JPWO2020194371A1 - Underground cavity inspection system and underground cavity inspection method - Google Patents

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Abstract

本発明の一態様にかかる地下空洞検査システム（１）は、地下に埋設された管路内に設置され、ミューオンを検出可能な検出器（１１）と、管路が伸びる方向における検出器の位置を調整可能な位置調整部（１２）と、検出器（１１）で検出されたミューオンのフラックス情報を解析して、前記地下における空洞の位置を特定する解析部（１３）と、を備える。本発明により、地下における空洞を容易に検査することが可能な地下空洞検査システムを提供することができる。The underground cavity inspection system (1) according to one aspect of the present invention is installed in a pipeline buried underground, and has a detector (11) capable of detecting muons and the position of the detector in the direction in which the pipeline extends. It is provided with a position adjusting unit (12) capable of adjusting the above, and an analysis unit (13) that analyzes the muon flux information detected by the detector (11) and identifies the position of the cavity in the basement. INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide an underground cavity inspection system capable of easily inspecting an underground cavity.

Description

本発明は地下空洞検査システム、及び地下空洞検査方法に関し、特に地下に形成された空洞を検査するための地下空洞検査システム、及び地下空洞検査方法に関する。 The present invention relates to an underground cavity inspection system and an underground cavity inspection method, and more particularly to an underground cavity inspection system for inspecting a cavity formed underground and an underground cavity inspection method.

社会インフラ設備の一つとして、送電線や通信ケーブルなどを地下に埋設するための地下管路がある。地下管路の内部には通線管が設けられており、送電線や通信ケーブルなどはこの通線管内に収容される。 As one of the social infrastructure facilities, there is an underground pipeline for burying power transmission lines and communication cables underground. A line pipe is provided inside the underground pipeline, and transmission lines, communication cables, etc. are housed in this line pipe.

特許文献１には、既設管と新管との間隙に充填されたモルタルの充填状態を検査する方法が開示されている。特許文献１に開示されている技術では、既設管と新管との間隙に充填されたモルタルの充填状態を超音波を用いて検査している。 Patent Document 1 discloses a method of inspecting the filling state of the mortar filled in the gap between the existing pipe and the new pipe. In the technique disclosed in Patent Document 1, the filling state of the mortar filled in the gap between the existing pipe and the new pipe is inspected by using ultrasonic waves.

特開昭６１−２８６６８４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 61-286648

上述のように、地下には地下管路（以下、単に管路とも記載する）などの様々なインフラ設備が埋設されている。このようなインフラ設備が経年劣化すると、地下に空洞ができる場合がある。また、地下水などの自然環境の影響によっても地下に空洞ができる場合がある。このように地下に空洞ができると、地表面が陥没するなどの問題が発生する。したがって、地下に形成されている空洞を容易に検査することができる技術が必要とされている。 As mentioned above, various infrastructure facilities such as underground pipelines (hereinafter, also simply referred to as pipelines) are buried underground. When such infrastructure equipment deteriorates over time, cavities may form underground. In addition, there are cases where cavities are formed underground due to the influence of the natural environment such as groundwater. When a cavity is formed underground in this way, problems such as the collapse of the ground surface occur. Therefore, there is a need for a technique that can easily inspect the cavities formed underground.

上記課題に鑑み本発明の目的は、地下に形成されている空洞を容易に検査することが可能な地下空洞検査システム、及び地下空洞検査方法を提供することである。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an underground cavity inspection system capable of easily inspecting a cavity formed underground, and an underground cavity inspection method.

本発明の一態様にかかる地下空洞検査システムは、地下に埋設された管路内に設置され、ミューオンを検出可能な検出器と、前記管路が伸びる方向における前記検出器の位置を調整可能な位置調整部と、前記検出器で検出されたミューオンのフラックス情報を解析して、前記地下における空洞の位置を特定する解析部と、を備える。 The underground cavity inspection system according to one aspect of the present invention is installed in a pipeline buried underground, and can adjust the position of a detector capable of detecting muons and the detector in the direction in which the pipeline extends. It includes a position adjusting unit and an analysis unit that analyzes the muon flux information detected by the detector and identifies the position of the cavity in the basement.

本発明の一態様にかかる地下空洞検査方法は、地下に埋設された管路内に設置された検出器を用いてミューオンを検出し、前記検出器で検出されたミューオンのフラックス情報を解析して、前記地下における空洞の位置を特定する。 In the underground cavity inspection method according to one aspect of the present invention, muons are detected by using a detector installed in a pipeline buried underground, and the flux information of muons detected by the detector is analyzed. , Identify the location of the cavity in the basement.

本発明により、地下に形成されている空洞を容易に検査することが可能な地下空洞検査システム、及び地下空洞検査方法を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide an underground cavity inspection system capable of easily inspecting a cavity formed underground, and an underground cavity inspection method.

実施の形態にかかる地下空洞検査システムの構成例を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the configuration example of the underground cavity inspection system which concerns on embodiment. 実施の形態にかかる地下空洞検査システムの使用状態を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the use state of the underground cavity inspection system which concerns on embodiment. 実施の形態にかかる地下空洞検査システムの使用状態を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the use state of the underground cavity inspection system which concerns on embodiment. 実施の形態にかかる地下空洞検査システムの使用状態を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the use state of the underground cavity inspection system which concerns on embodiment. 実施の形態にかかる地下空洞検査システムの使用状態を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the use state of the underground cavity inspection system which concerns on embodiment. 実施の形態にかかる地下空洞検査システムの使用状態を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the use state of the underground cavity inspection system which concerns on embodiment. 実施の形態にかかる地下空洞検査システムの使用状態を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the use state of the underground cavity inspection system which concerns on embodiment. 実施の形態にかかる地下空洞検査システムの他の構成例を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating another configuration example of the underground cavity inspection system which concerns on embodiment. 実施の形態にかかる地下空洞検査方法を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the underground cavity inspection method which concerns on embodiment.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
本実施の形態にかかる地下空洞検査システムでは、ミュオグラフィー技術を用いている。ミュオグラフィーは、天空から降り注ぐ宇宙線ミューオンを線源としており、ミューオンの高い透過性を利用することで、観察対象物の内部を非破壊で観察・可視化することができる技術である。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The underground cavity inspection system according to this embodiment uses a muography technique. Muonography is a technology that uses the cosmic ray muons that fall from the sky as the radiation source, and by utilizing the high transparency of muons, it is possible to observe and visualize the inside of the object to be observed non-destructively.

ミュオグラフィーでは、観察対象物を通過したミューオンの数を、検出器を用いて測定する必要がある。検出器に入射するミューオンの経路は、検出器の天頂方向を基準軸とした場合の天頂角θと地平面における方位角φとを用いて表すことができる。観察対象物を通過したミューオンは、その飛行経路に存在する物質の密度に応じてエネルギー損失量が変化する。エネルギー損失が大きくなると、観察対象物の原子核との散乱が大きくなり、検出器から外れた飛行経路を辿ることになる。これはミューオン数の減少として観測される。 In muography, it is necessary to measure the number of muons that have passed through the object to be observed using a detector. The path of the muon incident on the detector can be expressed by using the zenith angle θ when the zenith direction of the detector is used as the reference axis and the azimuth angle φ in the ground plane. The amount of energy lost by a muon that has passed through an object to be observed changes according to the density of substances present in its flight path. When the energy loss becomes large, the object to be observed scatters with the nucleus becomes large, and the flight path deviates from the detector is followed. This is observed as a decrease in the number of muons.

したがってミュオグラフィーでは、観察対象物を通過したミューオンの数を観測することで、観察対象物の内部を非破壊で調べることができる。具体的には、ミューオンのフラックス（すなわち、単位時間、単位面積、単位立体角当たりの方向別飛来数）を観測することで、観察対象物の内部を調べることができる。以下、本実施の形態にかかる地下空洞検査システムについて詳細に説明する。 Therefore, in muography, the inside of an observation object can be examined non-destructively by observing the number of muons that have passed through the observation object. Specifically, by observing the muon flux (that is, the unit time, the unit area, and the number of arrivals in each direction per unit solid angle), the inside of the observation object can be examined. Hereinafter, the underground cavity inspection system according to the present embodiment will be described in detail.

図１は、本実施の形態にかかる地下空洞検査システムの構成例を説明するためのブロック図である。図１に示すように、本実施の形態にかかる地下空洞検査システム１は、検出器１１、位置調整部１２、及び解析部１３を備える。 FIG. 1 is a block diagram for explaining a configuration example of the underground cavity inspection system according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the underground cavity inspection system 1 according to the present embodiment includes a detector 11, a position adjusting unit 12, and an analysis unit 13.

図２、図３は、本実施の形態にかかる地下空洞検査システムの使用状態を説明するための断面図である。図２は管路２２の断面図、図３は管路２２が伸びる方向における断面図である。図２に示すように、管路２２は断面が略円形の鋼管を用いて構成されており、地下２１に埋設されている。管路２２の内部には、地下空洞検査システム１の検出器１１が設けられている。 2 and 3 are cross-sectional views for explaining a usage state of the underground cavity inspection system according to the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view of the pipeline 22, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the pipeline 22 in the extending direction. As shown in FIG. 2, the pipeline 22 is constructed by using a steel pipe having a substantially circular cross section, and is buried underground 21. Inside the pipeline 22, a detector 11 of the underground cavity inspection system 1 is provided.

図３に示すように、管路２２は地下２１において水平方向に伸びており、管路２２の両端部には各々地下サイト３１、３２が設けられている。例えば、管路２２を検査する際は、各々の地下サイト３１、３２に人が入って作業する。また、上述のように管路２２には検出器１１が設けられている。検出器１１は、管路２２が伸びる方向に沿って移動することができる。例えば、検出器１１の形状は円筒形状とすることができる。 As shown in FIG. 3, the pipeline 22 extends in the horizontal direction in the underground 21, and underground sites 31 and 32 are provided at both ends of the pipeline 22, respectively. For example, when inspecting the pipeline 22, a person enters and works at each of the underground sites 31 and 32. Further, as described above, the detector 11 is provided in the pipeline 22. The detector 11 can move along the direction in which the pipeline 22 extends. For example, the shape of the detector 11 can be a cylindrical shape.

図２、図３に示すように、地下２１には空洞２６ができる場合がある。具体的には、地下２１に埋設されているインフラ設備の経年劣化や自然環境の影響によって地下２１の任意の場所に未知の空洞２６ができる場合がある。このように地下２１に空洞２６ができると、地表面が陥没したりするなどの問題が発生する。本実施の形態にかかる地下空洞検査システム１では、このような地下２１の空洞２６を非破壊で検査することができる。 As shown in FIGS. 2 and 3, a cavity 26 may be formed in the underground 21. Specifically, an unknown cavity 26 may be formed at an arbitrary location in the underground 21 due to aged deterioration of the infrastructure equipment buried in the underground 21 or the influence of the natural environment. When the cavity 26 is formed in the underground 21 in this way, problems such as the ground surface sinking occur. In the underground cavity inspection system 1 according to the present embodiment, such a cavity 26 of the underground 21 can be inspected non-destructively.

図１に示す検出器１１は、上述のように管路２２の内部に設けられている。検出器１１は、位置調整部１２を用いて管路２２が伸びる方向に沿って位置を調整可能に構成されている。例えば、位置調整部１２は、ボールねじとモータとを用いて構成することができる。具体的には、ボールねじの可動部（ナット）に検出器１１を固定し、モータを用いてねじ軸を回転させることで検出器１１（可動部）を移動させることができる。このとき、ロータリエンコーダ等を用いてモータの回転数を計測することで、検出器１１の位置を検出することができる。検出器１１の位置情報は、位置調整部１２から解析部１３に供給される。例えば、検出器１１の投入位置を原点として、管路２２内における検出器１１の位置を特定することができる。 The detector 11 shown in FIG. 1 is provided inside the pipeline 22 as described above. The detector 11 is configured so that the position can be adjusted along the direction in which the pipeline 22 extends by using the position adjusting unit 12. For example, the position adjusting unit 12 can be configured by using a ball screw and a motor. Specifically, the detector 11 (movable part) can be moved by fixing the detector 11 to the movable part (nut) of the ball screw and rotating the screw shaft using a motor. At this time, the position of the detector 11 can be detected by measuring the rotation speed of the motor using a rotary encoder or the like. The position information of the detector 11 is supplied from the position adjusting unit 12 to the analysis unit 13. For example, the position of the detector 11 in the pipeline 22 can be specified with the insertion position of the detector 11 as the origin.

また、例えば位置調整部１２は、ワイヤーと、ワイヤーを巻き取る巻取機と、を用いて構成してもよい。具体的には、検出器１１にワイヤーを取り付け、このワイヤーを巻取機で巻き取ることで、検出器１１の位置を調整することができる。ワイヤーの巻き取りはモータを用いて行ってもよく、また手動で行ってもよい。例えば検出器１１に小型のカメラを搭載しておき、管路２２の継ぎ目などを目印として、検出器１１の位置を特定してもよい。検出器１１の位置の特定は人が行ってもよく、この場合は人が解析部１３に検出器１１の位置情報を入力してもよい。 Further, for example, the position adjusting unit 12 may be configured by using a wire and a winder for winding the wire. Specifically, the position of the detector 11 can be adjusted by attaching a wire to the detector 11 and winding the wire with a winder. The wire may be wound by using a motor or manually. For example, a small camera may be mounted on the detector 11 and the position of the detector 11 may be specified by using a joint of the pipeline 22 or the like as a mark. The position of the detector 11 may be specified by a person. In this case, the person may input the position information of the detector 11 into the analysis unit 13.

また、管路２２には砂などの充填剤が充填されていてもよい。この場合は、例えば、検出器１１とドリルとが一体化されたロボットを管路２２内に設置してもよい。ドリルで充填剤を掘りながらロボットが移動することで、検出器１１を管路２２内において移動させることができる。 Further, the pipeline 22 may be filled with a filler such as sand. In this case, for example, a robot in which the detector 11 and the drill are integrated may be installed in the pipeline 22. By moving the robot while digging the filler with a drill, the detector 11 can be moved in the pipeline 22.

検出器１１は、地下２１を通過したミューオンを検出可能に構成されている。検出器１１で検出されたミューオンに関する情報は解析部１３に供給される。なお、解析部１３は、検出器１１および位置調整部１２と離間した位置（つまり別々の場所）に設けてもよい。 The detector 11 is configured to be able to detect muons that have passed underground 21. Information about muons detected by the detector 11 is supplied to the analysis unit 13. The analysis unit 13 may be provided at a position (that is, at a separate location) away from the detector 11 and the position adjusting unit 12.

検出器１１には、例えば、原子核乾板、シンチレータ、ガスタイプの検出器などを用いることができる。原子核乾板は、フィルム形状の検出器である。一例を挙げると、原子核乾板は、プラスチックのベースの上にＡｇＢｒの結晶とゼラチンで構成されるジェルを塗布した構造を持つ。このＡｇの結晶部分にミューオン（荷電粒子）の軌跡が残るように構成されている。また、原子核乾板を焦点深度を変えつつスキャニングし、各焦点深さで点として観測されるミューオンの痕跡を線として復元することで、ミューオンの入射方向を特定することができる。 For the detector 11, for example, a nuclear emulsion, a scintillator, a gas type detector, or the like can be used. The nuclear emulsion is a film-shaped detector. As an example, a nuclear emulsion has a structure in which a gel composed of AgBr crystals and gelatin is applied on a plastic base. It is configured so that the locus of muons (charged particles) remains in the crystal portion of this Ag. In addition, the incident direction of muons can be specified by scanning the nuclear emulsion while changing the depth of focus and restoring the traces of muons observed as points at each depth of focus as lines.

シンチレータは、ミューオン（荷電粒子）がプラスチックなどの半透明な物質中を通過する際に発するシンチレーション光を利用する検出器である。シンチレーション光は、光電子増倍管を用いて増幅されて信号として取り出される。 A scintillator is a detector that uses scintillation light emitted when muons (charged particles) pass through a translucent substance such as plastic. The scintillation light is amplified using a photomultiplier tube and extracted as a signal.

ガスタイプの検出器は、気体中をミューオンが飛行するときに、気体を構成する分子が持つ電子がミューオンとのクーロン力相互作用によって分子から叩き出され、分子がイオン化する現象を利用して、ミューオンを検出する検出器である。叩き出された電子を強い外部電場で加速することで、増幅した電気信号を作り出すことができる。ガスタイプの検出器として、例えば、多線比例式検出器（ＭＷＰＣ：Multi-Wire Proportional Chamber）を用いることができる。また、ガスタイプの検出器は、検出器内部を通過したミューオンの空間的な位置情報を取得することができる。ミューオンの空間的な位置情報をリアルタイムで取得できる点を考慮すると、ガスタイプの検出器を用いることが好ましい。なお、本実施の形態において使用する検出器１１は上述の検出器に限定されることはなく、これら以外の検出器を用いてもよい。 The gas type detector utilizes the phenomenon that when a muon flies in a gas, the electrons of the molecules that make up the gas are knocked out of the molecule by the Coulomb force interaction with the muon, and the molecule is ionized. A detector that detects muons. By accelerating the knocked out electrons with a strong external electric field, an amplified electric signal can be created. As the gas type detector, for example, a multi-wire proportional detector (MWPC: Multi-Wire Proportional Chamber) can be used. In addition, the gas type detector can acquire the spatial position information of the muon that has passed through the inside of the detector. Considering that the spatial position information of muons can be acquired in real time, it is preferable to use a gas type detector. The detector 11 used in the present embodiment is not limited to the above-mentioned detectors, and detectors other than these may be used.

図１に示す解析部１３は、検出器１１で検出されたミューオンのフラックス情報を解析して、地下２１における空洞２６の位置を特定する。具体的に説明すると、位置調整部１２は、管路２２内の複数の位置に検出器１１を移動させる。検出器１１は、管路２２内の複数の位置においてミューオンを検出する。解析部１３は、複数の位置で検出されたミューオンのフラックス情報と、当該フラックス情報を取得した複数の位置の位置情報と、を用いて、地下２１における空洞２６の位置を特定する。 The analysis unit 13 shown in FIG. 1 analyzes the flux information of the muon detected by the detector 11 to identify the position of the cavity 26 in the underground 21. Specifically, the position adjusting unit 12 moves the detector 11 to a plurality of positions in the pipeline 22. The detector 11 detects muons at a plurality of positions in the pipeline 22. The analysis unit 13 identifies the position of the cavity 26 in the underground 21 by using the flux information of the muon detected at the plurality of positions and the position information of the plurality of positions where the flux information is acquired.

すなわち、本実施の形態にかかる地下空洞検査システムは、管路２２内において検出器１１の移動（位置調整）、ミューオンの測定、フラックス情報の解析、検出器１１の移動（位置調整）、ミューオンの測定、フラックス情報の解析、・・・、を繰り返すことで、地下２１における空洞２６の位置を特定することができる。 That is, in the underground cavity inspection system according to the present embodiment, the movement of the detector 11 (position adjustment), the measurement of muons, the analysis of flux information, the movement of the detector 11 (position adjustment), and the muons in the pipeline 22 By repeating the measurement, the analysis of the flux information, ..., The position of the cavity 26 in the underground 21 can be specified.

図４に示すように地下２１に空洞がない場合と、図５に示すように地下２１に空洞２６がある場合とでは、検出器１１で検出されるミューオンのフラックスが異なる。すなわち、観測されるミューオンの数は、ミューオンが通過する経路の密度と長さに依存する。具体的には、ミューオンが通過する経路の密度が高い場合は、ミューオンが経路上で散乱される確率が高くなるため、観測されるミューオンの数が少なくなる。逆に、ミューオンが通過する経路の密度が低い場合は、ミューオンが経路上で散乱される確率が低くなるため、観測されるミューオンの数が多くなる。 The flux of muons detected by the detector 11 differs between the case where there is no cavity in the underground 21 as shown in FIG. 4 and the case where there is a cavity 26 in the underground 21 as shown in FIG. That is, the number of muons observed depends on the density and length of the path that the muons take. Specifically, when the density of the path through which muons pass is high, the probability that muons are scattered on the path is high, so that the number of observed muons is small. On the contrary, when the density of the path through which the muon passes is low, the probability that the muon is scattered on the path is low, so that the number of observed muons is large.

具体的に説明すると、図４に示すミューオンの経路４１、及び図５に示すミューオンの経路４６では、共にミューオンの経路に空洞２６が存在しないので、ミューオンの経路４１のフラックスとミューオンの経路４６のフラックスは同程度となる。 Specifically, in both the muon path 41 shown in FIG. 4 and the muon path 46 shown in FIG. 5, since the cavity 26 does not exist in the muon path, the flux of the muon path 41 and the muon path 46 The flux will be about the same.

一方、図４に示すミューオンの経路４２には空洞が存在しないが、図５に示すミューオンの経路４７には空洞２６が存在するので、図５に示すミューオンの経路４７のフラックスのほうが、図４に示したミューオンの経路４２のフラックスよりも多くなる。つまり、図５に示すミューオンの経路４７では、砂よりも密度の低い空洞２６（空気）をミューオンが通過するため、図４に示したミューオンの経路４２よりも、空洞２６の分だけフラックスが多くなる。 On the other hand, the muon path 42 shown in FIG. 4 does not have a cavity, but the muon path 47 shown in FIG. 5 has a cavity 26. Therefore, the flux of the muon path 47 shown in FIG. 5 is better than that of the muon path 47 shown in FIG. It is larger than the flux of the muon path 42 shown in. That is, in the muon path 47 shown in FIG. 5, since the muon passes through the cavity 26 (air) having a density lower than that of sand, the flux is larger by the amount of the cavity 26 than the muon path 42 shown in FIG. Become.

同様に、図４に示すミューオンの経路４３には空洞が存在しないが、図５に示すミューオンの経路４８には空洞２６が存在するので、図５に示すミューオンの経路４８のフラックスのほうが、図４に示したミューオンの経路４３のフラックスよりも多くなる。 Similarly, the muon path 43 shown in FIG. 4 does not have a cavity, but the muon path 48 shown in FIG. 5 has a cavity 26. Therefore, the flux of the muon path 48 shown in FIG. 5 is shown in FIG. It is larger than the flux of the muon path 43 shown in 4.

本実施の形態にかかる地下空洞検査システム１は、このような測定を検出器１１を中心とした各々の天頂角θおよび各々の方位角φにおいて実施している。したがって、地下の様々な方向において空洞を検査することができる。 The underground cavity inspection system 1 according to the present embodiment carries out such measurement at each zenith angle θ and each azimuth angle φ centered on the detector 11. Therefore, cavities can be inspected in various directions underground.

このように本実施の形態にかかる地下空洞検査システム１では、管路２２内に検出器１１を設け、管路２２内の複数の位置においてミューオンを検出し、検出されたミューオンのフラックス情報を用いて地下２１の空洞２６の位置を特定している。ミューオンは天空のあらゆる方向から飛来するので、ミューオンを用いることで地下２１の空洞２６を容易に検査することができる。 As described above, in the underground cavity inspection system 1 according to the present embodiment, the detector 11 is provided in the pipeline 22, muons are detected at a plurality of positions in the conduit 22, and the flux information of the detected muons is used. The position of the cavity 26 of the underground 21 is specified. Since muons fly from all directions in the sky, muons can be used to easily inspect the cavity 26 in the underground 21.

更に、本実施の形態にかかる地下空洞検査システム１では、予め設置されている既設管路２２の内部に検出器１１を設けているので、地下２１に検出器１１を容易に設置することができる。 Further, in the underground cavity inspection system 1 according to the present embodiment, since the detector 11 is provided inside the existing pipeline 22 installed in advance, the detector 11 can be easily installed in the underground 21. ..

図６に示すように、解析部１３は、複数の位置におけるフラックス情報と、当該フラックス情報を取得した複数の位置の位置情報と、を用いて、複数の空洞２６、２９の情報を分離してもよい。具体的に説明すると、例えば検出器１１_２の位置でミューオンを検出した場合、ミューオンの検出範囲は範囲５２となる。この場合は、空洞２６の位置と空洞２９の位置とが垂直方向において重なっているので、空洞２６の情報と空洞２９の情報とを分離することは困難である。 As shown in FIG. 6, the analysis unit 13 separates the information of the plurality of cavities 26 and 29 by using the flux information at a plurality of positions and the position information of the plurality of positions where the flux information is acquired. May be good. Specifically, for example, when a muon is detected at the position of the detector 11_2, the muon detection range is the range 52. In this case, since the position of the cavity 26 and the position of the cavity 29 overlap in the vertical direction, it is difficult to separate the information of the cavity 26 and the information of the cavity 29.

一方、検出器１１_１の位置でミューオンを検出した場合はミューオンの検出範囲は範囲５１であるので、空洞２９のみを検出することができる。また、検出器１１_３の位置でミューオンを検出した場合はミューオンの検出範囲は範囲５３であるので、空洞２９のみを検出することができる。そして解析部１３は、検出器１１_２の位置におけるフラックス情報に加えて、検出器１１_１の位置におけるフラックス情報及び検出器１１_３の位置におけるフラックス情報の少なくとも一方を更に用いる。これにより、空洞２６の情報と空洞２９の情報とを分離することができる。すなわち、トモグラフィーを用いることで、空洞２６の情報と空洞２９の情報とを分離することができる。 On the other hand, when the muon is detected at the position of the detector 11_1, the muon detection range is the range 51, so that only the cavity 29 can be detected. Further, when the muon is detected at the position of the detector 11_3, the muon detection range is the range 53, so that only the cavity 29 can be detected. Then, in addition to the flux information at the position of the detector 11_2, the analysis unit 13 further uses at least one of the flux information at the position of the detector 11_1 and the flux information at the position of the detector 11_3. Thereby, the information of the cavity 26 and the information of the cavity 29 can be separated. That is, by using tomography, the information of the cavity 26 and the information of the cavity 29 can be separated.

例えば、解析部１３は、検出器１１から各々の空洞２６、２９までの距離を求め、当該求めた距離に応じて各々の空洞２６、２９の危険度をスコア化するようにしてもよい。例えば、解析部１３は、空洞の位置が地表に近いほど危険度が高くなるようにしてもよい。具体的には、解析部１３は、空洞２９のほうが空洞２６よりも地表に近いので、空洞２９のほうが危険度を示すスコアが高くなるようにしてもよい。 For example, the analysis unit 13 may obtain the distance from the detector 11 to the respective cavities 26 and 29, and score the degree of risk of the respective cavities 26 and 29 according to the obtained distance. For example, the analysis unit 13 may set the risk level to be higher as the position of the cavity is closer to the ground surface. Specifically, the analysis unit 13 may set the cavity 29 to have a higher score indicating the degree of danger because the cavity 29 is closer to the ground surface than the cavity 26.

また、本実施の形態では、解析部１３は、検出器１１に到達したミューオンの経路上に存在する構造物の情報を更に用いて、地下２１における空洞２６の位置を特定してもよい。例えば、図７に示すように、地下２１には管路２２以外にも様々な構造物６１が埋設されている。例えば、構造物６１は他の管路や地下鉄などである。また、地上にも様々な構造物６２、６３が存在する。例えば、構造物６２はビルであり、構造物６３は戸建て住宅である。 Further, in the present embodiment, the analysis unit 13 may specify the position of the cavity 26 in the underground 21 by further using the information of the structure existing on the path of the muon reaching the detector 11. For example, as shown in FIG. 7, various structures 61 other than the pipeline 22 are buried in the underground 21. For example, the structure 61 is another pipeline, subway, or the like. In addition, there are various structures 62 and 63 on the ground. For example, the structure 62 is a building and the structure 63 is a detached house.

このような構造物６１〜６３がミューオンの経路上に存在すると、検出器１１で検出されるミューオンの数（フラックス）に影響が出てくる。つまり、構造物６１は土（砂）と異なる密度を有する。また、構造物６２、６３は空気と異なる密度を有する。したがって、ミューオンの経路上に構造物６１〜６３が存在すると、検出器１１で検出されたミューオンのフラックス情報を解析する際に、これらがノイズとして現れる。具体的には、検出器１１_１の位置でミューオンを検出する場合は、検出器１１_１の検出範囲５１に構造物６１、６２、６３が含まれるので、構造物６１、６２、６３の影響を受ける。検出器１１_２の位置でミューオンを検出する場合は、検出器１１_２の検出範囲５２に構造物６２、６３が含まれるので、構造物６２、６３の影響を受ける。同様に、検出器１１_３の位置でミューオンを検出する場合は、検出器１１_３の検出範囲５３に構造物６２、６３が含まれるので、構造物６２、６３の影響を受ける。 If such structures 61 to 63 are present on the muon path, the number of muons (flux) detected by the detector 11 will be affected. That is, the structure 61 has a density different from that of soil (sand). Further, the structures 62 and 63 have a density different from that of air. Therefore, if the structures 61 to 63 are present on the muon path, they appear as noise when analyzing the muon flux information detected by the detector 11. Specifically, when the muon is detected at the position of the detector 11_1, the detection range 51 of the detector 11_1 includes the structures 61, 62, 63, and is therefore affected by the structures 61, 62, 63. When the muon is detected at the position of the detector 11_2, the structures 62 and 63 are included in the detection range 52 of the detector 11_2, so that the structures 62 and 63 are affected. Similarly, when the muon is detected at the position of the detector 11_3, the structures 62 and 63 are included in the detection range 53 of the detector 11_3, so that the structures 62 and 63 are affected.

このような場合、解析部１３は、検出器１１_１〜１１_３に到達したミューオンの経路上に存在する構造物６１、６２、６３の情報を更に用いて、地下２１における空洞２６の位置を特定してもよい。このとき、構造物６１、６２、６３の情報として、構造物６１、６２、６３を構成している材料の密度に関する情報を用いてもよい。 In such a case, the analysis unit 13 further uses the information of the structures 61, 62, and 63 existing on the path of the muon reaching the detectors 11_1 to 11_3 to specify the position of the cavity 26 in the underground 21. May be good. At this time, as the information of the structures 61, 62, 63, the information regarding the density of the materials constituting the structures 61, 62, 63 may be used.

例えば、ミューオンの経路上に想定よりも密度の高い構造物がある場合は、検出されるミューオンの数が、想定されるミューオンの数よりも少なくなる。解析部１３は、この少なくなった分のミューオンの数を補正することで、構造物に起因するノイズを除去することができる。逆に、ミューオンの経路上に想定よりも密度の低い構造物がある場合は、検出されるミューオンの数が、想定されるミューオンの数よりも多くなる。解析部１３は、この多くなった分のミューオンの数を補正することで、構造物に起因するノイズを除去することができる。 For example, if there are structures on the muon path that are denser than expected, the number of muons detected will be less than the expected number of muons. The analysis unit 13 can remove the noise caused by the structure by correcting the number of muons corresponding to the reduced amount. Conversely, if there are structures on the muon path that are less dense than expected, the number of muons detected will be greater than the expected number of muons. The analysis unit 13 can remove the noise caused by the structure by correcting the number of muons corresponding to the increased amount.

このとき解析部１３は、各々の構造物６１、６２、６３の種類に応じて、ミューオン数の補正量を変えてもよい。例えば、構造物６２と構造物６３とを比較すると、構造物６２はビルであるので、構造物６３（戸建て住宅）よりも密度が高く、また高さも高い。この場合、解析部１３は、構造物６２の補正量を構造物６３の補正量よりも大きくすることで、ミューオン数をより正確に補正することができる。 At this time, the analysis unit 13 may change the correction amount of the number of muons according to the types of the structures 61, 62, and 63, respectively. For example, comparing the structure 62 and the structure 63, since the structure 62 is a building, it has a higher density and a higher height than the structure 63 (detached house). In this case, the analysis unit 13 can correct the number of muons more accurately by making the correction amount of the structure 62 larger than the correction amount of the structure 63.

例えば、解析部１３は、ミューオンを検出した際の検出器１１の位置情報と地図情報とを用いて、検出器１１の位置に対応する構造物の情報を取得してもよい。例えば、解析部１３はデータベース（不図示）に接続されており、このデータベースには、地図情報として、位置情報と構造物（建物、地下鉄、管路など）の情報とが対応づけて格納されている。解析部１３は、データベースを参照することで、検出器１１の位置に対応する構造物の情報を取得することができる。 For example, the analysis unit 13 may acquire information on the structure corresponding to the position of the detector 11 by using the position information and the map information of the detector 11 when the muon is detected. For example, the analysis unit 13 is connected to a database (not shown), and in this database, position information and structure information (buildings, subways, pipelines, etc.) are stored in association with each other as map information. There is. The analysis unit 13 can acquire information on the structure corresponding to the position of the detector 11 by referring to the database.

図８は、本実施の形態にかかる地下空洞検査システムの他の構成例を説明するための断面図である。本実施の形態にかかる地下空洞検査システムでは、図８に示すように、管路２２内に複数の検出器１１ａ〜１１ｃを設けてもよい。複数の検出器１１ａ〜１１ｃは、連結部材１５ａ、１５ｂを用いて互いに直列に連結してもよい。このように、複数の検出器１１ａ〜１１ｃを互いに直列に連結することで、複数の検出器１１ａ〜１１ｃの管路内における位置を同時に調整可能することができる。 FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining another configuration example of the underground cavity inspection system according to the present embodiment. In the underground cavity inspection system according to the present embodiment, as shown in FIG. 8, a plurality of detectors 11a to 11c may be provided in the pipeline 22. The plurality of detectors 11a to 11c may be connected in series with each other by using the connecting members 15a and 15b. In this way, by connecting the plurality of detectors 11a to 11c in series with each other, the positions of the plurality of detectors 11a to 11c in the pipeline can be adjusted at the same time.

複数の検出器１１ａ〜１１ｃを用いた場合は、１つの検出器を用いた場合よりも、管路２２全体を検査するのに必要な時間を短縮することができる。 When a plurality of detectors 11a to 11c are used, the time required for inspecting the entire pipeline 22 can be shortened as compared with the case where one detector is used.

図９は、本実施の形態にかかる地下空洞検査方法を説明するためのフローチャートである。本実施の形態にかかる地下空洞検査方法は、上述の地下空洞検査システム１を用いることで実施することができる。 FIG. 9 is a flowchart for explaining the underground cavity inspection method according to the present embodiment. The underground cavity inspection method according to the present embodiment can be carried out by using the above-mentioned underground cavity inspection system 1.

本実施の形態にかかる地下空洞検査方法では、まず管路２２内に設置された検出器１１を用いてミューオンを検出する（ステップＳ１）。そして、検出器１１で検出されたミューオンのフラックス情報を解析して、地下２１における空洞２６の位置を特定する（ステップＳ２）。 In the underground cavity inspection method according to the present embodiment, first, a muon is detected by using a detector 11 installed in the pipeline 22 (step S1). Then, the flux information of the muon detected by the detector 11 is analyzed to identify the position of the cavity 26 in the underground 21 (step S2).

具体的には、管路２２内の複数の位置に検出器１１を移動させて、管路２２内の複数の位置においてミューオンを検出する。そして、複数の位置で検出されたミューオンのフラックス情報と、当該フラックス情報を取得した複数の位置の位置情報と、を用いることで、地下２１における空洞２６の位置を特定することができる。更に、本実施の形態にかかる地下空洞検査方法では、検出器１１に到達したミューオンの経路上に存在する構造物の情報を更に用いて、地下２１における空洞２６の位置を特定してもよい。 Specifically, the detector 11 is moved to a plurality of positions in the pipeline 22 to detect muons at a plurality of positions in the pipeline 22. Then, the position of the cavity 26 in the underground 21 can be specified by using the flux information of the muon detected at the plurality of positions and the position information of the plurality of positions where the flux information is acquired. Further, in the underground cavity inspection method according to the present embodiment, the position of the cavity 26 in the underground 21 may be specified by further using the information of the structure existing on the path of the muon reaching the detector 11.

なお、本実施の形態にかかる地下空洞検査方法については、上述した地下空洞検査システムの動作と同様であるので重複した説明は省略する。本実施の形態にかかる地下空洞検査方法により、地下に形成されている空洞を容易に検査することが可能になる。 Since the underground cavity inspection method according to the present embodiment is the same as the operation of the underground cavity inspection system described above, duplicate description will be omitted. According to the underground cavity inspection method according to the present embodiment, it becomes possible to easily inspect the cavity formed underground.

以上、本発明を上記実施の形態に即して説明したが、本発明は上記実施の形態の構成にのみ限定されるものではなく、本願特許請求の範囲の請求項の発明の範囲内で当業者であればなし得る各種変形、修正、組み合わせを含むことは勿論である。 Although the present invention has been described above in accordance with the above-described embodiment, the present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment, and is within the scope of the claimed invention within the scope of the claims of the present application. Of course, it includes various modifications, modifications, and combinations that can be made by a person skilled in the art.

１ 地下空洞検査システム
１１ 検出器
１２ 位置調整部
１３ 解析部
２１ 地下
２２ 管路
２６、２９ 空洞
３１、３２ 地下サイト
６１、６２、６３ 構造物1 Underground cavity inspection system 11 Detector 12 Position adjustment unit 13 Analysis unit 21 Underground 22 Pipeline 26, 29 Cavity 31, 32 Underground site 61, 62, 63 Structure

Claims (10)

地下に埋設された管路内に設置され、ミューオンを検出可能な検出器と、
前記管路が伸びる方向における前記検出器の位置を調整可能な位置調整部と、
前記検出器で検出されたミューオンのフラックス情報を解析して、前記地下における空洞の位置を特定する解析部と、を備える、
地下空洞検査システム。A detector that can detect muons installed in a pipeline buried underground,
A position adjusting unit capable of adjusting the position of the detector in the direction in which the pipeline extends, and a position adjusting unit.
It includes an analysis unit that analyzes the flux information of muons detected by the detector and identifies the position of the cavity in the basement.
Underground cavity inspection system. 前記位置調整部は、前記管路内の複数の位置に前記検出器を移動させ、
前記検出器は、前記管路内の複数の位置においてミューオンを検出し、
前記解析部は、前記複数の位置で検出されたミューオンのフラックス情報と、当該フラックス情報を取得した前記複数の位置の位置情報と、を用いて、前記地下における空洞の位置を特定する、請求項１に記載の地下空洞検査システム。The position adjusting unit moves the detector to a plurality of positions in the pipeline, and causes the detector to move.
The detector detects muons at multiple locations within the pipeline and
The analysis unit identifies the position of the cavity in the basement by using the flux information of the muon detected at the plurality of positions and the position information of the plurality of positions from which the flux information has been acquired. The underground cavity inspection system according to 1. 前記解析部は、前記複数の位置におけるフラックス情報と、当該フラックス情報を取得した前記複数の位置の位置情報と、を用いて、前記検出器から前記空洞までの距離を求め、当該求めた距離に応じて前記検出された空洞の危険度をスコア化する、請求項２に記載の地下空洞検査システム。 The analysis unit obtains the distance from the detector to the cavity by using the flux information at the plurality of positions and the position information of the plurality of positions from which the flux information has been acquired, and obtains the obtained distance. The underground cavity inspection system according to claim 2, wherein the risk of the detected cavity is scored accordingly. 前記解析部は、前記検出器に到達したミューオンの経路上に存在する構造物の情報を更に用いて、前記地下における空洞の位置を特定する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の地下空洞検査システム。 The analysis unit according to any one of claims 1 to 3, further using the information of the structure existing on the path of the muon reaching the detector to identify the position of the cavity in the underground. Underground cavity inspection system. 前記構造物の情報には、前記構造物を構成している材料の密度に関する情報が含まれている、請求項４に記載の地下空洞検査システム。 The underground cavity inspection system according to claim 4, wherein the information on the structure includes information on the density of the materials constituting the structure. 前記解析部は、前記検出器の位置情報と地図情報とを用いて、前記検出器の位置に対応する前記構造物の情報を取得する、請求項４または５に記載の地下空洞検査システム。 The underground cavity inspection system according to claim 4 or 5, wherein the analysis unit acquires information on the structure corresponding to the position of the detector by using the position information and the map information of the detector. 前記管路内には、互いに直列に連結された複数の前記検出器が配置されており、
前記位置調整部は、前記連結されている複数の検出器の前記管路内における位置を同時に調整可能に構成されている、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の地下空洞検査システム。A plurality of the detectors connected in series with each other are arranged in the pipeline.
The position adjusting unit is configured so that the positions of the plurality of connected detectors in the pipeline can be adjusted at the same time.
The underground cavity inspection system according to any one of claims 1 to 6. 地下に埋設された管路内に設置された検出器を用いてミューオンを検出し、
前記検出器で検出されたミューオンのフラックス情報を解析して、前記地下における空洞の位置を特定する、
地下空洞検査方法。Detecting muons using a detector installed in a pipeline buried underground,
The muon flux information detected by the detector is analyzed to identify the position of the cavity in the basement.
Underground cavity inspection method. 前記管路内の複数の位置に前記検出器を移動させて、前記管路内の複数の位置においてミューオンを検出し、
前記複数の位置で検出されたミューオンのフラックス情報と、当該フラックス情報を取得した前記複数の位置の位置情報と、を用いて、前記地下における空洞の位置を特定する、
請求項８に記載の地下空洞検査方法。The detector is moved to a plurality of positions in the pipeline to detect muons at the plurality of positions in the pipeline.
The position of the cavity in the underground is specified by using the flux information of the muon detected at the plurality of positions and the position information of the plurality of positions from which the flux information is acquired.
The underground cavity inspection method according to claim 8. 前記検出器に到達したミューオンの経路上に存在する構造物の情報を更に用いて、前記地下における空洞の位置を特定する、請求項８または９に記載の地下空洞検査方法。 The underground cavity inspection method according to claim 8 or 9, wherein the position of the cavity in the underground is specified by further using the information of the structure existing on the path of the muon reaching the detector.
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