JP7308804B2 - トンネル緩衝工の性能評価方法とその性能評価装置 - Google Patents

Description

この発明は、移動体が突入するトンネル坑口を覆うトンネル緩衝工の性能を評価するトンネル緩衝工の性能評価方法とその性能評価装置に関する。

トンネル微気圧波は、列車先頭部がトンネル入口に突入したときに、トンネル出口から放射される圧力波で沿線の騒音・振動の要因となる。トンネル微気圧波の大きさは列車のトンネル突入時にトンネル内に発生した圧縮波（以下、トンネル内圧縮波という）の立ち上がり具合(トンネル内圧縮波の時間微分の最大値(以下、圧力勾配最大値という))によって決まる。すなわち、トンネル内圧縮波が急激に立ち上がるほど微気圧波は大きくなる。よって、微気圧波を低減させるためにはトンネル内圧縮波の圧力勾配最大値を小さくすればよい。

車両側対策としては、圧力勾配最大値を小さくする（トンネル内圧縮波がなるべくゆっくり立ち上がるようにする）ために、車両先頭部を長くする或いは車両先頭部の断面積分布を適切にするなどの対策が行われている。地上側の対策としては、トンネルの入口にトンネル緩衝工（トンネル入口緩衝工）を設置する方法がある。

トンネル緩衝工には、その側面に、離散型の窓や線路方向に長いスリットが複数配置されており、これらの開閉状態を列車速度や先頭部形状に合わせて最適化するのが一般的である。窓やスリットの単純な一部閉鎖については、高さ方向と長手方向の２方向からの閉鎖が考えられる。従来のトンネル緩衝工は、トンネル坑口に設置されるフード部の側壁に開度を調整可能な側面開口部を備えている（例えば、特許文献１参照）。この従来のトンネル緩衝工では、列車先頭部がトンネル坑口に突入したときにトンネル内に発生するトンネル内圧縮波の圧力勾配を、開口部を適切に調整（設定・配置など）することによって小さく抑え、トンネル微気圧波を低減させている。

特開2008-019668号公報

この従来のトンネル緩衝工では、このトンネル緩衝工の側面の開口部の開度を調整することによってこの開口部の大きさを変化させている。しかし、従来のトンネル緩衝工では、開口部の開度を調整してもトンネル微気圧波が低減しないことがある。例えば、ある緩衝工では他の緩衝工と同様に開口部の開度を調整しても、緩衝工の性能が改善しないことがあった。

この発明の課題は、トンネル緩衝工の性能を簡単に評価することができるトンネル緩衝工の性能評価方法とその性能評価装置を提供することである。

この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項１の発明は、図５、図６、図８、図９、図１１及び図１４～図２０に示すように、移動体（１）が突入するトンネル坑口（３ａ）を覆うトンネル緩衝工（４）の性能を評価するトンネル緩衝工の性能評価方法であって、前記トンネル緩衝工の長さ方向に形成された開口部（４ｅ）が第１の開度である場合に測定される第１の開度時の圧力波形と、前記開口部が第２の開度である場合に測定される第２の開度時の圧力波形とに基づいて、このトンネル緩衝工によるトンネル微気圧波の低減効果をこのトンネル緩衝工の性能として評価する性能評価工程（＃１５０）を含むことを特徴とするトンネル緩衝工の性能評価方法（＃１００）である。

請求項２の発明は、請求項１に記載のトンネル緩衝工の性能評価方法において、図５、図６及び図１１に示すように、前記第１の開度時及び前記第２の開度時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形（Ｗ₁，Ｗ₂）に発生する前記移動体の緩衝工突入時の第１ピーク（Ｐ₁）を特定するとともに、前記第１の開度時及び前記第２の開度時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形（Ｗ₁，Ｗ₂）に発生する前記移動体のトンネル突入時の第２ピーク（Ｐ₂）を特定するピーク特定工程（＃１３０）を含み、前記性能評価工程は、前記第１及び前記第２ピークに基づいて、前記トンネル緩衝工の性能を評価する工程を含むことを特徴とするトンネル緩衝工の性能評価方法である。

請求項３の発明は、請求項１に記載のトンネル緩衝工の性能評価方法において、図１１、図１４及び図１５に示すように、前記第１の開度時及び前記第２の開度時のトンネル微気圧波の波形（Ｗ₃，Ｗ₄）に発生する前記移動体の緩衝工突入時の第１ピーク（Ｐ₁）を特定するとともに、前記第１の開度時及び前記第２の開度時のトンネル微気圧波の波形（Ｗ₃，Ｗ₄）に発生する前記移動体のトンネル突入時の第２ピーク（Ｐ₂）を特定するピーク特定工程（＃１３０）を含み、前記性能評価工程は、前記第１及び前記第２ピークに基づいて、前記トンネル緩衝工の性能を評価する工程を含むことを特徴とするトンネル緩衝工の性能評価方法である。

請求項４の発明は、請求項２に記載のトンネル緩衝工の性能評価方法において、図８、図９及び図１１に示すように、前記第１及び前記第２ピーク（Ｐ₁，Ｐ₂）の圧力勾配（Ｐ₁₁，Ｐ₁₂，Ｐ₂₁，Ｐ₂₂）と前記開口部の開度とを座標軸とする座標系を想定したときに、前記第１の開度時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形（Ｗ₁）に発生する前記第１ピーク（Ｐ₁）の座標（0,Ｐ₁₁）と、前記第２の開度時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形（Ｗ₂）に発生する前記第１ピーク（Ｐ₁）の座標（100,Ｐ₂₁）とを結ぶ第１近似直線（Ｌ₁）を生成するとともに、前記第１の開度時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形（Ｗ₁）に発生する前記第２ピーク（Ｐ₂）の座標（0,Ｐ₁₂）と、前記第２の開度時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形（Ｗ₂）に発生する前記第２ピーク（Ｐ₂）の座標（100,Ｐ₂₂）とを結ぶ第２近似直線（Ｌ₂）を生成する近似直線生成工程（＃１４０）を含み、前記性能評価工程は、前記第１近似直線及び前記第２近似直線に基づいて、前記トンネル緩衝工の性能を評価する工程を含むことを特徴とするトンネル緩衝工の性能評価方法である。

請求項５の発明は、請求項４に記載のトンネル緩衝工の性能評価方法において、図８、図９及び図１３に示すように、前記性能評価工程は、前記第１近似直線と前記第２近似直線との交点（Ｐ₃）の圧力勾配最大値（Ｐ_min）が低減目標値（Ｐ_t）を超えるときには、前記トンネル緩衝工を延伸する延伸工事が必要であると評価する工程（Ｓ１４２）を含むことを特徴とするトンネル緩衝工の性能評価方法である。

請求項６の発明は、請求項３に記載のトンネル緩衝工の性能評価方法において、図１１、図１６及び図１７に示すように、前記第１及び前記第２ピーク（Ｐ₁，Ｐ₂）の微気圧波（Ｐ₃₁，Ｐ₃₂，Ｐ₄₁，Ｐ₄₂）と前記開口部の開度とを座標軸とする座標系を想定したときに、前記第１の開度時のトンネル微気圧波の波形（Ｗ₃）に発生する前記第１ピーク（Ｐ₁）の座標（0,Ｐ₃₁）と、前記第２の開度時のトンネル微気圧波の波形（Ｗ₄）に発生する前記第１ピーク（Ｐ₁）の座標（100,Ｐ₄₁）とを結ぶ第１近似直線（Ｌ₁）を生成するとともに、前記第１の開度時のトンネル微気圧波の波形（Ｗ₃）に発生する前記第２ピーク（Ｐ₁）の座標（0,Ｐ₃₂）と、前記第２の開度時のトンネル微気圧波の波形（Ｗ₄）に発生する前記第２ピーク（Ｐ₂）の座標（100,Ｐ₄₂）とを結ぶ第２近似直線（Ｌ₂）を生成する近似直線生成工程（＃１４０）を含み、前記性能評価工程は、前記第１近似直線及び前記第２近似直線に基づいて、前記トンネル緩衝工の性能を評価する工程を含むことを特徴とするトンネル緩衝工の性能評価方法である。

請求項７の発明は、請求項６に記載のトンネル緩衝工の性能評価方法において、図１６～図１８に示すように、前記性能評価工程は、前記第１近似直線と前記第２近似直線との交点（Ｐ₃）の微気圧波最大値（Ｐ’_min）が低減目標値（Ｐ_t）を超えるときには、前記トンネル緩衝工を延伸する延伸工事が必要であると評価する工程（Ｓ１４２）を含むことを特徴とするトンネル緩衝工の性能評価方法である。

請求項８の発明は、請求項４から請求項７までのいずれか１項に記載のトンネル緩衝工の性能評価方法において、図８（Ｃ）、図１３及び図１８に示すように、前記性能評価工程は、前記第１近似直線と前記第２近似直線との交点の開度が100%以下であるときには、この交点付近の開度を前記開口部の最適開度（σ_opt）として予測する工程（Ｓ１４４）を含むことを特徴とするトンネル緩衝工の性能評価方法である。

請求項９の発明は、請求項４から請求項８までのいずれか１項に記載のトンネル緩衝工の性能評価方法において、図９（Ｃ）、図１３及び図１８に示すように、前記性能評価工程は、前記第１近似直線と前記第２近似直線との交点の開度が100%を超えるときには、前記開口部を追加又は拡大する改良工事が必要であると予測する工程（Ｓ１４５）を含むことを特徴とするトンネル緩衝工の性能評価方法である。

請求項１０の発明は、請求項９に記載のトンネル緩衝工の性能評価方法において、前記性能評価工程は、改良前の前記第１近似直線と前記第２近似直線との交点の開度σ_optであり、改良前の前記開口部の最大総開口面積Ｓ₀であるときに、改良後の前記開口部の最大総開口面積Ｓ₁＞Ｓ₀×σ_optになるような改良工事が必要であると予測する工程を含むことを特徴とするトンネル緩衝工の性能評価方法である。

請求項１１の発明は、請求項９又は請求項１０に記載のトンネル緩衝工の性能評価方法において、前記性能評価工程は、改良前の前記第１近似直線と前記第２近似直線との交点の開度σ_optであり、改良前の前記開口部の最大総開口面積Ｓ₀であり、改良後の前記開口部の最大総開口面積Ｓ₁であるときに、改良後の最適開度σ_opt1＝Ｓ₀×σ_opt／Ｓ₁になるような改良工事が必要であると予測する工程を含むことを特徴とするトンネル緩衝工の性能評価方法である。

請求項１２の発明は、請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載のトンネル緩衝工の性能評価方法において、図５、図６、図８、図９、図１１及び図１４～図１７に示すように、前記性能評価工程は、前記トンネル緩衝工の開口部が全閉状態である場合に測定される全閉時の圧力波形と、この開口部が全開状態である場合に測定される全開時の圧力波形とに基づいて、このトンネル緩衝工の性能を評価する工程を含むことを特徴とするトンネル緩衝工の性能評価方法である。

請求項１３の発明は、図４～図６、図８、図９、図１２、図１４～図１７、図１９及び図２０に示すように、移動体（１）が突入するトンネル坑口（３ａ）を覆うトンネル緩衝工（４）の性能を評価するトンネル緩衝工の性能評価装置であって、前記トンネル緩衝工の長さ方向に形成された開口部（４ｅ）が第１の開度である場合に測定される第１の開度時の圧力波形と、この開口部が第２の開度である場合に測定される第２の開度時の圧力波形とに基づいて、このトンネル緩衝工によるトンネル微気圧波の低減効果をこのトンネル緩衝工の性能として評価（Ｓ１４０）する性能評価部（１６）を備えることを特徴とするトンネル緩衝工の性能評価装置（６）である。

この発明によると、トンネル緩衝工の性能を簡単に評価することができる。

この発明の第１実施形態に係るトンネル緩衝工の性能評価装置によって性能が評価される緩衝工を模式的に示す側面図である。 図１のII-II線で切断した状態を示す断面図である。 図２のIII-III線で切断した状態を示す断面図である。 この発明の第１実施形態に係るトンネル緩衝工の性能評価装置の構成図である。 この発明の第１実施形態に係るトンネル緩衝工の性能評価装置における全閉時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形の演算過程を示す模式図であり、（Ａ）は全閉時のトンネル緩衝工の模式図であり、（Ｂ）は全閉時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形を一例として示すグラフである。 この発明の第１実施形態に係るトンネル緩衝工の性能評価装置における全開時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形の演算過程を示す模式図であり、（Ａ）は全開時のトンネル緩衝工の模式図であり、（Ｂ）は全開時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形を一例として示すグラフである。 トンネル緩衝工の開口部の開度を調整した場合のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形の変化を一例として示すグラフである。 この発明の第１実施形態に係るトンネル緩衝工の性能評価装置における第１近似直線と第２近似直線とが開度100%以下で交差する場合の最適開度の設定過程を示す模式図であり、（Ａ）は第１近似直線の生成過程を示すグラフであり、（Ｂ）は第２近似直線の生成過程を示すグラフであり、（Ｃ）は最適開度の予測過程を示すグラフである。 この発明の第１実施形態に係るトンネル緩衝工の性能評価装置における第１近似直線と第２近似直線とが開度100%を超えて交差する場合の最適開度の設定過程を示す模式図であり、（Ａ）は第１近似直線の生成過程を示すグラフであり、（Ｂ）は第２近似直線の生成過程を示すグラフであり、（Ｃ）は最適開度の予測過程を示すグラフである。 トンネル内圧縮波の圧力勾配波形の緩衝工突入時及びトンネル突入時の圧力勾配最大値とトンネル緩衝工の開口部の開度との関係を一例として示すグラフである。 この発明の第１実施形態に係るトンネル緩衝工の性能評価方法を説明するための工程図である。 この発明の第１実施形態に係るトンネル緩衝工の性能評価装置の動作を説明するためのフローチャートである。 この発明の第１実施形態に係るトンネル緩衝工の性能評価装置の性能評価処理を説明するためのサブルーチンである。 この発明の第２実施形態に係るトンネル緩衝工の性能評価装置における全閉時のトンネル微気圧波の波形の演算過程を示す模式図であり、（Ａ）は全閉時のトンネル緩衝工の模式図であり、（Ｂ）は全閉時のトンネル微気圧波の波形を一例として示すグラフである。 この発明の第２実施形態に係るトンネル緩衝工の性能評価装置における全開時のトンネル微気圧波の波形の演算過程を示す模式図であり、（Ａ）は全開時のトンネル緩衝工の模式図であり、（Ｂ）は全開時のトンネル微気圧波の波形を一例として示すグラフである。 この発明の第２実施形態に係るトンネル緩衝工の性能評価装置における第１近似直線と第２近似直線とが開度100%以下で交差する場合の最適開度の設定過程を示す模式図であり、（Ａ）は第１近似直線の生成過程を示すグラフであり、（Ｂ）は第２近似直線の生成過程を示すグラフであり、（Ｃ）は最適開度の予測過程を示すグラフである。 この発明の第２実施形態に係るトンネル緩衝工の性能評価装置における第１近似直線と第２近似直線とが開度100%を超えて交差する場合の最適開度の設定過程を示す模式図であり、（Ａ）は第１近似直線の生成過程を示すグラフであり、（Ｂ）は第２近似直線の生成過程を示すグラフであり、（Ｃ）は最適開度の予測過程を示すグラフである。 この発明の第２実施形態に係るトンネル緩衝工の性能評価装置の性能評価処理を説明するためのサブルーチンである。 この発明の第３実施形態に係るトンネル緩衝工の性能評価装置における第１近似直線と第２近似直線とが開度100%以下で交差する場合の最適開度の設定過程を示す模式図であり、（Ａ）は第１近似直線の生成過程を示すグラフであり、（Ｂ）は第２近似直線の生成過程を示すグラフであり、（Ｃ）は最適開度の予測過程を示すグラフである。 は、この発明の第３実施形態に係るトンネル緩衝工の性能評価装置における第１近似直線と第２近似直線とが開度100%を超えて交差する場合の最適開度の設定過程を示す模式図であり、（Ａ）は第１近似直線の生成過程を示すグラフであり、（Ｂ）は第２近似直線の生成過程を示すグラフであり、（Ｃ）は最適開度の予測過程を示すグラフである。

（第１実施形態）
以下、図面を参照して、この発明の第１実施形態について詳しく説明する。
図１～図３に示す列車１は、軌道２に沿って移動する移動体である。列車１は、例えば、320km/h以上の高速で走行する新幹線車両などの鉄道車両である。軌道２は、列車１が走行する通路（移動経路）である。軌道２は、図２に示すように、上り本線２ａ及び下り本線２ｂの二本の本線で構成された複線である。図１～図３に示すトンネル３は、山腹などの地中を貫通して列車１を通過させるための固定構造物（土木構造物）である。トンネル３は、図２に示すように、一つの固定構造物内に二本の本線２ａ，２ｂを収容する複線用の鉄道トンネル（複線トンネル）である。トンネル３は、図２及び図３に示すように、列車１が突入及び退出する出入口となるトンネル坑口３ａなどを備えている。

図１～図３に示すトンネル緩衝工４は、トンネル微気圧波を低減するためにトンネル坑口３ａを覆う固定構造物（土木構造物）である。トンネル緩衝工４は、図２に示すように、一つのトンネル覆工内に二本の本線２ａ，２ｂを収容する複線用の入口緩衝工（複線トンネル緩衝工）である。トンネル緩衝工４は、列車１の先頭部がトンネル３の入口側のトンネル坑口３ａに突入したときに発生するトンネル内圧縮波の圧力勾配（波面の勾配）を緩やかにすることによって、トンネル３の出口側のトンネル坑口（反対側坑口）から外部に放射するトンネル微気圧波を低減する。トンネル緩衝工４は、例えば、トンネル断面積の1.4～1.6倍程度のコンクリート製、鉄筋コンクリート製又は鋼板製のフード状（覆い状）の構造物であり、図１及び図３に示すようにトンネル坑口３ａの外部に軌道２に沿ってトンネル３を延長するように構築されている。トンネル緩衝工４は、図２に示すように、このトンネル緩衝工４の中心線に対して直交する平面で切断したときの断面形状が半円形である。トンネル緩衝工４は、図１及び図３に示す列車１が突入及び退出する緩衝工口（出入口）４ａと、図１～図３に示すトンネル緩衝工４の上側部分を構成する天部４ｂと、図２に示すトンネル緩衝工４の側面部分を構成する側壁４ｃ、４ｄと、図１及び図３に示すトンネル緩衝工４の長さ方向に形成された開口部４ｅと、図１～図３に示す開度調整部４ｆなどを備えている。トンネル緩衝工４は、列車１の速度に応じた長さに構築されており、近年の列車１の高速化に伴って長大化している。

図１～図３に示す開口部４ｅは、トンネル内圧縮波の圧力勾配最大値を調整することで微気圧波最大値を調整する部分である。ここで、微気圧波最大値とは、トンネル３に列車１が突入したときにトンネル３内に形成されるトンネル内圧縮波の圧力勾配最大値にほぼ比例して、トンネル３の外部に放射されるトンネル微気圧波の最大値である。開口部４ｅは、図１及び図３に示すように、トンネル緩衝工４の長手方向に形成されており、高さＨに比べて長さＬが長い細長の長方形状に形成されている。開口部４ｅは、いずれも開口面積（Ｈ×Ｌ）が同じである。開口部４ｅは、図１及び図３に示すように、列車１の移動方向に沿って所定の間隔をあけてスリット状に形成されており、図２に示すようにトンネル緩衝工４の側壁４ｃ，４ｄを貫通して側壁４ｃ，４ｄにそれぞれ形成されている。開口部４ｅは、トンネル坑口３ａに列車１が突入するときに発生するトンネル内圧縮波の勾配が可能な限り小さくなるような形状に調整されているため、この開口部４ｅの一部が列車１の先頭部形状によって最適な形状となるために閉鎖されている。

図１～図３に示す開度調整部４ｆは、開口部４ｅの開度を調整する手段である。ここで、開度とは、開口部４ｅの開閉状態を表す比率（開口率）である。開度は、例えば、開口部４ｅが全開状態であるときは100%であり、開口部４ｅが全閉状態であるときは0%であり、開口部４ｅが半開状態であるときには50%である。以下では、開度＝総開口面積／最大総開口面積とする。ここで、総開口面積とは、トンネル緩衝工４の開口部４ｅを開度調整したときの全ての開口部４ｅの開口面積の合計である。最大総開口面積とは、トンネル緩衝工４の全ての開口部４ｅを全開状態にしたときの全ての開口部４ｅの開口面積の合計（最大値）である。開度調整部４ｆは、図１及び図３に示すような開口部４ｅがトンネル緩衝工４の長さ方向に存在するときに、この開口部４ｅの開度を調整する。開度調整部４ｆは、図２に示す側壁４ｃ側の開口部４ｅの開度と側壁４ｄ側の開口部４ｅの開度とを同時に調整する。開度調整部４ｆは、図１及び図３に示すように、複数の開口部４ｅの大きさが変化するように、この複数の開口部４ｅを同時に同じ割合で開閉してこの複数の開口部４ｅの開度を調整する。開度調整部４ｆは、図１～図３に示すように、複数の開口部４ｅを高さ方向のみに開閉してこの複数の開口部４ｅの大きさを調整する開口部高さ調整方式によって、この複数の開口部４ｅの開度を最適に調整する。開度調整部４ｆは、開口部４ｅを塞ぐ塞ぎ部材であり、この塞ぎ部材の垂直方向の位置を調整することによって開口部４ｅの開度を調整する。開度調整部４ｆは、開口部４ｅの高さ方向に移動自在にガイド部によってガイドされており、手動又は自動で垂直方向に移動可能である。開度調整部４ｆは、例えば、合成樹脂製又は金属製の一枚の長板状又は複数枚のシャッタ状の開閉部材である。

図４に示す圧力波検出装置５は、列車１がトンネル坑口３ａに突入するときに発生する圧力波を検出する装置である。圧力波検出装置５は、例えば、図１及び図３に示すように、列車１がトンネル坑口３ａに突入するときにトンネル３内に発生するトンネル内圧縮波を検出する圧力計などの圧力変換装置である。圧力波検出装置５は、トンネル坑口３ａから所定距離（例えば100m程度)だけ離れたトンネル３内に設置されている。圧力波検出装置５は、検出したトンネル内圧縮波を圧力波情報（圧力波検出信号）として性能評価装置６に出力する。

性能評価装置６は、トンネル緩衝工４の性能を評価する装置である。性能評価装置６は、図５（Ｂ）及び図６（Ｂ）に示すように、全閉時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁及び全開時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂に発生する列車１の緩衝工突入時の第１ピークＰ₁及び列車１のトンネル突入時の第２ピークＰ₂に基づいて、トンネル緩衝工４の性能を評価する。性能評価装置６は、図８に示すように、開口部４ｅの開度及び圧力勾配最大値（ピーク値）を座標軸とする座標系を想定したときに、開口部４ｅが全閉状態及び全開状態である場合の列車１の緩衝工突入時の第１ピークＰ₁の座標を結ぶ第１近似直線Ｌ₁と、開口部４ｅが全閉状態及び全開状態である場合の列車１のトンネル突入時の第２ピークＰ₂の座標を結ぶ第２近似直線Ｌ₂との交点Ｐ₃の圧力勾配最大値Ｐ_minが低減目標値Ｐ_tを超えているか否かを評価する。ここで、低減目標値Ｐ_tとは、トンネル緩衝工４の開口部４ｅの開度を調整することによってトンネル微気圧波の低減が期待される圧力勾配最大値の目標値である。性能評価装置６は、図４に示すように、圧力波情報入力部７と、圧力波情報記憶部８と、波形演算部９と、波形情報記憶部１０と、ピーク特定部１１と、ピーク情報記憶部１２と、座標系情報記憶部１３と、近似直線生成部１４と、近似直線情報記憶部１５と、性能評価部１６と、評価情報記憶部１７と、性能評価プログラム記憶部１８と、表示部１９と、制御部２０などを備えている。性能評価装置６は、例えば、パーソナルコンピュータなどによって構成されており、性能評価プログラムに従って所定の処理を実行する。

圧力波情報入力部７は、圧力波検出装置５が出力する圧力波情報を入力させる手段である。圧力波情報入力部７は、圧力波検出装置５が出力する圧力波情報を制御部２０に出力する。圧力波情報入力部７は、例えば、圧力波検出装置５から制御部２０に圧力波情報を入力させるインタフェース(I/F)回路などである。

圧力波情報記憶部８は、圧力波検出装置５が出力する圧力波情報を記憶する手段である。圧力波情報記憶部８は、図５（Ａ）に示すように、開口部４ｅが全閉状態であるときに圧力波検出装置５が出力する圧力波情報を記憶するとともに、図６（Ａ）に示すように開口部４ｅが全開状態であるときに圧力波検出装置５が出力する圧力波情報とを記憶する記憶装置などである。

図４に示す波形演算部９は、全閉時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁及び全開時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂を演算する手段である。波形演算部９は、圧力波検出装置５の検出結果に基づいて、全閉時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁及び全開時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂を演算する。ここで、圧力勾配波形Ｗ₁，Ｗ₂とは、トンネル坑口３ａに列車１が突入したときにトンネル３内に発生するトンネル内圧縮波の時間微分波形である。波形演算部９は、トンネル３内に発生する圧力波の波形に基づいて、図５（Ｂ）に示すような全閉時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁と、図６（Ｂ）に示すような全開時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂とを演算する。波形演算部９は、演算後の全閉時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁及び全開時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂を波形情報（圧力勾配波形情報）として制御部２０に出力する。

図７に示すグラフは、図１～図３に示すトンネル緩衝工４の開口部４ｅの開度を0%,38%,50%,63%,100%に変化させたときのトンネル内圧縮波の圧力勾配波形の変化の一例である。図７に示す縦軸は、圧力勾配であり、横軸は時間である。図７に示す第１ピークＰ₁は、列車１が緩衝工口４ａに突入したときにトンネル内圧縮波の圧力勾配波形に発生する緩衝工突入時のピークである。第２ピークＰ₂は、列車１がトンネル坑口３ａに突入したときにトンネル内圧縮波の圧力勾配波形に発生するトンネル突入時のピークである。トンネル緩衝工４の開口部４ｅを全閉状態（開度0%）にすると、第１ピークＰ₁が最も高くなり、第２ピークＰ₂が最も低くなる。一方、トンネル緩衝工４の開口部４ｅを全開状態（開度100%）にすると、第１ピークＰ₁が最も低くなり、第２ピークＰ₂が最も高くなる。第１ピークＰ₁は、開口部４ｅの開度が大きくなるほど低くなり、第２ピークＰ₂は開口部４ｅの開度が大きくなるほど高くなる。

トンネル微気圧波のピーク値とトンネル内圧縮波の圧力勾配最大値は、ほぼ比例関係にあるため、トンネル内圧縮波の圧力勾配最大値を低減することがトンネル微気圧波対策となる。図７に示す圧力勾配波形の下側の面積（圧力勾配波形の積分値）は、開口部４ｅの開度に関わらずほぼ一定である。このため、圧力勾配最大値を低減するためには、圧力勾配波形の第１ピークＰ₁と第２ピークＰ₂とがほぼ同じ高さになるように、開口部４ｅを最適開度に設定する必要がある。例えば、図７に示す圧力勾配波形の場合には、開口部４ｅの開度を50%に設定すると、第１ピークＰ₁と第２ピークＰ₂とがほぼ同じ高さになってトンネル微気圧波が低減される。

図４に示す波形情報記憶部１０は、波形演算部９が演算する波形情報を記憶する手段である。波形情報記憶部１０は、図５（Ａ）に示すように、開口部４ｅが全閉状態であるときに波形演算部９が演算する波形情報を記憶するとともに、図６（Ａ）に示すように開口部４ｅが全開状態であるときに波形演算部９が演算する波形情報を記憶する記憶装置などである。

図４に示すピーク特定部１１は、全閉時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁及び全開時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂の第１ピークＰ₁及び第２ピークＰ₂を特定する手段である。ピーク特定部１１は、波形演算部９の演算結果に基づいて、第１ピークＰ₁及び第２ピークＰ₂を特定する。ピーク特定部１１は、図５（Ｂ）に示す全閉時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁及び図６（Ｂ）に示す全開時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂に発生する列車１の緩衝工突入時の第１ピークＰ₁を特定する。また、ピーク特定部１１は、図５（Ｂ）に示す全閉時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁及び図６（Ｂ）に示す全開時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂に発生する列車１のトンネル突入時の第２ピークＰ₂を特定する。ピーク特定部１１は、図５（Ｂ）に示す第１ピークＰ₁及び図６（Ｂ）に示す第２ピークＰ₂にそれぞれ対応する開口部４ｅの開度0%,100%及び圧力勾配Ｐ₁₁，Ｐ₁₂，Ｐ₂₁，Ｐ₂₂をピーク情報として制御部２０に出力する。

図４に示すピーク情報記憶部１２は、ピーク特定部１１が特定するピーク情報を記憶する手段である。ピーク情報記憶部１２は、図５に示すように、開口部４ｅが全閉状態であるときにピーク特定部１１が特定するピーク情報を記憶するとともに、図６に示すように開口部４ｅが全開状態であるときにピーク特定部１１が特定するピーク情報を記憶する記憶装置などである。

図４に示す座標系情報記憶部１３は、圧力勾配最大値と開口部４ｅの開度とを座標軸とする座標系を座標系情報として記憶する手段である。座標系情報記憶部１３は、開口部４ｅの開度と、第１ピークＰ₁及び第２ピークＰ₂の圧力勾配（圧力勾配最大値）とを座標軸とする座標系を座標系情報として記憶する記憶装置である。座標系情報記憶部１３は、例えば、図８及び図９に示すように、開度をｘ軸とし、圧力勾配最大値をｙ軸とする直交座標系を座標系情報として記憶する。

図４に示す近似直線生成部１４は、第１近似直線Ｌ₁及び第２近似直線Ｌ₂を生成する手段である。近似直線生成部１４は、図５（Ｂ）及び図８（Ａ）に示す全閉時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁に発生する第１ピークＰ₁の座標(0,Ｐ₁₁)と、図６（Ｂ）及び図８（Ａ）に示す全開時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂に発生する第１ピークＰ₁の座標(100,Ｐ₂₁)とを結ぶ第１近似直線Ｌ₁を生成する。また、近似直線生成部１４は、図５（Ｂ）及び図８（Ｂ）に示す全閉時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁に発生する第２ピークＰ₂の座標(0,Ｐ₁₂)と、図６（Ｂ）及び図８（Ｂ）に示す全開時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂に発生する第２ピークＰ₂の座標(100,Ｐ₂₂)とを結ぶ第２近似直線Ｌ₂を生成する。ここで、図８（Ａ）～（Ｃ）に示す縦軸は圧力勾配最大値であり、横軸は開度(%)である。近似直線生成部１４は、図８（Ａ）に示すように、開口部４ｅが全閉状態である場合の第１ピークＰ₁の開度0%及び圧力勾配最大値Ｐ₁₁の座標(0,Ｐ₁₁)と、開口部４ｅが全開状態である場合の第１ピークＰ₁の開度100%及び圧力勾配最大値Ｐ₂₁の座標(100,Ｐ₂₁)とを座標面上にプロットし、座標(0,Ｐ₁₁)と座標 (100,Ｐ₂₁)とを結ぶ第１近似直線Ｌ₁を生成する。また、近似直線生成部１４は、図８（Ｂ）に示すように、開口部４ｅが全閉状態である場合の第２ピークＰ₂の開度0%及び圧力勾配最大値Ｐ₁₂の座標(0,Ｐ₁₂)と、開口部４ｅが全開状態である場合の第２ピークＰ₂の開度100%及び圧力勾配最大値Ｐ₂₂の座標(100,Ｐ₂₂)とを座標面上にプロットし、座標(0,Ｐ₁₂)と座標(100,Ｐ₂₂)を結ぶ第２近似直線Ｌ₂を生成する。近似直線生成部１４は、第１近似直線Ｌ₁及び第２近似直線Ｌ₂に関する近似直線情報を制御部２０に出力する。

図４に示す近似直線情報記憶部１５は、近似直線生成部１４が生成する近似直線情報を記憶する手段である。近似直線情報記憶部１５は、図８（Ａ）に示すような近似直線生成部１４が生成する第１近似直線Ｌ₁に関する近似直線情報を記憶するとともに、図８（Ｂ）に示すような近似直線生成部１４が生成する第２近似直線Ｌ₂に関する近似直線情報を記憶する記憶装置などである。

図４に示す性能評価部１６は、開口部４ｅが全閉状態である場合に測定される全閉時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁と、開口部４ｅが全開状態である場合に測定される全開時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂とに基づいて、トンネル緩衝工４の性能を評価する手段である。性能評価部１６は、図５（Ｂ）及び図６（Ｂ）に示す第１ピークＰ₁及び第２ピークＰ₂に基づいて、トンネル緩衝工４の性能を評価する。性能評価部１６は、図８（Ａ）（Ｂ）に示すように、第１近似直線Ｌ₁及び第２近似直線Ｌ₂に基づいて、トンネル緩衝工４の性能を評価する。性能評価部１６は、図８（Ｃ）及び図９（Ｃ）に示す交点Ｐ₃の圧力勾配最大値Ｐ_min及び最適開度σ_optを予測する。

ここで、最適開度σ_optとは、第１近似直線Ｌ₁と第２近似直線Ｌ₂との交点Ｐ₃の開度である。最適開度σ_optは、最適総開口面積Ｓ_optであり、最大総開口面積Ｓ₀であるときに、最適開度σ_opt＝Ｓ_opt／Ｓ₀である。最大総開口面積Ｓ₀とは、トンネル緩衝工４の全ての開口部４ｅを全開状態にしたときの全ての開口部４ｅの開口面積の合計（最大値）である。最適総開口面積Ｓ_optとは、トンネル緩衝工４の開口部４ｅを最適開度σ_opt，σ_opt1に調整したときの全ての開口部４ｅの開口面積の合計である。最適開度σ_opt1は、改良後の最適開度であり、改良後の開口部４ｅの最大総開口面積Ｓ₁であるときに、改良後の最適開度σ_opt1＝Ｓ_opt／Ｓ₁である。

性能評価部１６は、近似直線生成部１４が生成する第１近似直線Ｌ₁と第２近似直線Ｌ₂との交点Ｐ₃の圧力勾配最大値Ｐ_minが低減目標値Ｐ_tを超えているか否かを評価する。性能評価部１６は、交点Ｐ₃の圧力勾配最大値Ｐ_minが低減目標値Ｐ_tを超えているときには、トンネル緩衝工４の性能が不十分であり、トンネル緩衝工４を延伸する延伸工事が必要であると評価する。性能評価装置６は、図８（Ｃ）に示すように、交点Ｐ₃の開度が100%以下であるときには、交点Ｐ₃付近の開度を開口部４ｅの最適開度σ_optとして予測する。一方、性能評価装置６は、図９（Ｃ）に示すように、交点Ｐ₃付近の開度を開口部４ｅの最適開度σ_optとして予測するが、交点Ｐ₃の開度が100%を超えるため、トンネル緩衝工４の性能が不十分であり、開口部４ｅを追加又は拡大する改良工事が必要であると評価する。性能評価部１６は、評価後のトンネル緩衝工４の性能を評価情報として制御部２０に出力する。

評価情報記憶部１７は、性能評価部１６が評価する評価情報を記憶する手段である。評価情報記憶部１７は、トンネル緩衝工４毎に評価情報を記憶する記憶装置などである。評価情報記憶部１７は、例えば、交点Ｐ₃の圧力勾配最大値Ｐ_min及び最適開度σ_opt、低減目標値Ｐ_t、改良前の開口部４ｅの最大総開口面積Ｓ₀、改良後の開口部４ｅの最大総開口面積Ｓ₁、開口部４ｅの最適総開口面積Ｓ_opt並びに改良後の最適開度σ_opt1などを評価情報として記憶する。

図１０に示すグラフは、開度0%,25%,38%,50%,59%,63%,75%,100%の場合に、緩衝工突入時のピーク（第１ピーク）の座標を結ぶ直線と、トンネル突入時のピーク（第２ピーク）の座標を結ぶ直線とを一例として示すグラフである。図１０に示す縦軸は圧力勾配最大値であり、横軸は開度(%)である。開度0%,25%,38%,50%,59%,63%,75%,100%の場合の緩衝工突入時のピークの座標を結ぶ直線は、開度0%,100%の場合の緩衝工突入時のピークの座標を結ぶ第１近似直線とほぼ同じである。同様に、開度0%,25%,38%,50%,59%,63%,75%,100%の場合のトンネル突入時のピークの座標を結ぶ直線は、開度0%,100%の場合にトンネル突入時のピークの座標を結ぶ第２近似直線とほぼ同じである。図１０に示すように、0%,25%,38%,50%,59%,63%,75%,100%の場合の緩衝工突入時のピークの座標を結ぶ直線と、0%,25%,38%,50%,59%,63%,75%,100%の場合のトンネル突入時のピークの座標を結ぶ直線とが交差しており、これらの直線の交点は開度50%である。図７に示す圧力勾配波形の場合には、開度50%の場合に緩衝工突入時のピークとトンネル突入時のピークとがほぼ同じ高さになっているため、開度50%に設定した場合にはトンネル微気圧波が最も低減される。その結果、第１近似直線と第２近似直線との交点付近の開度を最適開度として設定することによってトンネル微気圧波が低減される。

図４に示す性能評価プログラム記憶部１８は、トンネル緩衝工４の性能を評価するための性能評価プログラムを記憶する手段である。性能評価プログラム記憶部１８は、情報記録媒体から読み取った性能評価プログラム又は電気通信回線を通じて取り込まれた性能評価プログラム記憶する記憶装置などである。

表示部１９は、性能評価装置６に関する種々の情報を表示する手段である。表示部１９は、例えば、図５及び図６に示すような波形演算部９が演算する全閉時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁及び全開時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂、ピーク特定部１１が特定する第１ピークＰ₁及び第２ピークＰ₂、図８及び図９に示すような近似直線生成部１４が生成する第１近似直線Ｌ₁及び第２近似直線Ｌ₂、性能評価部１６が評価するトンネル緩衝工４の性能などを画面上に表示する表示装置である。

図４に示す制御部２０は、性能評価装置６に関する種々の動作を制御する中央処理部(CPU)である。制御部２０は、性能評価プログラム記憶部１８から性能評価プログラムを読み出して、この性能評価プログラムに従って性能評価処理を実行する。制御部２０は、圧力波情報入力部７から入力する圧力情報を圧力波情報記憶部８に出力したり、圧力波情報記憶部８に圧力情報の記憶を指令したり、圧力波情報記憶部８から圧力情報を読み出して波形演算部９に出力したり、全閉時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁及び全開時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂の演算を波形演算部９に指令したり、波形演算部９が出力する波形情報を波形情報記憶部１０に出力したり、波形情報記憶部１０に波形情報の記憶を指令したり、波形情報記憶部１０から波形情報を読み出してピーク特定部１１に出力したり、第１ピークＰ₁及び第２ピークＰ₂の特定をピーク特定部１１に指令したり、ピーク特定部１１が出力するピーク情報をピーク情報記憶部１２に出力したり、ピーク情報記憶部１２にピーク情報の記憶を指令したり、ピーク情報記憶部１２からピーク情報を読み出して近似直線生成部１４に出力したり、座標系情報記憶部１３から座標系情報を読み出して近似直線生成部１４に出力したり、第１近似直線Ｌ₁及び第２近似直線Ｌ₂の生成を近似直線生成部１４に指令したり、近似直線生成部１４が出力する近似直線情報を近似直線情報記憶部１５に出力したり、近似直線情報記憶部１５に近似直線情報の記憶を指令したり、近似直線情報記憶部１５から近似直線情報を読み出して性能評価部１６に出力したり、トンネル緩衝工４の性能の評価を性能評価部１６に指令したり、性能評価部１６が出力する評価情報を評価情報記憶部１７に出力したり、評価情報記憶部１７に評価情報の記憶を指令したり、表示部１９に種々の情報の表示を指令したりする。制御部２０には、圧力波情報入力部７、圧力波情報記憶部８、波形演算部９、波形情報記憶部１０、ピーク特定部１１、ピーク情報記憶部１２、座標系情報記憶部１３、近似直線生成部１４、近似直線情報記憶部１５、性能評価部１６、評価情報記憶部１７、性能評価プログラム記憶部１８及び表示部１９などが相互に通信可能に接続されている。

次に、この発明の第１実施形態に係るトンネル緩衝工の性能評価方法を説明する。
図１１に示す性能評価方法＃１００は、トンネル緩衝工４の性能を評価する方法である。性能評価方法＃１００は、圧力波検出工程＃１１０と、波形演算工程＃１２０と、ピーク特定工程＃１３０と、近似直線生成工程＃１４０と、性能評価工程＃１５０とを含む。

圧力波検出工程＃１１０は、列車１がトンネル坑口３ａに突入するときに発生する圧力波を検出する工程である。圧力波検出工程＃１１０では、図５（Ａ）に示すようにトンネル緩衝工４の開口部４ｅを全閉状態にした場合に、トンネル３に突入する列車１によって発生する圧力波を圧力波検出装置５が検出する。また、圧力波検出工程＃１１０では、図６（Ａ）に示すようにトンネル緩衝工４の開口部４ｅを全開状態にした場合に、トンネル３に突入する列車１によって発生する圧力波を圧力波検出装置５が検出する。図４に示す圧力波検出装置５が圧力波を検出すると、圧力波検出装置５が圧力波情報を性能評価装置６に出力し、圧力波情報入力部７を通じて圧力波情報が制御部２０に入力する。その結果、制御部２０から圧力波情報記憶部８に圧力情報が出力されて、圧力波情報記憶部８に圧力波情報が記憶される。

波形演算工程＃１２０は、全閉時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁及び全開時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂を演算する工程である。波形演算工程＃１２０では、図５（Ｂ）に示すように、トンネル緩衝工４の開口部４ｅを全閉状態にしたときの全閉時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁を波形演算部９が演算する。波形演算工程＃１２０では、図６（Ｂ）に示すように、トンネル緩衝工４の開口部４ｅを全開状態にしたときの全開時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂を波形演算部９が演算する。

ピーク特定工程＃１３０は、全閉時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁及び全開時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂の第１ピークＰ₁及び第２ピークＰ₂を特定する工程である。ピーク特定工程＃１３０では、図５（Ｂ）に示すように、全閉時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁の第１ピークＰ₁及び第２ピークＰ₂をピーク特定部１１が特定する。また、ピーク特定工程＃１３０では、図６（Ｂ）に示すように、全開時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂の第１ピークＰ₁及び第２ピークＰ₂をピーク特定部１１が特定する。

近似直線生成工程＃１４０は、第１近似直線Ｌ₁及び第２近似直線Ｌ₂を生成する工程である。近似直線生成工程＃１４０では、図５（Ｂ）及び図８（Ａ）に示す全閉時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁に発生する第１ピークＰ₁の座標(0,Ｐ₁₁)と、図６（Ｂ）及び図８（Ａ）に示す全開時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂に発生する第１ピークＰ₁の座標(100,Ｐ₂₁)とを結ぶ第１近似直線Ｌ₁を生成する。また、近似直線生成部１４は、図５（Ｂ）及び図８（Ｂ）に示す全閉時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁に発生する第２ピークＰ₂の座標(0,Ｐ₁₂)と、図６（Ｂ）及び図８（Ｂ）に示す全開時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂に発生する第２ピークＰ₂の座標(100,Ｐ₂₂)とを結ぶ第２近似直線Ｌ₂を生成する。

性能評価工程＃１５０は、開口部４ｅが全閉状態である場合に測定される全閉時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁と、開口部４ｅが全開状態である場合に測定される全開時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂とに基づいて、トンネル緩衝工４の性能を評価する工程である。性能評価工程＃１５０では、図５（Ｂ）及び図６（Ｂ）に示す第１ピークＰ₁及び第２ピークＰ₂に基づいて、トンネル緩衝工４の性能を評価する。性能評価工程＃１５０では、図８及び図９に示すように、第１近似直線Ｌ₁及び第２近似直線Ｌ₂に基づいて、トンネル緩衝工４の性能を評価する。性能評価工程＃１５０では、図８（Ｃ）に示すように、第１近似直線Ｌ₁と第２近似直線Ｌ₂との交点Ｐ₃の圧力勾配最大値Ｐ_minが低減目標値Ｐ_tを超えているときには、トンネル緩衝工４の性能が不十分であると評価する。

次に、この発明の第１実施形態に係るトンネル緩衝工の性能評価装置の動作について説明する。
以下では、制御部２０の動作を中心として説明する。
図１２に示すステップ（以下、Ｓという）１００において、性能評価プログラム記憶部１８から性能評価プログラムを制御部２０が読み込む。性能評価プログラムを制御部２０が読み込むと、一連の性能評価処理を制御部２０が開始する。

Ｓ１１０において、トンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁，Ｗ₂の波形演算処理を制御部２０が実行する。全閉時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁及び全開時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂の演算を波形演算部９に制御部２０が指令する。圧力波情報記憶部８から圧力波情報を制御部２０が読み出して、圧力波情報を制御部２０が波形演算部９に出力するとともに、全閉時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁及び全開時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂の演算を波形演算部９に制御部２０が指令する。その結果、図５（Ａ）に示すように、開口部４ｅを全閉状態にした場合に検出された圧力波に基づいて、図５（Ｂ）に示すように全閉時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁を波形演算部９が演算する。また、図６（Ａ）に示すように、開口部４ｅを全開状態にした場合に検出された圧力波に基づいて、図６（Ｂ）に示すように全開時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂を波形演算部９が演算する。波形演算部９が波形情報を制御部２０に出力すると、制御部２０から波形情報記憶部１０に波形情報が出力されて、波形情報記憶部１０に波形情報が記憶される。

Ｓ１２０において、ピーク特定処理を制御部２０が実行する。全閉時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁及び全開時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂の第１ピークＰ₁及び第２ピークＰ₂の特定をピーク特定部１１に制御部２０が指令する。制御部２０が波形情報記憶部１０から波形情報を読み出して、波形情報を制御部２０がピーク特定部１１に出力するとともに、全閉時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁及び全開時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂の第１ピークＰ₁及び第２ピークＰ₂の特定をピーク特定部１１に制御部２０が指令する。その結果、図５（Ａ）に示すように、トンネル緩衝工４の開口部４ｅを全閉状態にした場合に検出された全閉時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁に基づいて、図５（Ｂ）に示すように第１ピークＰ₁及び第２ピークＰ₂をピーク特定部１１が特定する。また、図６（Ａ）に示すように、トンネル緩衝工４の開口部４ｅを全開状態にした場合に検出された全開時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂に基づいて、図６（Ｂ）に示すように第１ピークＰ₁及び第２ピークＰ₂をピーク特定部１１が特定する。ピーク特定部１１がピーク情報を制御部２０に出力すると、制御部２０からピーク情報記憶部１２にピーク情報が出力されて、ピーク情報記憶部１２にピーク情報が記憶される。

Ｓ１３０において、近似直線生成処理を制御部２０が実行する。第１近似直線Ｌ₁及び第２近似直線Ｌ₂の生成を近似直線生成部１４に制御部２０が指令する。図８（Ａ）に示すように、開口部４ｅを全閉状態にしたときの第１ピークＰ₁の座標(0,Ｐ₁₁)と、開口部４ｅを全開状態にしたときの第１ピークＰ₁の座標(100,Ｐ₂₁)とを結ぶ第１近似直線Ｌ₁を近似直線生成部１４が生成する。また、図８（Ｂ）に示すように、開口部４ｅを全閉状態にしたときの第２ピークＰ₂の座標(0,Ｐ₁₂)と、開口部４ｅを全開状態にしたときの第２ピークＰ₂の座標(100,Ｐ₂₂)とを結ぶ第２近似直線Ｌ₂を近似直線生成部１４が生成する。近似直線生成部１４が近似直線情報を制御部２０に出力すると、制御部２０から近似直線情報記憶部１５に近似直線情報が出力されて、近似直線情報記憶部１５に近似直線情報が記憶される。

Ｓ１４０において、性能評価処理を制御部２０が実行する。トンネル緩衝工４の性能評価を性能評価部１６に制御部２０が指令する。性能評価部１６がトンネル緩衝工４の性能を評価したときには、性能評価部１６が評価情報を制御部２０に出力する。その結果、制御部２０から評価情報記憶部１７に評価情報が出力されて、評価情報記憶部１７に評価情報が記憶される。

図１３に示すＳ１４１において、交点Ｐ₃の圧力勾配最大値Ｐ_minが低減目標値Ｐ_tを超えているか否かを性能評価部１６が判断する。図８（Ｃ）に示すように、第１近似直線Ｌ₁と第２近似直線Ｌ₂との交点Ｐ₃の圧力勾配最大値Ｐ_minが低減目標値Ｐ_tを超えると性能評価部１６が判断したときにはＳ１４２に進む。一方、第１近似直線Ｌ₁と第２近似直線Ｌ₂との交点Ｐ₃の圧力勾配最大値Ｐ_minが低減目標値Ｐ_t以下であると性能評価部１６が判断したときにはＳ１４３に進む。

Ｓ１４２において、トンネル緩衝工４の性能が不十分であると性能評価部１６が評価する。交点Ｐ₃の圧力勾配最大値Ｐ_minが低減目標値Ｐ_tを超える場合には、トンネル緩衝工４の全ての開口部４ｅを調整して、トンネル緩衝工４の性能を最適化しても、トンネル緩衝工４の性能が不十分であると性能評価部１６が評価する。このため、トンネル緩衝工４の長さが不十分であり、トンネル緩衝工４を延伸する延伸工事が必要であると性能評価部１６が評価する。

Ｓ１４３において、交点Ｐ₃の開度が100%以下であるか否かを性能評価部１６が評価する。図８（Ｃ）に示すように、交点Ｐ₃の開度が100%以下であるか、図９（Ｃ）に示すように交点Ｐ₃の開度が100%を超えているかを性能評価部１６が評価する。交点Ｐ₃の開度が100%以下であると性能評価部１６が判断したときにはＳ１４４に進み、交点Ｐ₃の開度が100%を超えると性能評価部１６が判断したときにはＳ１４５に進む。

Ｓ１４４において、開口部４ｅの開度が最適開度σ_optであると性能評価部１６が予測する。図８（Ｃ）に示すように、第１近似直線Ｌ₁と第２近似直線Ｌ₂とが交差する交点Ｐ₃の座標に対応する開度付近を最適開度σ_optであると性能評価部１６が評価する。その結果、開度調整部４ｆによって開口部４ｅの開度が調整されて、開口部４ｅの開度が最適開度σ_optに設定される。性能評価部１６が評価した最適開度σ_optよりも、開口部４ｅの開度をより一層最適に設定したいときには、性能評価部１６が評価した最適開度σ_optを初期探索値として、開口部４ｅの開度が微調整される。その結果、全閉時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁及び全開時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂の第１ピークＰ₁と第２ピークＰ₂とがほぼ同じ高さになるまで、開口部４ｅの開度を微調整することによって、より一層最適な開度に開口部４ｅの開度が設定されて、トンネル微気圧波が低減される。

Ｓ１４５において、改良後の最適開度（新しい最適開度）σ_opt1を性能評価部１６が予測する。トンネル緩衝工４の既設の全ての開口部４ｅを可能な限り調整しても、トンネル緩衝工４の性能が十分ではない場合には、開口部４ｅの開口面積又は数が不足しており、トンネル緩衝工４に開口部４ｅを追加又は拡大する改良工事が必要になる。例えば、図９（Ｂ）に示すように、開口部４ｅの全開時に測定される第１ピークＰ₁の圧力勾配最大値Ｐ₂₁が、開口部４ｅの全開時に測定される第２ピークＰ₂の圧力勾配最大値Ｐ₂₂よりも大きい場合には、トンネル緩衝工４の開口部４ｅの開口面積又は数が不足している。この場合には、図８（Ｂ）（Ｃ）に示すように、開口部４ｅの全開時に測定される第１ピークＰ₁の圧力勾配最大値Ｐ₂₁が、開口部４ｅの全開時に測定される第２ピークＰ₂の圧力勾配最大値Ｐ₂₂よりも小さくなる（第１近似直線Ｌ₁と第２近似直線Ｌ₂とが開度100%以下で交差する）まで開口部４ｅを追加又は拡大する必要がある。開口部４ｅの最適総開口面積Ｓ_optであるときには、改良後の開口部４ｅの最大総開口面積Ｓ₁＞Ｓ_optにするべきである。このため、改良前の交点Ｐ₃の最適開度σ_optであり、改良前の開口部４ｅの最大総開口面積Ｓ₀であるときに、最適総開口面積Ｓ_opt＝Ｓ₀×σ_optであることから、改良後の開口部４ｅの最大総開口面積Ｓ₁＞Ｓ₀×σ_optとなるように開口部４ｅを追加又は拡大する改良工事を実施する必要があると性能評価部１６が予測する。この場合に、交点Ｐ₃の最適開度σ_opt＝Ｓ_opt／Ｓ₀であり、改良後の最適開度σ_opt1＝Ｓ_opt／Ｓ₁であるため、改良後の最適開度σ_opt1＝Ｓ₀×σ_opt／Ｓ₁であると性能評価部１６が予測する。その結果、トンネル緩衝工４の開口部４ｅの開度が適切に設定されて、トンネル緩衝工の性能が向上する。

図１２に示すＳ１５０において、表示処理を制御部２０が実行する。開口部４ｅの最適開度σ_optの表示を表示部１９に制御部２０が指令すると、表示部１９の画面上に開口部４ｅの最適開度σ_optが表示されて、一連の性能評価処理を制御部２０が終了する。

この発明の第１実施形態に係るトンネル緩衝工の性能評価方法とその性能評価装置には、以下に記載するような効果がある。
(1) この第１実施形態では、トンネル緩衝工４の開口部４ｅが全閉状態である場合に測定される全閉時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁と、この開口部４ｅが全開状態である場合に測定される全開時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂とに基づいて、このトンネル緩衝工４の性能を評価する。このため、全閉時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁及び全開時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂の解析結果に基づいて、トンネル緩衝工４の性能を簡単に評価することができる。

(2) この第１実施形態では、全閉時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁及び全開時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂に発生する列車１の緩衝工突入時の第１ピークＰ₁を特定するとともに、全閉時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁及び全開時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂に発生する列車１のトンネル突入時の第２ピークＰ₂を特定する。また、この第１実施形態では、第１ピークＰ₁及び第２ピークＰ₂に基づいて、トンネル緩衝工４の性能を評価する。このため、全閉時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁及び全開時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂を測定し、第１ピークＰ₁及び第２ピークＰ₂を解析することによってトンネル緩衝工４の性能を短時間で簡単に評価することができる。

(3) この第１実施形態では、第１ピークＰ₁及び第２ピークＰ₂の圧力勾配最大値Ｐ₁₁，Ｐ₁₂，Ｐ₂₁，Ｐ₂₂と開口部４ｅの開度とを座標軸とする座標系を想定する。また、この第１実施形態では、全閉時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁に発生する第１ピークＰ₁の座標(0,Ｐ₁₁)と、全開時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂に発生する第１ピークＰ₁の座標(100,Ｐ₂₁)とを結ぶ第１近似直線Ｌ₁を生成する。また、この第１実施形態では、全閉時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁に発生する第２ピークＰ₂の座標(0,Ｐ₁₂)と、全開時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂に発生する第２ピークＰ₂の座標(100,Ｐ₂₂)とを結ぶ第２近似直線Ｌ₂を生成する。さらに、この第１実施形態では、第１近似直線Ｌ₁及び第２近似直線Ｌ₂に基づいて、トンネル緩衝工４の性能を評価する。このため、第１近似直線Ｌ₁及び第２近似直線Ｌ₂を利用して、トンネル緩衝工４の性能を簡単に短時間で評価することができる。

(4) この第１実施形態では、第１近似直線Ｌ₁と第２近似直線Ｌ₂との交点Ｐ₃の圧力勾配最大値Ｐ_minが低減目標値Ｐ_tを超えるときには、トンネル緩衝工４を延伸する延伸工事が必要であると評価する。このため、交点Ｐ₃の圧力勾配最大値Ｐ_minと低減目標値Ｐ_tとの大小関係に基づいて、トンネル緩衝工４の性能を簡単に評価して、トンネル緩衝工４の延伸工事の必要性を早急に判断することができる。また、トンネル緩衝工４の延伸工事の要否を模型実験などの結果から経験的に判断する必要がなくなり、定量的及び合理的に判断することができる。

(5) この第１実施形態では、第１近似直線Ｌ₁と第２近似直線Ｌ₂との交点Ｐ₃の開度が100%以下であるときには、この交点Ｐ₃付近の開度を開口部４ｅの最適開度σ_optとして予測する。このため、開口部４ｅの最適開度σ_optを簡単に予測することができ、トンネル微気圧波の低減効果を最も発揮することができる開口部４ｅの開度に短時間で簡単に調整することができる。また、開口部４ｅの開度を最適化するときの指針となる探索初期値（開度の初期値）として最適開度σ_optを簡易に予測し短時間で設定することができ、開口部４ｅの開度の最適化作業をより一層簡略化し作業負担を軽減することができる。

(6) この第１実施形態では、第１近似直線Ｌ₁と第２近似直線Ｌ₂との交点Ｐ₃の開度が100%を超えるときには、開口部４ｅを追加又は拡大する改良工事が必要であると予測する。このため、可能な限り開口部４ｅの開度を調整したにもかかわらず、トンネル緩衝工４の性能が十分ではない場合には、トンネル緩衝工４を延伸させずにトンネル緩衝工４に開口部４ｅを増設したり、開口部４ｅの開口面積を大きくしたりして、トンネル緩衝工４の性能を確実に向上させることができる。その結果、トンネル緩衝工４の延伸工事に必要な多大な工費や工期が不要になって、低コストで経済的にトンネル緩衝工４の性能を向上させることができる。

(7) この第１実施形態では、改良前の第１近似直線Ｌ₁と第２近似直線Ｌ₂との交点Ｐ₃の最適開度σ_optであり、改良前の開口部４ｅの最大総開口面積Ｓ₀であるときに、改良後の開口部４ｅの最大総開口面積Ｓ₁＞Ｓ₀×σ_optになるような改良工事が必要であると予測する。このため、改良後の開口部４ｅの最大総開口面積Ｓ₁を簡単に演算して予測することができ、改良後のトンネル緩衝工４に最低限必要な開口部４ｅの数又は大きさを容易に決定することができる。

(8) この第１実施形態では、改良前の第１近似直線Ｌ₁と第２近似直線Ｌ₂との交点Ｐ₃の最適開度σ_optであり、改良前の開口部４ｅの最大総開口面積Ｓ₀であり、改良後の開口部４ｅの最大総開口面積Ｓ₁であるときに、改良後の最適開度σ_opt1＝Ｓ₀×σ_opt／Ｓ₁になるような改良工事が必要であると予測する。このため、改良後の開口部４ｅの最大総開口面積Ｓ₁を事前に想定しておき、最大総開口面積Ｓ₁で改良工事を実施したときの改良後の最適開度σ_opt1を簡単に予測することができる。その結果、改良工事を実施する前に改良後の最適開度σ_opt1を予測することができ、トンネル緩衝工４の性能を予測することができる。

（第２実施形態）
以下では、図１～図４に示す部分と同一の部分については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
この第２実施形態では、トンネル内圧縮波に基づいてトンネル緩衝工４の性能を評価する第１実施形態とは異なり、トンネル微気圧波に基づいてトンネル緩衝工４の性能を評価する。

図４に示す圧力波検出装置５は、例えば、図１４（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示すように、列車１がトンネル坑口３ａに突入するときにトンネル３の反対側のトンネル坑口から外部に放射するトンネル微気圧波を検出する圧力計などの圧力変換装置である。圧力波検出装置５は、反対側のトンネル坑口から所定距離だけ離れた地点に設置されている。圧力波検出装置５は、検出したトンネル微気圧波を圧力波情報（圧力波検出信号）として性能評価装置６に出力する。

図４に示す性能評価装置６は、図１４（Ｂ）及び図１５（Ｂ）に示すように、全閉時の微気圧波波形Ｗ₃及び全開時の微気圧波波形Ｗ₄に発生する列車１の緩衝工突入時の第１ピークＰ₁及び列車１のトンネル突入時の第２ピークＰ₂に基づいて、トンネル緩衝工４の性能を評価する。性能評価装置６は、図１６及び図１７に示すように、開口部４ｅの開度及び微気圧波最大値（ピーク値）を座標軸とする座標系を想定したときに、開口部４ｅが全閉状態及び全開状態である場合の列車１の緩衝工突入時の第１ピークＰ₁の座標を結ぶ第１近似直線Ｌ₁と、開口部４ｅが全閉状態及び全開状態である場合の列車１のトンネル突入時の第２ピークＰ₂の座標を結ぶ第２近似直線Ｌ₂との交点Ｐ₃の微気圧波最大値Ｐ’_minが低減目標値Ｐ_tを超えているか否かを評価する。

図４に示す波形演算部９は、全閉時の微気圧波波形Ｗ₃及び全開時の微気圧波波形Ｗ₄を演算する。波形演算部９は、圧力波検出装置５の検出結果に基づいて、全閉時の微気圧波波形Ｗ₃及び全開時の微気圧波波形Ｗ₄を演算する。ここで、微気圧波波形Ｗ₃，Ｗ₄とは、トンネル坑口３ａに列車１が突入したときにトンネル３の反対側のトンネル坑口３ａから外部に放射されるトンネル微気圧波の波形である。波形演算部９は、トンネル３外に放射される圧力波の波形に基づいて、図１４（Ｂ）に示すような全閉時の微気圧波波形Ｗ₃と、図１５（Ｂ）に示すような全開時の微気圧波波形Ｗ₄とを演算する。波形演算部９は、演算後の全閉時の微気圧波波形Ｗ₃及び全開時の微気圧波波形Ｗ₄を波形情報（微気圧波波形情報）として制御部２０に出力する。

図４に示すピーク特定部１１は、全閉時の微気圧波波形Ｗ₃及び全開時の微気圧波波形Ｗ₄の第１ピークＰ₁及び第２ピークＰ₂を特定する。ピーク特定部１１は、図１４（Ｂ）に示す全閉時の微気圧波波形Ｗ₃及び図１５（Ｂ）に示す全開時の微気圧波波形Ｗ₄に発生する列車１の緩衝工突入時の第１ピークＰ₁を特定する。また、ピーク特定部１１は、図１４（Ｂ）に示す全閉時の微気圧波波形Ｗ₃及び図１５（Ｂ）に示す全開時の微気圧波波形Ｗ₄に発生する列車１のトンネル突入時の第２ピークＰ₂を特定する。

図４に示す座標系情報記憶部１３は、微気圧波最大値と開口部４ｅの開度とを座標軸とする座標系を座標系情報として記憶する。座標系情報記憶部１３は、開口部４ｅの開度と、第１ピークＰ₁及び第２ピークＰ₂の微気圧波（微気圧波最大値）とを座標軸とする座標系を座標系情報として記憶する。座標系情報記憶部１３は、例えば、図１６及び図１７に示すように、開度をｘ軸とし、微気圧波最大値をｙ軸とする直交座標系を座標系情報として記憶する。

図４に示す近似直線生成部１４は、図１４（Ｂ）及び図１６（Ａ）に示す全閉時の微気圧波波形Ｗ₃に発生する第１ピークＰ₁の座標(0,Ｐ₃₁)と、図１５（Ｂ）及び図１６（Ａ）に示す全開時の微気圧波波形Ｗ₄に発生する第１ピークＰ₁の座標(100,Ｐ₄₁)とを結ぶ第１近似直線Ｌ₁を生成する。また、近似直線生成部１４は、図１４（Ｂ）及び図１６（Ｂ）に示す全閉時の微気圧波波形Ｗ₃に発生する第２ピークＰ₂の座標(0,Ｐ₃₂)と、図１５（Ｂ）及び図１６（Ｂ）に示す全開時の微気圧波波形Ｗ₄に発生する第２ピークＰ₂の座標(100,Ｐ₄₂)とを結ぶ第２近似直線Ｌ₂を生成する。ここで、図１６（Ａ）～（Ｃ）に示す縦軸は微気圧波最大値であり、横軸は開度(%)である。

図４に示す性能評価部１６は、開口部４ｅが全閉状態である場合に測定される全閉時の微気圧波波形Ｗ₃と、開口部４ｅが全開状態である場合に測定される全開時の微気圧波波形Ｗ₄とに基づいて、トンネル緩衝工４の性能を評価する。性能評価部１６は、図１６（Ｃ）及び図１７（Ｃ）に示す交点Ｐ₃の微気圧波最大値Ｐ’_min及び最適開度σ_optを予測する。性能評価部１６は、近似直線生成部１４が生成する第１近似直線Ｌ₁と第２近似直線Ｌ₂との交点Ｐ₃の微気圧波最大値Ｐ’_minが低減目標値Ｐ_tを超えているか否かを評価する。性能評価部１６は、交点Ｐ₃の微気圧波最大値Ｐ’_minが低減目標値Ｐ_tを超えているときには、トンネル緩衝工４の性能が不十分であり、トンネル緩衝工４を延伸する延伸工事が必要であると評価する。評価情報記憶部１７は、例えば、交点Ｐ₃の微気圧波最大値Ｐ’_minなどを評価情報として記憶する。表示部１９は、例えば、図１４及び図１５に示すような波形演算部９が演算する全閉時の微気圧波波形Ｗ₃及び全開時の微気圧波波形Ｗ₄などを画面上に表示する。制御部２０は、全閉時の微気圧波波形Ｗ₃及び全開時の微気圧波波形Ｗ₄の演算を波形演算部９に指令する。

次に、この発明の第２実施形態に係るトンネル緩衝工の性能評価方法を説明する。
図１１に示す波形演算工程＃１２０では、全閉時の微気圧波波形Ｗ₃及び全開時の微気圧波波形Ｗ₄を演算する。波形演算工程＃１２０では、図１４（Ｂ）に示すように、トンネル緩衝工４の開口部４ｅを全閉状態にしたときの全閉時の微気圧波波形Ｗ₃を波形演算部９が演算する。また、波形演算工程＃１２０では、図１５（Ｂ）に示すように、トンネル緩衝工４の開口部４ｅを全開状態にしたときの全開時の微気圧波波形Ｗ₄を波形演算部９が演算する。

ピーク特定工程＃１３０では、全閉時の微気圧波波形Ｗ₃及び全開時の微気圧波波形Ｗ₄の第１ピークＰ₁及び第２ピークＰ₂を特定する。ピーク特定工程＃１３０では、図１４（Ｂ）に示すように、全閉時の微気圧波波形Ｗ₃の第１ピークＰ₁及び第２ピークＰ₂をピーク特定部１１が特定する。また、ピーク特定工程＃１３０では、図１５（Ｂ）に示すように、全開時の微気圧波波形Ｗ₄の第１ピークＰ₁及び第２ピークＰ₂をピーク特定部１１が特定する。

近似直線生成工程＃１４０では、図１４（Ｂ）及び図１６（Ａ）に示す全閉時の微気圧波波形Ｗ₃に発生する第１ピークＰ₁の座標(0,Ｐ₃₁)と、図１５（Ｂ）及び図１６（Ａ）に示す全開時の微気圧波波形Ｗ₄に発生する第１ピークＰ₁の座標(100,Ｐ₄₁)とを結ぶ第１近似直線Ｌ₁を生成する。また、近似直線生成部１４は、図１４（Ｂ）及び図１６（Ｂ）に示す全閉時の微気圧波波形Ｗ₃に発生する第２ピークＰ₂の座標(0,Ｐ₃₂)と、図１５（Ｂ）及び図１６（Ｂ）に示す全開時の微気圧波波形Ｗ₄に発生する第２ピークＰ₂の座標(100,Ｐ₄₂)とを結ぶ第２近似直線Ｌ₂を生成する。

性能評価工程＃１５０では、開口部４ｅが全閉状態である場合に測定される全閉時の微気圧波波形Ｗ₃と、開口部４ｅが全開状態である場合に測定される全開時の微気圧波波形Ｗ₄とに基づいて、トンネル緩衝工４の性能を評価する。性能評価工程＃１５０では、図１６（Ｃ）に示すように、第１近似直線Ｌ₁と第２近似直線Ｌ₂との交点Ｐ₃の微気圧波最大値Ｐ’_minが低減目標値Ｐ_tを超えているときには、トンネル緩衝工４の性能が不十分であると評価する。

次に、この発明の第２実施形態に係るトンネル緩衝工の性能評価装置の動作について説明する。
以下では、図１２及び図１３に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
図１８に示すＳ１１０において、微気圧波波形Ｗ₃，Ｗ₄の波形演算処理を制御部２０が実行する。全閉時の微気圧波波形Ｗ₃及び全開時の微気圧波波形Ｗ₄の演算を波形演算部９に制御部２０が指令する。その結果、図１４（Ａ）に示すように、開口部４ｅを全閉状態にした場合に検出された圧力波に基づいて、図１４（Ｂ）に示すように全閉時の微気圧波波形Ｗ₃を波形演算部９が演算する。また、図１５（Ａ）に示すように、開口部４ｅを全開状態にした場合に検出された圧力波に基づいて、図１５（Ｂ）に示すように全開時の微気圧波波形Ｗ₄を波形演算部９が演算する。

Ｓ１２０において、ピーク特定処理を制御部２０が実行する。全閉時の微気圧波波形Ｗ₃及び全開時の微気圧波波形Ｗ₄の第１ピークＰ₁及び第２ピークＰ₂の特定をピーク特定部１１に制御部２０が指令する。その結果、図１４（Ａ）に示すように、トンネル緩衝工４の開口部４ｅを全閉状態にした場合に検出された全閉時の微気圧波波形Ｗ₃に基づいて、図１４（Ｂ）に示すように第１ピークＰ₁及び第２ピークＰ₂をピーク特定部１１が特定する。また、図１５（Ａ）に示すように、トンネル緩衝工４の開口部４ｅを全開状態にした場合に検出された全開時の微気圧波波形Ｗ₄に基づいて、図１５（Ｂ）に示すように第１ピークＰ₁及び第２ピークＰ₂をピーク特定部１１が特定する。

Ｓ１３０において、近似直線生成処理を制御部２０が実行する。図１６（Ａ）に示すように、開口部４ｅを全閉状態にしたときの第１ピークＰ₁の座標(0,Ｐ₃₁)と、開口部４ｅを全開状態にしたときの第１ピークＰ₁の座標(100,Ｐ₄₁)とを結ぶ第１近似直線Ｌ₁を近似直線生成部１４が生成する。また、図１６（Ｂ）に示すように、開口部４ｅを全閉状態にしたときの第２ピークＰ₂の座標(0,Ｐ₃₂)と、開口部４ｅを全開状態にしたときの第２ピークＰ₂の座標(100,Ｐ₄₂)とを結ぶ第２近似直線Ｌ₂を近似直線生成部１４が生成する。

図１８に示すＳ１４１において、交点Ｐ₃の微気圧波最大値Ｐ’_minが低減目標値Ｐ_tを超えているか否かを性能評価部１６が判断する。図１６（Ｃ）に示すように、第１近似直線Ｌ₁と第２近似直線Ｌ₂との交点Ｐ₃の微気圧波最大値Ｐ’_minが低減目標値Ｐ_tを超えると性能評価部１６が判断したときにはＳ１４２に進む。一方、第１近似直線Ｌ₁と第２近似直線Ｌ₂との交点Ｐ₃の微気圧波最大値Ｐ’_minが低減目標値Ｐ_t以下であると性能評価部１６が判断したときにはＳ１４３に進む。

Ｓ１４２において、トンネル緩衝工４の性能が不十分であると性能評価部１６が評価する。交点Ｐ₃の微気圧波最大値Ｐ’_minが低減目標値Ｐ_tを超える場合には、トンネル緩衝工４の性能が不十分であり、トンネル緩衝工４を延伸する延伸工事が必要であると性能評価部１６が評価する。

Ｓ１４４において、開口部４ｅの開度が最適開度σ_optであると性能評価部１６が予測する。微気圧波最大値を低減するためには、微気圧波波形Ｗ₃，Ｗ₄の第１ピークＰ₁と第２ピークＰ₂とがほぼ同じ高さになるように、開口部４ｅを最適開度に設定する必要がある。その結果、全閉時の微気圧波波形Ｗ₃及び全開時の微気圧波波形Ｗ₄の第１ピークＰ₁と第２ピークＰ₂とがほぼ同じ高さになるまで、開口部４ｅの開度を微調整することによって、より一層最適な開度に開口部４ｅの開度が設定されて、トンネル微気圧波が低減される。

Ｓ１４５において、改良後の最適開度（新しい最適開度）σ_opt1を性能評価部１６が予測する。例えば、図１７（Ｂ）に示すように、開口部４ｅの全開時に測定される第１ピークＰ₁の微気圧波最大値Ｐ₄₁が、開口部４ｅの全開時に測定される第２ピークＰ₂の微気圧波最大値Ｐ₄₂よりも大きい場合には、トンネル緩衝工４の開口部４ｅの開口面積又は数が不足している。この場合には、図１６（Ｂ）（Ｃ）に示すように、開口部４ｅの全開時に測定される第１ピークＰ₁の圧力勾配最大値Ｐ₄₁が、開口部４ｅの全開時に測定される第２ピークＰ₂の微気圧波最大値Ｐ₄₂よりも小さくなる（第１近似直線Ｌ₁と第２近似直線Ｌ₂とが開度100%以下で交差する）まで開口部４ｅを追加又は拡大する必要がある。その結果、トンネル緩衝工４の開口部４ｅの開度が適切に設定されて、トンネル緩衝工の性能が向上する。

この発明の第２実施形態に係るトンネル緩衝工の性能評価方法とその性能評価装置には、第１実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
(1) この第２実施形態では、全閉時の微気圧波波形Ｗ₃及び全開時の微気圧波波形Ｗ₄に発生する列車１の緩衝工突入時の第１ピークＰ₁を特定するとともに、全閉時の微気圧波波形Ｗ₃及び全開時の微気圧波波形Ｗ₄に発生する列車１のトンネル突入時の第２ピークＰ₂を特定する。また、この第２実施形態では、第１ピークＰ₁及び第２ピークＰ₂に基づいて、トンネル緩衝工４の性能を評価する。このため、全閉時の微気圧波波形Ｗ₃及び全開時の微気圧波波形Ｗ₄を測定し、第１ピークＰ₁及び第２ピークＰ₂を解析することによって、トンネル緩衝工４の性能を短時間で簡単に評価することができる。

(2) この第２実施形態では、第１ピークＰ₁及び第２ピークＰ₂の微気圧波最大値Ｐ₃₁，Ｐ₃₂，Ｐ₄₁，Ｐ₄₂と開口部４ｅの開度とを座標軸とする座標系を想定する。また、この第２実施形態では、全閉時の微気圧波波形Ｗ₃に発生する第１ピークＰ₁の座標(0,Ｐ₃₁)と、全開時の微気圧波波形Ｗ₄に発生する第１ピークＰ₁の座標(100,Ｐ₄₁)とを結ぶ第１近似直線Ｌ₁を生成する。また、この第２実施形態では、全閉時の微気圧波波形Ｗ₃に発生する第２ピークＰ₂の座標(0,Ｐ₃₂)と、全開時の微気圧波波形Ｗ₄に発生する第２ピークＰ₂の座標(100,Ｐ₄₂)とを結ぶ第２近似直線Ｌ₂を生成する。さらに、この第２実施形態では、第１近似直線Ｌ₁及び第２近似直線Ｌ₂に基づいて、トンネル緩衝工４の性能を評価する。このため、第１近似直線Ｌ₁及び第２近似直線Ｌ₂を利用して、トンネル緩衝工４の性能を簡単に短時間で評価することができる。

(3) この第２実施形態では、第１近似直線Ｌ₁と第２近似直線Ｌ₂との交点Ｐ₃の微気圧波最大値Ｐ’_minが低減目標値Ｐ_tを超えるときには、トンネル緩衝工４を延伸する延伸工事が必要であると評価する。このため、交点Ｐ₃の微気圧波最大値Ｐ’_minと低減目標値Ｐ_tとの大小関係に基づいて、トンネル緩衝工４の性能を簡単に評価して、トンネル緩衝工４の延伸工事の必要性を早急に判断することができる。また、トンネル緩衝工４の延伸工事の要否を模型実験などの結果から経験的に判断する必要がなくなり、定量的及び合理的に判断することができる。

（第３実施形態）
この第３実施形態では、トンネル緩衝工４の開口部４ｅの開度が全閉状態及び全開状態である場合にそれぞれ測定される圧力波に基づいて、トンネル緩衝工４の性能を評価する第１実施形態及び第２実施形態とは異なり、トンネル緩衝工４の開口部４ｅの開度が全閉状態及び全開状態以外の異なる開度である場合にそれぞれ測定される圧力波に基づいて、トンネル緩衝工４の性能を評価する。

図４に示す性能評価装置６は、開口部４ｅが開度α及び開度βである場合の列車１の緩衝工突入時の第１ピークＰ₁の座標を結ぶ第１近似直線Ｌ₁と、開口部４ｅが開度α及び開度βである場合の列車１のトンネル突入時の第２ピークＰ₂の座標を結ぶ第２近似直線Ｌ₂との交点Ｐ₃の圧力勾配最大値Ｐ_minが低減目標値Ｐ_tを超えているか否かを評価する。圧力波情報記憶部８は、開口部４ｅの開度αであるときに圧力波検出装置５が出力する圧力波情報を記憶するとともに、開口部４ｅが開度βであるときに圧力波検出装置５が出力する圧力波情報とを記憶する。

波形演算部９は、開度α時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁及び開度β時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂を演算する。波形演算部９は、演算後の開度α時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁及び開度β時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂を波形情報（圧力勾配波形情報）として制御部２０に出力する。波形情報記憶部１０は、開口部４ｅが開度αであるときに波形演算部９が演算する波形情報を記憶するとともに、開口部４ｅが開度βであるときに波形演算部９が演算する波形情報を記憶する。

ピーク特定部１１は、開度α時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁及び開度β時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂の第１ピークＰ₁及び第２ピークＰ₂を特定する。ピーク特定部１１は、図５（Ｂ）に示す第１ピークＰ₁及び図６（Ｂ）に示す第２ピークＰ₂にそれぞれ対応する開口部４ｅの開度α,β及び圧力勾配Ｐ_α1，Ｐ_β1，Ｐ_α2，Ｐ_β2をピーク情報として制御部２０に出力する。ピーク情報記憶部１２は、開口部４ｅが開度αであるときにピーク特定部１１が特定するピーク情報を記憶するとともに、開口部４ｅが開度βであるときにピーク特定部１１が特定するピーク情報を記憶する。

近似直線生成部１４は、図１９（Ａ）に示すように、開度α時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁に発生する第１ピークＰ₁の座標(α,Ｐ_α1)と、開度β時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂に発生する第１ピークＰ₁の座標(β,Ｐ_β1)とを結ぶ第１近似直線Ｌ₁を生成する。また、近似直線生成部１４は、図１９（Ｂ）に示すように、開度α時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁に発生する第２ピークＰ₂の座標(α,Ｐ_α2)と、開度β時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂に発生する第２ピークＰ₂の座標(β,Ｐ_β2)とを結ぶ第２近似直線Ｌ₂を生成する。

図４に示す性能評価部１６は、開口部４ｅが開度αである場合に測定される開度α時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁と、開口部４ｅが開度βである場合に測定される開度β時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂とに基づいて、トンネル緩衝工４の性能を評価する。表示部１９は、例えば、波形演算部９が演算する開度α時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁及び開度β時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂などを画面上に表示する。制御部２０は、開度α時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁及び開度β時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂の演算を波形演算部９に指令する。

次に、この発明の第３実施形態に係るトンネル緩衝工の性能評価方法を説明する。
図１１に示す圧力波検出工程＃１１０では、トンネル緩衝工４の開口部４ｅを開度αにした場合に、トンネル３に突入する列車１によって発生する圧力波を圧力波検出装置５が検出する。また、圧力波検出工程＃１１０では、トンネル緩衝工４の開口部４ｅを開度βにした場合に、トンネル３に突入する列車１によって発生する圧力波を圧力波検出装置５が検出する。

波形演算工程＃１２０では、トンネル緩衝工４の開口部４ｅを開度αにしたときの開度α時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁を波形演算部９が演算する。また、波形演算工程＃１２０では、トンネル緩衝工４の開口部４ｅを開度βにしたときの開度β時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂を波形演算部９が演算する。ピーク特定工程＃１３０では、開度α時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁の第１ピークＰ₁及び第２ピークＰ₂をピーク特定部１１が特定する。また、ピーク特定工程＃１３０では、開度β時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂の第１ピークＰ₁及び第２ピークＰ₂をピーク特定部１１が特定する。

近似直線生成工程＃１４０では、開度α時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁に発生する第１ピークＰ₁の座標(α,Ｐ_α1)と、開度β時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂に発生する第１ピークＰ₁の座標(β,Ｐ_β1)とを結ぶ第１近似直線Ｌ₁を生成する。また、近似直線生成部１４は、開度α時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁に発生する第２ピークＰ₂の座標(α,Ｐ_α2)と、開度β時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂に発生する第２ピークＰ₂の座標(β,Ｐ_β2)とを結ぶ第２近似直線Ｌ₂を生成する。性能評価工程＃１５０は、開口部４ｅが開度αである場合に測定される開度α時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁と、開口部４ｅが開度βである場合に測定される開度β時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂とに基づいて、トンネル緩衝工４の性能を評価する。

次に、この発明の第３実施形態に係るトンネル緩衝工の性能評価装置の動作について説明する。
図１２に示すＳ１１０において、開度α時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁及び開度β時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂の演算を波形演算部９に制御部２０が指令する。その結果、開口部４ｅを開度αにした場合に検出された圧力波に基づいて、開度α時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁を波形演算部９が演算する。また、開口部４ｅを開度βにした場合に検出された圧力波に基づいて、開度β時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂を波形演算部９が演算する。

Ｓ１２０において、開度α時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁及び開度β時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂の第１ピークＰ₁及び第２ピークＰ₂の特定をピーク特定部１１に制御部２０が指令する。その結果、トンネル緩衝工４の開口部４ｅを開度αにした場合に検出された開度α時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁に基づいて、第１ピークＰ₁及び第２ピークＰ₂をピーク特定部１１が特定する。また、トンネル緩衝工４の開口部４ｅを開度βにした場合に検出された開度β時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂に基づいて、第１ピークＰ₁及び第２ピークＰ₂をピーク特定部１１が特定する。

Ｓ１３０において、近似直線生成処理を制御部２０が実行する。その結果、開口部４ｅを開度αにしたときの第１ピークＰ₁の座標(α,Ｐ_α1)と、開口部４ｅを開度βにしたときの第１ピークＰ₁の座標(β,Ｐ_β1)とを結ぶ第１近似直線Ｌ₁を近似直線生成部１４が生成する。また、開口部４ｅを開度αにしたときの第２ピークＰ₂の座標(α,Ｐ_α2)と、開口部４ｅを開度βにしたときの第２ピークＰ₂の座標(β,Ｐ_β2)とを結ぶ第２近似直線Ｌ₂を近似直線生成部１４が生成する。

図１３に示すＳ１４５において、改良後の最適開度（新しい最適開度）σ_opt1を性能評価部１６が予測する。例えば、図２０（Ｂ）に示すように、開口部４ｅの開度β時に測定される第１ピークＰ₁の圧力勾配最大値Ｐ_β1が、開口部４ｅの開度β時に測定される第２ピークＰ₂の圧力勾配最大値Ｐ_β2よりも大きい場合には、トンネル緩衝工４の開口部４ｅの開口面積又は数が不足している。この場合には、図１９（Ｂ）（Ｃ）に示すように、開口部４ｅの開度β時に測定される第１ピークＰ₁の圧力勾配最大値Ｐ_β1が、開口部４ｅの開度β時に測定される第２ピークＰ₂の圧力勾配最大値Ｐ_β2よりも小さくなる（第１近似直線Ｌ₁と第２近似直線Ｌ₂とが開度100%以下で交差する）まで開口部４ｅを追加又は拡大する必要がある。

この発明の第３実施形態に係るトンネル緩衝工の性能評価方法とその性能評価装置には、第１実施形態及び第２実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
この第３実施形態では、トンネル緩衝工４の開口部４ｅが開度αである場合に測定される開度α時の圧力波形と、この開口部４ｅが開度βである場合に測定される開度β時の圧力波形とに基づいて、このトンネル緩衝工の性能を評価する。例えば、開口部４ｅを開閉する開閉部材の枚数が不足しており、全ての開口部４ｅを開閉できない構造のトンネル緩衝工４や、この開閉部材の可動領域に制約があり、全ての開口部４ｅを全閉状態及び／又は全開状態にできない構造のトンネル緩衝工４が存在する場合がある。この第３実施形態では、開口部４ｅが全閉状態及び全開状態以外の任意の異なる開度α，βであるときの圧力波形に基づいて、開口部４ｅの最適開度σ_optを予測するとともに、トンネル緩衝工４の性能を評価することができる。例えば、開口部４ｅの開度を可能な限り開閉状態（例えば20%,80%）にしたときに測定される圧力勾配最大値に基づいて、第１近似直線Ｌ₁及び第２近似直線Ｌ₂を生成し、交点Ｐ₃の圧力勾配最大値Ｐ_minに基づいて、開口部４ｅの最適開度σ_optを設定したり、トンネル緩衝工４の性能を評価したりすることができる。その結果、開口部４ｅを全閉状態にするための開閉部材を多数用意する必要がなくなって、開口部４ｅの最適開度σ_optを低コストで設定し、トンネル緩衝工４の性能を低コストで評価することができる。

（他の実施形態）
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、移動体が列車１である場合を例に挙げて説明したが、磁気浮上式鉄道又は自動車などの他の移動体についても、この発明を適用することができる。また、この実施形態では、固定構造物がトンネル３及びトンネル緩衝工４である場合を例に挙げて説明したが、固定構造物をこれらに限定するものではない。例えば、雪崩を通過させるために山腹斜面から線路上を覆う庇状のスノーシェッド（雪崩防護工）、吹雪、地吹雪による線路上の吹き溜まりの発生を防止するために線路上を覆うスノーシェルタ、斜面から転落又は落下してくる落石を通過させるために線路上を覆う落石覆い（落石防護工）、線路上を立体的に交差する橋梁又は高架橋などの立体交差、線路上部に駅本屋が存在する橋上駅（橋上建物）、線路を超えるために線路上に架け渡された跨線橋などの固定構造物についても、この発明を適用することができる。さらに、この実施形態では、列車１が新幹線列車である場合を例に挙げて説明したが、在来線を走行する在来線列車、又は新幹線と在来線とを相互に走行可能な新在直通運転用の列車などについても、この発明を適用することができる。

(2) この実施形態では、軌道２が複線である場合を例に挙げて説明したが、軌道２が単線又は複々線である場合についてもこの発明を適用することができる。また、この実施形態では、トンネル緩衝工４の断面形状が半円形である場合を例に挙げて説明したが、四角形又は六角形のような多角形である場合についても、この発明を適用することができる。さらに、この実施形態では、開口部４ｅの形状が四角形である場合を例に挙げて説明したが、円形、楕円形又は多角形である場合についても、この発明を適用することができる。

(3) この実施形態では、トンネル緩衝工４の側壁４ｃ，４ｄの長さ方向に開口部４ｅが形成されている場合を例に挙げて説明したが、トンネル緩衝工４の天部４ｂの長さ方向に開口部４ｅが形成されている場合についても、この発明を適用することができる。また、この実施形態では、トンネル緩衝工４に開口部４ｅが複数形成されている場合について説明したが、トンネル緩衝工４に開口部４ｅが単数形成されている場合についても、この発明を適用することができる。さらに、この実施形態では、スリット状の開口部４ｅを有するトンネル緩衝工４を例に挙げて説明したが、離散窓状の開口部４ｅを有するトンネル緩衝工、離散窓状及びスリット状の開口部４ｅを組み合わせたトンネル緩衝工、大きさの異なる複数のスリット状及び離散窓状の開口部４ｅを組み合わせたトンネル緩衝工についても、この発明を適用することができる。

(4) この実施形態では、一枚の開度調整部４ｆによって複数の開口部４ｅを開閉する場合を例に挙げて説明したが、各開口部４ｅに対応する複数の開度調整部４ｆによって複数の開口部４ｅをそれぞれ開閉する場合についても、この発明を適用することができる。また、この実施形態では、開度調整部４ｆが長板状又はシャッタ状の開閉部材である場合を例に挙げて説明したが、カーテン状の開閉部材又は作動流体によって膨張伸縮する袋状の開閉部材などである場合についても、この発明を適用することができる。さらに、この実施形態では、複数の開口部４ｅを高さ方向のみに開閉してこの複数の開口部４ｅの大きさを調整する開口部高さ調整方式を例に挙げて説明したが、このような調整方式にこの発明を限定するものではない。例えば、開度調整部４ｆが複数の開口部４ｅを長さ方向のみに開閉して、この複数の開口部４ｅの大きさを調整する開口部位置調整方式によって、この複数の開口部４ｅの開度を最適に調整する場合についても、この発明を適用することができる。

(5) この実施形態では、全閉時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁又は微気圧波波形Ｗ₃の検出後に、全開時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂又は微気圧波波形Ｗ₄の検出をする場合を例に挙げて説明したが、全開時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₂又は微気圧波波形Ｗ₄の検出後に、全閉時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形Ｗ₁又は微気圧波波形Ｗ₃の検出をする場合についても、この発明を適用することができる。同様に、第１ピークＰ₁を特定した後に、第２ピークＰ₂を特定する場合を例に挙げて説明したが、第２ピークＰ₂を特定した後に、第１ピークＰ₁を特定する場合についても、この発明を適用することができる。また、第１近似直線Ｌ₁を生成した後に、第２近似直線Ｌ₂を生成する場合を例に挙げて説明したが、第２近似直線Ｌ₂を生成した後に、第１近似直線Ｌ₁を生成する場合についても、この発明を適用することができる。

(6) この実施形態では、開度をｘ軸とし、圧力勾配最大値又は微気圧波最大値をｙ軸とする直交座標系を座標系情報として座標系情報記憶部１３が記憶する場合を例に挙げて説明したが、圧力勾配最大値又は微気圧波最大値をｘ軸とし、開度をｙ軸とする直交座標系を座標系情報として座標系情報記憶部１３が記憶する場合についても、この発明を適用することができる。また、この第３実施形態では、交点Ｐ₃の圧力勾配最大値Ｐ_minに基づいて、トンネル緩衝工４の性能を評価する場合を例に挙げて説明したが、交点Ｐ₃の微気圧波最大値Ｐ’_minに基づいて、トンネル緩衝工４の性能を評価する場合についても、この発明を適用することができる。

１ 列車（移動体）
２ 軌道
３ トンネル
３ａ トンネル坑口
４ トンネル緩衝工
４ａ 緩衝工口
４ｂ 天部
４ｃ，４ｄ 側壁
４ｅ 開口部
４ｆ 開度調整部
５ 圧力波検出装置
６ 性能評価装置
９ 波形演算部
１１ ピーク特定部
１３ 座標系情報記憶部
１４ 近似直線生成部
１６ 性能評価部
２０ 制御部
Ｗ₁ 全閉時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形
Ｗ₂ 全開時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形
Ｗ₃ 全閉時の微気圧波の波形
Ｗ₄ 全開時の微気圧波の波形
Ｐ₁ 第１ピーク（緩衝工突入時のピーク）
Ｐ₂ 第２ピーク（トンネル突入時のピーク）
Ｐ₁₁，Ｐ₁₂，Ｐ₂₁，Ｐ₂₂ 圧力勾配最大値
Ｐ_min 交点の圧力勾配最大値（予測される圧力勾配最大値）
Ｐ’_min 交点の微気圧波最大値（予測される微気圧波最大値）
Ｐ_t 低減目標値
Ｌ₁ 第１近似直線
Ｌ₂ 第２近似直線
Ｐ₃ 交点
σ_opt 最適開度（交点Ｐ₃の開度(予測される最適開度))
σ_opt1 改良後の最適開度（新しい最適開度）
Ｓ₀ 改良前の開口部の最大総開口面積
Ｓ₁ 改良後の開口部の最大総開口面積
Ｓ_opt 開口部の最適総開口面積

Claims (13)

1. 移動体が突入するトンネル坑口を覆うトンネル緩衝工の性能を評価するトンネル緩衝工の性能評価方法であって、
   前記トンネル緩衝工の長さ方向に形成された開口部が第１の開度である場合に測定される第１の開度時の圧力波形と、前記開口部が第２の開度である場合に測定される第２の開度時の圧力波形とに基づいて、このトンネル緩衝工によるトンネル微気圧波の低減効果をこのトンネル緩衝工の性能として評価する性能評価工程を含むこと、
   を特徴とするトンネル緩衝工の性能評価方法。
2. 請求項１に記載のトンネル緩衝工の性能評価方法において、
   前記第１の開度時及び前記第２の開度時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形に発生する前記移動体の緩衝工突入時の第１ピークを特定するとともに、
   前記第１の開度時及び前記第２の開度時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形に発生する前記移動体のトンネル突入時の第２ピークを特定するピーク特定工程を含み、
   前記性能評価工程は、前記第１及び前記第２ピークに基づいて、前記トンネル緩衝工の性能を評価する工程を含むこと、
   を特徴とするトンネル緩衝工の性能評価方法。
3. 請求項１に記載のトンネル緩衝工の性能評価方法において、
   前記第１の開度時及び前記第２の開度時のトンネル微気圧波の波形に発生する前記移動体の緩衝工突入時の第１ピークを特定するとともに、
   前記第１の開度時及び前記第２の開度時のトンネル微気圧波の波形に発生する前記移動体のトンネル突入時の第２ピークを特定するピーク特定工程を含み、
   前記性能評価工程は、前記第１及び前記第２ピークに基づいて、前記トンネル緩衝工の性能を評価する工程を含むこと、
   を特徴とするトンネル緩衝工の性能評価方法。
4. 請求項２に記載のトンネル緩衝工の性能評価方法において、
   前記第１及び前記第２ピークの圧力勾配と前記開口部の開度とを座標軸とする座標系を想定したときに、
   前記第１の開度時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形に発生する前記第１ピークの座標と、前記第２の開度時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形に発生する前記第１ピークの座標とを結ぶ第１近似直線を生成するとともに、
   前記第１の開度時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形に発生する前記第２ピークの座標と、前記第２の開度時のトンネル内圧縮波の圧力勾配波形に発生する前記第２ピークの座標とを結ぶ第２近似直線を生成する近似直線生成工程を含み、
   前記性能評価工程は、前記第１近似直線及び前記第２近似直線に基づいて、前記トンネル緩衝工の性能を評価する工程を含むこと、
   を特徴とするトンネル緩衝工の性能評価方法。
5. 請求項４に記載のトンネル緩衝工の性能評価方法において、
   前記性能評価工程は、前記第１近似直線と前記第２近似直線との交点の圧力勾配最大値が低減目標値を超えるときには、前記トンネル緩衝工を延伸する延伸工事が必要であると評価する工程を含むこと、
   を特徴とするトンネル緩衝工の性能評価方法。
6. 請求項３に記載のトンネル緩衝工の性能評価方法において、
   前記第１及び前記第２ピークの微気圧波と前記開口部の開度とを座標軸とする座標系を想定したときに、
   前記第１の開度時のトンネル微気圧波の波形に発生する前記第１ピークの座標と、前記第２の開度時のトンネル微気圧波の波形に発生する前記第１ピークの座標とを結ぶ第１近似直線を生成するとともに、
   前記第１の開度時のトンネル微気圧波の波形に発生する前記第２ピークの座標と、前記第２の開度時のトンネル微気圧波の波形に発生する前記第２ピークの座標とを結ぶ第２近似直線を生成する近似直線生成工程を含み、
   前記性能評価工程は、前記第１近似直線及び前記第２近似直線に基づいて、前記トンネル緩衝工の性能を評価する工程を含むこと、
   を特徴とするトンネル緩衝工の性能評価方法。
7. 請求項６に記載のトンネル緩衝工の性能評価方法において、
   前記性能評価工程は、前記第１近似直線と前記第２近似直線との交点の微気圧波最大値が低減目標値を超えるときには、前記トンネル緩衝工を延伸する延伸工事が必要であると評価する工程を含むこと、
   を特徴とするトンネル緩衝工の性能評価方法。
8. 請求項４から請求項７までのいずれか１項に記載のトンネル緩衝工の性能評価方法において、
   前記性能評価工程は、前記第１近似直線と前記第２近似直線との交点の開度が100%以下であるときには、この交点付近の開度を前記開口部の最適開度として予測する工程を含むこと、
   を特徴とするトンネル緩衝工の性能評価方法。
9. 請求項４から請求項８までのいずれか１項に記載のトンネル緩衝工の性能評価方法において、
   前記性能評価工程は、前記第１近似直線と前記第２近似直線との交点の開度が100%を超えるときには、前記開口部を追加又は拡大する改良工事が必要であると予測する工程を含むこと、
   を特徴とするトンネル緩衝工の性能評価方法。
10. 請求項９に記載のトンネル緩衝工の性能評価方法において、
    前記性能評価工程は、改良前の前記第１近似直線と前記第２近似直線との交点の開度σ_optであり、改良前の前記開口部の最大総開口面積Ｓ₀であるときに、改良後の前記開口部の最大総開口面積Ｓ₁＞Ｓ₀×σ_optになるような改良工事が必要であると予測する工程を含むこと、
    を特徴とするトンネル緩衝工の性能評価方法。
11. 請求項９又は請求項１０に記載のトンネル緩衝工の性能評価方法において、
    前記性能評価工程は、改良前の前記第１近似直線と前記第２近似直線との交点の開度σ_optであり、改良前の前記開口部の最大総開口面積Ｓ₀であり、改良後の前記開口部の最大総開口面積Ｓ₁であるときに、改良後の最適開度σ_opt1＝Ｓ₀×σ_opt／Ｓ₁になるような改良工事が必要であると予測する工程を含むこと、
    を特徴とするトンネル緩衝工の性能評価方法。
12. 請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載のトンネル緩衝工の性能評価方法において、
    前記性能評価工程は、前記トンネル緩衝工の開口部が全閉状態である場合に測定される全閉時の圧力波形と、この開口部が全開状態である場合に測定される全開時の圧力波形とに基づいて、このトンネル緩衝工の性能を評価する工程を含むこと、
    を特徴とするトンネル緩衝工の性能評価方法。
13. 移動体が突入するトンネル坑口を覆うトンネル緩衝工の性能を評価するトンネル緩衝工の性能評価装置であって、
    前記トンネル緩衝工の長さ方向に形成された開口部が第１の開度である場合に測定される第１の開度時の圧力波形と、前記開口部が第２の開度である場合に測定される第２の開度時の圧力波形とに基づいて、このトンネル緩衝工によるトンネル微気圧波の低減効果をこのトンネル緩衝工の性能として評価する性能評価部を備えること、
    を特徴とするトンネル緩衝工の性能評価装置。

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