WO2021152787A1 - 構造物劣化検出システム、構造物劣化検出方法、及び構造物劣化検出装置 - Google Patents

構造物劣化検出システム、構造物劣化検出方法、及び構造物劣化検出装置 Download PDF

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WO2021152787A1
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points
analyzed
point
deterioration detection
vibration
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PCT/JP2020/003519
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佑嗣 小林
純明 榮
多賀戸　裕樹
和彦 磯山
淳 西岡
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日本電気株式会社
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H9/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by using radiation-sensitive means, e.g. optical means
    • G01H9/004—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by using radiation-sensitive means, e.g. optical means using fibre optic sensors
    • G—PHYSICS
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    • G01M99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C23/00—Auxiliary devices or arrangements for constructing, repairing, reconditioning, or taking-up road or like surfaces
    • E01C23/01—Devices or auxiliary means for setting-out or checking the configuration of new surfacing, e.g. templates, screed or reference line supports; Applications of apparatus for measuring, indicating, or recording the surface configuration of existing surfacing, e.g. profilographs

Definitions

  • the present disclosure relates to a structure deterioration detection system, a structure deterioration detection method, and a structure deterioration detection device.
  • a rover equipped with a radar system non-destructively investigates an internally damaged part of the pavement under the target surface while traveling on a paved road surface.
  • the radar system mounted on the rover irradiates the inspection point on the target surface with an electromagnetic wave radar.
  • the reflected wave of the electromagnetic wave radar is detected in time series, the reflected wave intensity at the detection point is set as discrete data for each predetermined elapsed time or depth, and these are statistically analyzed as test data.
  • the presence or absence of internal damage to the pavement below the target surface is determined.
  • Patent Document 1 has a problem that a dedicated rover needs to travel on the road in order to detect deterioration of the road, resulting in an increase in operating cost. Recently, there is an increasing need to detect deterioration not only in roads but also in other structures such as bridges and tunnels.
  • an object of the present disclosure is to provide a structure deterioration detection system, a structure deterioration detection method, and a structure deterioration detection device capable of solving the above-mentioned problems and detecting the deterioration state of the structure at low cost. be.
  • the structure deterioration detection system is Optical fiber for sensing laid in the structure and A receiving unit that receives vibration information detected by the sensing optical fiber, and Based on the vibration information, a specific part that specifies a change pattern of vibration characteristics at each of a plurality of points of the structure, and a specific part.
  • An analysis unit that analyzes the deterioration state of at least one of the plurality of points based on the change pattern of the vibration characteristics of each of the plurality of points. To be equipped.
  • the structure deterioration detection method is It is a structure deterioration detection method by a structure deterioration detection system.
  • a reception step that receives vibration information detected by the sensing optical fiber laid in the structure, Based on the vibration information, a specific step of identifying a change pattern of each vibration characteristic at a plurality of points of the structure, and a specific step.
  • An analysis step for analyzing the deterioration state of at least one of the plurality of points based on the change pattern of the vibration characteristics of each of the plurality of points. including.
  • the structure deterioration detection device is A receiver that receives vibration information detected by the sensing optical fiber laid in the structure, Based on the vibration information, a specific part that specifies a change pattern of vibration characteristics at each of a plurality of points of the structure, and a specific part.
  • An analysis unit that analyzes the deterioration state of at least one of the plurality of points based on the change pattern of the vibration characteristics of each of the plurality of points. To be equipped.
  • FIG. It is a figure which shows the structural example of the structure deterioration detection system which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the example of the content of the correspondence table held by the specific part which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the example which decomposed the change pattern of the natural frequency of a road into the change pattern of the natural frequency which depends on the ambient condition of a road, and the change pattern of the natural frequency which depends on the deterioration state of a road.
  • It is a flow figure which shows the example of the flow of the whole operation of the structure deterioration detection system which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a block diagram which shows the structural example of the structure deterioration detection apparatus which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the example of the content of the natural frequency DB which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. It is a figure which shows the example of the contents of the cluster DB which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. It is a figure which shows the example of the operation which calculates the common time series data by the natural frequency correction part which concerns on Embodiment 2, and the operation which corrects the time series data of the natural frequency of a point to be analyzed.
  • FIG. 5 is a flow chart showing an example of an operation flow for determining a cluster of each of a plurality of points on a road in the structure deterioration detection system according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of information exchanged between components in the structure deterioration detection device according to the second embodiment during the operation of FIG. 11.
  • FIG. 5 is a flow chart showing an example of an operation flow for detecting deterioration and a sign of deterioration at a point to be analyzed on a road in the structure deterioration detection system according to the second embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of information exchanged between components in the structure deterioration detection device according to the second embodiment during the operation of FIG. 13. It is a block diagram which shows the example of the hardware composition of the computer which realizes the structure deterioration detection apparatus which concerns on embodiment.
  • the structure to be analyzed is described as the road 30, but the structure to be analyzed is not limited to the road 30.
  • the structure deterioration detection system includes a sensing optical fiber 10 and a structure deterioration detection device 20. Further, the structure deterioration detection device 20 includes a receiving unit 201, a specific unit 202, and an analysis unit 203.
  • the sensing optical fiber 10 is laid along the road 30.
  • the sensing optical fiber 10 is laid on the side of the road 30, but the laying method of the sensing optical fiber 10 is not limited to this.
  • the sensing optical fiber 10 may be buried under the road 30.
  • the sensing optical fiber 10 may be laid on the road 30 in the form of a cable formed by covering one or more sensing optical fibers 10.
  • the sensing optical fiber 10 may be an existing communication optical fiber or a newly installed optical fiber.
  • Road 30 has a structure with asphalt pavement, and there is a risk of potholes occurring due to deterioration. Further, the road 30 may be an expressway or a general road as long as the sensing optical fiber 10 is laid.
  • the receiving unit 201 incidents pulsed light on the sensing optical fiber 10 and transmits the reflected light or scattered light generated by the pulsed light being transmitted through the sensing optical fiber 10 via the sensing optical fiber 10. , Received as return light (optical signal).
  • the sensing optical fiber 10 can detect vibration information (specifically, vibration information indicating a vibration value for each time) indicating vibration of the road 30. Further, since the characteristics of the return light transmitted through the sensing optical fiber 10 change according to the vibration information of the road 30 detected by the sensing optical fiber 10, the vibration of the road 30 detected by the sensing optical fiber 10 Contains information.
  • the specific unit 202 corresponds to the identification number for identifying the point and the position information (position information indicating the distance from the structure deterioration detection device 20) of the point for each of a plurality of points on the road 30.
  • the attached correspondence table is held in advance.
  • FIG. 2 shows an example of the contents of the corresponding table.
  • the specific unit 202 is based on, for example, the time difference between the reception unit 201 transmitting the pulsed light to the sensing optical fiber 10 and the reception of the return light, the intensity of the return light received by the reception unit 201, and the like. It is possible to specify at which position (distance from the structure deterioration detection device 20) the return light is generated on the sensing optical fiber 10.
  • the specific unit 202 collates the position on the sensing optical fiber 10 where the return light is generated with the corresponding table shown in FIG. 2, so that the return light is generated at any point on the road 30. It is possible to identify if there is.
  • the identification unit 202 identifies the return light generated at each of the plurality of points on the road 30 from the return light received by the reception unit 201, and acquires vibration information included in the specified return light. .. In this way, the specific unit 202 acquires the vibration information of each of the plurality of points.
  • the specific unit 202 identifies the change pattern of the vibration characteristics of each of the plurality of points based on the vibration value for each time indicated by the vibration information of each of the plurality of points.
  • the change pattern of the vibration characteristic is, for example, a pattern showing a time change of the vibration characteristic.
  • any method can be used in the specific unit 202 as a method for calculating the vibration characteristics from the vibration value for each time.
  • a method of converting the vibration value for each time into frequency domain data for each predetermined time range and calculating the natural frequency can be considered.
  • the analysis unit 203 analyzes the deterioration state of at least one of the plurality of points based on the change pattern of the vibration characteristics of each of the plurality of points on the road 30 specified by the specific unit 202. For example, when the natural frequency is used as the vibration characteristic of the road 30, the analysis unit 203 states that if there is a point where the natural frequency is lower than that of other points, that point is deteriorated. You can judge.
  • the change pattern of the vibration characteristics of the road 30 depends not only on the deterioration state of the road 30, but also on the surrounding conditions of the road 30 (for example, sunshine, temperature, rainwater, traffic volume, etc.).
  • the graph on the leftmost side of FIG. 3 shows a change pattern (actual measurement value) showing a time change of the natural frequency at a certain point on the road 30 when the natural frequency is used as the vibration characteristic of the road 30.
  • This natural frequency change pattern can be decomposed into a natural frequency change pattern that depends on the ambient conditions of the point and a natural frequency change pattern that depends on the deterioration state of the point.
  • the change pattern depending on the surrounding conditions is removed from the change pattern of the vibration characteristics of the point to be analyzed, and the state is deteriorated. It is preferable to perform the analysis based only on the dependent change patterns.
  • the change patterns of the vibration characteristics of the plurality of points are set as a common pattern common to those change patterns. It is considered that a change pattern that depends on the surrounding conditions appears.
  • the analysis unit 203 identifies a common pattern common to the change patterns of the vibration characteristics of each of the plurality of points on the road 30, and uses the specified common pattern.
  • the deterioration state of the point to be analyzed may be analyzed based on the change pattern of the vibration characteristics of the point to be analyzed. More specifically, the analysis unit 203 corrects the change pattern of the vibration characteristics of the point to be analyzed based on the common pattern, and the point to be analyzed based on the corrected change pattern of the vibration characteristics of the point to be analyzed. You may analyze the deterioration state of. As a result, the deterioration state of the analysis target point can be analyzed after eliminating the influence of the surrounding conditions, so that the analysis accuracy can be improved.
  • the analysis unit 203 uses each cluster of the plurality of points so that the points having similar change patterns of the vibration characteristics belong to the same cluster based on the change pattern of the vibration characteristics of the plurality of points on the road 30. May be decided.
  • the points belonging to the same cluster have the same or similar surrounding conditions, and it is considered that a change pattern depending on the surrounding conditions appears as a common pattern. Therefore, when analyzing the deterioration state of the point to be analyzed, the analysis unit 203 identifies the cluster to which the point to be analyzed belongs, and is common to the change pattern of the vibration characteristics of one or more points belonging to the specified cluster. You may specify a common pattern to be used.
  • the analysis unit 203 may analyze the deterioration state of the analysis target point based on the change pattern of the vibration characteristics of the analysis target point and the common pattern of the cluster to which the analysis target point belongs. More specifically, the analysis unit 203 corrects the change pattern of the vibration characteristics of the analysis target point based on the common pattern of the cluster to which the analysis target point belongs, and the corrected change of the vibration characteristics of the analysis target point.
  • the deterioration state of the point to be analyzed may be analyzed based on the pattern. As a result, the deterioration state of the analysis target point can be analyzed after eliminating the influence of the surrounding conditions, so that the analysis accuracy can be improved.
  • the analysis unit 203 determines each cluster of a plurality of points so that the points having similar change patterns of vibration characteristics belong to the same cluster, but the present invention is not limited to this.
  • the user may be able to determine the similarity between points based on prior knowledge such as geographic information and design information.
  • the user can determine each cluster at a plurality of points based on prior knowledge without the analysis unit 203 looking at the similarity of the change patterns of the vibration characteristics. Therefore, the user may instruct each cluster at a plurality of points, and the analysis unit 203 may determine each cluster at a plurality of points based on the instruction from the user.
  • the analysis unit 203 detects a sign of deterioration at least one of the plurality of points based on the change pattern of the vibration characteristics of each of the plurality of points on the road 30 specified by the specific unit 202. good.
  • the natural frequency is used as the vibration characteristic of the road 30
  • the point is the point. It can be judged that there is a sign of deterioration.
  • a sign of deterioration of the road 30 can be detected at a stage before a pothole is generated due to deterioration of the road 30 (for example, a stage where cracks or cavities described later are generated). Therefore, the road 30 can be repaired at an early stage, and the occurrence of a traffic accident due to a pothole can be prevented.
  • the receiving unit 201 receives the return light including the vibration information detected by the sensing optical fiber 10 from the sensing optical fiber 10 (step S101).
  • the specifying unit 202 identifies a change pattern of the vibration characteristics of each of the plurality of points on the road 30 based on the vibration information included in the return light received by the receiving unit 201 (step S102).
  • the analysis unit 203 analyzes the deterioration state of at least one of the plurality of points based on the change pattern of the vibration characteristics of the plurality of points specified by the specific unit 202 (step S103).
  • the receiving unit 201 receives the vibration information detected by the sensing optical fiber 10. Based on the vibration information, the identification unit 202 identifies the change pattern of the vibration characteristics of each of the plurality of points on the road 30.
  • the analysis unit 203 analyzes the deterioration state of at least one of the plurality of points based on the change pattern of the vibration characteristics of each of the plurality of points. Therefore, in order to detect the deteriorated state of the road 30, it is sufficient to have the sensing optical fiber 10, and it is not necessary for the dedicated rover to travel on the road 30 as in Patent Document 1. Therefore, the deteriorated state of the road 30 can be detected at low cost.
  • an existing communication optical fiber can be used as the sensing optical fiber 10.
  • the structure deterioration detection system can be constructed at low cost.
  • the optical fiber sensing technology using the sensing optical fiber 10 as a sensor is used. Therefore, there are advantages such as being unaffected by electromagnetic noise, eliminating the need for power supply to the sensor, being excellent in environmental resistance, and facilitating maintenance.
  • the structure deterioration detection system according to the second embodiment is a more specific version of the structure deterioration detection system according to the first embodiment described above. Specifically, the structure deterioration detection system according to the second embodiment replaces the structure deterioration detection device 20 of the first embodiment described above with the structure deterioration detection device 20A, and has an appearance.
  • the system configuration is the same as that of the first embodiment described above.
  • the structure deterioration detection device 20A according to the second embodiment uses the natural frequency as the vibration characteristic of the road 30 to analyze the deterioration state of the point on the road 30.
  • the structure deterioration detection device 20A has a receiving unit 211, a natural frequency calculation unit 212, a natural frequency DB (Database) 213, a cluster determination unit 214, and a cluster DB 215. , The natural frequency correction unit 216, and the deterioration detection unit 217 are provided.
  • the receiving unit 211 corresponds to the receiving unit 201 of FIG.
  • the combination of the natural frequency calculation unit 212 and the natural frequency DB 213 corresponds to the specific unit 202 of FIG.
  • the combination of the cluster determination unit 214, the cluster DB 215, the natural frequency correction unit 216, and the deterioration detection unit 217 corresponds to the analysis unit 203 of FIG.
  • the receiving unit 211 incidents pulsed light on the sensing optical fiber 10 and transmits the reflected light or scattered light generated by the pulsed light being transmitted through the sensing optical fiber 10 via the sensing optical fiber 10. , Received as return light.
  • the return light received by the receiving unit 211 includes the return light generated at each of the plurality of points on the road 30.
  • each return light includes vibration information indicating the vibration value of the vibration generated at the corresponding point for each time.
  • the natural frequency calculation unit 212 is based on, for example, the time difference between the reception unit 211 transmitting the pulsed light to the sensing optical fiber 10 and the reception of the return light, the intensity of the return light received by the reception unit 211, and the like. , It is possible to specify at which position (distance from the structure deterioration detection device 20A) the return light is generated on the sensing optical fiber 10.
  • the natural frequency calculation unit 212 includes identification numbers for identifying the points and position information (position information indicating the distance from the structure deterioration detection device 20) of the points for each of a plurality of points on the road 30. , And a corresponding table (see, for example, FIG. 2) associated with the above are stored in advance.
  • the natural frequency calculation unit 212 collates the position on the sensing optical fiber 10 where the return light is generated with the corresponding table, and at what point on the road 30 the return light is generated. Can be identified.
  • the natural frequency calculation unit 212 identifies the return light generated at each of the plurality of points on the road 30 from the return light received by the reception unit 201, and the vibration information included in the specified return light. To get. In this way, the natural frequency calculation unit 212 collects the vibration values for each time at the plurality of points.
  • the natural frequency calculation unit 212 calculates the natural frequency of each time of the plurality of points based on the vibration value of each time of the plurality of points on the road 30.
  • any method can be used as a method of calculating the natural frequency from the vibration value for each time.
  • a method of converting the vibration value for each time into data in the frequency domain for each predetermined time range and calculating the natural frequency can be considered, but the method is not limited thereto.
  • the natural frequency DB 213 is a database in which the natural frequency for each time of a plurality of points on the road 30 calculated by the natural frequency calculation unit 212 is registered.
  • FIG. 6 shows an example of the contents of the natural frequency DB 213.
  • the data registered in the natural frequency DB 213 shows time-series data indicating the time change of the natural frequency of each of the plurality of points, and the natural frequency of each of the plurality of points in the above-described first embodiment 1 Corresponds to the change pattern showing the time change of.
  • the cluster determination unit 214 reads the time-series data of the natural frequencies of each of the plurality of points on the road 30 from the natural frequency DB 213, and calculates the similarity of the time-series data of the natural frequencies between the plurality of points. , Determine each cluster of multiple points so that points with high similarity belong to the same cluster.
  • the method of determining the cluster is not limited to this.
  • the user may be able to determine the similarity between points based on prior knowledge such as geographic information and design information, and may be able to determine each cluster of a plurality of points. Therefore, the user may instruct each cluster at a plurality of points, and the cluster determination unit 214 may determine each cluster at a plurality of points based on the instruction from the user.
  • the cluster DB 215 is a database in which the cluster results determined by the cluster determination unit 214, that is, the clusters of the plurality of points on the road 30 are registered.
  • FIG. 7 shows an example of the contents of the cluster DB 215.
  • the natural frequency correction unit 216 reads the cluster result from the cluster DB 215, identifies the cluster to which the analysis target point belongs among the plurality of points on the road 30, and identifies one or more points belonging to the specified cluster. Check.
  • the natural frequency correction unit 216 reads out the time series data of each natural frequency of one or more points belonging to the cluster specified above from the natural frequency DB 213, and is common to the read time series data. Calculate time series data.
  • This common time-series data corresponds to a common pattern common to the change patterns of the natural frequencies of one or more points belonging to the specified cluster in the above-described first embodiment.
  • the natural frequency correction unit 216 corrects the time series data of the natural frequency of the point to be analyzed based on the common time series data calculated above.
  • FIG. 8 shows an example in which three points belong to the cluster to which the points to be analyzed belong.
  • the natural frequency correction unit 216 time-differentiates the time-series data of the natural frequencies of each of the three points, and determines the time change rate of the natural frequencies of each of the three points. Obtain time series data.
  • the natural frequency correction unit 216 obtains the average value of the time series data of the time change rate of the natural frequency of the three points, and uses the obtained average value as the common time series data.
  • the calculation method of the common time series data is not limited to this. Since the three points shown in FIG. 8 have a high degree of similarity in the time series data of the natural frequency, the time series data of the time change rate of the natural frequency are also similar. Therefore, the natural frequency correction unit 216 may use, for example, time-series data of the time-change rate of the natural frequency at any of the three points as common time-series data.
  • the natural frequency correction unit 216 corrects the time series data of the natural frequency of the point to be analyzed among the three points based on the common time series data calculated above.
  • the corrected time-series data is the time-series data of the natural frequency, which is dependent on the deterioration state of the analysis target point, excluding the influence of the surrounding conditions of the analysis target point.
  • the time series data of the natural frequency is corrected for all three points, but this correction may be performed only for the points to be analyzed.
  • the deterioration detection unit 217 detects deterioration and signs of deterioration of the point to be analyzed based on the corrected time-series data of the natural frequency of the point to be analyzed corrected by the natural frequency correction unit 216.
  • the road 30 has a structure in which an asphalt pavement layer 31 is formed on the roadbed 32 (FIG. 9A).
  • the asphalt pavement layer 31 is affected by a traffic load or the like, and cracks occur due to aged deterioration, and the cracked portion 311 is formed (FIG. 9 (b)). Then, when it rains, the rainwater W permeates from the cracked portion 311 to the roadbed 32 (FIG. 9 (c)).
  • the time region T1 is a stage before cracks occur in the asphalt pavement layer 31, and no significant change is observed in the natural frequency.
  • the asphalt pavement layer 31 is cracked due to aged deterioration, and the natural frequency is greatly reduced (point a).
  • Deterioration detection unit 217 refers to the corrected time-series data of the natural frequency of the analysis target point when detecting the deterioration and the deterioration sign of the analysis target point on the road 30. Then, when the deterioration detection unit 217 detects, for example, a point corresponding to the d point in the time region T4 of FIG. 10 in the time series data, it can be determined that the point to be analyzed has deteriorated. Further, when the deterioration detection unit 217 detects in the time series data a point corresponding to any one of the point a in the time region T2, the point b in the time region T3, or the point c in the time region T3 in FIG. , It can be judged that the point to be analyzed has a sign of deterioration.
  • the deterioration detection unit 217 may notify an alert when it is determined that the point to be analyzed is deteriorated or there is a sign of deterioration.
  • the alert notification destination may be, for example, a terminal installed in a traffic control center that monitors the road 30 or the like.
  • the alert notification method may be, for example, a method of displaying a GUI (Graphical User Interface) screen on the display or monitor of the notification destination terminal, or a method of outputting a message by voice from the speaker of the notification destination terminal. ..
  • FIG. 12 shows an example of information exchanged between the components in the structure deterioration detection device 20A during the operation of FIG.
  • the connection line through which information is exchanged is shown by a solid line, and the other connection lines are shown by a broken line (same in FIG. 14).
  • the natural frequency calculation unit 212 collects vibration values for each time at a plurality of points on the road 30 from the return light received by the reception unit 201 (step S201). ..
  • the natural frequency calculation unit 212 calculates the natural frequency for each time at the plurality of points based on the vibration value for each time at the plurality of points, and the calculation result is stored in the natural frequency DB 213.
  • Register (step S202) An example of the contents of the natural frequency DB 213 at this time is as shown in FIG. Further, the data registered in the natural frequency DB 213 shows time series data showing the time change of the natural frequency of each of the plurality of points.
  • the cluster determination unit 214 reads out the time-series data of the natural frequencies of each of the plurality of points on the road 30 from the natural frequency DB 213, and the similarity of the time-series data of the natural frequencies between the plurality of points. Is calculated (step S203).
  • the cluster determination unit 214 determines each cluster of a plurality of points so that the points having high similarity belong to the same cluster (step S204), and registers the determined cluster result in the cluster DB 215 (step S204). Step S205).
  • An example of the contents of the cluster DB 215 at this time is as shown in FIG.
  • FIG. 14 shows an example of information exchanged between the components in the structure deterioration detection device 20A during the operation of FIG. Further, here, it is assumed that the point to be analyzed on the road 30 is the point A.
  • steps S301 and S302 similar to steps S201 and S202 of FIG. 11 are performed.
  • the natural frequency correction unit 216 reads the cluster result from the cluster DB 215, identifies the cluster to which the analysis target point A on the road 30 belongs (here, the cluster X), and belongs to the specified cluster X. Confirm one or more points (step S303).
  • the natural frequency correction unit 216 reads out the time series data of each natural frequency of one or more points belonging to the cluster X specified above from the natural frequency DB 213, and is common to the read time series data. Calculate the common time series data to be performed (step S304).
  • the natural frequency correction unit 216 corrects the time series data of the natural frequency of the point A to be analyzed based on the common time series data calculated above (step S305).
  • the deterioration detection unit 217 detects the deterioration of the analysis target point A and the signs of deterioration based on the corrected time series data of the natural frequency of the analysis target point A corrected by the natural frequency correction unit 216. (Step S306).
  • the natural frequency calculation unit 212 uses the natural vibrations of the plurality of points at each time based on the vibration values of the plurality of points on the road 30 at each time. Calculate the number and generate time-series data of the natural frequencies of each of the multiple points.
  • the cluster determination unit 214 determines each cluster of a plurality of points so that the points having high similarity belong to the same cluster.
  • the natural frequency correction unit 216 identifies the cluster to which the analysis target point on the road 30 belongs, and the common time series data common to the time series data of each natural frequency of one or more points belonging to the specified cluster. Is calculated, and the time series data of the natural frequency of the analysis target point is corrected based on the calculated common time series data.
  • the deterioration detection unit 217 detects deterioration of the point to be analyzed and signs of deterioration based on the corrected time-series data of the natural frequency of the point to be analyzed. Therefore, in order to detect the deteriorated state of the road 30, it is sufficient to have the sensing optical fiber 10, and it is not necessary for the dedicated rover to travel on the road 30 as in Patent Document 1. Therefore, the deteriorated state of the road 30 can be detected at low cost. Other effects are the same as those in the first embodiment described above.
  • the computer 40 includes a processor 401, a memory 402, a storage 403, an input / output interface (input / output I / F) 404, a communication interface (communication I / F) 405, and the like.
  • the processor 401, the memory 402, the storage 403, the input / output interface 404, and the communication interface 405 are connected by a data transmission line for transmitting and receiving data to and from each other.
  • the processor 401 is, for example, an arithmetic processing unit such as a CPU (Central Processing Unit) or a GPU (Graphics Processing Unit).
  • the memory 402 is, for example, a memory such as a RAM (Random Access Memory) or a ROM (Read Only Memory).
  • the storage 403 is, for example, a storage device such as an HDD (Hard Disk Drive), an SSD (Solid State Drive), or a memory card. Further, the storage 403 may be a memory such as a RAM or a ROM.
  • the storage 403 stores a program that realizes the functions of the components included in the structure deterioration detection devices 20 and 20A. By executing each of these programs, the processor 401 realizes the functions of the components included in the structure deterioration detection devices 20 and 20A, respectively. Here, when executing each of the above programs, the processor 401 may read these programs onto the memory 402 and then execute the programs, or may execute the programs without reading them onto the memory 402. The memory 402 and the storage 403 also play a role of storing information and data held by the components included in the structure deterioration detection devices 20 and 20A.
  • Non-temporary computer-readable media include various types of tangible storage media.
  • Examples of non-temporary computer-readable media include magnetic recording media (eg, flexible disks, magnetic tapes, hard disk drives), opto-magnetic recording media (eg, opto-magnetic discs), CD-ROMs (Compact Disc-ROMs), CDs. -R (CD-Recordable), CD-R / W (CD-ReWritable), semiconductor memory (for example, mask ROM, PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM), flash ROM, RAM.
  • the program also includes.
  • the computer-readable medium can supply the program to the computer via a wired communication path such as an electric wire and an optical fiber, or a wireless communication path.
  • the input / output interface 404 is connected to a display device 4041, an input device 4042, a sound output device 4043, and the like.
  • the display device 4041 is a device that displays a screen corresponding to drawing data processed by the processor 401, such as an LCD (Liquid Crystal Display), a CRT (Cathode Ray Tube) display, and a monitor.
  • the input device 4042 is a device that receives an operator's operation input, and is, for example, a keyboard, a mouse, a touch sensor, and the like.
  • the display device 4041 and the input device 4042 may be integrated and realized as a touch panel.
  • the sound output device 4043 is a device such as a speaker that acoustically outputs sound corresponding to acoustic data processed by the processor 401.
  • the communication interface 405 sends and receives data to and from an external device.
  • the communication interface 405 communicates with an external device via a wired communication path or a wireless communication path.
  • the structure deterioration detection devices 20 and 20A are provided with a plurality of components, but the present invention is not limited to this.
  • the components provided in the structure deterioration detection devices 20 and 20A are not limited to being provided in one device, and may be distributed in a plurality of devices.
  • the structure to be analyzed is the road 30 has been described as an example, but the present invention is not limited to this.
  • the structure to be analyzed may be a bridge, a tunnel, a pipe, a dam, or the like.
  • Appendix 1 Optical fiber for sensing laid in the structure and A receiving unit that receives vibration information detected by the sensing optical fiber, and Based on the vibration information, a specific part that specifies a change pattern of vibration characteristics at each of a plurality of points of the structure, and a specific part.
  • An analysis unit that analyzes the deterioration state of at least one of the plurality of points based on the change pattern of the vibration characteristics of each of the plurality of points.
  • a structure deterioration detection system Appendix 2 The analysis unit Identify a common pattern that is common to the change patterns of the vibration characteristics of each of the multiple points.
  • the structure deterioration detection system according to Appendix 1. (Appendix 3) The analysis unit Determine each cluster of the plurality of points, Among the plurality of points, the cluster to which the point to be analyzed belongs is specified, and the common pattern common to the change pattern of the vibration characteristics of one or more points belonging to the specified cluster is specified. Based on the change pattern of the vibration characteristics of the point to be analyzed and the common pattern of the cluster to which the point to be analyzed belongs, the deterioration state of the point to be analyzed is analyzed. The structure deterioration detection system according to Appendix 1.
  • the analysis unit Based on the change pattern of the vibration characteristics of each of the plurality of points, a sign of deterioration of at least one of the plurality of points is detected.
  • the structure deterioration detection system according to any one of Appendix 1 to 5.
  • the change pattern of the vibration characteristic is a change pattern showing a time change of the vibration characteristic.
  • the vibration characteristic is a natural frequency.
  • the structure deterioration detection system according to any one of Appendix 1 to 7. It is a structure deterioration detection method by a structure deterioration detection system.
  • a reception step that receives vibration information detected by the sensing optical fiber laid in the structure, Based on the vibration information, a specific step of identifying a change pattern of each vibration characteristic at a plurality of points of the structure, and a specific step.
  • An analysis step for analyzing the deterioration state of at least one of the plurality of points based on the change pattern of the vibration characteristics of each of the plurality of points.
  • Structure deterioration detection method including. (Appendix 10) In the analysis step, Identify a common pattern that is common to the change patterns of the vibration characteristics of each of the multiple points. Based on the change pattern of the vibration characteristics of the point to be analyzed among the plurality of points and the common pattern, the deterioration state of the point to be analyzed is analyzed.
  • the structure deterioration detection method according to Appendix 9. (Appendix 11) In the analysis step, Determine each cluster of the plurality of points, Among the plurality of points, the cluster to which the point to be analyzed belongs is specified, and the common pattern common to the change pattern of the vibration characteristics of one or more points belonging to the specified cluster is specified. Based on the change pattern of the vibration characteristics of the point to be analyzed and the common pattern of the cluster to which the point to be analyzed belongs, the deterioration state of the point to be analyzed is analyzed.
  • each cluster of the plurality of points is determined so that the points having similar change patterns of the vibration characteristics belong to the same cluster.
  • Appendix 13 In the analysis step, Based on the common pattern, the change pattern of the vibration characteristics at the point to be analyzed is corrected. Based on the corrected change pattern of the vibration characteristics of the point to be analyzed, the deterioration state of the point to be analyzed is analyzed. The method for detecting structural deterioration according to any one of Appendix 10 to 12.
  • a receiver that receives vibration information detected by the sensing optical fiber laid in the structure, Based on the vibration information, a specific part that specifies a change pattern of vibration characteristics at each of a plurality of points of the structure, and a specific part.
  • An analysis unit that analyzes the deterioration state of at least one of the plurality of points based on the change pattern of the vibration characteristics of each of the plurality of points.
  • a structure deterioration detection device A structure deterioration detection device.

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Abstract

本開示に係る構造物劣化検出システムは、構造物に敷設されたセンシング用光ファイバ（１０）と、センシング用光ファイバ（１０）が検知した振動情報を受信する受信部（２０１）と、振動情報に基づき、構造物の複数の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンを特定する特定部（２０２）と、複数の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンに基づき、複数の地点のうち少なくとも１つの地点の劣化状態を解析する解析部（２０３）と、を備える。

Description

構造物劣化検出システム、構造物劣化検出方法、及び構造物劣化検出装置
　本開示は、構造物劣化検出システム、構造物劣化検出方法、及び構造物劣化検出装置に関する。
　アスファルト舗装が施された道路は、劣化によりポットホールと呼ばれる穴が発生することがある。道路に発生したポットホールは、交通事故を誘発するおそれがあるため、道路の劣化は早期に検出する必要がある。
　そのため、最近は、道路の劣化を早期に検出するための技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
　特許文献１に記載の技術においては、レーダーシステムを搭載した探査車が、舗装路面を走行しながら、対象面下の舗装の内部損傷箇所を非破壊で調査する。具体的には、探査車に搭載されたレーダーシステムから、対象面上の検査点へ電磁波レーダーを照射する。そして、電磁波レーダーの反射波を時系列に検出し、検出点の反射波強度を所定の経過時間又は深さ別の離散データとし、これらを検定データとして統計解析する。そして、検定データの散らばりの度合いに基づき、対象面下の舗装の内部損傷の有無を判定する。
特許第５７０１１０９号公報
　しかし、特許文献１に記載の技術は、道路の劣化を検出するには、専用の探査車が道路を走行する必要があり、運用コストが高くなってしまうという課題がある。
　また、最近は、道路に限らず、橋梁やトンネル等の他の構造物についても、劣化を検出したいというニーズが高まっている。
　そこで本開示の目的は、上述した課題を解決し、構造物の劣化状態を安価に検出することができる構造物劣化検出システム、構造物劣化検出方法、及び構造物劣化検出装置を提供することにある。
　一態様による構造物劣化検出システムは、
　構造物に敷設されたセンシング用光ファイバと、
　前記センシング用光ファイバが検知した振動情報を受信する受信部と、
　前記振動情報に基づき、前記構造物の複数の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンを特定する特定部と、
　前記複数の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンに基づき、前記複数の地点のうち少なくとも１つの地点の劣化状態を解析する解析部と、
　を備える。
　一態様による構造物劣化検出方法は、
　構造物劣化検出システムによる構造物劣化検出方法であって、
　構造物に敷設されたセンシング用光ファイバが検知した振動情報を受信する受信ステップと、
　前記振動情報に基づき、前記構造物の複数の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンを特定する特定ステップと、
　前記複数の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンに基づき、前記複数の地点のうち少なくとも１つの地点の劣化状態を解析する解析ステップと、
　を含む。
　一態様による構造物劣化検出装置は、
　構造物に敷設されたセンシング用光ファイバが検知した振動情報を受信する受信部と、
　前記振動情報に基づき、前記構造物の複数の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンを特定する特定部と、
　前記複数の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンに基づき、前記複数の地点のうち少なくとも１つの地点の劣化状態を解析する解析部と、
　を備える。
　上述の態様によれば、構造物の劣化状態を安価に検出することができる構造物劣化検出システム、構造物劣化検出方法、及び構造物劣化検出装置を提供できるという効果が得られる。
実施の形態１に係る構造物劣化検出システムの構成例を示す図である。 実施の形態１に係る特定部が保持する対応テーブルの内容の例を示す図である。 道路の固有振動数の変化パターンを、道路の周囲条件に依存する固有振動数の変化パターンと、道路の劣化状態に依存する固有振動数の変化パターンと、に分解した例を示す図である。 実施の形態１に係る構造物劣化検出システムの全体動作の流れの例を示すフロー図である。 実施の形態２に係る構造物劣化検出装置の構成例を示すブロック図である。 実施の形態２に係る固有振動数ＤＢの内容の例を示す図である。 実施の形態２に係るクラスタＤＢの内容の例を示す図である。 実施の形態２に係る固有振動数補正部による共通時系列データを算出する動作及び解析対象の地点の固有振動数の時系列データを補正する動作の例を示す図である。 道路にポットホールが発生するメカニズムの例を示す図である。 道路上のポットホールが発生した地点の固有振動数の補正後の時系列データの例を示す図である。 実施の形態２に係る構造物劣化検出システムにおいて、道路上の複数の地点のそれぞれのクラスタを決定する動作の流れの例を示すフロー図である。 図１１の動作時に、実施の形態２に係る構造物劣化検出装置内の構成要素間でやり取りされる情報の例を示す図である。 実施の形態２に係る構造物劣化検出システムにおいて、道路上の解析対象の地点の劣化及び劣化の予兆を検出する動作の流れの例を示すフロー図である。 図１３の動作時に、実施の形態２に係る構造物劣化検出装置内の構成要素間でやり取りされる情報の例を示す図である。 実施の形態に係る構造物劣化検出装置を実現するコンピュータのハードウェア構成の例を示すブロック図である。
　以下、図面を参照して本開示の実施の形態について説明する。なお、以下の記載及び図面は、説明の明確化のため、適宜、省略及び簡略化がなされている。また、以下の各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。
＜実施の形態１＞
　まず、図１を参照して、本実施の形態１に係る構造物劣化検出システムの構成例について説明する。なお、本実施の形態１においては、解析対象の構造物が道路３０であるものとして説明するが、解析対象の構造物は道路３０に限定されるものではない。
　図１に示されるように、本実施の形態１に係る構造物劣化検出システムは、センシング用光ファイバ１０及び構造物劣化検出装置２０を備えている。また、構造物劣化検出装置２０は、受信部２０１、特定部２０２、及び解析部２０３を備えている。
　センシング用光ファイバ１０は、道路３０に沿って敷設されている。なお、図１では、センシング用光ファイバ１０は、道路３０の脇に敷設されることを想定しているが、センシング用光ファイバ１０の敷設方法は、これには限定されない。例えば、センシング用光ファイバ１０は、道路３０の下に埋設されても良い。また、センシング用光ファイバ１０は、１以上のセンシング用光ファイバ１０を被覆して構成されるケーブルの態様で道路３０に敷設されても良い。また、センシング用光ファイバ１０は、既存の通信用光ファイバであっても良いし、新設した光ファイバであっても良い。
　道路３０は、アスファルト舗装が施された構造になっており、劣化によりポットホールが発生するおそれがあるものとする。また、道路３０は、センシング用光ファイバ１０が敷設されていれば、高速道路でも良いし、一般道路でも良い。
　受信部２０１は、センシング用光ファイバ１０にパルス光を入射し、パルス光がセンシング用光ファイバ１０を伝送されることに伴い発生した反射光や散乱光を、センシング用光ファイバ１０を経由して、戻り光（光信号）として受信する。
　ここで、道路３０が振動すると、その振動は、センシング用光ファイバ１０に伝達され、センシング用光ファイバ１０を伝送される戻り光の特性（例えば、波長）が変化する。そのため、センシング用光ファイバ１０は、道路３０の振動を示す振動情報（詳細には、時刻毎の振動値を示す振動情報）を検知可能である。また、センシング用光ファイバ１０を伝送される戻り光は、センシング用光ファイバ１０が検知した道路３０の振動情報に応じて特性が変化することから、センシング用光ファイバ１０が検知した道路３０の振動情報を含んでいる。
　また、特定部２０２は、道路３０上の複数の地点毎に、その地点を識別する識別番号と、その地点の位置情報（構造物劣化検出装置２０からの距離を示す位置情報）と、を対応付けた対応テーブルを予め保持しておく。図２に対応テーブルの内容の例を示す。
　また、特定部２０２は、例えば、受信部２０１がセンシング用光ファイバ１０にパルス光を送信してから戻り光を受信するまでの時間差や、受信部２０１が受信した戻り光の強度等に基づき、その戻り光がセンシング用光ファイバ１０上のどの位置（構造物劣化検出装置２０からの距離）で発生したかを特定することが可能である。
　そのため、特定部２０２は、戻り光が発生したセンシング用光ファイバ１０上の位置を、図２に示される対応テーブルと照合することで、その戻り光が道路３０上のどの地点で発生したものであるかを特定することが可能である。
　そのため、特定部２０２は、受信部２０１が受信した戻り光の中から、道路３０上の複数の地点のそれぞれにて発生した戻り光を特定し、特定した戻り光に含まれる振動情報を取得する。このようにして、特定部２０２は、複数の地点のそれぞれの振動情報を取得する。
　ここで、道路３０は、劣化によりポットホールが発生すると、振動特性（例えば、固有振動数や減衰比等）が変化することが知られている（例えば、固有振動数が低下する）。そのため、特定部２０２は、複数の地点のそれぞれの振動情報が示す時刻毎の振動値に基づき、複数の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンを特定する。振動特性の変化パターンは、例えば、振動特性の時間変化を示すパターンである。このとき、特定部２０２において、時刻毎の振動値から振動特性を算出する方法としては、任意の方法を使用できる。例えば、時刻毎の振動値から固有振動数を算出する方法の一例として、時刻毎の振動値を、所定の時間範囲毎に周波数領域のデータに変換して、固有振動数を算出する方法が考えられるが、これには限定されない。
　解析部２０３は、特定部２０２が特定した道路３０上の複数の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンに基づき、複数の地点のうちの少なくとも１つの地点の劣化状態を解析する。例えば、道路３０の振動特性として固有振動数を使用する場合、解析部２０３は、他の地点と比較して、固有振動数が低下している地点があれば、その地点は劣化していると判断することができる。
　ただし、道路３０の振動特性の変化パターンは、道路３０の劣化状態に依存するだけでなく、道路３０の周囲条件（例えば、日照、気温、雨水、交通量等）にも依存する。
　例えば、図３の一番左側のグラフは、道路３０の振動特性として固有振動数を使用する場合における、道路３０のある地点の固有振動数の時間変化を示す変化パターン（実測値）を示している。この固有振動数の変化パターンは、その地点の周囲条件に依存する固有振動数の変化パターンと、その地点の劣化状態に依存する固有振動数の変化パターンと、に分解することができる。
　そのため、道路３０上の解析対象の地点の劣化状態の解析精度の向上を図るためには、解析対象の地点の振動特性の変化パターンから、周囲条件に依存する変化パターンを除去し、劣化状態に依存する変化パターンのみに基づき、解析を行うことが好適である。
　ここで、道路３０上の複数の地点の全てが同一の周囲状況であると仮定した場合には、複数の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンには、それら変化パターンに共通する共通パターンとして、その周囲条件に依存する変化パターンが現れると考えられる。
　そこで、解析部２０３は、解析対象の地点の劣化状態を解析しようとする場合、道路３０上の複数の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンに共通する共通パターンを特定し、特定した共通パターンと、解析対象の地点の振動特性の変化パターンと、に基づき、解析対象の地点の劣化状態を解析しても良い。より具体的には、解析部２０３は、共通パターンに基づき、解析対象の地点の振動特性の変化パターンを補正し、解析対象の地点の振動特性の補正後の変化パターンに基づき、解析対象の地点の劣化状態を解析しても良い。これにより、周囲条件の影響を排除した上で、解析対象の地点の劣化状態を解析できるため、解析精度の向上を図ることができる。
　しかし、道路３０上の複数の地点の全てが同一の周囲状況であるとは限らない。例えば、道路３０上のトンネル内の地点とトンネル外の地点とは、日照、気温、雨水等の周囲条件が大きく異なるため、振動特性の変化パターンも大きく異なると考えられる。ただし、これを逆に言えば、振動特性の変化パターンが類似する地点同士は、周囲条件が同じか又は類似すると考えられる。
　そこで、解析部２０３は、道路３０上の複数の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンに基づき、振動特性の変化パターンが類似する地点同士が同じクラスタに属するように、複数の地点のそれぞれのクラスタを決定しても良い。この場合、同一のクラスタに属する地点同士は、周囲条件が同じか又は類似しており、その周囲条件に依存する変化パターンが共通パターンとして現れると考えられる。そのため、解析部２０３は、解析対象の地点の劣化状態を解析する場合、解析対象の地点が属するクラスタを特定し、特定したクラスタに属する１つ以上の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンに共通する共通パターンを特定しても良い。そして、解析部２０３は、解析対象の地点の振動特性の変化パターンと、解析対象の地点が属するクラスタの共通パターンと、に基づき、解析対象の地点の劣化状態を解析しても良い。より具体的には、解析部２０３は、解析対象の地点が属するクラスタの共通パターンに基づき、解析対象の地点の振動特性の変化パターンを補正し、解析対象の地点の振動特性の補正後の変化パターンに基づき、解析対象の地点の劣化状態を解析しても良い。これにより、周囲条件の影響を排除した上で、解析対象の地点の劣化状態を解析できるため、解析精度の向上を図ることができる。
　なお、上記では、解析部２０３は、振動特性の変化パターンが類似する地点同士が同じクラスタに属するように、複数の地点のそれぞれのクラスタを決定したが、これには限定されない。例えば、ユーザが、地理情報や設計情報等の事前知識に基づき、地点間の類似性を判断できる場合がある。この場合は、解析部２０３が、振動特性の変化パターンの類似性を見なくても、ユーザが、事前知識に基づき、複数の地点のそれぞれのクラスタを判断できる。そのため、ユーザが複数の地点のそれぞれのクラスタを指示し、解析部２０３が、ユーザからの指示に基づき、複数の地点のそれぞれのクラスタを決定しても良い。
　また、解析部２０３は、特定部２０２が特定した道路３０上の複数の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンに基づき、複数の地点のうちの少なくとも１つの地点の劣化の予兆を検出しても良い。例えば、道路３０の振動特性として固有振動数を使用する場合、解析部２０３は、他の地点と比較して、固有振動数が初期状態から低下傾向を示している地点があれば、その地点は劣化の予兆があると判断することができる。これにより、道路３０の劣化によりポットホールが発生する前の段階（例えば、後述するひび割れや空洞が発生した段階）で、道路３０の劣化の予兆を検出できる。そのため、道路３０を早期に補修することができ、ポットホールに起因する交通事故の発生を未然に防ぐことができる。
　続いて、図４を参照して、本実施の形態１に係る構造物劣化検出システムの全体動作の流れの例について説明する。
　図４に示されるように、受信部２０１は、センシング用光ファイバ１０から、センシング用光ファイバ１０が検知した振動情報を含む戻り光を受信する（ステップＳ１０１）。
　続いて、特定部２０２は、受信部２０１が受信した戻り光に含まれる振動情報に基づき、道路３０上の複数の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンを特定する（ステップＳ１０２）。
　その後、解析部２０３は、特定部２０２が特定した複数の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンに基づき、複数の地点のうちの少なくとも１つの地点の劣化状態を解析する（ステップＳ１０３）。
　上述したように本実施の形態１によれば、受信部２０１は、センシング用光ファイバ１０が検知した振動情報を受信する。特定部２０２は、振動情報に基づき、道路３０上の複数の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンを特定する。解析部２０３は、複数の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンに基づき、複数の地点のうちの少なくとも１つの地点の劣化状態を解析する。そのため、道路３０の劣化状態を検出するには、センシング用光ファイバ１０があれば良く、特許文献１のように、専用の探査車が道路３０を走行する必要がない。従って、道路３０の劣化状態を安価に検出することができる。
　また、本実施の形態１によれば、センシング用光ファイバ１０として、既存の通信用光ファイバを用いることができる。その場合、道路３０の劣化状態を検出するための追加の設備を必要としないため、構造物劣化検出システムを安価に構築することができる。
　また、本実施の形態１によれば、センシング用光ファイバ１０をセンサとして用いる光ファイバセンシング技術を利用する。そのため、電磁ノイズの影響を受けない、センサへの給電が不要になる、環境耐性に優れる、メンテナンスが容易になる等の利点が得られる。
＜実施の形態２＞
　本実施の形態２に係る構造物劣化検出システムは、上述した実施の形態１に係る構造物劣化検出システムをより具体化したものである。具体的には、本実施の形態２に係る構造物劣化検出システムは、上述した実施の形態１の構造物劣化検出装置２０を、構造物劣化検出装置２０Ａに置き換えたものであり、外観的なシステム構成は、上述した実施の形態１と同様である。
　そこで、以下では、図５を参照して、本実施の形態２に係る構造物劣化検出装置２０Ａの構成例について説明する。なお、図５に示されるセンシング用光ファイバ１０は、上述した実施の形態１と同様に、道路３０に敷設されているものとする。また、図５に示される構造物劣化検出装置２０Ａは、道路３０の振動特性として固有振動数を使用して、道路３０上の地点の劣化状態を解析するものとする。
　図５に示されるように、本実施の形態２に係る構造物劣化検出装置２０Ａは、受信部２１１、固有振動数算出部２１２、固有振動数ＤＢ（Database）２１３、クラスタ決定部２１４、クラスタＤＢ２１５、固有振動数補正部２１６、及び劣化検出部２１７を備えている。
　ここで、受信部２１１が、図１の受信部２０１に対応する。また、固有振動数算出部２１２及び固有振動数ＤＢ２１３の組み合わせが、図１の特定部２０２に対応する。また、クラスタ決定部２１４、クラスタＤＢ２１５、固有振動数補正部２１６、及び劣化検出部２１７の組み合わせが、図１の解析部２０３に対応する。
　受信部２１１は、センシング用光ファイバ１０にパルス光を入射し、パルス光がセンシング用光ファイバ１０を伝送されることに伴い発生した反射光や散乱光を、センシング用光ファイバ１０を経由して、戻り光として受信する。受信部２１１が受信した戻り光は、道路３０上の複数の地点のそれぞれで発生した戻り光を含んでいる。また、それぞれの戻り光は、対応する地点で発生した振動の時刻毎の振動値を示す振動情報を含んでいる。
　固有振動数算出部２１２は、例えば、受信部２１１がセンシング用光ファイバ１０にパルス光を送信してから戻り光を受信するまでの時間差や、受信部２１１が受信した戻り光の強度等に基づき、その戻り光がセンシング用光ファイバ１０上のどの位置（構造物劣化検出装置２０Ａからの距離）で発生したかを特定することが可能である。
　また、固有振動数算出部２１２は、道路３０上の複数の地点毎に、その地点を識別する識別番号と、その地点の位置情報（構造物劣化検出装置２０からの距離を示す位置情報）と、を対応付けた対応テーブル（例えば、図２を参照）を予め保持しておく。
　そのため、固有振動数算出部２１２は、戻り光が発生したセンシング用光ファイバ１０上の位置を、対応テーブルと照合することで、その戻り光が道路３０上のどの地点で発生したものであるかを特定することが可能である。
　そのため、固有振動数算出部２１２は、受信部２０１が受信した戻り光の中から、道路３０上の複数の地点のそれぞれにて発生した戻り光を特定し、特定した戻り光に含まれる振動情報を取得する。このようにして、固有振動数算出部２１２は、複数の地点のそれぞれの時刻毎の振動値を収集する。
　さらに、固有振動数算出部２１２は、道路３０上の複数の地点のそれぞれの時刻毎の振動値に基づき、複数の地点のそれぞれの時刻毎の固有振動数を算出する。固有振動数算出部２１２において、時刻毎の振動値から固有振動数を算出する方法としては、任意の方法を使用できる。この方法の一例としては、例えば、時刻毎の振動値を、所定の時間範囲毎に周波数領域のデータに変換して、固有振動数を算出する方法が考えられるが、これには限定されない
　固有振動数ＤＢ２１３は、固有振動数算出部２１２が算出した、道路３０上の複数の地点のそれぞれの時刻毎の固有振動数が登録されるデータベースである。図６に固有振動数ＤＢ２１３の内容の例を示す。固有振動数ＤＢ２１３に登録されるデータは、複数の地点のそれぞれの固有振動数の時間変化を示す時系列データを示しており、上述した実施の形態１における、複数の地点のそれぞれの固有振動数の時間変化を示す変化パターンに相当する。
　クラスタ決定部２１４は、固有振動数ＤＢ２１３から、道路３０上の複数の地点のそれぞれの固有振動数の時系列データを読み出し、複数の地点間の固有振動数の時系列データの類似度を算出し、類似度が高い地点同士が同一のクラスタに属するように、複数の地点のそれぞれのクラスタを決定する。
　ただし、クラスタの決定方法は、これには限定されない。例えば、ユーザが、地理情報や設計情報等の事前知識に基づき、地点間の類似性を判断でき、複数の地点のそれぞれのクラスタを判断できる場合がある。そのため、ユーザが複数の地点のそれぞれのクラスタを指示し、クラスタ決定部２１４が、ユーザからの指示に基づき、複数の地点のそれぞれのクラスタを決定しても良い。
　クラスタＤＢ２１５は、クラスタ決定部２１４が決定したクラスタ結果、すなわち、道路３０上の複数の地点のそれぞれのクラスタが登録されるデータベースである。図７にクラスタＤＢ２１５の内容の例を示す。
　固有振動数補正部２１６は、クラスタＤＢ２１５から、クラスタ結果を読み出し、道路３０上の複数の地点のうちの解析対象の地点が属するクラスタを特定すると共に、特定したクラスタに属する１つ以上の地点を確認する。
　また、固有振動数補正部２１６は、固有振動数ＤＢ２１３から、上記で特定したクラスタに属する１つ以上の地点のそれぞれの固有振動数の時系列データを読み出し、読み出した時系列データに共通する共通時系列データを算出する。この共通時系列データは、上述した実施の形態１における、特定したクラスタに属する１つ以上の地点のそれぞれの固有振動数の変化パターンに共通する共通パターンに相当する。
　さらに、固有振動数補正部２１６は、上記で算出した共通時系列データに基づき、解析対象の地点の固有振動数の時系列データを補正する。
　ここで、図８を参照して、固有振動数補正部２１６における、共通時系列データを算出する動作及び解析対象の地点の固有振動数の時系列データを補正する動作の例について、具体的に説明する。なお、図８は、解析対象の地点が属するクラスタに、３つの地点が属している例を示している。
　図８に示されるように、まず、固有振動数補正部２１６は、３つの地点のそれぞれの固有振動数の時系列データを時間微分し、３つの地点のそれぞれの固有振動数の時間変化率の時系列データを求める。
　そして、固有振動数補正部２１６は、３つの地点の固有振動数の時間変化率の時系列データの平均値を求め、求めた平均値を共通時系列データとする。ただし、共通時系列データの算出方法は、これには限定されない。図８に示される３つの地点は、固有振動数の時系列データの類似度が高いため、固有振動数の時間変化率の時系列データも類似している。そのため、固有振動数補正部２１６は、例えば、３つの地点のうちいずれかの地点の固有振動数の時間変化率の時系列データを共通時系列データとしても良い。
　そして、固有振動数補正部２１６は、上記で算出した共通時系列データに基づき、３つの地点のうち解析対象の地点の固有振動数の時系列データを補正する。この補正後の時系列データは、解析対象の地点の周囲条件の影響が排除され、解析対象の地点の劣化状態に依存した、固有振動数の時系列データとなる。なお、図８では、説明の便宜のため、３つの地点の全てについて、固有振動数の時系列データを補正しているが、この補正は、解析対象の地点のみについて行えば良い。
　劣化検出部２１７は、固有振動数補正部２１６が補正した、解析対象の地点の固有振動数の補正後の時系列データに基づき、解析対象の地点の劣化及び劣化の予兆を検出する。
　ここで、図９及び図１０を参照して、劣化検出部２１７における、解析対象の地点の劣化及び劣化の予兆を検出する動作の例について、具体的に説明する。
　まず、図９を参照して、道路３０にポットホールが発生するメカニズムの例について説明する。
　図９に示されるように、道路３０は、路盤３２上にアスファルト舗装層３１が形成された構造になっている（図９（ａ））。アスファルト舗装層３１は、交通荷重等の影響を受けて、経年劣化によりひび割れが発生し、ひび割れ部３１１が形成される（図９（ｂ））。すると、降雨時に、ひび割れ部３１１から路盤３２に雨水Ｗが浸透する（図９（ｃ））。この状態で交通荷重を受けると、路盤３２に浸透した雨水Ｗと共に、路盤３２の細粒分が路面に噴き出すホッピング現象が発生し、アスファルト舗装層３１の下に空洞が発生する（図９（ｄ））。この状態で交通荷重を受けると、アスファルト舗装層３１は、空洞があるために損傷が進行し、細分化する。すると、降雨時に、車両のタイヤと、細分化したアスファルト舗装層３１と、が密着し、細分化したアスファルト舗装層３１が路面に飛び出す。その結果、ポットホール３１２が発生する（図９（ｅ））。
　続いて、図１０を参照して、ポットホール３１２が発生した地点の固有振動数の補正後の時系列データの例について説明する。
　図１０に示されるように、道路３０上の地点は、劣化により固有振動数が徐々に低下する。
　時刻領域Ｔ１は、アスファルト舗装層３１にひび割れが発生する前の段階であり、固有振動数に大きな変化は見られない。
　時刻領域Ｔ２では、経年劣化によりアスファルト舗装層３１にひび割れが発生し、固有振動数が大きく低下する（ａ点）。
　時刻領域Ｔ３では、降雨時に、ひび割れ部３１１から路盤３２に雨水が浸透し、固有振動数が一時的に大きく低下する（ｂ点）。その後、ホッピング現象によりアスファルト舗装層３１の下に空洞が発生する。このとき、ホッピング現象の前後で固有振動数は変化するが、元の固有周波数には戻らない（ｃ点）。以降、再度ｂ点及びｃ点が現れ、空洞が拡大する。
　時刻領域Ｔ４では、ポットホール３１２が発生し、固有振動数が大きく低下する（ｄ点）。
　劣化検出部２１７は、道路３０上の解析対象の地点の劣化及び劣化の予兆を検出する場合、解析対象の地点の固有振動数の補正後の時系列データを参照する。そして、劣化検出部２１７は、時系列データにおいて、例えば、図１０の時刻領域Ｔ４のｄ点に相当する点を検出した場合は、解析対象の地点は劣化していると判断することができる。また、劣化検出部２１７は、時系列データにおいて、図１０の時刻領域Ｔ２のａ点、時刻領域Ｔ３のｂ点、又は、時刻領域Ｔ３のｃ点のいずれかに相当する点を検出した場合は、解析対象の地点は劣化の予兆があると判断することができる。
　また、劣化検出部２１７は、解析対象の地点が劣化している又は劣化の予兆があると判断した場合、アラートを報知しても良い。アラートの報知先は、例えば、道路３０を監視する交通管制センターに設置された端末等で良い。また、アラートの報知方法は、例えば、報知先の端末のディスプレイやモニタ等にＧＵＩ（Graphical User Interface）画面を表示する方法でも良いし、報知先の端末のスピーカからメッセージを音声出力する方法でも良い。
　続いて、本実施の形態２に係る構造物劣化検出システムの動作について説明する。
　まず、図１１を参照して、道路３０上の複数の地点のそれぞれのクラスタを決定する動作の流れの例について説明する。また、図１２に、図１１の動作時に、構造物劣化検出装置２０Ａ内の構成要素間でやり取りされる情報の例を示す。なお、図１２において、構成要素間の接続線のうち情報のやり取りが行われる接続線は実線で示され、その他の接続線は破線で示されている（図１４において同じ）。
　図１１に示されるように、まず、固有振動数算出部２１２は、受信部２０１が受信した戻り光から、道路３０上の複数の地点のそれぞれの時刻毎の振動値を収集する（ステップＳ２０１）。
　続いて、固有振動数算出部２１２は、複数の地点のそれぞれの時刻毎の振動値に基づき、複数の地点のそれぞれの時刻毎の固有振動数を算出し、その算出結果を固有振動数ＤＢ２１３に登録する（ステップＳ２０２）。このときの固有振動数ＤＢ２１３の内容の例は、図６に示した通りである。また、固有振動数ＤＢ２１３に登録されたデータは、複数の地点のそれぞれの固有振動数の時間変化を示す時系列データを示している。
　続いて、クラスタ決定部２１４は、固有振動数ＤＢ２１３から、道路３０上の複数の地点のそれぞれの固有振動数の時系列データを読み出し、複数の地点間の固有振動数の時系列データの類似度を算出する（ステップＳ２０３）。
　続いて、クラスタ決定部２１４は、類似度が高い地点同士が同一のクラスタに属するように、複数の地点のそれぞれのクラスタを決定し（ステップＳ２０４）、決定したクラスタ結果をクラスタＤＢ２１５に登録する（ステップＳ２０５）。このときのクラスタＤＢ２１５の内容の例は、図７に示した通りである。
　続いて、図１３を参照して、道路３０上の解析対象の地点の劣化及び劣化の予兆を検出する動作の流れの例について説明する。また、図１４に、図１３の動作時に、構造物劣化検出装置２０Ａ内の構成要素間でやり取りされる情報の例を示す。また、ここでは、道路３０上の解析対象の地点が地点Ａであるものとする。
　図１３に示されるように、まず、図１１のステップＳ２０１，Ｓ２０２と同様のステップＳ３０１，Ｓ３０２が行われる。
　続いて、固有振動数補正部２１６は、クラスタＤＢ２１５から、クラスタ結果を読み出し、道路３０上の解析対象の地点Ａが属するクラスタ（ここでは、クラスタＸ）を特定すると共に、特定したクラスタＸに属する１つ以上の地点を確認する（ステップＳ３０３）。
　続いて、固有振動数補正部２１６は、固有振動数ＤＢ２１３から、上記で特定したクラスタＸに属する１つ以上の地点のそれぞれの固有振動数の時系列データを読み出し、読み出した時系列データに共通する共通時系列データを算出する（ステップＳ３０４）。
　続いて、固有振動数補正部２１６は、上記で算出した共通時系列データに基づき、解析対象の地点Ａの固有振動数の時系列データを補正する（ステップＳ３０５）。
　その後、劣化検出部２１７は、固有振動数補正部２１６が補正した、解析対象の地点Ａの固有振動数の補正後の時系列データに基づき、解析対象の地点Ａの劣化及び劣化の予兆を検出する（ステップＳ３０６）。
　上述したように本実施の形態２によれば、固有振動数算出部２１２は、道路３０上の複数の地点のそれぞれの時刻毎の振動値に基づき、複数の地点のそれぞれの時刻毎の固有振動数を算出し、複数の地点のそれぞれの固有振動数の時系列データを生成する。クラスタ決定部２１４は、類似度が高い地点同士が同一のクラスタに属するように、複数の地点のそれぞれのクラスタを決定する。固有振動数補正部２１６は、道路３０上の解析対象の地点が属するクラスタを特定し、特定したクラスタに属する１つ以上の地点のそれぞれの固有振動数の時系列データに共通する共通時系列データを算出し、算出した共通時系列データに基づき、解析対象の地点の固有振動数の時系列データを補正する。劣化検出部２１７は、解析対象の地点の固有振動数の補正後の時系列データに基づき、解析対象の地点の劣化及び劣化の予兆を検出する。そのため、道路３０の劣化状態を検出するには、センシング用光ファイバ１０があれば良く、特許文献１のように、専用の探査車が道路３０を走行する必要がない。従って、道路３０の劣化状態を安価に検出することができる。
　その他の効果は、上述した実施の形態１と同様である。
＜実施の形態１，２に係る構造物劣化検出装置のハードウェア構成＞
　続いて、図１５を参照して、上述した実施の形態１，２に係る構造物劣化検出装置２０，２０Ａを実現するコンピュータ４０のハードウェア構成について説明する。
　図１５に示されるように、コンピュータ４０は、プロセッサ４０１、メモリ４０２、ストレージ４０３、入出力インタフェース（入出力Ｉ／Ｆ）４０４、及び通信インタフェース（通信Ｉ／Ｆ）４０５等を備える。プロセッサ４０１、メモリ４０２、ストレージ４０３、入出力インタフェース４０４、及び通信インタフェース４０５は、相互にデータを送受信するためのデータ伝送路で接続されている。
　プロセッサ４０１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等の演算処理装置である。メモリ４０２は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）等のメモリである。ストレージ４０３は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、またはメモリカード等の記憶装置である。また、ストレージ４０３は、ＲＡＭやＲＯＭ等のメモリであっても良い。
　ストレージ４０３は、構造物劣化検出装置２０，２０Ａが備える構成要素の機能を実現するプログラムを記憶している。プロセッサ４０１は、これら各プログラムを実行することで、構造物劣化検出装置２０，２０Ａが備える構成要素の機能をそれぞれ実現する。ここで、プロセッサ４０１は、上記各プログラムを実行する際、これらのプログラムをメモリ４０２上に読み出してから実行しても良いし、メモリ４０２上に読み出さずに実行しても良い。また、メモリ４０２やストレージ４０３は、構造物劣化検出装置２０，２０Ａが備える構成要素が保持する情報やデータを記憶する役割も果たす。
　また、上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータ（コンピュータ４０を含む）に供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc-ROM）、ＣＤ－Ｒ（CD-Recordable）、ＣＤ－Ｒ／Ｗ（CD-ReWritable）、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭを含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されても良い。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
　入出力インタフェース４０４は、表示装置４０４１、入力装置４０４２、音出力装置４０４３等と接続される。表示装置４０４１は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、モニタのような、プロセッサ４０１により処理された描画データに対応する画面を表示する装置である。入力装置４０４２は、オペレータの操作入力を受け付ける装置であり、例えば、キーボード、マウス、及びタッチセンサ等である。表示装置４０４１及び入力装置４０４２は一体化され、タッチパネルとして実現されていても良い。音出力装置４０４３は、スピーカのような、プロセッサ４０１により処理された音響データに対応する音を音響出力する装置である。
　通信インタフェース４０５は、外部の装置との間でデータを送受信する。例えば、通信インタフェース４０５は、有線通信路または無線通信路を介して外部装置と通信する。
　以上、実施の形態を参照して本開示を説明したが、本開示は上述した実施の形態に限定されるものではない。本開示の構成や詳細には、本開示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。
　例えば、上述した実施の形態１，２では、構造物劣化検出装置２０，２０Ａに複数の構成要素が設けられているが、これには限定されない。構造物劣化検出装置２０，２０Ａに設けられていた構成要素は、１つの装置に設けることには限定されず、複数の装置に分散して設けられていても良い。
　また、上述した実施の形態１，２では、解析対象の構造物が道路３０である場合を例に挙げて説明したが、これには限定されない。解析対象の構造物は、橋梁、トンネル、配管、ダム等であっても良い。
　また、上記の実施の形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
　　　（付記１）
　構造物に敷設されたセンシング用光ファイバと、
　前記センシング用光ファイバが検知した振動情報を受信する受信部と、
　前記振動情報に基づき、前記構造物の複数の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンを特定する特定部と、
　前記複数の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンに基づき、前記複数の地点のうち少なくとも１つの地点の劣化状態を解析する解析部と、
　を備える、構造物劣化検出システム。
　　　（付記２）
　前記解析部は、
　前記複数の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンに共通する共通パターンを特定し、
　前記複数の地点のうち解析対象の地点の振動特性の変化パターンと、前記共通パターンと、に基づき、前記解析対象の地点の劣化状態を解析する、
　付記１に記載の構造物劣化検出システム。
　　　（付記３）
　前記解析部は、
　前記複数の地点のそれぞれのクラスタを決定し、
　前記複数の地点のうち解析対象の地点が属するクラスタを特定し、特定したクラスタに属する１つ以上の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンに共通する共通パターンを特定し、
　前記解析対象の地点の振動特性の変化パターンと、前記解析対象の地点が属するクラスタの前記共通パターンと、に基づき、前記解析対象の地点の劣化状態を解析する、
　付記１に記載の構造物劣化検出システム。
　　　（付記４）
　前記解析部は、
　前記複数の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンに基づき、振動特性の変化パターンが類似する地点同士が同一のクラスタに属するように、前記複数の地点のそれぞれのクラスタを決定する、
　付記３に記載の構造物劣化検出システム。
　　　（付記５）
　前記解析部は、
　前記共通パターンに基づき、前記解析対象の地点の振動特性の変化パターンを補正し、
　前記解析対象の地点の振動特性の補正後の変化パターンに基づき、前記解析対象の地点の劣化状態を解析する、
　付記２から４のいずれか１項に記載の構造物劣化検出システム。
　　　（付記６）
　前記解析部は、
　前記複数の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンに基づき、前記複数の地点のうち少なくとも１つの地点の劣化の予兆を検出する、
　付記１から５のいずれか１項に記載の構造物劣化検出システム。
　　　（付記７）
　前記振動特性の変化パターンは、前記振動特性の時間変化を示す変化パターンである、
　付記１から６のいずれか１項に記載の構造物劣化検出システム。
　　　（付記８）
　前記振動特性は、固有振動数である、
　付記１から７のいずれか１項に記載の構造物劣化検出システム。
　　　（付記９）
　構造物劣化検出システムによる構造物劣化検出方法であって、
　構造物に敷設されたセンシング用光ファイバが検知した振動情報を受信する受信ステップと、
　前記振動情報に基づき、前記構造物の複数の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンを特定する特定ステップと、
　前記複数の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンに基づき、前記複数の地点のうち少なくとも１つの地点の劣化状態を解析する解析ステップと、
　を含む、構造物劣化検出方法。
　　　（付記１０）
　前記解析ステップでは、
　前記複数の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンに共通する共通パターンを特定し、
　前記複数の地点のうち解析対象の地点の振動特性の変化パターンと、前記共通パターンと、に基づき、前記解析対象の地点の劣化状態を解析する、
　付記９に記載の構造物劣化検出方法。
　　　（付記１１）
　前記解析ステップでは、
　前記複数の地点のそれぞれのクラスタを決定し、
　前記複数の地点のうち解析対象の地点が属するクラスタを特定し、特定したクラスタに属する１つ以上の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンに共通する共通パターンを特定し、
　前記解析対象の地点の振動特性の変化パターンと、前記解析対象の地点が属するクラスタの前記共通パターンと、に基づき、前記解析対象の地点の劣化状態を解析する、
　付記９に記載の構造物劣化検出方法。
　　　（付記１２）
　前記解析ステップでは、
　前記複数の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンに基づき、振動特性の変化パターンが類似する地点同士が同一のクラスタに属するように、前記複数の地点のそれぞれのクラスタを決定する、
　付記１１に記載の構造物劣化検出方法。
　　　（付記１３）
　前記解析ステップでは、
　前記共通パターンに基づき、前記解析対象の地点の振動特性の変化パターンを補正し、
　前記解析対象の地点の振動特性の補正後の変化パターンに基づき、前記解析対象の地点の劣化状態を解析する、
　付記１０から１２のいずれか１項に記載の構造物劣化検出方法。
　　　（付記１４）
　前記解析ステップでは、
　前記複数の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンに基づき、前記複数の地点のうち少なくとも１つの地点の劣化の予兆を検出する、
　付記９から１３のいずれか１項に記載の構造物劣化検出方法。
　　　（付記１５）
　前記振動特性の変化パターンは、前記振動特性の時間変化を示す変化パターンである、
　付記９から１４のいずれか１項に記載の構造物劣化検出方法。
　　　（付記１６）
　前記振動特性は、固有振動数である、
　付記９から１５のいずれか１項に記載の構造物劣化検出方法。
　　　（付記１７）
　構造物に敷設されたセンシング用光ファイバが検知した振動情報を受信する受信部と、
　前記振動情報に基づき、前記構造物の複数の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンを特定する特定部と、
　前記複数の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンに基づき、前記複数の地点のうち少なくとも１つの地点の劣化状態を解析する解析部と、
　を備える、構造物劣化検出装置。
　１０　センシング用光ファイバ
　２０，２０Ａ　構造物劣化検出装置
　２０１　受信部
　２０２　特定部
　２０３　解析部
　２１１　受信部
　２１２　固有振動数算出部
　２１３　固有振動数ＤＢ
　２１４　クラスタ決定部
　２１５　クラスタＤＢ
　２１６　固有振動数補正部
　２１７　劣化検出部
　３０　道路
　３１　アスファルト舗装層
　３１１　ひび割れ部
　３１２　ポットホール
　３２　路盤
　Ｗ　雨水
　４０　コンピュータ
　４０１　プロセッサ
　４０２　メモリ
　４０３　ストレージ
　４０４　入出力インタフェース
　４０４１　表示装置
　４０４２　入力装置
　４０４３　音出力装置
　４０５　通信インタフェース

Claims (17)

  1. 　構造物に敷設されたセンシング用光ファイバと、
    　前記センシング用光ファイバが検知した振動情報を受信する受信部と、
    　前記振動情報に基づき、前記構造物の複数の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンを特定する特定部と、
    　前記複数の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンに基づき、前記複数の地点のうち少なくとも１つの地点の劣化状態を解析する解析部と、
    　を備える、構造物劣化検出システム。
  2. 　前記解析部は、
    　前記複数の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンに共通する共通パターンを特定し、
    　前記複数の地点のうち解析対象の地点の振動特性の変化パターンと、前記共通パターンと、に基づき、前記解析対象の地点の劣化状態を解析する、
    　請求項１に記載の構造物劣化検出システム。
  3. 　前記解析部は、
    　前記複数の地点のそれぞれのクラスタを決定し、
    　前記複数の地点のうち解析対象の地点が属するクラスタを特定し、特定したクラスタに属する１つ以上の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンに共通する共通パターンを特定し、
    　前記解析対象の地点の振動特性の変化パターンと、前記解析対象の地点が属するクラスタの前記共通パターンと、に基づき、前記解析対象の地点の劣化状態を解析する、
    　請求項１に記載の構造物劣化検出システム。
  4. 　前記解析部は、
    　前記複数の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンに基づき、振動特性の変化パターンが類似する地点同士が同一のクラスタに属するように、前記複数の地点のそれぞれのクラスタを決定する、
    　請求項３に記載の構造物劣化検出システム。
  5. 　前記解析部は、
    　前記共通パターンに基づき、前記解析対象の地点の振動特性の変化パターンを補正し、
    　前記解析対象の地点の振動特性の補正後の変化パターンに基づき、前記解析対象の地点の劣化状態を解析する、
    　請求項２から４のいずれか１項に記載の構造物劣化検出システム。
  6. 　前記解析部は、
    　前記複数の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンに基づき、前記複数の地点のうち少なくとも１つの地点の劣化の予兆を検出する、
    　請求項１から５のいずれか１項に記載の構造物劣化検出システム。
  7. 　前記振動特性の変化パターンは、前記振動特性の時間変化を示す変化パターンである、
    　請求項１から６のいずれか１項に記載の構造物劣化検出システム。
  8. 　前記振動特性は、固有振動数である、
    　請求項１から７のいずれか１項に記載の構造物劣化検出システム。
  9. 　構造物劣化検出システムによる構造物劣化検出方法であって、
    　構造物に敷設されたセンシング用光ファイバが検知した振動情報を受信する受信ステップと、
    　前記振動情報に基づき、前記構造物の複数の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンを特定する特定ステップと、
    　前記複数の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンに基づき、前記複数の地点のうち少なくとも１つの地点の劣化状態を解析する解析ステップと、
    　を含む、構造物劣化検出方法。
  10. 　前記解析ステップでは、
    　前記複数の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンに共通する共通パターンを特定し、
    　前記複数の地点のうち解析対象の地点の振動特性の変化パターンと、前記共通パターンと、に基づき、前記解析対象の地点の劣化状態を解析する、
    　請求項９に記載の構造物劣化検出方法。
  11. 　前記解析ステップでは、
    　前記複数の地点のそれぞれのクラスタを決定し、
    　前記複数の地点のうち解析対象の地点が属するクラスタを特定し、特定したクラスタに属する１つ以上の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンに共通する共通パターンを特定し、
    　前記解析対象の地点の振動特性の変化パターンと、前記解析対象の地点が属するクラスタの前記共通パターンと、に基づき、前記解析対象の地点の劣化状態を解析する、
    　請求項９に記載の構造物劣化検出方法。
  12. 　前記解析ステップでは、
    　前記複数の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンに基づき、振動特性の変化パターンが類似する地点同士が同一のクラスタに属するように、前記複数の地点のそれぞれのクラスタを決定する、
    　請求項１１に記載の構造物劣化検出方法。
  13. 　前記解析ステップでは、
    　前記共通パターンに基づき、前記解析対象の地点の振動特性の変化パターンを補正し、
    　前記解析対象の地点の振動特性の補正後の変化パターンに基づき、前記解析対象の地点の劣化状態を解析する、
    　請求項１０から１２のいずれか１項に記載の構造物劣化検出方法。
  14. 　前記解析ステップでは、
    　前記複数の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンに基づき、前記複数の地点のうち少なくとも１つの地点の劣化の予兆を検出する、
    　請求項９から１３のいずれか１項に記載の構造物劣化検出方法。
  15. 　前記振動特性の変化パターンは、前記振動特性の時間変化を示す変化パターンである、
    　請求項９から１４のいずれか１項に記載の構造物劣化検出方法。
  16. 　前記振動特性は、固有振動数である、
    　請求項９から１５のいずれか１項に記載の構造物劣化検出方法。
  17. 　構造物に敷設されたセンシング用光ファイバが検知した振動情報を受信する受信部と、
    　前記振動情報に基づき、前記構造物の複数の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンを特定する特定部と、
    　前記複数の地点のそれぞれの振動特性の変化パターンに基づき、前記複数の地点のうち少なくとも１つの地点の劣化状態を解析する解析部と、
    　を備える、構造物劣化検出装置。
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