis system 10 in this embodiment will be described.

センサユニット１１による物理量のデータの検知は、一例として図７に示すフローチャートのように行われる。なお、センサユニット１１の各々に対して、予め休眠スケジュールが割り当てられている場合を想定する。一例として、休眠スケジュールは、複数のセンサユニット１１の各々における時刻の誤差を考慮して、物理量の検知が行われる時間帯が概ね重なるように定められる。 The detection of physical quantity data by the sensor unit 11 is performed as shown in the flowchart shown in FIG. 7 as an example. It is assumed that each sensor unit 11 is assigned a sleep schedule in advance. As an example, the dormancy schedule is determined in consideration of the time error in each of the plurality of sensor units 11 so that the time zones in which the physical quantities are detected generally overlap.

制御部１１１０は、休眠スケジュールに定められた稼働時間であるかを判定する（ステップＳ１１）。稼働時間ではない場合、すなわち、休眠状態にある場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）には、例えば稼動状態となるまで制御部１１１０は繰り返しステップＳ１１の判定を行う。 The control unit 1110 determines whether it is the operating time specified in the sleep schedule (step S11). If it is not operating time, that is, if it is in a dormant state (step S11: No), the control unit 1110 repeats the determination in step S11 until it enters an operating state, for example.

稼働時間である場合、すなわち、センサユニット１１が稼動状態にある場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）には、センサユニット１１の検知部１１１１は、物理量のデータを収集する（ステップＳ１２）。なお、相互相関を求める際に対象となる２つのセンサユニット１１の間での時刻のずれ等に応じて、ステップＳ１２の動作に先立ち、これらのセンサユニット１１の間で時刻の同期が行われてもよい。 When it is the operating time, that is, when the sensor unit 11 is in the operating state (step S11: Yes), the detection unit 1111 of the sensor unit 11 collects physical quantity data (step S12). Prior to the operation of step S12, the time is synchronized between the two sensor units 11 according to the time lag between the two sensor units 11 that are the targets of the cross-correlation calculation. good too.

収集した物理量のデータは、適宜センサユニット１１の記憶部１１０５等に格納される（ステップＳ１３）。 The collected physical quantity data is appropriately stored in the storage unit 1105 or the like of the sensor unit 11 (step S13).

また、センサユニット１１による検知された物理量の分析装置１００への送信は、一例として図８に示すフローチャートのように行われる。図８に示す送信の動作は、例えば記憶部１１０５の容量等に応じて適宜行われる。 Also, transmission of the physical quantity detected by the sensor unit 11 to the analysis device 100 is performed as shown in the flowchart of FIG. 8 as an example. The transmission operation shown in FIG. 8 is appropriately performed according to the capacity of the storage unit 1105, for example.

制御部１１１０は、休眠スケジュール等に定められた送信時間であるかを判定する（ステップＳ２１）。送信時間ではない場合、すなわち、休眠状態にある場合や、稼動状態であるが送信する時間ではない場合等（ステップＳ２１：Ｎｏ）は、送信時間となるまで制御部１１１０は繰り返しステップＳ２１の判定を行う。 The control unit 1110 determines whether it is the transmission time specified in the sleep schedule or the like (step S21). If it is not time to send, that is, if it is in a dormant state, or if it is in an operating state but it is not time to send (step S21: No), the control unit 1110 repeats the determination in step S21 until it is time to send. conduct.

送信時間である場合には（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、制御部１１１０は、物理量のデータを分析装置１００へ送信する。この場合に、制御部１１１０は、予め検知され、記憶部１１０５に格納されている物理量のデータを送信してもよいし、検知部１１１１にて物理量のデータを検知して送信してもよい。 If it is the transmission time (step S21: Yes), the control unit 1110 transmits the physical quantity data to the analysis device 100 . In this case, the control unit 1110 may transmit the physical quantity data detected in advance and stored in the storage unit 1105, or the detection unit 1111 may detect and transmit the physical quantity data.

続いて、図９に示すフローチャートを参照して、本実施形態における分析装置１００の動作の一例を説明する。 Next, an example of the operation of the analysis device 100 according to this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

最初に、判定部１１０は、センサユニット１１の各々から振動のデータ等の物理量のデータを取得する（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１において、判定部１１０は、例えば、センサユニット１１の検知部１１１１にて検知され、ＲＡＭ１１０３や記憶部１１０５に格納された物理量のデータを適宜読み出すことによって取得する。また、判定部１１０は、例えば、通信部１００６を介して物理量のデータを取得する。 First, the determination unit 110 acquires physical quantity data such as vibration data from each of the sensor units 11 (step S101). In step S101, for example, the determination unit 110 acquires physical quantity data detected by the detection unit 1111 of the sensor unit 11 and stored in the RAM 1103 or the storage unit 1105 by appropriately reading the data. Further, the determination unit 110 acquires physical quantity data via the communication unit 1006, for example.

次に、判定部１１０は、ステップＳ１０１にて取得した物理量のデータ等に関して、相互相関を算出する（ステップＳ１０２）。判定部１１０は、上述した（１）式等を用いて相互相関を算出する。 Next, the determination unit 110 calculates a cross-correlation of the physical quantity data and the like acquired in step S101 (step S102). The determination unit 110 calculates the cross-correlation using the formula (1) described above.

次に、判定部１１０は、ステップＳ１０２にて求めた相互相関が所定の条件を満たすかを判定する（ステップＳ１０３）。一例として、判定部１１０は、相互相関の最大値の大きさが所定の閾値よりも大きいかを判定する。 Next, determination unit 110 determines whether the cross-correlation obtained in step S102 satisfies a predetermined condition (step S103). As an example, determination section 110 determines whether the magnitude of the maximum value of cross-correlation is greater than a predetermined threshold.

相互相関が所定の条件を満たす場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、分析部１２０は、配管の状態を分析する（ステップＳ１０４）。分析部１２０は、ステップＳ１０１にて取得した物理量のデータから共振周波数を求める。そして分析部１２０は、当該共振周波数に基づいて配管の状態を分析する。 If the cross-correlation satisfies the predetermined condition (step S103: Yes), the analysis unit 120 analyzes the state of the piping (step S104). The analysis unit 120 obtains the resonance frequency from the physical quantity data acquired in step S101. Then, the analysis unit 120 analyzes the state of the piping based on the resonance frequency.

これに対して、相互相関が所定の条件を満たさない場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）には、判定部１１０は、ステップＳ１０１に戻って処理を継続する。この場合のステップＳ１０１及びステップＳ１０２の処理において、判定部１１０は、再度センサユニット１１の各々から物理量のデータを再度取得して、相互相関を求めてもよい。また、判定部１１０は、先に実行されたステップＳ１０１にて取得した物理量のデータのうち、少なくとも一つのセンサユニット１１に関して異なる時間帯に計測された物理量のデータを用いて相互相関を求めてもよい。 On the other hand, if the cross-correlation does not satisfy the predetermined condition (step S103: No), the determination unit 110 returns to step S101 and continues the process. In the processing of steps S101 and S102 in this case, the determination unit 110 may acquire the physical quantity data again from each of the sensor units 11 and obtain the cross-correlation. Further, the determination unit 110 may obtain the cross-correlation using the physical quantity data measured in different time zones for at least one sensor unit 11 among the physical quantity data acquired in step S101 previously executed. good.

以上のとおり、本発明の第１の実施形態における分析装置１００は、センサユニット１１にて検知された振動等の物理量のデータに基づいて、配管の状態を分析する。分析の要否は、相互相関の最大値の大きさに基づいて、判定部１１０が決定する。相互相関は、２つのセンサユニット１１においてそれぞれ定められた時間帯に検知された物理量に基づいて求められる。また、判定部１１０は、２つのセンサユニットにおいて、物理量を検知する時間帯を変化させて求められた物理量のデータに基づいて相互相関を求める。 As described above, the analysis device 100 according to the first embodiment of the present invention analyzes the state of piping based on data of physical quantities such as vibration detected by the sensor unit 11 . Whether analysis is necessary or not is determined by the determination unit 110 based on the magnitude of the maximum cross-correlation value. The cross-correlation is obtained based on the physical quantities detected by the two sensor units 11 respectively during predetermined time periods. Further, the determining unit 110 obtains the cross-correlation based on the data of the physical quantity obtained by changing the time zone for detecting the physical quantity in the two sensor units.

このようにすることで、センサユニット１１の間での時刻の同期を必要とすることなく、配管の状態を分析するか否かが決定される。すなわち、センサユニット１１の間での時刻の同期が必須ではなくなる。したがって、分析装置１００は、センサユニット１１によって消費される消費電力量を小さくする。 By doing so, it is determined whether or not to analyze the state of the pipe without requiring time synchronization between the sensor units 11 . That is, time synchronization between the sensor units 11 is no longer essential. Therefore, the analysis device 100 reduces the amount of power consumed by the sensor unit 11 .

（第２の実施形態）
続いて、本発明の第２の実施形態について説明する。図１０は、第２の実施形態における分析装置２００を示す図である。 (Second embodiment)
Next, a second embodiment of the invention will be described. FIG. 10 is a diagram showing an analysis device 200 according to the second embodiment.

図１０に示すとおり、本発明の第１の実施形態における分析装置２００は、判定部１１０と、時刻同期部２３０と、分析部２２０とを備える。判定部１１０は、第１の実施形態における分析装置１００が備える判定部１１０と同様の動作である。時刻同期部２３０は、複数のセンサユニット１１の時刻同期を行うよう制御する。また、分析部２２０は、分析が必要と判定された場合に、物理量を用いて求められる、配管を伝搬する振動の伝搬速度及び共振周波数に基づいて、配管の状態を分析する。 As shown in FIG. 10, the analysis device 200 according to the first embodiment of the present invention includes a determination section 110, a time synchronization section 230, and an analysis section 220. FIG. The determination unit 110 operates in the same manner as the determination unit 110 included in the analysis device 100 in the first embodiment. The time synchronization unit 230 controls to synchronize the time of the multiple sensor units 11 . In addition, when analysis is determined to be necessary, the analysis unit 220 analyzes the state of the pipe based on the propagation speed and resonance frequency of vibration propagating through the pipe, which are obtained using physical quantities.

すなわち、分析装置２００は、時刻同期部２３０を備える点、及び、分析部が配管の共振周波数に加えて配管を伝搬する振動の伝搬速度に基づいて配管の状態を分析する点が、第１の実施形態における分析装置１００と異なる。その他の点については、分析装置２００は、第１の実施形態における分析装置１００の各々と同様の構成を備える。 That is, the analysis device 200 is provided with the time synchronization unit 230, and the analysis unit analyzes the state of the pipe based on the propagation speed of the vibration propagating through the pipe in addition to the resonance frequency of the pipe. It differs from the analyzer 100 in the embodiment. Otherwise, the analysis device 200 has the same configuration as each of the analysis devices 100 in the first embodiment.

また、第１の実施形態における分析システム１０と同様に、図１１に示すように、分析装置２００を備える分析システム２０が構成される。分析システム２０は、センサユニット１１と、分析装置２００とを備える。センサユニット１１の数は特に限定されない。センサユニット１１の各々及び分析装置２００は、図３に示すハードウェア構成等にて実現される。 In addition, similarly to the analysis system 10 in the first embodiment, as shown in FIG. 11, an analysis system 20 including an analysis device 200 is configured. Analysis system 20 includes sensor unit 11 and analysis device 200 . The number of sensor units 11 is not particularly limited. Each of the sensor units 11 and the analysis device 200 are implemented by the hardware configuration or the like shown in FIG.

続いて、本実施形態における分析装置２００の各構成要素について説明する。
なお、第１の実施形態に置ける分析装置１００の構成要素と同様の要素については、適宜説明を省略する。 Next, each component of the analysis device 200 in this embodiment will be described.
It should be noted that descriptions of elements that are the same as the constituent elements of the analysis apparatus 100 in the first embodiment will be omitted as appropriate.

時刻同期部２３０は、分析システム２０が備えるセンサユニット１１のうち、少なくとも２つのセンサユニット１１について、時刻の同期を行うよう制御する。時刻同期部２３０は、相互相関の大きさが閾値を超える場合等、判定部１１０によって相互相関が所定の条件を満たすと判定された場合等に時刻同期を行うように制御する。 The time synchronization unit 230 controls at least two sensor units 11 among the sensor units 11 included in the analysis system 20 to synchronize their time. The time synchronization unit 230 controls to perform time synchronization when the determination unit 110 determines that the cross-correlation satisfies a predetermined condition, such as when the magnitude of the cross-correlation exceeds a threshold value.

時刻同期部２３０は、センサユニット１１－１から１１－Ｎのうち、判定部１１０によって相互相関が所定の条件を満たすと判定された物理量を計測した２つのセンサユニット１１を同期の対象とする。なお、時刻同期部２３０は、当該２つのセンサユニット１１とは異なる他のセンサユニット１１に対しても時刻の同期を行うように制御してもよい。例えば、時刻同期部２３０は、センサユニット１１－１から１１－Ｎの全てを同期の対象としてもよいし、上述した２つのセンサユニット１１と隣接するセンサユニット１１を同期の対象としてもよい。 Of the sensor units 11-1 to 11-N, the time synchronization unit 230 synchronizes the two sensor units 11 that have measured physical quantities for which the determination unit 110 determines that the cross-correlation satisfies a predetermined condition. Note that the time synchronization unit 230 may perform control so as to synchronize the time of another sensor unit 11 that is different from the two sensor units 11 . For example, the time synchronization unit 230 may synchronize all of the sensor units 11-1 to 11-N, or may synchronize the sensor units 11 adjacent to the two sensor units 11 described above.

また、時刻同期部２３０が２つのセンサユニット１１の時刻の同期を行う場合の制御方法として、公知の任意の手法が用いられる。 Any known method is used as a control method when the time synchronization unit 230 synchronizes the times of the two sensor units 11 .

分析部２２０は、配管を伝搬する振動の伝搬速度及び共振周波数に基づいて、配管の状態を分析する。配管を伝搬する振動の伝搬速度は、時刻同期部２３０によって時刻同期が行われた２つのセンサユニット１１の間の配管５０１の伝搬速度である。なお、配管を伝搬する振動の伝搬速度は、配管の音速と呼ばれる場合がある。また、以下の説明において、配管を伝搬する振動の伝搬速度を単に伝搬速度と称する場合がある。 The analysis unit 220 analyzes the state of the pipe based on the propagation speed and resonance frequency of vibration propagating through the pipe. The propagation speed of the vibration propagating through the pipe is the propagation speed of the pipe 501 between the two sensor units 11 time-synchronized by the time synchronization unit 230 . Note that the propagation speed of vibration propagating through a pipe is sometimes called the sound speed of the pipe. Further, in the following description, the propagation velocity of vibration propagating in piping may be simply referred to as propagation velocity.

２つのセンサユニット１１において時刻の同期が行われることで、例えば配管に生じた振動が２つのセンサユニット１１へ到達する際の到達時間差が求められる。到達時間差に基づいて、振動が、配管５０１の２つのセンサユニット１１の間を伝搬する際に必要となる時間が求められる。そして、２つのセンサユニット１１の間の配管５０１に沿った距離を当該時間で除することで、上述した伝搬速度が求められる。 By synchronizing the times in the two sensor units 11, for example, the arrival time difference between the two sensor units 11 when the vibration generated in the piping reaches the two sensor units 11 is obtained. Based on the arrival time difference, the time required for the vibration to propagate between the two sensor units 11 of the pipe 501 is obtained. Then, by dividing the distance along the pipe 501 between the two sensor units 11 by the time, the propagation velocity described above is obtained.

なお、到達時間差は、例えば時刻同期が行われた後に求められる。この場合には、配管５０１等を加振することで生じた振動をセンサユニット１１が検知することで当該時間差が求められる。 Note that the arrival time difference is obtained, for example, after time synchronization is performed. In this case, the sensor unit 11 detects the vibration caused by vibrating the pipe 501 or the like, and the time difference is obtained.

分析部２２０は、上述のようにして求められた配管５０１を伝搬する振動の伝搬速度、又は共振周波数のいずれか一方又は両方に基づいて、配管５０１の状態を分析する。共振周波数に基づいて配管の状態を分析する場合には、分析部２２０は、第１の実施形態における分析部１２０と同様に分析する。 The analysis unit 220 analyzes the state of the pipe 501 based on one or both of the propagation speed of vibration propagating through the pipe 501 and the resonance frequency obtained as described above. When analyzing the state of the pipe based on the resonance frequency, the analysis unit 220 performs analysis in the same manner as the analysis unit 120 in the first embodiment.

また、分析部２２０は、配管を伝搬する振動の伝搬速度に基づいて配管の状態を分析する場合には、求められた伝搬速度ｃと基準となる伝搬速度ｃ０とに基づいて分析する。基準となる伝搬速度ｃ０は、例えば劣化が生じていない場合における分析対象の配管と同じ種類の配管の伝搬速度が用いられる。 When analyzing the state of the pipe based on the propagation speed of vibration propagating through the pipe, the analysis unit 220 analyzes based on the obtained propagation speed c and the reference propagation speed c0. As the reference propagation velocity c0, for example, the propagation velocity of the same type of piping as the analysis target piping when deterioration has not occurred is used.

また、配管を伝搬する振動の伝搬速度は、共振周波数と同様に、経年や内部を流体が流れる際の負荷等に応じて変化する。そこで、基準となる伝搬速度ｃ０として、経年や内部を流体が流れる際の負荷等に応じて定められる伝搬速度が用いられてもよい。この場合に、伝搬速度ｃ０は、過去に分析対象とされた配管に対して実測された伝搬速度等を用いて決定される。 In addition, the propagation speed of vibration propagating through the pipe changes according to the age, the load when the fluid flows through the pipe, and the like, like the resonance frequency. Therefore, as the reference propagation velocity c0, a propagation velocity that is determined according to age, the load when the fluid flows inside, or the like may be used. In this case, the propagation velocity c0 is determined using the propagation velocity or the like actually measured for the piping that was analyzed in the past.

分析部２２０は、伝搬速度ｃ０からの伝搬速度ｃの変化量等に基づいて、配管の状態を分析する。例えば、分析部２２０は、伝搬速度ｃの伝搬速度ｃ０からの変化量が所定の閾値と比較して大きい場合に、分析対象である配管の劣化の程度が進んでいると分析する。 The analysis unit 220 analyzes the state of the pipe based on the amount of change in the propagation speed c from the propagation speed c0. For example, the analysis unit 220 analyzes that the degree of deterioration of the analysis target pipe is progressing when the amount of change in the propagation speed c from the propagation speed c0 is large compared to a predetermined threshold.

また、分析部２２０は、配管を伝搬する振動の伝搬速度や共振周波数を用いて、配管の肉厚やヤング率を求めて評価してもよい。この場合には、分析部２２０は、伝搬速度や共振周波数の基準となる値からの変化量に基づいて、配管の肉厚やヤング率を求める。 The analysis unit 220 may also obtain and evaluate the thickness and Young's modulus of the pipe using the propagation speed and resonance frequency of vibration propagating through the pipe. In this case, the analysis unit 220 obtains the wall thickness and Young's modulus of the pipe based on the amount of change from the reference value of the propagation velocity and resonance frequency.

さらに、分析部２２０は、分析部１２０と同様に、配管を伝搬する振動の伝搬速度又は共振周波数に加えて、上述した台帳情報を組み合わせて配管の状態を分析してもよい。例えば、分析部２２０は、台帳情報に基づいて、上述した変化量に関する閾値を適宜変化させてもよい。 Furthermore, like the analysis unit 120, the analysis unit 220 may analyze the state of the pipe by combining the above-described ledger information in addition to the propagation speed or resonance frequency of vibration propagating through the pipe. For example, the analysis unit 220 may appropriately change the above-described threshold regarding the amount of change based on the ledger information.

続いて、図１２に示すフローチャートを参照して、本実施形態における分析装置２００の動作の一例を説明する。 Next, an example of the operation of the analysis device 200 according to this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

最初に、判定部１１０は、センサユニット１１の各々から振動のデータ等の物理量のデータを取得する（ステップＳ２０１）。 First, the determination unit 110 acquires physical quantity data such as vibration data from each of the sensor units 11 (step S201).

次に、判定部１１０は、ステップＳ２０１にて取得した２つのセンサユニットにおいて検知された振動のデータ等に関して、相互相関を算出する（ステップＳ２０２）。 Next, the determination unit 110 calculates the cross-correlation of the vibration data and the like detected by the two sensor units acquired in step S201 (step S202).

次に、判定部１１０は、ステップＳ２０２にて求めた相互相関が所定の条件を満たすかを判定する（ステップＳ２０３）。判定部１１０は、相互相関が所定の閾値よりも大きいかを判定する。 Next, determination unit 110 determines whether the cross-correlation obtained in step S202 satisfies a predetermined condition (step S203). Determining section 110 determines whether the cross-correlation is greater than a predetermined threshold.

ステップＳ２０１からＳ２０３までの動作は、第１の実施形態における分析装置１００のステップＳ１０１からＳ１０３までの動作と同様である。 The operations from steps S201 to S203 are the same as the operations from steps S101 to S103 of the analyzer 100 in the first embodiment.

続いて、相互相関が所定の条件を満たす場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、時刻同期部２３０は、分析の対象となる配管にて物理量を検知する２つのセンサユニット１１の時刻同期を行う。時刻同期部２３０は、センサユニット１１－１から１１－Ｎのうち、分析部ステップＳ２０３において相互相関が所定の条件を満たすと判定された物理量を検知した２つのセンサユニット１１を時刻同期の対象とする。 Subsequently, when the cross-correlation satisfies a predetermined condition (step S203: Yes), the time synchronization unit 230 time-synchronizes the two sensor units 11 that detect physical quantities in the piping to be analyzed. Of the sensor units 11-1 to 11-N, the time synchronization unit 230 selects two sensor units 11 that have detected a physical quantity whose cross-correlation satisfies a predetermined condition in the analysis unit step S203 as targets for time synchronization. do.

続いて、分析部２２０は、配管の状態を分析する（ステップＳ２０５）。分析部１２０は、ステップＳ２０１にて取得した物理量のデータ等から配管を伝搬する振動の伝搬速度や共振周波数を求め、当該共振周波数に基づいて配管の状態を分析する。なお、このステップにおいて、必要に応じて物理量のデータの取得が行われてもよい。 Subsequently, the analysis unit 220 analyzes the state of the piping (step S205). The analysis unit 120 obtains the propagation speed and resonance frequency of vibration propagating through the pipe from the physical quantity data and the like acquired in step S201, and analyzes the state of the pipe based on the resonance frequency. In this step, physical quantity data may be acquired as necessary.

なお、相互相関が所定の条件を満たさない場合（ステップＳ２０３：Ｎｏ）には、判定部１１０は、ステップＳ２０１に戻って処理を継続する。 Note that if the cross-correlation does not satisfy the predetermined condition (step S203: No), the determination unit 110 returns to step S201 and continues the process.

以上のとおり、本発明の第２の実施形態における分析装置２００及び分析システム２０は、配管を伝搬する振動の伝搬速度及び共振周波数に基づいて配管の状態を分析する。したがって、第１の実施形態における分析装置１００と比較すると、分析装置２００によって、高精度な配管の状態の分析が可能となる。 As described above, the analysis device 200 and the analysis system 20 according to the second embodiment of the present invention analyze the state of piping based on the propagation speed and resonance frequency of vibration propagating through the piping. Therefore, compared with the analysis device 100 in the first embodiment, the analysis device 200 enables highly accurate analysis of the state of piping.

また、分析システム２０においては、センサユニット１１の時刻同期が行われる場合がある。しかしながら、時刻同期は、相互相関の大きさが所定の条件を満たす場合等に行われる。すなわち、時刻同期は、配管の状態の分析が必要と判断される場合に行われる。相互相関の大きさが所定の条件を満たさず、配管の状態の分析が必要とされない場合には、センサユニット１１の時刻はそのままとされる。 Further, in the analysis system 20, time synchronization of the sensor unit 11 may be performed. However, time synchronization is performed when the magnitude of cross-correlation satisfies a predetermined condition. That is, time synchronization is performed when it is determined that analysis of the state of piping is necessary. If the magnitude of the cross-correlation does not satisfy the predetermined condition and analysis of the state of the piping is not required, the time of the sensor unit 11 remains unchanged.

したがって、常にセンサユニット１１の時刻同期が行われる場合と比較すると、分析システム２０においては、センサユニット１１による消費電力量が削減される。 Therefore, compared to the case where the time synchronization of the sensor units 11 is always performed, the power consumption by the sensor units 11 is reduced in the analysis system 20 .

以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、各実施形態における構成は、本発明のスコープを逸脱しない限りにおいて、互いに組み合わせることが可能である。 Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the present invention. Also, the configurations in each embodiment can be combined with each other without departing from the scope of the present invention.

この発明の一部又は全部は、以下の付記のように表されるが、これに限られない。 Although part or all of the present invention is represented by the following additional remarks, it is not limited thereto.

（付記１）
２つのセンサにおいてそれぞれ定められた時間帯に検知された物理量の相互相関に基づいて、配管の状態の分析が必要であるかを判定する判定手段と、
前記分析が必要と判定された場合に、前記物理量に基づいて前記配管の状態を分析する分析手段と、
を備える分析装置。 (Appendix 1)
Determination means for determining whether analysis of the state of the pipe is necessary based on the cross-correlation of the physical quantities detected by the two sensors respectively during predetermined time periods;
analysis means for analyzing the state of the piping based on the physical quantity when the analysis is determined to be necessary;
Analyzer with

（付記２）
前記判定手段は、前記センサの各々で異なる複数の時間帯に検知された前記物理量に対してそれぞれ求められた前記相互相関に基づいて、前記分析が必要であるかを判定する、付記１に記載の分析装置。 (Appendix 2)
Supplementary note 1, wherein the determination means determines whether the analysis is necessary based on the cross-correlations obtained for the physical quantities detected by each of the sensors in a plurality of different time periods. analyzer.

（付記３）
前記判定手段は、前記相互相関の大きさが所定の条件を満たす場合に前記分析が必要であると判定する、付記１又は２に記載の分析装置。 (Appendix 3)
3. The analyzer according to appendix 1 or 2, wherein the determination means determines that the analysis is necessary when the magnitude of the cross-correlation satisfies a predetermined condition.

（付記４）
前記判定手段は、前記相互相関の大きさが所定の閾値を超える場合に前記分析が必要であると判定する、付記２に記載の分析装置。 (Appendix 4)
The analysis apparatus according to appendix 2, wherein the determination means determines that the analysis is necessary when the magnitude of the cross-correlation exceeds a predetermined threshold.

（付記５）
前記判定手段は、前記センサの各々で異なる複数の時間帯に検知された前記物理量に対してそれぞれ求められた前記相互相関のうち、少なくともに一つの前記相互相関の大きさが所定の条件を満たす場合に前記分析が必要であると判定する、付記２から４のいずれか一項に記載の分析装置。 (Appendix 5)
The determination means is configured such that, of the cross-correlations obtained for the physical quantities detected by the sensors in a plurality of different time periods, at least one cross-correlation magnitude satisfies a predetermined condition. 5. The analysis device according to any one of appendices 2 to 4, wherein the analysis device determines that the analysis is necessary in some cases.

（付記６）
前記分析手段は、前記物理量を用いて得られる前記配管の共振周波数に基づいて前記配管の状態を分析する、付記１から５のいずれか一項に記載の分析装置。 (Appendix 6)
6. The analyzer according to any one of additional notes 1 to 5, wherein the analysis means analyzes the state of the pipe based on the resonance frequency of the pipe obtained using the physical quantity.

（付記７）
前記分析手段は、前記共振周波数と基準となる共振周波数とを比較することで前記配管の状態を分析する、付記６のに記載の分析装置。 (Appendix 7)
7. The analyzer according to appendix 6, wherein the analysis means analyzes the state of the pipe by comparing the resonance frequency with a reference resonance frequency.

（付記８）
前記分析手段は、前記共振周波数が前記基準となる共振周波数を超える場合に前記配管に劣化が生じているとする、付記１から７のいずれか一項に記載の分析装置。 (Appendix 8)
8. The analysis device according to any one of additional notes 1 to 7, wherein the analysis means determines that the pipe is degraded when the resonance frequency exceeds the reference resonance frequency.

（付記９）
前記分析手段は、前記基準となる共振周波数からの前記共振周波数の変化量に基づいて前記配管の状態を分析する、付記１から８のいずれか一項に記載の分析装置。 (Appendix 9)
9. The analyzer according to any one of additional notes 1 to 8, wherein the analysis means analyzes the state of the pipe based on the amount of change in the resonance frequency from the reference resonance frequency.

（付記１０）
前記複数のセンサユニットの時刻同期を行うよう制御する時刻同期手段を備え、
前記分析手段は、更に、前記物理量である前記配管を伝搬する振動の伝搬速度に基づいて前記配管の状態を分析する、付記１から９のいずれか一項に記載の分析装置。 (Appendix 10)
A time synchronization means for controlling time synchronization of the plurality of sensor units,
10. The analyzer according to any one of additional notes 1 to 9, wherein the analysis means further analyzes the state of the pipe based on the propagation speed of vibration propagating through the pipe, which is the physical quantity.

（付記１１）
前記分析手段は、前記配管の状況に関する情報に基づいて前記配管の状態を分析する、付記１から１０のいずれか一項に記載の分析装置。 (Appendix 11)
11. The analyzer according to any one of appendices 1 to 10, wherein the analysis means analyzes the state of the pipe based on information about the state of the pipe.

（付記１２）
前記物理量は、前記配管を伝搬する振動である、付記１から１１のいずれか一項に記載の分析装置。 (Appendix 12)
12. The analyzer according to any one of appendices 1 to 11, wherein the physical quantity is vibration propagating through the pipe.

（付記１３）
前記物理量を検知する複数のセンサユニットと、
前記複数のセンサユニットの各々において検知された前記物理量に基づいて判定及び分析を行う付記１から１２のいずれか一項に記載の分析装置と
を備える分析システム。 (Appendix 13)
a plurality of sensor units that detect the physical quantity;
13. An analysis system comprising: the analysis device according to any one of appendices 1 to 12, which performs determination and analysis based on the physical quantity detected by each of the plurality of sensor units.

（付記１４）
２つのセンサにおいてそれぞれ定められた時間帯に検知された物理量の相互相関に基づいて、配管の状態の分析が必要であるかを判定し、
前記分析が必要と判定された場合に、前記物理量に基づいて前記配管の状態を分析する、
分析方法。 (Appendix 14)
Based on the cross-correlation of the physical quantities detected by the two sensors in each predetermined time period, it is determined whether analysis of the state of the piping is necessary,
analyzing the state of the piping based on the physical quantity when the analysis is determined to be necessary;
Analysis method.

（付記１５）
コンピュータに、
２つのセンサにおいてそれぞれ定められた時間帯に検知された物理量の相互相関に基づいて、配管の状態の分析が必要であるかを判定する処理と、
前記分析が必要と判定された場合に、前記物理量に基づいて前記配管の状態を分析する処理と、
を実行させるプログラム。 (Appendix 15)
to the computer,
A process of determining whether analysis of the state of the pipe is necessary based on the cross-correlation of the physical quantities detected by the two sensors in each predetermined time period;
a process of analyzing the state of the piping based on the physical quantity when the analysis is determined to be necessary;
program to run.

１０ 分析システム
１１ センサユニット
１００ 分析装置
１１０ 判定部
１２０、２２０ 分析部
１００１、１１０１ ＣＰＵ
１００２、１１０２ ＲＯＭ
１００３、１１０３ ＲＡＭ
１００４、１１０４ プログラム
１００５、１１０５ 記憶部
１００６、１１０６ 通信部
１００８、１１０８ バス
１１１０ 制御部
１１１１ 検知部
１１１２ バッテリ 10 Analysis System 11 Sensor Unit 100 Analyzer 110 Determination Unit 120, 220 Analysis Unit 1001, 1101 CPU
1002, 1102 ROMs
1003, 1103 RAM
1004, 1104 Program 1005, 1105 Storage Unit 1006, 1106 Communication Unit 1008, 1108 Bus 1110 Control Unit 1111 Detection Unit 1112 Battery

Claims (9)

２つ以上のセンサにおいてそれぞれ定められた時間帯に検知された物理量を用いて、前記２つ以上のセンサのうち２つのセンサの組合せの各々について、前記組合せに含まれる２つのセンサにおいて検知された前記物理量の相互相関に基づいて、配管の劣化の程度の分析が必要であるかを判定する判定手段と、
前記組合せのいずれかの前記物理量の相互相関に基づいて前記分析が必要と判定された場合に、前記分析が必要と判定された前記組合せに含まれるセンサの時刻同期を行うよう制御する時刻同期手段と、
時刻同期が行われた前記センサにおいて検知された前記物理量である前記配管を伝搬する振動の伝搬速度の変化量に基づいて前記配管の劣化の程度を分析する分析手段と、
を備え、
前記配管の劣化は、腐食によって配管が脆くなっている状態、又は、配管を接続する部位の接続状態が緩くなっている状態である
分析装置。 For each combination of two sensors out of the two or more sensors, using the physical quantities detected by the two or more sensors in each defined time period, the two sensors included in the combination are detected Determination means for determining whether analysis of the degree of deterioration of piping is necessary based on the cross-correlation of the physical quantities ;
Time synchronization means for controlling time synchronization of sensors included in the combination determined to require the analysis when the analysis is determined to be required based on the cross-correlation of the physical quantities of any of the combinations. When,
analysis means for analyzing the degree of deterioration of the pipe based on the amount of change in the propagation speed of the vibration propagating through the pipe, which is the physical quantity detected by the time-synchronized sensor ;
with
The deterioration of the piping is a state in which the piping has become brittle due to corrosion, or a state in which the connection state of the portion to which the piping is connected has become loose. 前記判定手段は、前記２つ以上のセンサの各々で異なる複数の時間帯に検知された前記物理量に対してそれぞれ求められた前記相互相関に基づいて、前記分析が必要であるかを判定する、
請求項１に記載の分析装置。 The determination means determines whether the analysis is necessary based on the cross-correlations obtained for the physical quantities detected by each of the two or more sensors in a plurality of different time zones.
The analyzer according to claim 1. 前記判定手段は、前記相互相関の大きさが所定の条件を満たす場合に前記分析が必要であると判定する、請求項１又は２に記載の分析装置。 3. The analyzer according to claim 1, wherein said determination means determines that said analysis is necessary when the magnitude of said cross-correlation satisfies a predetermined condition. 前記判定手段は、前記組合せに含まれる２つのセンサにおいて検出された前記物理量に対して求められた前記相互相関の大きさが所定の条件を満たす場合に前記分析が必要であると判定する、請求項２又は３に記載の分析装置。 The determination means determines that the analysis is necessary when the magnitude of the cross-correlation obtained for the physical quantities detected by the two sensors included in the combination satisfies a predetermined condition. , Analytical apparatus according to claim 2 or 3. 前記分析手段は、前記物理量を用いて得られる前記配管の共振周波数に基づいて前記配管の劣化の程度を分析する、請求項１から４のいずれか一項に記載の分析装置。 The analyzer according to any one of claims 1 to 4, wherein said analysis means analyzes the degree of deterioration of said piping based on the resonance frequency of said piping obtained using said physical quantity. 前記物理量は、前記配管を伝搬する振動である、請求項１から５のいずれか一項に記載の分析装置。 The analysis device according to any one of claims 1 to 5 , wherein the physical quantity is vibration propagating through the pipe. 前記物理量を検知する複数のセンサユニットと、
前記複数のセンサユニットの各々において検知された前記物理量に基づいて前記判定及び前記分析を行う請求項１から６のいずれか一項に記載の分析装置と
を備える分析システム。 a plurality of sensor units that detect the physical quantity;
The analysis system according to any one of claims 1 to 6 , wherein the determination and the analysis are performed based on the physical quantity detected by each of the plurality of sensor units. ２つ以上のセンサにおいてそれぞれ定められた時間帯に検知された物理量を用いて、前記２つ以上のセンサのうち２つのセンサの組合せの各々について、前記組合せに含まれる２つのセンサにおいて検知された前記物理量の相互相関に基づいて、配管の劣化の程度の分析が必要であるかを判定し、
前記組合せのいずれかの前記物理量の相互相関に基づいて前記分析が必要と判定された場合に、前記分析が必要と判定された前記組合せに含まれるセンサの時刻同期を行うよう制御し、
時刻同期が行われた前記センサにおいて検知された前記物理量である前記配管を伝搬する振動の伝搬速度の変化量に基づいて前記配管の劣化の程度を分析し、
前記配管の劣化は、腐食によって配管が脆くなっている状態、又は、配管を接続する部位の接続状態が緩くなっている状態である
分析方法。 For each combination of two sensors out of the two or more sensors, using the physical quantities detected by the two or more sensors in each defined time period, the two sensors included in the combination are detected Based on the cross-correlation of the physical quantities , determine whether analysis of the degree of deterioration of the piping is necessary,
When it is determined that the analysis is necessary based on the cross-correlation of the physical quantities of any of the combinations, the sensors included in the combination determined to require the analysis are controlled to perform time synchronization;
analyzing the degree of deterioration of the pipe based on the amount of change in the propagation speed of the vibration propagating through the pipe, which is the physical quantity detected by the time-synchronized sensor ;
The deterioration of the piping is a state in which the piping has become brittle due to corrosion, or a state in which the connection state of the portion to which the piping is connected has become loose. コンピュータに、
２つ以上のセンサにおいてそれぞれ定められた時間帯に検知された物理量を用いて、前記２つ以上のセンサのうち２つのセンサの組合せの各々について、前記組合せに含まれる２つのセンサにおいて検知された前記物理量の相互相関に基づいて、配管の劣化の程度の分析が必要であるかを判定する処理と、
前記組合せのいずれかの前記物理量の相互相関に基づいて前記分析が必要と判定された場合に、前記分析が必要と判定された前記組合せに含まれるセンサの時刻同期を行うよう制御する時刻同期処理と、
時刻同期が行われた前記センサにおいて検知された前記物理量である前記配管を伝搬する振動の伝搬速度の変化量に基づいて前記配管の劣化の程度を分析する処理と、
を実行させ、
前記配管の劣化は、腐食によって配管が脆くなっている状態、又は、配管を接続する部位の接続状態が緩くなっている状態である
プログラム。 to the computer,
For each combination of two sensors out of the two or more sensors, using the physical quantities detected by the two or more sensors in each defined time period, the two sensors included in the combination are detected A process of determining whether analysis of the degree of deterioration of the piping is necessary based on the cross-correlation of the physical quantities ;
When it is determined that the analysis is required based on the cross-correlation of the physical quantities of any of the combinations, time synchronization processing for controlling time synchronization of the sensors included in the combination determined to require the analysis. When,
A process of analyzing the degree of deterioration of the pipe based on the amount of change in the propagation speed of the vibration propagating through the pipe, which is the physical quantity detected by the time-synchronized sensor ;
and
The deterioration of the piping is a state in which the piping has become brittle due to corrosion, or a state in which the connecting portion of the piping has become loose.
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