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公開番号2024080582
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-13
出願番号2023120010
出願日2023-07-24
発明の名称加速度記録同期方法及び加速度記録同期プログラム
出願人株式会社フジタ
代理人個人,個人,個人
主分類G01V 1/36 20060101AFI20240606BHJP(測定;試験)
要約【課題】複数の加速度計による記録を適切に同期させる技術の提供。
【解決手段】CPU2は、2つの加速度計により地震が発生した時間帯に記録された絶対加速度をそれぞれ2階積分して各加速度計の絶対変位を算出し(S1)、絶対加速度が記録された時刻の差に応じたステップ数を変数とする相関関数を算出した上で(S2)、ステップ数0の付近で相関関数がピーク値をとるステップ数を、2つの加速度計における内部時刻のずれに対応する「ずれステップ」として特定し(S3)、ずれステップに絶対加速度の記録間隔を乗じて内部時刻のずれ幅を特定し(S4)、一方の加速度計による記録の時刻をずれ幅に応じて補正することで、他方の加速度計による記録に同期させる(S5)。絶対変位の相関関数においては0付近で相関が高くなる箇所が1つしかないため、ずれステップを一意に特定することができ、これに基づいて内部時刻のずれ幅を正確に特定することができる。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
同一の建造物に配置された２つの加速度計により地震が発生した時間帯に記録された絶対加速度をそれぞれ２階積分し、各加速度計が配置された位置における絶対変位を算出する絶対変位算出工程と、
算出された前記絶対変位に関し、前記絶対加速度が前記２つの加速度計により記録された時刻の差に応じたステップ数を変数とする相関関数を算出する相関関数算出工程と、
前記相関関数がステップ数０に直近してピーク値をとるステップ数を特定し、当該ステップ数に記録時間間隔を乗じることにより、前記２つの加速度計における時刻のずれ幅を特定するずれ幅特定工程と
を含む加速度記録同期方法。
続きを表示（約 740 文字）【請求項２】
請求項１に記載の加速度記録同期方法において、
特定された前記時刻のずれ幅に基づいて、前記２つの加速度計による絶対加速度の記録を同期させる記録同期工程をさらに含むことを特徴とする加速度記録同期方法。
【請求項３】
請求項２に記載の加速度記録同期方法において、
前記建造物の高さが所定の高さ以上である場合に、前記記録同期工程にて同期された加速度計による記録の時刻に対し、当該加速度計が設置されている高さを踏まえて地震の高さ方向の伝達時間分を調整する伝達時間調整工程をさらに含むことを特徴とする加速度記録同期方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の加速度記録同期方法において、
前記絶対変位算出工程では、
前記建造物における相互に近接する位置に配置された前記２つの加速度計について、前記絶対変位を算出することを特徴とする加速度記録同期方法。
【請求項５】
コンピュータに、
同一の建造物に配置された２つの加速度計により地震が発生した時間帯に記録された絶対加速度をそれぞれ２階積分し、各加速度計が配置された位置における絶対変位を算出する絶対変位算出手順と、
算出された前記絶対変位に関し、前記絶対加速度が前記２つの加速度計により記録された時刻の差に応じたステップ数を変数とする相関関数を算出する相関関数算出手順と、
前記相関関数がステップ数０に直近してピーク値をとるステップ数を特定し、当該ステップ数に記録時間間隔を乗じることにより、前記２つの加速度計における時刻のずれ幅を特定するずれ幅特定手順と
を実行させる加速度記録同期プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の加速度計によりなされた記録を同期する方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、構造ヘルスモニタリングの一環として、建物に複数の加速度計を設置してそれらの記録を解析し、その結果から建物の健全性を評価することが一般的に実施されている。加速度計は自身が観測した加速度を内蔵された時計が示す時刻（以下、「内部時刻」と称する。）とともに記録するが、時間の経過とともに複数の加速度計の間で内部時刻のずれが生じるため、何らかの方法により内部時刻又は記録されたデータを同期する必要がある。有線型の加速度計の場合には、コンピュータ等の収録装置と各加速度計とを接続して収録装置から各加速度計の内部時刻を同期させることが容易であるが、無線型の加速度計の場合には、無線通信に特有の事情等を鑑みると、別の方法により同期を実現することが望ましい。
【０００３】
ここで、建築構造物の互いに異なる位置に設置された複数の地震計により観測された地震記録データの立ち上がり部分波形を抽出し、その時間軸を相対的にずらしながら加震方向、加震直角方向、および鉛直方向のそれぞれにおいて振動波形データ間の相関を求め、その相関が最も強くなったときの時間軸のずれ量を求めることにより、地震記録データ間の時刻同期を取る方法が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００７－３２７８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した先行技術において実験で入力された地震動は、主要動に対応する水平方向成分の振動のみであり、初期微動に対応する鉛直方向成分の振動は入力されていない。すなわち、この先行技術において実験で記録された振動波形は、いわば初期微動がなく突然に主要動が起きた場合の波形であることから、立ち上がり部分の判定が比較的容易であり、結果として立ち上がり部分波形を抽出することができている。
【０００６】
しかしながら、実際の地震においては、Ｐ波が到達して初期微動が起きた後にＳ波が到到達して主要動が起こるため、初期微動から主要動への立ち上がり部分（Ｐ波とＳ波との境界点）を記録された振動波形から抽出することが困難である。また、上記の先行技術において実際の地震発生時に立ち上がり部分を目視により判断するとしても、どこを立ち上がり部分と捉えるかにより求める相関の結果に影響を及ぼす虞がある。
【０００７】
また、主要動の発生前（初期微動の継続中）には振動波形が細かくギザギザとした態様となって表れることから、上記の先行技術において時間軸を相対的にずらしながら振動波形の相関を求めても、短い時間内に相関のピークが複数発生するため、いずれのピークが時刻のずれ幅に対応しているのか（どのピークを採用すれば波形の記録時刻を正しく同期させることができるのか）を特定することが困難である。こうした背景から、時刻のずれ幅を一意に特定して記録を適切に同期させる手法が求められている。
【０００８】
そこで、本発明は、複数の加速度計による記録を適切に同期させる技術の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明は以下の加速度記録同期方法を採用する。なお、以下の括弧書中の文言はあくまで例示であり、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１０】
すなわち、本発明の加速度記録同期方法においては、同一の建造物に配置された２つの加速度計により地震が発生した時間帯に記録された絶対加速度をそれぞれ２階積分し、各加速度計が配置された位置における絶対変位を算出し（絶対変位算出工程）、算出された絶対変位に関し、絶対加速度が２つの加速度計により記録された時刻の差に応じたステップ数を変数とする相関関数を算出し（相関関数算出工程）、相関関数がステップ数０に直近してピーク値をとるステップ数を特定し、当該ステップ数に記録時間間隔を乗じることにより、２つの加速度計における時刻のずれ幅を特定する（ずれ幅特定工程）。その上で、特定された時刻のずれ幅に基づいて、２つの加速度計による絶対加速度の記録を同期させる（記録同期工程）。
（【００１１】以降は省略されています）

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